第2章機電傳動系統(tǒng)的基礎知識第1頁習題與思索2.3試列出以下幾個情況下（見圖2.3）系統(tǒng)運動方程式，并針對各系統(tǒng)說明：T,TL性質和符號，并帶入運動方程。運動狀態(tài)是加速，減速還是勻速？T=TLT<TLT>TLT=TLT>TLT<TLTTTTTTTLTLTLTLTLTLnnnnnn第2頁符號性質T+拖動轉矩TL+制動轉矩運動方程：狀態(tài)：勻速T-制動轉矩加速TL+拖動轉矩運動方程：T-制動轉矩減速TL+拖動轉矩運動方程：第3頁習題與思索2.6如圖2.3（a）所表示，電動機軸上轉動慣量J=2.5㎏?㎡，轉速nM=900r/min；中間傳動軸轉動慣量J1=2㎏?㎡，轉速n1=300r/min；生產機械軸轉動慣量JL=16㎏?㎡，轉速nL=60r/min。試求折算到電動機軸上等效轉動慣量。第4頁習題與思索2.7如圖2.3（b）所表示，電動機轉速nM=950r/min,齒輪減速箱傳動比j1=j2=4卷筒直徑D=0.24m，滑輪減速比j3=2，起重負荷力F=100N，電動機飛輪轉矩GDM2=1.05N?㎡,齒輪、滑輪和卷筒總傳動效率為0.83。試求提升速度V和折算到電機軸上靜態(tài)轉矩TL以及折算到電動機軸上整個拖動系統(tǒng)飛輪慣量GDZ2。第5頁解：設卷筒速度為n2第6頁折算到電機軸上靜態(tài)轉矩TL：第7頁折算到電機軸上飛輪轉動慣量GD2：第8頁習題與思索2.10在題2.10圖中，曲線1和2分別為電動機和負載機械特征，試判定哪些是系統(tǒng)平衡點？哪些不是？第9頁是平衡點不是平衡點不是平衡點（c）.1.電機和生產機械機械特征有交點。2.當轉速大于平衡點所對應轉速時，T<TL；.當轉速小于平衡點所對應轉速時，T>TL。

所以此點是平衡點。第10頁不是平衡點是平衡點是平衡點不是平衡點不是平衡點第11頁第3章直流電機的工作原理及特性第12頁例3.1一臺Z2系列他激直流電動機，

PN=22KW,UN=220V,IN.=116A

nN=1500r/min，試計算并繪制：

（1）固有機械特征

（2）電樞回路串Rad

=0.4Ω電阻人為機械特征；

（3）電源電壓降至為100V時人為特征

（4）弱磁至Φ=0.8

ΦN

時人為特征第13頁解：（1）固有特征：（2）串入Rad人為特征：在直角坐標系標出理想空載點和額定工作點，連接直線，如圖3.8中1所表示其人為特征曲線如圖2所表示第14頁（3）降低電源電壓人為特征：

其人為特征曲線如圖3所表示

（4）弱磁時人為特征：其人為特征曲線如圖4所表示

第15頁例3.2有

一臺他激電動機，

PN=5.6KW,UN=220V,IN=31A，

nN=1000r/min，Ra

=0.4Ω，負載轉矩TL

=49N?m，電動機過載倍數(shù)λ=2，試計算：

（1）電動機拖動摩擦性負載，采取能耗制動過程停車，電樞回路應串入制動電阻最少值是多少？若采取反接制動停車，電阻最小值是多少？

（2）電動機拖動位能性恒轉矩負載，要求300r/min速度下放重物，采取倒拉反接制動，電樞回路應串多大電阻？若采取能耗制動，電樞回路應串多大電阻？

（3）想使電機以n=-1200r/min速度在發(fā)生制動狀態(tài)下，電樞回路應串入多大電阻？若電樞回路不串電阻，在再發(fā)生電制動狀態(tài)下，下放重物轉速時多少？

解：（1）設能耗制動電阻為R1，反接制動電阻為R2電動狀態(tài)穩(wěn)態(tài)轉速因為切換瞬間轉速不變，而且最大制動電流為—λIN，所以所串電阻為第16頁又，制動瞬間制動轉矩（2）倒拉反接制動和能耗制動時，電樞回路應串入電阻R3,R4.

倒拉反接制動：第17頁（2）再生發(fā)電制動運行時制動電阻R5

和不串電阻時制動轉速

再生發(fā)電制動運行時制動電阻R5：第18頁

答：在電動機未開啟之前n=0，E=0，而Ra很小。所以將電動機直接接入電網并施加電壓開啟電流很大，普通到達額定電流10—20倍。這么大開啟電流使電動機在換向過程中產生危險地火花，燒壞整流子，同時過大電樞電流產生過大電動應力，還可能引發(fā)繞組損壞，而且產生與開啟電流成正百分比開啟轉矩，會在機械系統(tǒng)和傳動機構中產生過大動態(tài)轉矩沖擊，使機械傳動部件損壞。限制直流電動機開啟電流，普通有兩種方法：

第3章直流電機工作原理及特征3.4直流電動機普通為何不允許直接開啟？如直接開啟會發(fā)生什么問題？應采取什么方法開啟比很好？一是降壓開啟，即在開啟瞬間，降低供電電源電壓，伴隨轉速n升高，反電勢E增大，再逐步提升供電電壓，最終到達額定電壓UN時，電動機到達所要求轉速。二是在電樞回路內串接外加電阻開啟，此時開啟電流Ist=UN/(Ra+Rst)將受到外加開啟電阻Rst限制，伴隨電動機轉速n升高，反電勢E增大，再逐步切除外加電阻一直到全部切除，電動機到達所要求轉速。第19頁不能改變3.8一臺他勵電動機所拖動負載轉矩TL=常數(shù)，當電樞電壓或電樞附加電阻改變時，能否改變其穩(wěn)定運行狀態(tài)下電樞電流大小？為何？這時拖動系統(tǒng)中哪些量必定要發(fā)生改變？第20頁3.9一臺他勵直流電動機在穩(wěn)態(tài)下運行時，電樞反電勢E=E1,如負載轉矩TL=常數(shù)，外加電壓和電樞電路中電阻均不變，問減弱勵磁使轉速上升到新穩(wěn)態(tài)值后，電樞反電勢將怎樣改變？是等于，小于還是大于E1？第21頁3.10已知某他勵直流電動機銘牌數(shù)據(jù)以下：PN=7.5kW,UN=220V,nN=1500r/min,?N=88.5%，試求該電機額定電流和額定轉矩。第22頁3.11一臺他勵直流電動機名牌數(shù)據(jù)為：PN=5.5kW,UN=110V,IN=62A

nN=1000r/min，試繪制出它固有機械特征曲線：答：

第23頁答：第3章直流電機工作原理及特征3.12一臺他勵直流電動機技術數(shù)據(jù)以下：PN=6.5kW,UN=220V,IN=34.4A，nN=1500r/min,Ra=0.242Ω

，試計算出此電動機以下特征：（1）固有機械特征；（2）電樞附加電阻分別為3Ω和5Ω時人為機械特征；（3）電樞電壓為UN/2時人為機械特征；（4）磁通φ=0.8φN時人為機械特征。習題與思索第24頁第25頁第3章直流電機工作原理及特征3.19有一臺他勵直流電動機：PN=10kW,UN=220V,IN=53.8A，nN=1500r/min,Ra=0.29Ω

，試計算：（1）直接開啟瞬間堵轉電流Iu；（2）若限制起動電流不超出2IN，采取電樞串電阻開啟時，應串入開啟電阻最小值是多少？若用降壓開啟，最低電壓應為多少？習題與思索第26頁3.20有一臺他勵直流電動機：PN=18kW,UN=220V,IN=94A，nN=1500r/min,在額定負載下，求：（1）想降至800r/min穩(wěn)定運行，外串聯(lián)多大電阻？采取降壓方法，電源電壓應降至多少伏？（2）想升速到1100r/min穩(wěn)定運行，弱磁系數(shù)φ/φN

為多少？

第27頁3.22有一臺他勵直流電動機：PN=21kW,UN=220V,IN=115A，nN=980r/min,Ra=0.1Ω

，拖動恒轉矩負載運行，弱磁調速時φ從φN調到0.8φN，問：（1）調速瞬間電樞電流是多少？（TL=TN）（2）若TL=TN和TL=0.5TN，調速前后穩(wěn)態(tài)轉速各是多少？第28頁3.22有一臺他勵直流電動機：PN=21kW,UN=220V,IN=115A，nN=980r/min,Ra=0.1Ω

，拖動恒轉矩負載運行，弱磁調速時φ從φN調到0.8φN，問：（1）調速瞬間電樞電流是多少？（TL=TN）（2）若TL=TN和TL=0.5TN，調速前后穩(wěn)態(tài)轉速各是多少？第29頁第30頁3.24有一臺Z2-52型他勵直流電動機：PN=4KW,IN=22.3AUN=220V,

nN=1000r/min,Ra=0.91Ω,TN=TL,有為了使電動機停轉，采取電源反接制動，如串入電樞回路制動電阻為9Ω，求：（1）制動開始時電動機所發(fā)出電磁轉矩；（2）制動結束時電動機所發(fā)出電磁轉矩；（3）假如是摩擦性負載轉矩，在制動到n=0時，不切斷電源，電動機能否反轉？為何?

第31頁第5章直流傳動控制系統(tǒng)第32頁第5章直流傳動控制系統(tǒng)5.5有一直流調速系統(tǒng)，其高速時理想空載轉速n01=1480r/min,低速時理想空載轉速n02=157r/min,額定負載時轉速降ΔnN=10r/min。試畫出該系統(tǒng)靜態(tài)性（即電動機機械特征），并求出調速范圍和靜態(tài)差。習題與思索第33頁5.6為何調速系統(tǒng)中加載后轉速會降低，閉環(huán)調速系統(tǒng)為何能夠降低轉速降？第34頁5.11某一靜態(tài)調速系統(tǒng)調速范圍為75～1500r/min,要求靜態(tài)差度S=2%，該系統(tǒng)允許靜態(tài)速降是多少？假如開環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降是100r/min,則閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)應有多大？第35頁5.12某一直流調速系統(tǒng)調速范圍D=10,最高額定轉速nmax=1000r/min,開環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)降速是100r/min。試問該系統(tǒng)靜態(tài)差為多少？若把該系統(tǒng)組成閉環(huán)系統(tǒng)，保持n02不變情況下，使新系統(tǒng)勁態(tài)度為5%，試問閉環(huán)系統(tǒng)開環(huán)放大倍數(shù)為多少？第36頁方法一第37頁方法二第38頁第8章繼電器一接觸控制系統(tǒng)第39頁第8章繼電器一接觸控制系統(tǒng)8.2為了限制點動調整電動機沖擊電流，試設計電氣控制電路，使得正常開啟時為直接開啟，點動調整時串入限流電阻。習題與思索第40頁第8章繼電器一接觸控制系統(tǒng)8.3試設計一異步電動機能耗制動電路，要求采取斷電延時型時間繼電器。習題與思索第41頁第8章繼電器一接觸控制系統(tǒng)8.4三臺電動機M1,M2,M3按一定次序先后啟停，開啟次序為：M1→M2→M3,間隔時間為5s；停頓次序為：M3→M2→M1，間隔時間為10s，設計其控制電路。習題與思索第42頁第9章可編程序控制器第43頁（1）應恪守梯形圖語言中語法要求；（2）設置輔助存放器，防止重線圈；（3）盡可能降低PLC輸入信號和輸出信號：（4）設置外部聯(lián)鎖電路：（5）梯形圖優(yōu)化設計：9.4PLC梯形圖經驗設計方法梯形圖設計注意事項第44頁梯形圖設計十字路口交通燈控制梯形圖在一組紅燈亮60s期間內，另一組綠燈亮55s后，再閃爍3次（亮0.5s，滅0.5s），接著黃燈亮2s。黃燈熄滅后，開啟本組紅燈亮，同時開啟另一組綠燈亮……當開啟按鈕按下后，紅2燈和綠1燈亮，同時60s定時器T37和55s定時器T38同時開始定時，55s后T38定時時間到，其觸點動作使綠1燈由亮變閃爍，同時開始3s閃爍定時，T39定時時間到，綠燈滅，黃燈亮，當60s定時時間到，第一組被切斷，接通第二組，如此循環(huán).第45頁第46頁第47頁第48頁送料小車自動往復運動控制自動送料小車主要完成“裝料（30s）——右行——卸料（20s）——左行，按下開啟按鈕，小車開始循環(huán)，100次后，自動停頓，同時進行5s聲光報警第49頁自動送料小車示意圖第50頁第51頁第52頁液體混合系統(tǒng)示意圖第53頁液體混合系統(tǒng)次序功效圖第54頁第55頁第56頁圖中M1.0作用是：按下停頓按鈕后不會馬上停頓工作，而是在當前工作周期操作結束后，才停頓運行。M1.0用開啟按鈕I0.3和停頓按鈕I0.4來控制。運行時它處于ON狀態(tài)，系統(tǒng)完成后一個周期工作后，步M0.5到M1.0轉換條件M1.0和T38同時滿足時，轉換到步M0.1后繼續(xù)進行。按下停頓按鈕I0.4之后，M1.0變?yōu)镺FF，等系統(tǒng)完成最后一步M0.5工作后，便能返回初始步，系統(tǒng)停頓運行。第57頁剪板機示意圖第58頁第59頁組合鉆床示意圖第60頁第61頁第62頁第63頁在步M0.1,Q0.0被置為1狀態(tài)，夾緊電磁閥線圈通電。工作被夾緊后，壓力繼電器I0.1常開觸點接通，使得步M0.2和步M0.5同時變?yōu)榛顒硬剑組0.1變?yōu)椴换顒硬?，Q0.1和Q0.3為1狀態(tài)，大小磚頭同時向下進給，開始磚孔。當大孔鉆完后，碰到下限位開關I0.2，Q0.2變?yōu)?狀態(tài)，大鉆頭向上運動到位后，上限位開關I0.3變?yōu)?狀態(tài)，等候步M0.4變?yōu)榛顒硬健＃ㄐ】滓粯樱﹥蓚€等候步之后“=1表示轉換件總是滿足”步M1.0變?yōu)榛顒硬胶螅涑ｉ]觸點斷開，使M0.4和M0.7線圈斷電，步M0.4和步M0.7變?yōu)椴换顒硬皆诓組1.0，控制工件松開Q0.5為1狀態(tài)，同時控制工件夾緊Q0.0被復位斷開，工件松開后，限位開關I0.7為1狀態(tài)，系統(tǒng)返回初始步。

第64頁組合機床動力示意圖用置位.復位指針設計次序梯形圖應用舉例第65頁第66頁第67頁第9章可編程序控制器

習題與思索9.7寫出圖示梯形圖語句表程序第68頁第9章可編程序控制器

習題與思索9.8寫出圖示梯形圖語句表程序解：第69頁第9章可編程序控制器

習題與思索9.9寫出圖示梯形圖語句表程序解：第70頁第9章可編程序控制器

習題與思索9.10畫出圖中M0.0波形圖解：第71頁第9章可編程序控制器

習題與思索9.19設計出滿足圖示要求波形圖解：第72頁第9章可編程序控制器

習題與思索9.20設計出滿足圖示要求波形圖解：第73頁第9章可編程序控制器

習題與思索9.22沖床運動示意圖如圖所表示。初始狀態(tài)時機械手在最左邊，?0.4ON；沖頭在最上面，?0.2為ON；機械手松開（Q0.0為OFF）。按下開啟按鈕?0.0，Q0.0變?yōu)镺N，夾緊并保持，2s后Q0.1變?yōu)镺N，機械手右行，直到碰到限位開關?0.1，以后將次序完成以下動作；沖頭下行，沖頭上行，機械手左行，機械手右行，機械手松開（Q0.0被復位），延時2s后，系統(tǒng)返回初始狀態(tài)，各限位開關和定時器提供信號時對應步之間轉換條件，畫出控制系統(tǒng)次序功效圖。第74頁

第9章可編程序控制器

習題與思索

解：

第75頁第9章可編程序控制器

習題與思索9.23小車在初始狀態(tài)時停在中間，限位