機(jī)電傳動(dòng)控制課后習(xí)題答案1..

1、word格式文檔習(xí)題與思考題第二章 機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)2.1 說(shuō)明機(jī)電傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程中的拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩，靜態(tài)轉(zhuǎn)矩和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩。 拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩是有電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生用來(lái)克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩，以帶動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的。 靜態(tài)轉(zhuǎn)矩就是由生產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩是拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩減去靜態(tài)轉(zhuǎn)矩。2.2 從運(yùn)動(dòng)方程式怎樣看出系統(tǒng)是處于加速，減速，穩(wěn)態(tài)的和靜態(tài)的工作狀態(tài)。 tm-tl>0說(shuō)明系統(tǒng)處于加速，tm-tl<0 說(shuō)明系統(tǒng)處于減速，tm-tl=0說(shuō)明系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)（即靜態(tài)）的工作狀態(tài)。2.3 試列出以下幾種情況下（見(jiàn)題2.3圖）系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式，并說(shuō)明系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是加速，減速，還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)

2、際作用方向）tm tl tm tl n tm=tl tm< tltm-tl>0說(shuō)明系統(tǒng)處于加速。 tm-tl<0 說(shuō)明系統(tǒng)處于減速 tm tl tm tl tm> tl tm> tl系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是減速 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是加速tm tl tm tl tm= tl tm= tl系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是減速 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是勻速2.7 如圖2.3（a）所示，電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量jm=2.5kgm2, 轉(zhuǎn)速nm=900r/min; 中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量jl=16kgm2,轉(zhuǎn)速nl=60 r/min。試求折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效專慣量。 折算到電動(dòng)機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:j=nm/n1

3、=900/300=3 ,j1=nm/nl=15j=jm+j1/j2+ jl/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2 . 2.8 如圖2.3（b）所示，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速nm=950 r/min，齒輪減速箱的傳動(dòng)比j1= j2=4，卷筒直徑d=0.24m,滑輪的減速比j3=2，起重負(fù)荷力 f=100n,電動(dòng)機(jī)的費(fèi)輪轉(zhuǎn)距gd2m=1.05n m2, 齒輪，滑輪和卷筒總的傳動(dòng)效率為0.83。試球體勝速度v和折算到電動(dòng)機(jī)軸上的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩t l 以及折算到電動(dòng)機(jī)軸上整個(gè)拖動(dòng)系統(tǒng)的飛輪慣量gd2z.。 m=3.14*2n/60=99.43 rad/s.提升重物的軸上的角速度=m/j1j2j3=99.

4、43/4*4*2=3.11rad/sv=d/2=0.24/2*3.11=0.373m/stl=9.55fv/cnm=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45nmgd2z=gdm2+ gdl2/jl2 =1.25*1.05+100*0.242/322 =1.318nm22.11 在題2.11圖中，曲線1和2分別為電動(dòng)機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性，試判斷哪些是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn)？哪些不是？交點(diǎn)是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn). 交點(diǎn)是系統(tǒng)的平衡點(diǎn) 交點(diǎn)是系統(tǒng)的平衡 交點(diǎn)不是系統(tǒng)的平衡點(diǎn) 交點(diǎn)是系統(tǒng)的平衡點(diǎn) 第三章3.10一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：pn=6.5kw,u n=220v, i n=34.4

5、a, n n=1500r/min, ra =0.242,試計(jì)算出此電動(dòng)機(jī)的如下特性： 固有機(jī)械特性；電樞服加電阻分別為3和5時(shí)的人為機(jī)械特性；電樞電壓為u n/2時(shí)的人為機(jī)械特性； 磁通=0.8n時(shí)的人為機(jī)械特性；并繪出上述特性的圖形。 n0=unnn/(un-inra) =220*1500/220-34.4*0.242 = 1559r/mintn=9.55pn/nn=9.55*6500/1500=41.38nm n=u/ke-(ra+rad)t/kekt2 = u/ke-(ra+rad)t/9.55ke22當(dāng)3 n=854r/min當(dāng)5 n=311 r/min n= u/ke-rat/9.5

6、5ke22當(dāng)un=0.5un時(shí) n=732 r/min n0=unnn/2(un-inra) =780 r/min n= u/0.8ke-rat/9.55ke220.82 當(dāng)=0.8時(shí)n=1517 r/min n0=unnn/0.8ke =1964 r/min3.15 一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：pn=2.2kw,un=uf=110v,nn=1500r/min, n=0.8,ra=0.4, rf=82.7 。試求： 額定電樞電流ian; 額定勵(lì)磁電流ifn; 勵(lì)磁功率pf; 額定轉(zhuǎn)矩tn; 額定電流時(shí)的反電勢(shì)； 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流； 如果要是啟動(dòng)電流不超過(guò)額定電流的2倍，求啟動(dòng)電阻為

7、多少歐？此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩又為多少？ pn=uniann2200=110*ian*0.8 ian=25a uf= rfifn ifn=110/82.7 =1.33a pf= ufifn =146.3w額定轉(zhuǎn)矩tn=9.55 pn/ nn =14nm 額定電流時(shí)的反電勢(shì)en=un-inra=110v-0.4*25=100v 直接啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流ist=un/ra =110/0.4 =275a 啟動(dòng)電阻 2in> un/ (ra+rst) rst>1.68 啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 ke=(un-inra)/nn =0.066ia= un/ (ra+rst) t=ktia =52.9a =9.55*0.06

8、6*52.9 =33.34nm3.21 一臺(tái)直流他勵(lì)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)卷?yè)P(yáng)機(jī)構(gòu)，在電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)重物勻速上升時(shí)講電樞電源突然反接，試?yán)脵C(jī)械特性從機(jī)電過(guò)程上說(shuō)明：從反接開(kāi)始到系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間，電動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了幾種運(yùn)行狀態(tài)？最后在什么狀態(tài)下建立系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)？ 各種狀態(tài)下轉(zhuǎn)速變化的機(jī)電過(guò)程怎樣？ 從反接開(kāi)始到系統(tǒng)到達(dá)新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間,電動(dòng)機(jī)經(jīng)歷了電動(dòng)機(jī)正向電動(dòng)狀態(tài),反接制動(dòng)狀態(tài),反向電動(dòng)狀態(tài),穩(wěn)定平衡狀態(tài). 電動(dòng)機(jī)正向電動(dòng)狀態(tài)由a到b特性曲線轉(zhuǎn)變; 反接制動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)速逐漸降低,到達(dá)c時(shí)速度為零, 反向電動(dòng)狀態(tài)由c到f速度逐漸增加. 穩(wěn)定平衡狀態(tài),反向到達(dá)f穩(wěn)定平衡點(diǎn),轉(zhuǎn)速不再變化. 第四章4.

9、6 有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。型號(hào)pn/kwun/v滿載時(shí)ist/intst/tntmax/tnnn/r·min-1 in/a n×100 cosy132s-63 220/380960 12.8/7.2 83 0.756.52.02.0 試求：線電壓為380v時(shí)，三相定子繞組應(yīng)如何接法？ 求n0,p,sn,tn,tst,tmax和ist； 額定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率是多少？ 線電壓為380v時(shí)，三相定子繞組應(yīng)為y型接法. tn=9.55pn/nn=9.55*3000/960=29.8nmtst/ tn=2 tst=2*29.8=59.6 nmtmax/ t

10、n=2.0 tmax=59.6 nmist/in=6.5 ist=46.8a 一般nn=(0.94-0.98)n0 n0=nn/0.96=1000 r/minsn= (n0-nn)/ n0=(1000-960)/1000=0.04p=60f/ n0=60*50/1000=3 =pn/p輸入 p輸入=3/0.83=3.614.11有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下：pn/kwnn/r·min-1un/vn×100cosnist/intst/tntmax/tn接法401470380900.96.51.22.0 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為250n·m時(shí)，試問(wèn)在u=un和u=0.8u

11、n兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？ tn=9.55 pn/ nn=9.55*40000/1470=260nm tst/tn=1.2 tst=312nm tst=kr2u2/（r22+x202） =312 nm 312 nm>250 nm 所以u(píng)=un時(shí) 電動(dòng)機(jī)能啟動(dòng)。當(dāng)u=0.8u時(shí) tst=（0.82）kr2u2/（r22+x202） =0.64*312 =199 nmtst<tl所以電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。 欲采用y-換接啟動(dòng),當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45 tn和0.35 tn兩種情況下, 電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？ tsty=tst/3=1.2* tn /3=0.4 tn當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45 tn時(shí)電動(dòng)機(jī)不

12、能啟動(dòng)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.35 tn時(shí)電動(dòng)機(jī)能啟動(dòng) 若采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，設(shè)降壓比為0.64，求電源線路中通過(guò)的啟動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。in= pn/ unn cosn3 =40000/1.732*380*0.9*0.9 =75aist/in=6.5 ist=487.5a降壓比為0.64時(shí)電流=k2 ist =0.642*487.5=200a電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩t= k2 tst=0.642312=127.8 nm 第五章5.13有一臺(tái)直流伺服電動(dòng)機(jī)，當(dāng)電樞控制電壓uc=110v時(shí),電樞電流ia1=0.05a，轉(zhuǎn)速n1=3000r/min;加負(fù)載后，電樞電流i a2=1a, 轉(zhuǎn)速n2=1500

13、r/min。試做出其機(jī)械特性n=f (t)。 電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為t=bianld/2, 5.14 若直流伺服電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電壓一定，當(dāng)電樞控制電壓uc=100v時(shí)，理想空載轉(zhuǎn)速n0=3000r/min;當(dāng)uc=50v時(shí)，n0等于多少？n0=120uc/nbld 電壓與轉(zhuǎn)速成正比,當(dāng)uc=50v時(shí), n0等于1500 r/min第六章6.7 電磁繼電器與接觸器的區(qū)別主要是什么？ 接觸器是在外界輸入信號(hào)下能夠自動(dòng)接通斷開(kāi)負(fù)載主回路.繼電器主要是傳遞信號(hào),根據(jù)輸入的信號(hào)到達(dá)不同的控制目的.6.16要求三臺(tái)電動(dòng)機(jī)1m、2m、3m按一定順序啟動(dòng)：即1m啟動(dòng)后，2m才能啟動(dòng)；2m啟動(dòng)后3m才能啟動(dòng)；停車時(shí)則

14、同時(shí)停。試設(shè)計(jì)此控制線路。6.16試設(shè)計(jì)一臺(tái)異步電動(dòng)機(jī)的控制線路。要求：能實(shí)現(xiàn)啟停的兩地控制；能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動(dòng)調(diào)整；能實(shí)現(xiàn)單方向的行程保護(hù)；要有短路和長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。8.17 為了限制電調(diào)整時(shí)電動(dòng)機(jī)的沖擊電流，試設(shè)計(jì)它的電氣控制線路。要求正常運(yùn)行時(shí)為直接啟動(dòng)，而點(diǎn)動(dòng)調(diào)整時(shí)需輸入限流電阻。 6.18試設(shè)計(jì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制線路。要求能正反轉(zhuǎn)并能實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。6.20 容量較大的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)時(shí)電流較大，應(yīng)在反接制動(dòng)時(shí)在定子回路中串入電阻，試按轉(zhuǎn)速原則設(shè)計(jì)其控制線路。6.23試設(shè)計(jì)一條自動(dòng)運(yùn)輸線，有兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)， 1m拖動(dòng)運(yùn)輸機(jī)，2m拖動(dòng)寫(xiě)料及。要求：1m先啟動(dòng)后，才允許2m啟動(dòng)；2m先停止，經(jīng)一段

15、時(shí)間后1m蔡自動(dòng)停止，且2m可以單獨(dú)停止；兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均有短路、長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。 6.24 題8.26圖為機(jī)床自動(dòng)間歇潤(rùn)滑的控制線路圖，其中接觸器km為潤(rùn)滑油泵電動(dòng)機(jī)啟停用接觸器（主電路為畫(huà)出），控制線路可使?jié)櫥幸?guī)律地間歇工作。試分析此線路的工作原理，并說(shuō)明開(kāi)關(guān)s和按鈕sb的作用。sb按鈕為人 工的點(diǎn)動(dòng)控制.s自動(dòng)的間歇潤(rùn)滑,按下后km 得電,電動(dòng)機(jī)工作,1kt得電,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,動(dòng)合觸點(diǎn)閉合k得電,同時(shí)km失電,電動(dòng)機(jī)停止工作,2kt得電一段時(shí)間后,動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi),k閉合電動(dòng)機(jī)重新工作.6.25 試設(shè)計(jì)1m和2m兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟，停的控制線路。要求： 1m啟動(dòng)后，2m立即自動(dòng)啟動(dòng)； 1m停止后

16、，延時(shí)一段時(shí)間，2m才自動(dòng)停止； 2m能點(diǎn)動(dòng)調(diào)整工作； 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均有短路，長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。 6.26 試設(shè)計(jì)某機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)控制線路圖。要求： 可正反轉(zhuǎn)，且可反接制動(dòng)； 正轉(zhuǎn)可點(diǎn)動(dòng)，可在兩處控制啟，停； 有短路和長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)； 有安全工作照明及電源信號(hào)燈。6.27 試設(shè)計(jì)一個(gè)工作臺(tái)前進(jìn)退回的控制線路。工作臺(tái)有電動(dòng)機(jī)m拖動(dòng)，行程開(kāi)關(guān)1st,2st分別裝在工作臺(tái)的原位和終點(diǎn)。要求： 能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退停止到原位； 工作臺(tái)前進(jìn)到達(dá)終點(diǎn)后停一下在后退； 工作臺(tái)在前進(jìn)中可以人為地立即后退到原位； 有終端保護(hù). 第七章 7.5 試用plc的一個(gè)8位移位寄存器設(shè)計(jì)循環(huán)移位輸出，具體要求是：(1) 實(shí)現(xiàn)一個(gè)亮

17、燈循環(huán)移位；(2) 實(shí)現(xiàn)兩個(gè)連續(xù)亮燈循環(huán)移位；(3) 實(shí)現(xiàn)一個(gè)亮一個(gè)滅燈循環(huán)移位。7.7 設(shè)計(jì)plc控制汽車拐彎燈的梯形圖。具體要求是：汽車駕駛臺(tái)上有一開(kāi)關(guān)，有三個(gè)位置分別控制左閃燈亮、右閃燈亮和關(guān)燈。 當(dāng)開(kāi)關(guān)扳到s1位置時(shí)，左閃燈亮(要求亮、滅時(shí)間各1s)；當(dāng)開(kāi)關(guān)扳到s2位置時(shí)，右閃燈亮(要求亮、滅時(shí)間各1s)；當(dāng)開(kāi)關(guān)扳到s0位置時(shí)，關(guān)斷左、右閃燈；當(dāng)司機(jī)開(kāi)燈后忘了關(guān)燈，則過(guò)1.5min后自動(dòng)停止閃燈。7.8 試用plc設(shè)計(jì)按行程原則實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的夾緊-正轉(zhuǎn)-放松-反轉(zhuǎn)-回原位的控制。7.9 圖所示為由三斷組成的金屬板傳送帶，電動(dòng)機(jī)1、2、3分別用于驅(qū)動(dòng)三斷傳送帶，傳感器（采用接近開(kāi)關(guān)）1、2

18、、3用來(lái)檢測(cè)金屬板的位置。 當(dāng)金屬板正在傳送帶上傳送時(shí)，其位置由一個(gè)接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)，接近開(kāi)關(guān)安放在兩斷傳送帶相鄰接的地方，一旦金屬板進(jìn)入接近開(kāi)關(guān)的檢測(cè)范圍，可編程序控制器便發(fā)出一個(gè)控制輸出，使下一個(gè)傳送帶的電動(dòng)機(jī)投入工作，當(dāng)金屬板遷出檢測(cè)范圍時(shí)，定時(shí)器開(kāi)始計(jì)時(shí)，在達(dá)到整定時(shí)間時(shí)，上一個(gè)傳送帶電動(dòng)機(jī)便停止運(yùn)行。即只有載有金屬板的傳送帶在運(yùn)轉(zhuǎn)，而未載有金屬板的傳送帶則停止運(yùn)行。這樣就可節(jié)省能源。 試用plc實(shí)現(xiàn)上述要求的自動(dòng)控制。7.10設(shè)計(jì)一條用plc控制的自動(dòng)裝卸線。自動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖如題9.17圖所示。電動(dòng)機(jī)m1驅(qū)動(dòng)裝料機(jī)加料，電動(dòng)機(jī)m2驅(qū)動(dòng)料車升降，電動(dòng)機(jī)m3驅(qū)動(dòng)卸料機(jī)卸料。 裝卸線操作過(guò)程是： 料車在原位，顯示原位狀態(tài)，按啟動(dòng)按鈕，自動(dòng)線開(kāi)始工作； 加料定時(shí)5s，加料結(jié)束； 延時(shí)1s，料車上升； 上升到位，自動(dòng)停止移動(dòng)； 延時(shí)1s ,料車自動(dòng)卸料； 卸料10s,料車復(fù)位并下降； 下降到原位，料自動(dòng)停止移動(dòng).第八章 電力電子學(xué)8.1晶閘管的導(dǎo)通條件是什么？導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流決定于什么？晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄嗟臈l件是什么？阻斷后它所承受的電壓決定于什么？ 晶閘管的導(dǎo)通條件是:(1) 晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓。（2）晶閘管的陽(yáng)