机电传动课后习题答案老师要求做的Word版.docx

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机电传动课后习题答案老师要求做的Word版

第二章机电传动系统的动力学基础

2.3试列出如题2.3图所示几种情况下系统的运动方程式,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)

TMTLTMTL

N

 

TM=TLTM

TM-TL=0说明系统处于匀速。

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

2.9一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

1恒转矩型机械特性

2离心式通风机型机械特性

3直线型机械特性

4恒功率型机械特性,4种类型的负载.

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?

 

a交点是系统的稳定平衡点.b交点是系统的平衡点

 

c交点是系统的平衡d交点不是系统的平衡点

 

e交点是系统的平衡点

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.

3.6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%,试求该电机的额定电流和转矩。

PN=UNINηN

7500W=220V*IN*0.885

IN=38.5A

TN=9.55PN/nN

=47.75Nm

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=0.242

Ω,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

3.15一台直流他励电动机,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?

PN=UNIaNηN

2200=110*IaN*0.8

IaN=25A

Uf=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

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

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

4.8三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。

4.11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

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

4.14异步电动机有哪几种调速方法?

各种调速方法有何优缺点?

1调压调速这种办法能够无级调速,但调速范围不大

2转子电路串电阻调速这种方法简单可靠,但它是有机调速,随着转速降低特性变软,转子电路电阻损耗与转差率成正比,低速时损耗大。

3改变极对数调速这种方法可以获得较大的启动转矩,虽然体积稍大,价格稍高,只能有机调速,但是结构简单,效率高特性高,且调速时所需附加设备少。

4变频调速可以实现连续的改变电动机的转矩,是一种很好的调速方法。

56.3若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源,或直流电器的线圈误接入同电压的交流电源,会发生什么问题?

6若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源,会因为交流线圈的电阻太小儿流过很大的电流使线圈损坏.直流电器的线圈误接入同电压的交流电源,触点会频繁的通短

造成设备的不能正常运行.

7两个相同的110V交流接触器线圈能否串联接于220V的交流电源上运行?

为什么?

若是直流接触器情况又如何?

为什么?

8两个相同的110V交流接触器线圈不能串联接于220V的交流电源上运行,因为在接通电路的瞬间,两各衔铁不能同时工作,先吸合的线圈电感就增大,感抗大线圈的端电压就大,另一个端电压就小,时间长了,有可能把线圈烧毁.若是直流接触器,则可以.

96.12时间继电器的四个延时触点符号各代表什么意思?

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。

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。

6.25试设计1M和2M两台电动机顺序启,停的控制线路。

要求:

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;

4两台电动机均有短路,长期过载保护。

6.27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.

7.1PLC由哪几个主要部分组成?

各部分的作用是什么?

PLC由中央处理器CPU,存储器,输入输出接口,编程器组成.

中央处理器CPU是核心,它的作用时接受输入的程序并存储程序.扫描现场的输入状态,执行用户程序,并自诊断.

存储器用来存放程序和数据,

输入接口采集现场各种开关接点的信号状态,并将其转化成标准的逻辑电平,输出接口用于输出电信号来控制对象.

编程器用于用户程序的编制,编辑,调试,检查和监视.还可以显示PLC的各种状态.

7.3何谓扫描周期?

试简述的工作过程.。

扫描周期是每执行一遍从输入到输出所需的时间.

工作过程是1输入现场信号:

在系统的控制下,顺序扫描各输入点,读入的输入点的状态.

2顺序扫描用户程序中的各条指令,根据输入状态和指令内容进行逻辑运算.

3并输出控制信号,根据逻辑运算的结果,输出状态寄存器向各输出点发出相应的控制信号.实现所要求的逻辑控制功能.

7.4PLC有哪些主要特点?

PLC的主要特点是①应用灵活,扩展性好.

②操作方便

③标准化的硬件和软件设计,通用性强.

④完善的监视和诊断功能.

5适应恶劣的工业应用环境.

6控制制功能强

(注:

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