1、精選優質文檔-傾情為你奉上習題與思考題第二章 機電傳動系統的動力學基礎2.1 說明機電傳動系統運動方程中的拖動轉矩，靜態轉矩和動態轉矩。 拖動轉矩是有電動機產生用來克服負載轉矩，以帶動生產機械運動的。 靜態轉矩就是由生產機械產生的負載轉矩。動態轉矩是拖動轉矩減去靜態轉矩。2.2 從運動方程式怎樣看出系統是處于加速，減速，穩態的和靜態的工作狀態。 TM-TL0說明系統處于加速，TM-TL0 說明系統處于減速，TM-TL=0說明系統處于穩態（即靜態）的工作狀態。2.3 試列出以下幾種情況下（見題2.3圖）系統的運動方程式，并說明系統的運動狀態是加速，減速，還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉矩的實際作用

2、方向）TM TL TM TL N TM=TL TM0說明系統處于加速。 TM-TL TL TM TL系統的運動狀態是減速 系統的運動狀態是加速TM TL TM TL TM= TL TM= TL系統的運動狀態是減速 系統的運動狀態是勻速2.7 如圖2.3（a）所示，電動機軸上的轉動慣量JM=2.5kgm2, 轉速nM=900r/min; 中間傳動軸的轉動慣量JL=16kgm2,轉速nL=60 r/min。試求折算到電動機軸上的等效專慣量。 折算到電動機軸上的等效轉動慣量:j=Nm/N1=900/300=3 ,j1=Nm/Nl=15J=JM+J1/j2+ JL/j12=2.5+2/9+16/225

3、=2.79kgm2 . 2.8 如圖2.3（b）所示，電動機轉速nM=950 r/min，齒輪減速箱的傳動比J1= J2=4，卷筒直徑D=0.24m,滑輪的減速比J3=2，起重負荷力 F=100N,電動機的費輪轉距GD2M=1.05N m2, 齒輪，滑輪和卷筒總的傳動效率為0.83。試球體勝速度v和折算到電動機軸上的靜態轉矩T L 以及折算到電動機軸上整個拖動系統的飛輪慣量GD2z.。 M=3.14*2n/60=99.43 rad/s.提升重物的軸上的角速度=M/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/sv=D/2=0.24/2*3.11=0.373m/sTL=9.55FV/Cn

4、M=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分別為電動機和負載的機械特性，試判斷哪些是系統的穩定平衡點？哪些不是？交點是系統的穩定平衡點. 交點是系統的平衡點 交點是系統的平衡 交點不是系統的平衡點 交點是系統的平衡點 第三章3.10一臺他勵直流電動機的技術數據如下：PN=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, Ra =0.242,試計算出此電動機的如下特性： 固有機械特性；電樞服加電阻

5、分別為3和5時的人為機械特性；電樞電壓為U N/2時的人為機械特性； 磁通=0.8N時的人為機械特性；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3 n=854r/min當5 n=311 r/min n= U/Ke-RaT/9.55Ke22當UN=0.5UN時 n=732 r/min n0=UNnN/2(UN-INRa) =780 r/mi

6、n n= U/0.8Ke-RaT/9.55Ke220.82 當=0.8時n=1517 r/min n0=UNnN/0.8Ke =1964 r/min3.15 一臺直流他勵電動機，其額定數據如下：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; 額定勵磁電流IfN; 勵磁功率Pf; 額定轉矩TN; 額定電流時的反電勢； 直接啟動時的啟動電流； 如果要是啟動電流不超過額定電流的2倍，求啟動電阻為多少歐？此時啟動轉矩又為多少？ PN=UNIaNN2200=110*IaN*0.8 IaN=25A Uf= Rf

7、IfN IfN=110/82.7 =1.33A Pf= UfIfN =146.3W額定轉矩TN=9.55 PN/ nN =14Nm 額定電流時的反電勢EN=UN-INRa=110V-0.4*25=100V 直接啟動時的啟動電流Ist=UN/Ra =110/0.4 =275A 啟動電阻 2IN UN/ (Ra+Rst) Rst1.68 啟動轉矩 Ke=(UN-INRa)/nN =0.066Ia= UN/ (Ra+Rst) T=KtIa =52.9A =9.55*0.066*52.9 =33.34Nm3.21 一臺直流他勵電動機拖動一臺卷揚機構，在電動機拖動重物勻速上升時講電樞電源突然反接，試利用

8、機械特性從機電過程上說明：從反接開始到系統新的穩定平衡狀態之間，電動機經歷了幾種運行狀態？最后在什么狀態下建立系統新的穩定平衡點？ 各種狀態下轉速變化的機電過程怎樣？ 從反接開始到系統到達新的穩定平衡狀態之間,電動機經歷了電動機正向電動狀態,反接制動狀態,反向電動狀態,穩定平衡狀態. 電動機正向電動狀態由a到b特性曲線轉變; 反接制動狀態轉速逐漸降低,到達c時速度為零, 反向電動狀態由c到f速度逐漸增加. 穩定平衡狀態,反向到達f穩定平衡點,轉速不再變化. 第四章4.6 有一臺三相異步電動機，其技術數據如下表所示。型號PN/kWUN/V滿載時Ist/INTst/TNTmax/TNnN/rmin

9、-1 IN/A N100 cosY132S-63 220/380960 12.8/7.2 83 0.756.52.02.0 試求：線電壓為380V時，三相定子繞組應如何接法？ 求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax和Ist； 額定負載時電動機的輸入功率是多少？ 線電壓為380V時，三相定子繞組應為Y型接法. TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 NmTmax/ TN=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/

10、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有一臺三相異步電動機，其銘牌數據如下：PN/kWnN/rmin-1UN/VN100cosNIst/INTst/TNTmax/TN接法401470380900.96.51.22.0 當負載轉矩為250Nm時，試問在U=UN和U=0.8UN兩種情況下電動機能否啟動？ TN=9.55 PN/ nN=9.55*40000/1470=260Nm Tst/TN=1.2 Tst=312Nm Tst=KR2U2/（R22+X202）

11、=312 Nm 312 Nm250 Nm 所以U=UN時 電動機能啟動。當U=0.8U時 Tst=（0.82）KR2U2/（R22+X202） =0.64*312 =199 NmTstTL所以電動機不能啟動。 欲采用Y-換接啟動,當負載轉矩為0.45 TN和0.35 TN兩種情況下, 電動機能否啟動？ TstY=Tst/3=1.2* TN /3=0.4 TN當負載轉矩為0.45 TN時電動機不能啟動當負載轉矩為0.35 TN時電動機能啟動 若采用自耦變壓器降壓啟動，設降壓比為0.64，求電源線路中通過的啟動電流和電動機的啟動轉矩。IN= PN/ UNN cosN3 =40000/1.732*3

12、80*0.9*0.9 =75AIst/IN=6.5 Ist=487.5A降壓比為0.64時電流=K2 Ist =0.642*487.5=200A電動機的啟動轉矩T= K2 Tst=0.=127.8 Nm 第五章5.13有一臺直流伺服電動機，當電樞控制電壓Uc=110V時,電樞電流Ia1=0.05A，轉速n1=3000r/min;加負載后，電樞電流I a2=1A, 轉速n2=1500r/min。試做出其機械特性n=f (T)。 電動機的電磁轉矩為T=BIaNLD/2, 5.14 若直流伺服電動機的勵磁電壓一定，當電樞控制電壓Uc=100V時，理想空載轉速n0=3000r/min;當Uc=50V時

13、，n0等于多少？n0=120Uc/NBLD 電壓與轉速成正比,當Uc=50V時, n0等于1500 r/min第六章6.7 電磁繼電器與接觸器的區別主要是什么？ 接觸器是在外界輸入信號下能夠自動接通斷開負載主回路.繼電器主要是傳遞信號,根據輸入的信號到達不同的控制目的.6.16要求三臺電動機1M、2M、3M按一定順序啟動：即1M啟動后，2M才能啟動；2M啟動后3M才能啟動；停車時則同時停。試設計此控制線路。6.16試設計一臺異步電動機的控制線路。要求：能實現啟停的兩地控制；能實現點動調整；能實現單方向的行程保護；要有短路和長期過載保護。8.17 為了限制電調整時電動機的沖擊電流，試設計它的電氣

14、控制線路。要求正常運行時為直接啟動，而點動調整時需輸入限流電阻。 6.18試設計一臺電動機的控制線路。要求能正反轉并能實現能耗制動。6.20 容量較大的鼠籠式異步電動機反接制動時電流較大，應在反接制動時在定子回路中串入電阻，試按轉速原則設計其控制線路。6.23試設計一條自動運輸線，有兩臺電動機， 1M拖動運輸機，2M拖動寫料及。要求：1M先啟動后，才允許2M啟動；2M先停止，經一段時間后1M蔡自動停止，且2M可以單獨停止；兩臺電動機均有短路、長期過載保護。 6.24 題8.26圖為機床自動間歇潤滑的控制線路圖，其中接觸器KM為潤滑油泵電動機啟停用接觸器（主電路為畫出），控制線路可使潤滑有規律地

15、間歇工作。試分析此線路的工作原理，并說明開關S和按鈕SB的作用。SB按鈕為人 工的點動控制.S自動的間歇潤滑,按下后KM 得電,電動機工作,1KT得電,經過一段時間后,動合觸點閉合K得電,同時KM失電,電動機停止工作,2KT得電一段時間后,動斷觸點斷開,K閉合電動機重新工作.6.25 試設計1M和2M兩臺電動機順序啟，停的控制線路。要求： 1M啟動后，2M立即自動啟動； 1M停止后，延時一段時間，2M才自動停止； 2M能點動調整工作； 兩臺電動機均有短路，長期過載保護。 6.26 試設計某機床主軸電動機控制線路圖。要求： 可正反轉，且可反接制動； 正轉可點動，可在兩處控制啟，停； 有短路和長期

16、過載保護； 有安全工作照明及電源信號燈。6.27 試設計一個工作臺前進退回的控制線路。工作臺有電動機M拖動，行程開關1ST,2ST分別裝在工作臺的原位和終點。要求： 能自動實現前進后退停止到原位； 工作臺前進到達終點后停一下在后退； 工作臺在前進中可以人為地立即后退到原位； 有終端保護. 第七章 7.5 試用PLC的一個8位移位寄存器設計循環移位輸出，具體要求是：(1) 實現一個亮燈循環移位；(2) 實現兩個連續亮燈循環移位；(3) 實現一個亮一個滅燈循環移位。7.7 設計PLC控制汽車拐彎燈的梯形圖。具體要求是：汽車駕駛臺上有一開關，有三個位置分別控制左閃燈亮、右閃燈亮和關燈。 當開關扳到S

17、1位置時，左閃燈亮(要求亮、滅時間各1s)；當開關扳到S2位置時，右閃燈亮(要求亮、滅時間各1s)；當開關扳到S0位置時，關斷左、右閃燈；當司機開燈后忘了關燈，則過1.5min后自動停止閃燈。7.8 試用PLC設計按行程原則實現機械手的夾緊-正轉-放松-反轉-回原位的控制。7.9 圖所示為由三斷組成的金屬板傳送帶，電動機1、2、3分別用于驅動三斷傳送帶，傳感器（采用接近開關）1、2、3用來檢測金屬板的位置。 當金屬板正在傳送帶上傳送時，其位置由一個接近開關檢測，接近開關安放在兩斷傳送帶相鄰接的地方，一旦金屬板進入接近開關的檢測范圍，可編程序控制器便發出一個控制輸出，使下一個傳送帶的電動機投入工

18、作，當金屬板遷出檢測范圍時，定時器開始計時，在達到整定時間時，上一個傳送帶電動機便停止運行。即只有載有金屬板的傳送帶在運轉，而未載有金屬板的傳送帶則停止運行。這樣就可節省能源。 試用PLC實現上述要求的自動控制。7.10設計一條用PLC控制的自動裝卸線。自動結構示意圖如題9.17圖所示。電動機M1驅動裝料機加料，電動機M2驅動料車升降，電動機M3驅動卸料機卸料。 裝卸線操作過程是： 料車在原位，顯示原位狀態，按啟動按鈕，自動線開始工作； 加料定時5s，加料結束； 延時1s，料車上升； 上升到位，自動停止移動； 延時1s ,料車自動卸料； 卸料10s,料車復位并下降； 下降到原位，料自動停止移動.第八章 電力電子學8.1晶閘管的導通條件是什么？導通后流過晶閘管的電流決定于什么？晶閘管由導通轉變為阻斷的條件是什么？阻斷后它所承受的電壓決定于什么？ 晶閘管的導通條件是:(1) 晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓。（2）晶閘管的陽極和控制極通時加正相電壓市