机电传动控制课后习题答案1..习题与思考题第二章机电传动系统的动力学基础2.1说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩，静态转矩和动态转矩。

拖动转矩是有电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的。

静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。

动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。

2.2从运动方程式怎样看岀系统是处于加速，减速，稳态的和静态的工作状态。

TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TLvO说明系统处于减速，TM-TL=O说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。

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）22.7如图2.3 （a）所示，电动机轴上的转动惯量j M=2.5kgm ,转速n M=900r/min;中间传动轴的转动惯量J L=16kgm2,转速n L=60 r/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 血=Nm/NI=15TM-TL>0说明系统处于加速TM-TLvO 说明系统处于减速系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速TL系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速2 2J=JM+J1/j + JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm.2.8 如图2.3 (b)所示，电动机转速n M=950 r/min，齿轮减速箱的传动比J i= 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=1.05N m2,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T L以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD 2z.。

3 M=3.14*2n/60=99.43 rad/s.提升重物的轴上的角速度 3 = 3 M/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/sv=3 D/2=0.24/2*3.11=0.373m/sT L=9.55FV/ n c n M=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM2 2 2 2GD2Z= 5 GD M2+ GD L20L22 2=1.25*1.05+100*0.24 2/322=1.318NM 22.11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,不是?第三章3.10 一台他励直流电动机的技术数据如下：P N=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, R a =0.242 Q，试计算岀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3Q和5Q时的人为机械特性；③电枢电压为U N/2时的人为机械特性；④磁通© =0.8© N时的人为机械特性；并绘岀上述特性的图形。

① n o = U N n N/(U N-l N R a)=220*1500/220-34.4*0.242试判断哪些是系统的稳定平衡点？哪些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=1559r/minT N=9.55P N/n N=9.55*6500/1500=41.38Nm② n=U/K e © -(R a+R ad)T/K e K 诃22 2=U/K e© -(R a+R ad)T/9.55K e2©当3Q n=854r/min当5Q n=311 r/min③n= U/K e © -R a T/9.55K e2© 2当U N=0.5U N时n=732 r/minn°=U N n N/2(U N-l N R/=780 r/min④n= U/0.8K e © -R a T/9.55K e2© 20.82 当© =0.8 © 时n=1517 r/min n o=U N n N/0.8K e©=1964 r/min3.15 —台直流他励电动机，其额定数据如下：P N=2.2KW,U N=U f=110V,n N=1500r/min, n N=0.8,R a=0.4Q , R f=82.7 Q。

试求：①额定电枢电流l An；；②额定励磁电流lfN③励磁功率Pf;④额定转矩TN⑤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？①P N=U N I aN n N2200=110*1 aN*0.8I aN=25A②U f= R f I fNI fN=110/82.7=1.33A③ P f= U f I fN=146.3W④额定转矩T N=9.55P N/ n N=14Nm⑤额定电流时的反电势E N = U N-I N R a=110V-0.4*25=100V=110/0.4=275A⑦启动电阻2\> U N/ (R a+R st)R st>1.68 Q启动转矩K e =(U N-I N R a)/n N=0.066la= U N/ (R a+R st) T=K t I a=52.9A=9.55*0.066*52.9=33.34Nm3.21 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P N/kW U N/V满载时I st/INTst/T NT ma(T Nn N/r■1min IN/A n N X 100cos©Y132S-63220/38096012.8/7.2830.75 6.5 2.0 2.0，电动机经历了电动机正向电动状态，反接制动试求：①线电压为380V时，三相定子绕组应如何接法？②求n o,p,S N,T N,T s订max和1 st；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.②T N=9.55P N/n N=9.55*3000/960=29.8NmTst/ T N=2Tst=2*29.8=59.6 NmT max/ T N=2.0 T max=59.6 NmI st/I N=6.5I st=46.8A一般n N=(O.94-O.98)n o n o=n N/O.96=1OOO r/minSN= (n o-n N)/ n o=(1OOO-96O)/1OOO=O.O4P=60f/ n 0=60*50/1000=3③n =P N/P输入P 输入=3/0.83=3.614.11有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：① 当负载转矩为250N • m时，试问在N和U'=0.8U N两种情况下电动机能否启动?T N=9.55P N/ n N=9.55*40000/1470=260NmTst/T N=1.2Tst=312NmTst=KR2U2/ ( R22+X2O2 )=312 Nm时电动机能启动。

312 Nm>250 Nm 所以U=UN当U=0.8U 时Tst= ( 0.82) KR2U2/ ( R22+X2Q2)=0.64*312=199 Nm所以电动机不能启动。

Tst<TL②欲采用Y-△换接启动，当负载转矩为0.45 T N和0.35 T N两种情况下,电动机能否启动？Tst/=Tst A/3=1.2* T N /3=0.4 T N当负载转矩为0.45 T N时电动机不能启动当负载转矩为0.35 T N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。

I N= P N/ U N n N cos© N V3=40000/1.732*380*0.9*0.9 =75Al st /l N =6.5 I s =487.5A降压比为0.64时电流=K 2 |st2=0.642*487.5=200A电动机的启动转矩 T= K 2 Tst=0.642312=127.8 Nm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I a1=0.05A ，转速m=3000r/min;加负载 后，电枢电流I a2=1A,转速n 2=1500r/min 。

试做出其机械特性 n=f 仃）。

2KM 3KM3KM6.16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。

电动机的电磁转矩为 T=BI a NLD/2,5.14若直流伺服电动机的励磁电压一定, Uc=50V 时，n 等于多少？n 0=120Uc/ n NBLD 电压与转速成正比当电枢控制电压Uc=100V 时，理想空载转速 n 0=3000r/min;当，当 Uc=50V 时，n o 等于1500 r/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 达不同的控制目的..继电器主要是传递信号，根据输入的信号到6.16要求三台电动机 1M 、2M 、3M 按一定顺序启动：即 1M启动；停车时则同时停。

试设计此控制线路。

启动后，2M 才能启动；2M 启动后3M 才能SBI n7SB1 m >_ 1KM1KM n-「一 SB21KM 2KMFUII 〔I 【1FRM8.17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。

2KM6.20容量较大的鼠笼式异步电动机反接制动时电流较大, 速原则设计其控制线路。

应在反接制动时在定子回路中串入电阻，试按转2KM3SBEII2KM 1KM1KM*Un >1KM2KM>厂1KS *LIi 1SB①1M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。