湖南科技大学潇湘学院机电传动控制课后习题答案.docx

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湖南科技大学潇湘学院机电传动控制课后习题答案

习题与思考题

2.3试列出以下几种情况下（见题2.3图）系统的运动方程式，并说明系统的运动状态是加速，减速，还是匀速？

（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向）

TMTLTLTM

N

TM=TLTM

TM-TL<0说明系统处于减速。

TM-TL<0说明系统处于减速

TMTLTMTL

TM>TLTM>TL

系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速

TMTLTMTL

TM=TLTM=TL

系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速

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

3.4一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？

T=IaKtφ,φ减弱,T是常数,Ia增大.根据EN=UN-IaRa,所以EN减小.,小于E1.

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

1559

41.38

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

n0

3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？

电动机在未启动前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,启动电流将很大.Ist=UN/Ra

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>1.8Ω

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

第五章

5.1有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50HZ，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。

n0=60f/pS=（n0-n）/n0

=60*50/20.02=（1500-n）/1500

=1500r/minn=1470r/min

电动机的同步转速1500r/min.转子转速1470r/min,

转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1HZ

5.5三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？

如何变化？

若电源电压降低,电动机的转矩减小,电流也减小.转速不变.

5.8三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？

而在运行时断了一线，为什么仍能继续转动？

这两种情况对电动机将产生什么影响？

三相异步电动机断了一根电源线后，转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩，而且转矩大小相等。

故其作用相互抵消，合转矩为零，因而转子不能自行启动，而在运行时断了一线，仍能继续转动转动方向的转矩大于反向转矩，这两种情况都会使电动机的电流增加。

5.11有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：

PN/kW

nN/r·min-1

UN/V

ηN×100

cosφN

Ist/IN

Tst/TN

Tmax/TN

接法

40

1470

380

90

0.9

6.5

1.2

2.0

△

1

2XX文库-让每个人平等地提升自我当负载转矩为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

3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

4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

第八章

8.25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。

要求：

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。

1

8.29试设计一个工作台前进——退回的控制线路。

工作台有电动机M拖动，行程开关1ST,2ST分别装在工作台的原位和终点。

要求：

1能自动实现前进——后退——停止到原位；

2工作台前进到达终点后停一下在后退；

3工作台在前进中可以人为地立即后退到原位；

4有终端保护.

第九章

9.5写出题9.5图梯形图的指令程序。

LD401

OR400

ANI402

LD403

AND105

ORB

LDI100

ANI101

LD102

ANI103

ORB

LD104

ORB

ANB

OR404

OUT430

9.6简化或改正题9.6图所示梯形图，并写出改正后的指令程序。

9.14设计PLC控制汽车拐弯灯的梯形图。

具体要求是：

汽车驾驶台上有一开关，有三个位置分别控制左闪灯亮、右闪灯亮和关灯。

当开关扳到S1位置时，左闪灯亮（要求亮、灭时间各1s）；当开关扳到S2位置时，右闪灯亮（要求亮、灭时间各1s）；当开关扳到S0位置时，关断左、右闪灯；当司机开灯后忘了关灯，则过1.5min后自动停止闪灯。