机电传动控制课后习题答案Word文档下载推荐.docx
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TLTM>
系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速
TM=TLTM=TL
系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速
2.7如图2.3(a)所示,电动机轴上的转动惯量JM=2.5kgm2,转速nM=900r/min;
中间传动轴的转动惯量JL=16kgm2,转速nL=60r/min。
试求折算到电动机轴上的等效专惯量。
折算到电动机轴上的等效转动惯量:
j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15
J=JM+J1/j2+JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2
.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,电动机的费轮转距GD2M=1.05Nm2,齿轮,滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。
试球体胜速度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.。
ωM=3.14*2n/60=99.43rad/s.
提升重物的轴上的角速度ω=ωM/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/s
v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/s
TL=9.55FV/ηCnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM
GD2Z=δGDM2+GDL2/jL2
=1.25*1.05+100*0.242/322
=1.318NM2
2.11在题2.11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?
交点是系统的稳定平衡点.交点是系统的平衡点
交点是系统的平衡交点不是系统的平衡点交点是系统的平衡点
第三章
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性:
①固有机械特性;
②电枢服加电阻分别为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φ=0.8φN时的人为机械特性;
并绘出上述特性的图形。
①n0=UNnN/(UN-INRa)
=220*1500/220-34.4*0.242
=1559r/min
TN=9.55PN/nN
=9.55*6500/1500
=41.38Nm
②n=U/Keφ-(Ra+Rad)T/KeKtφ2
=U/Keφ-(Ra+Rad)T/9.55Ke2φ2
当3Ωn=854r/min
当5Ωn=311r/min
③n=U/Keφ-RaT/9.55Ke2φ2
当UN=0.5UN时n=732r/min
n0=UNnN/2(UN-INRa)
=780r/min
④n=U/0.8Keφ-RaT/9.55Ke2φ20.82
当φ=0.8φ时n=1517r/min
n0=UNnN/0.8Keφ
=1964r/min
3.15一台直流他励电动机,其额定数据如下:
PN=2.2KW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min,ηN=0.8,Ra=0.4Ω,Rf=82.7Ω。
试求:
①额定电枢电流IAn;
②额定励磁电流IfN;
③励磁功率Pf;
④额定转矩TN;
⑤额定电流时的反电势;
⑥直接启动时的启动电流;
⑦如果要是启动电流不超过额定电流的2倍,求启动电阻为多少欧?
此时启动转矩又为多少?
1PN=UNIaNηN
2200=110*IaN*0.8
IaN=25A
2Uf=RfIfN
IfN=110/82.7
=1.33A
③Pf=UfIfN
=146.3W
④额定转矩TN=9.55PN/nN
=14Nm
⑤额定电流时的反电势EN=UN-INRa
=110V-0.4*25
=100V
⑥直接启动时的启动电流Ist=UN/Ra
=110/0.4
=275A
⑦启动电阻2IN>
UN/(Ra+Rst)
Rst>
1.68Ω
启动转矩Keφ=(UN-INRa)/nN
=0.066
Ia=UN/(Ra+Rst)T=KtIaφ
=52.9A=9.55*0.066*52.9
=33.34Nm
3.21一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构,在电动机拖动重物匀速上升时讲电枢电源突然反接,试利用机械特性从机电过程上说明:
①从反接开始到系统新的稳定平衡状态之间,电动机经历了几种运行状态?
最后在什么状态下建立系统新的稳定平衡点?
②各种状态下转速变化的机电过程怎样?
1从反接开始到系统到达新的稳定平衡状态之间,电动机经历了电动机正向电动状态,反接制动状态,反向电动状态,稳定平衡状态.
电动机正向电动状态由a到b特性曲线转变;
反接制动状态转速逐渐降低,到达c时速度为零,反向电动状态由c到f速度逐渐增加.稳定平衡状态,反向到达f稳定平衡点,转速不再变化.
第四章
4.6有一台三相异步电动机,其技术数据如下表所示。
型号
PN/kW
UN/V
满载时
Ist/IN
Tst/TN
Tmax/TN
nN/r·
min-1IN/AηN×
100cosφ
Y132S-6
3
220/380
96012.8/7.2830.75
6.5
2.0
试求:
①线电压为380V时,三相定子绕组应如何接法?
②求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax和Ist;
③额定负载时电动机的输入功率是多少?
1线电压为380V时,三相定子绕组应为Y型接法.
2TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8Nm
Tst/TN=2Tst=2*29.8=59.6Nm
Tmax/TN=2.0Tmax=59.6Nm
Ist/IN=6.5Ist=46.8A
一般nN=(0.94-0.98)n0n0=nN/0.96=1000r/min
SN=(n0-nN)/n0=(1000-960)/1000=0.04
P=60f/n0=60*50/1000=3
3η=PN/P输入
P输入=3/0.83=3.61
4.11有一台三相异步电动机,其铭牌数据如下:
min-1
ηN×
100
cosφN
接法
40
1470
380
90
0.9
1.2
△
1当负载转矩为250N·
m时,试问在U=UN和U`=0.8UN两种情况下电动机能否启动?
TN=9.55PN/nN
=9.55*40000/1470
=260Nm
Tst/TN=1.2
Tst=312Nm
Tst=KR2U2/(R22+X202)
=312Nm
312Nm>
250Nm所以U=UN时电动机能启动。
当U=0.8U时Tst=(0.82)KR2U2/(R22+X202)
=0.64*312
=199Nm
Tst<
TL所以电动机不能启动。
2欲采用Y-△换接启动,当负载转矩为0.45TN和0.35TN两种情况下,电动机能否启动?
TstY=Tst△/3
=1.2*TN/3
=0.4TN
当负载转矩为0.45TN时电动机不能启动
当负载转矩为0.35TN时电动机能启动
3若采用自耦变压器降压启动,设降压比为0.64,求电源线路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。
IN=PN/UNηNcosφN√3
=40000/1.732*380*0.9*0.9
=75A
Ist/IN=6.5
Ist=487.5A
降压比为0.64时电流=K2Ist
=0.642*487.5=200A
电动机的启动转矩T=K2Tst=0.642312=127.8Nm
第五章
5.13有一台直流伺服电动机,当电枢控制电压Uc=110V时,电枢电流Ia1=0.05A,转速n1=3000r/min;
加负载后,电枢电流Ia2=1A,转速n2=1500r/min。
试做出其机械特性n=f(T)。
电动机的电磁转矩为T=BIaNLD/2,
5.14若直流伺服电动机的励磁电压一定,当电枢控制电压Uc=100V时,理想空载转速n0=3000r/min;
当Uc=50V时,n0等于多少?
n0=120Uc/πNBLD电压与转速成正比,当Uc=50V时,n0等于1500r/min
第六章
6.7电磁继电器与接触器的区别主要是什么?
接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路.继电器主要是传递信号,根据输入的信号到达不同的控制目的.
6.16要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动:
即1M启动后,2M才能启动;
2M启动后3M才能启动;
停车时则同时停。
试设计此控制线路。
6.16试设计一台异步电动机的控制线路。
要求:
①能实现启停的两地控制;
②能实现点动调整;
③能实现单方向的行程保护;
④要有短路和长期过载保护。
8.17为了限制电调整时电动机的冲击电流,试设计它的电气控制线路。
要求正常运行时为直接启动,而点动调整时需输入限流电阻。
6.18试设计一台电动机的控制线路。
要求能正反转并能实现能耗制动。
6.20容量较大的鼠笼式异步电动机反接制动时电流较大,应在反接制动时在定子回路中串入电阻,试按转速原则设计其控制线路。
6.23试设计一条自动运输线,有两台电动机,1M拖动运输机,2M拖动写料及。
①1M先启动后,才允许2M启动;
②2M先停止,经一段时间后1M蔡自动停止,且2M可以单独停止;
③两台电动机均有短路、长期过载保护。
6.24题8.26图为机床自动间歇润滑的控制线路图,其中接触器KM为润滑油泵电动机启停用接触器(主电路为画出),控制线路可使润滑有规律地间歇工作。
试分析此线路的工作原理,并说明开关S和按钮SB的作用。
SB按钮为人工的点动控制.
S自动的间歇润滑,按下后KM得电,电动机工作,1KT得电,经过一段时间后,动合触点闭合K得电,同时KM失电,电动机停止工作,2KT得电一段时间后,动断触点断开,K闭合电动机重新工作.
6.25试设计1M和2M两台电动机顺序启,停的控制线路。
11M启动后,2M立即自动启动;
21M停止后,延时一段时间,2M才自动停止;
32M能点动调整工作;
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