机电传动各章习题与解答Word文件下载.docx
- 文档编号:14783196
- 上传时间:2022-10-24
- 格式:DOCX
- 页数:23
- 大小:171.93KB
机电传动各章习题与解答Word文件下载.docx
《机电传动各章习题与解答Word文件下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机电传动各章习题与解答Word文件下载.docx(23页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
2.4多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统?
转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则?
转动惯量折算为杆么依据折算前后动能不变的原则?
1)因为机电传动系统运动方程式是针对单轴拖动系统建立的,为了将该运动方程应用于多轴系统,必须进行折算;
2)因为如果忽略传动损失,传动系统所传递的功率是守恒的,而传递功率P=Tω,即与转矩T相关,所以应依据功率不变的原则;
3)同理,根据动能守恒原则,E=1/2Jω2=Const,所以应遵守动能不变原则。
2.5为什么低速轴转矩大?
高速轴转矩小?
根据功率守恒原则,有PL=PH
而:
PL=TL⨯ωL
PH=TH⨯ωH
因为:
ωH>
ωL
故有:
TH<
TL
即,低速轴转矩大于高速轴转矩。
也可以按以下方法回答:
在传动系统中,传递效率:
可得:
=TMjη
<
1
所以:
TMj<
TL
又因为j>
1,所以,TM<
TL,即高速轴转矩小于低速轴转矩。
2.6为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多?
根据动能守恒原则,有
JH<
JL
即,低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多。
2.7如图2.5(a)所示,电动机轴上的转动惯量JM=2.5kg⋅m2,转速nM=900r/min;
中间传动劫的转动惯量Jl=2kg⋅m2,转速nl=300r/min;
生产机械轴的转动惯量JL=16kg.m2,转速nL=60r/min。
试求折算到电动机轴上的等效转动惯量。
解:
已知,JM=2.5kg⋅m2,nM=900r/min;
J1=2kg⋅m2,n1=300r/min
JL=16kg⋅m2,nL=60r/min
依据,
可求得:
=2.5+2/9+16/225=2.79kg⋅m2
2.8如图2.3(b)所示,电动机转速nM=950r/min,齿轮减速箱的传动比j1=j2=4,卷筒直径D=0.24m,滑轮的减速比j3=2,起重负荷力F=100N,电动机的飞轮转矩GD2=1.05N·
m2,齿轮、滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。
试求提升速度v和折算到电动机轴上的静态转矩TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD2Z
已知,nM=950r/min,齿轮减速箱:
j1=j2=4,卷筒:
D=0.24m;
滑轮:
j3=2,起重负荷力F=100N,电动机飞轮转矩=1.05Nm2,齿轮、滑轮和卷筒的总效率η=0.83。
求:
1)提升速度v;
2)折算到电动机轴上的静态转矩TL
3)折算到电动机轴上
1)参考题图,可知重物提升的速度取决于滑轮的转速,易知:
=29.7r/min
=0.37m/s
2)根据,可求得
=0.45N⋅m
3)根据
对匀速运动的负载而言,可求得G=mg=F=100N
将中间减速器的GD2按一定比例折算,即:
取δ=1.2
=1.27Nm2
2.9一般生产机械按其运动受阻力的性质来分可有哪几种类型的负载?
可分为反抗负载与位能负载;
2.10反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别,各有什么特点?
反抗静态转矩也称摩擦转矩,是因摩擦、非弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用所产生的负载转矩,反抗转矩方向与运动方向始终相反,总是阻碍运动。
位能静态转矩是由物体的重力和弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用所产生的负载转矩。
位能转矩的作用方向恒定,与运动方向无关。
2.11在题2.1l图中,曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性,试判断哪些是系统的稳定平衡点?
;
哪些不是?
根据机电传动系统稳定运行的条件,a、b、c、d、e都有交点,但在干扰消除后,有
a)n1<
nN时,TM>
TL;
n2>
nN时,TM<
符合稳定条件
b)n1<
c)n1<
d)n1<
不符合稳定条件
e)n1<
所以
a,b,c,e均为稳定平衡点,而d不是。
第3章习题
3.1为什么直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠压而成?
转子在定子磁场中旋转,会产生涡流和磁滞损耗,采用硅钢片材料,可以减少磁滞损耗,而用硅钢片叠压,则可以减小涡流。
3.2并励直流发电机正转时可以自励,反转时能否自励?
为什么?
反转时不能自励。
这是因为此时感生电势所产生的磁场方向与剩磁的磁场方向相反,根据直流发电机的启动条件,这两个磁场的方向相同才能自励,相反则不能自励。
3.3一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL=常数,当电枢电压或电枢附加电阻改变时,能否改变其稳定运行状态下电枢电流的大小?
这时拖动系统中那些量必然要发生变化?
改变电枢电压,U↓,则n↓;
但稳定运行:
T=TL
TL=C;
Φ不变,∴I=T/(kΦ),不变。
改变附加电阻,R↑,则n↓;
同样,稳定运行T=TL=C,此时,Φ不变,∴I=T/(kΦ),不变。
拖动系统中变化的量:
对U变化,n0,n,P
对R变化,n,∆n(S),P
3.4一台他励直流电动机在稳态下运行时,电枢反电势E=E1,如负载转矩TL=常数,外加电压和电枢电路中的电阻均不变,问减弱励磁使转速上升到新的稳态值后,电枢反电势将如何变化?
是大于、小于、还是等于E1?
TL=常数;
电动机从一个稳态到另一个稳态(而不涉及瞬态过程),电枢反电势是稳态值。
3.5直流发电机
PN=180kW,UN=230V,nN=1450r/min,ηN=89.5%
(1)IN,
(2)电流保持I=IN,电压下降U=100V;
原动机P输出
(1)
(2)
3.6已知某他励直流电动机的铭牌数据如下:
PN=7.5kW,UN=220V,nN=1500r/min,ηN=88.5%,试求该电动机的额定电流和额定转矩。
根据PN=INUNηN
有:
IN=PN/UNηN=7500/(220х0.885)=38.52A
TN=9.55PN/nN=9.55х7500/1500=47.75Nm
3.7一台他励直流发电机:
PN=15kW,UN=230V,IN=65.3A,nN=2850r/min,Ra=0.25,其空载特性为:
U0/V
115
184
230
253
265
If/A
0.442
0.802
1.2
1.686
2.1
今需在额定电流下得到150V和220V的端电压,问其励磁电流分别应为多少?
根据给定数据,作空载特性曲线如图。
对于他励发电机,其电路关系为:
给定I=IN=65.3A,U=150V,则
=150+65.3⨯0.25=166.33V
由空载曲线观察求得,当E=166.33V时,If=0.75A
用线性差值:
If=51.33⨯0.36/69+0.442=0.71A
给定I=IN=65.3A,U=220V,则
=220+65.3⨯0.25=236.33V
由空载曲线观察求得,当E=236.33V时,If=1.3A
(取(230V,1.2A),(253V,1.666A)两点)
If=6.33⨯0.486/23+1.2=1.33A
3.8一台他励直流电动机铭牌数据为:
PN=5.5kW,UN=110V,IN=62A,nN=1000r/min,试绘出它的固有机械特性曲线。
TN=9.55PN/nN=9.55⨯5500/1000=52.525N⋅m
估算Ra
=0.0993
求no62
=110/0.0993=1107r/min
3.9一台并励直流电动机的技术数据如下:
PN=5.5kW,UN=110V,IN=61A,额定励磁电流IfN=2A,nN=1500r/min,电枢电阻Ra=0.2Ω,若忽略机械磨损和转子的铜耗、铁损,认为额定运行状态下的电磁转矩近似等于额定输出转矩,试绘出它近似的固有机械特性。
只要求得n0,TN,就能绘出固有机械特性(直线)
在额定运行状态下,由
=0.0652
和:
=110/0.0652=1687r/min
TN=9.55PN/nN=9.55⨯5500/1500=35N⋅m
由此,可绘出固有机械特性曲线如下:
3.10一台他励直流电动机的技术数据如下:
PN=6.5kW,UN=220V,IN=34.4A,nN=1500r/min,Ra=0.242Ω,试计算出此电动机的如下特征:
1)固有机械特性
2)电枢附加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性
3)电枢电压为UN/2时的人为机械特性
4)磁通=0.8时的人为机械特性
并绘出上述特性的图形。
(1)=0.1411
=220/0.1411=1559r/min
TN=9.55PN/nN=9.55⨯6500/1500=41.38N⋅m
(2)附加电阻为3Ω时
根据:
所以,PN、UN、TN、IN保持不变,附加电阻为3Ω时
=770r/min
附加电阻为5Ω时
=283r/min
(3)电枢电压为UN/2=110时的人为机械特性
=110/0.1411=780r/min
当TN=41.38N⋅m
=721
(4)磁通=0.8时
=220/(0.8х0.1411)=1949r/min
=688
3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大?
对直流电动机而言,根据U=E+IRa可知,电动机未启动之前n=0,E=0,而Ra很小,所以,将电动机直接接入电网并施加额定电压时,其启动电流
Ist=UN/Ra将很大,一般情况下能达到额定电流的10~20倍。
3.12他励直流电动机启动过程中有哪些要求?
如何实现?
他励直流电动机启动时不允许直接启动,要求启动时限制其电枢电流,保持一定的启动转矩。
限制电枢电流的方法一般有两种:
(1)降压启动,即在启动瞬间降低供电电压,随着n的升高再逐步提高供电电压,最后达到额定电压。
(2)在电枢回来中串接恰当的外接电阻,随着n的升高再逐步撤除外加电阻直到电动机达到要求的转速。
3.13直流他励电动机启动时,为什么一定要先把励磁电流加上?
若忘了先合励磁绕组的电源开关就把电枢电源接通,这时会产生什么现象(试从TL=0和TL=TN两种情况加以分析)?
当电动机运行在额定转速下,若突然将励磁绕组断开,此时又将出现什么情况?
当TL=0启动时,n=0,E=0,励磁绕组有一定剩磁,Φ→0。
根据,可知电压U全部加在电阻Ra上,因此Ia很大,达到(10~20)IN,由于没有加上励磁电源,即励
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机电 传动 各章 习题 解答
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)