機(jī)電傳動(dòng)課后練習(xí)答案(老師點(diǎn)的).doc

2.3 試列出以下幾種情況下（見(jiàn)題 2.3 圖）系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式,并說(shuō)明系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是加速，減速，還是勻速？（圖中箭頭方向表示轉(zhuǎn)矩的實(shí)際作用方向） TM-TL0 說(shuō)明系統(tǒng)處于加速 TM-TL UN/ (Ra+Rst) Rst1.68 又 Ke=(UN-INRa)/nN=0.066 Ia= UN/ (Ra+Rst) =52.9A所以此時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=KtIa=9.55*0.066*52.9=33.34Nm3.16 直流電動(dòng)機(jī)用電樞電路串電阻的辦法啟動(dòng)時(shí)，為什么要逐漸切除啟動(dòng)電阻？如切出太快，會(huì)帶來(lái)什么后果？答：如果啟動(dòng)電阻一下全部切除,在切除瞬間,由于機(jī)械慣性的作用使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變,此瞬間轉(zhuǎn)速維持不變,機(jī)械特性會(huì)轉(zhuǎn)到其他特性曲線上,此時(shí)沖擊電流會(huì)很大,所以采用逐漸切除啟動(dòng)電阻的方法.如切除太快,會(huì)有可能燒毀電機(jī)。3.18 他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)有哪些方法進(jìn)行調(diào)速？它們的特點(diǎn)是什么？答：他勵(lì)電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方法：第一改變電樞電路外串接電阻Rad特點(diǎn)：在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩下，串接不同的電阻可以得到不同的轉(zhuǎn)速，機(jī)械特性較軟，電阻越大則特性與如軟，穩(wěn)定型越低，載空或輕載時(shí)，調(diào)速范圍不大，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速困難，在調(diào)速電阻上消耗大量電量。第二改變電動(dòng)機(jī)電樞供電電壓特點(diǎn)：當(dāng)電壓連續(xù)變化時(shí)轉(zhuǎn)速可以平滑無(wú)級(jí)調(diào)速，一般只能自在額定轉(zhuǎn)速以下調(diào)節(jié)，調(diào)速特性與固有特性相互平行，機(jī)械特性硬度不變，調(diào)速的穩(wěn)定度較高，調(diào)速范圍較大，調(diào)速時(shí)因電樞電流與電壓無(wú)關(guān)，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適應(yīng)于對(duì)恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載?？梢钥空{(diào)節(jié)電樞電壓來(lái)啟動(dòng)電機(jī)，不用其它啟動(dòng)設(shè)備，第三改變電動(dòng)機(jī)主磁通特點(diǎn)：可以平滑無(wú)級(jí)調(diào)速，但只能弱詞調(diào)速，即在額定轉(zhuǎn)速以上調(diào)節(jié)，調(diào)速特性較軟，且受電動(dòng)機(jī)換向條件等的限制，調(diào)速范圍不大，調(diào)速時(shí)維持電樞電壓和電流步變，屬恒功率調(diào)速。5.3 有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其nN=1470r/min,電源頻率為 50HZ。設(shè)在額定負(fù)載下運(yùn)行，試求： 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子的轉(zhuǎn)速；1500 r/min 定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；30 r/min 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；30 r/min 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子的轉(zhuǎn)速；1500 r/min 轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)定子旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速。0 r/min5.6 有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。試求：線電壓為 380V 時(shí)，三相定子繞組應(yīng)如何接法？求n0,p,SN,TN,Tst,Tmax和Ist；額定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)的輸入功率是多少？解： 線電壓為 380V 時(shí)，三相定子繞組應(yīng)為 Y 型接法. TN=9.55PN/nN=9.55*3000/960=29.8NmTst/ TN=2 Tst=2*29.8=59.6 Nm Tmax/ TN=2.0 Tmax=59.6 NmIst/IN=6.5 Ist=46.8A一般 nN=(0.94-0.98)n0 n0=nN/0.96=1000 r/minSN= (n0-nN)/n0=(1000-960)/1000=0.04P=60f/ n0=60*50/1000=3型號(hào)PN/kWUN/V滿載時(shí)Ist/INTst/TNTmax/TN型號(hào)PN/kWUN/V-1nN/rmin IN/A N100 cosIst/INTst/TNTmax/TNY132S-63220/380960 2.8/7.2 83 0.756.52.02.0 5.8.三相異步電動(dòng)機(jī)斷了一根電源線后，為什么不能啟動(dòng)？而在運(yùn)行時(shí)斷了一線，為什么仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)？這兩種情況對(duì)電動(dòng)機(jī)將產(chǎn)生什么影響？答：三相異步電動(dòng)機(jī)斷了一根電源線后，轉(zhuǎn)子的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)分別作用于轉(zhuǎn)子而產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的轉(zhuǎn)矩，而且轉(zhuǎn)矩大小相等。故其作用相互抵消，合轉(zhuǎn)矩為零，因而轉(zhuǎn)子不能自行啟動(dòng)，而在運(yùn)行時(shí)斷了一線，仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)方向的轉(zhuǎn)矩大于反向轉(zhuǎn)矩，這兩種情況都會(huì)使電動(dòng)機(jī)的電流增加。5.11 有一臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下：PN/kWnN /(r/miN)UN/VN100cosNIst/INTst/TNTmax/TN接法401470380900.96.51.22.0 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 250Nm時(shí)，試問(wèn)在U=UN和U=0.8UN兩種情況下電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？解：TN=9.55 PN/ nN=9.55*40000/1470=260NmTst/TN=1.2 Tst=312Nm當(dāng)U=UN時(shí)Tst=K R2 U2/（R22+X202）=312 Nm 312 Nm250 Nm U=UN時(shí) 電動(dòng)機(jī)能啟動(dòng)。當(dāng)U=0.8U時(shí) Tst= K R2（0.8UN）2/（R22+X202）=199 Nm則 TstTL 所以電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)。 欲采用 Y-換接啟動(dòng),當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 0.45 TN和 0.35 TN兩種情況下, 電動(dòng)機(jī)能否啟動(dòng)？解：TstY=Tst/3=1.2* TN /3=0.4 TN 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 0.45 TN時(shí)電動(dòng)機(jī)不能啟動(dòng)當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 0.35 TN時(shí)電動(dòng)機(jī)能啟動(dòng) 若采用自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，設(shè)降壓比為 0.64，求電源線路中通過(guò)的啟動(dòng)電流和電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩。解：IN= PN/ UN N cosN3=40000/1.732*380*0.9*0.9=75AIst/IN=6.5 Ist=487.5A降壓比為0.64時(shí) 電流=K 2 *Ist=0.642*487.5=200A電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩T= K2 *Tst=0.642*312=127.8 Nm5.15 異步電動(dòng)機(jī)有哪幾種調(diào)速方法？各種調(diào)速方法有何優(yōu)缺點(diǎn)？答： 調(diào)壓調(diào)速 這種辦法能夠無(wú)級(jí)調(diào)速，但調(diào)速范圍不大 轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速 這種方法簡(jiǎn)單可靠，但它是有機(jī)調(diào)速，隨著轉(zhuǎn)速降低特性變軟，轉(zhuǎn)子電路電阻損耗與轉(zhuǎn)差率成正比，低速時(shí)損耗大。 改變極對(duì)數(shù)調(diào)速 這種方法可以獲得較大的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，雖然體積稍大，價(jià)格稍高，只能有機(jī)調(diào)速，但是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高特性高，且調(diào)速時(shí)所需附加設(shè)備少。 變頻調(diào)速 可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，是一種很好的調(diào)速方法。8.8 電動(dòng)機(jī)中的短路保護(hù)、過(guò)電流保護(hù)和長(zhǎng)期過(guò)載（熱）保護(hù)有何區(qū)別？答：電動(dòng)機(jī)中的短路保護(hù)是指電源線的電線發(fā)生短路，防止電動(dòng)機(jī)過(guò)大的電樞電路而損壞。自動(dòng)切斷電源的保護(hù)動(dòng)作過(guò)電流保護(hù)是指當(dāng)電動(dòng)機(jī)發(fā)生嚴(yán)重過(guò)載時(shí)，保護(hù)電動(dòng)機(jī)不超過(guò)最大許可電流。長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)是指電動(dòng)機(jī)的短時(shí)過(guò)載保護(hù)是可以的，但長(zhǎng)期過(guò)載時(shí)電動(dòng)機(jī)就要發(fā)熱，防止電動(dòng)機(jī)的溫升超過(guò)電動(dòng)機(jī)的最高絕緣溫度。8.14 為什么電動(dòng)機(jī)要設(shè)有零電壓和欠電壓保護(hù)？答：零電壓和欠電壓保護(hù)的作用是防止當(dāng)電源暫時(shí)供電或電壓降低時(shí)而可能發(fā)生的不容許的故障。8.15 在裝有電器控制的機(jī)床上，電動(dòng)機(jī)由于過(guò)載而自動(dòng)停車后，若立即按鈕則不能開(kāi)車，這可能是什么原因？答：有可能熔短器燒毀，使電路斷電或者是熱繼電器的感應(yīng)部分還未降溫，熱繼電器的觸點(diǎn)還處于斷開(kāi)狀態(tài)。8.20 試設(shè)計(jì)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)的控制線路。要求能正反轉(zhuǎn)并能實(shí)現(xiàn)能耗制動(dòng)。8.21 沖壓機(jī)床的沖頭，有時(shí)用按鈕控制，又實(shí)用腳踏開(kāi)關(guān)操作，試設(shè)計(jì)用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)選擇工作方式的控制線路。8.22 容量較大的鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)反接制動(dòng)時(shí)電流較大，應(yīng)在反接制動(dòng)時(shí)在定子回路中串入電阻，試按轉(zhuǎn)速原則設(shè)計(jì)其控制線路。8.26 題 8.26 圖為機(jī)床自動(dòng)間歇潤(rùn)滑的控制線路圖，其中接觸器 KM 為潤(rùn)滑油泵電動(dòng)機(jī)啟停用接觸器（主電路為畫(huà)出），控制線路可使?jié)櫥幸?guī)律地間歇工作。試分析此線路的工作原理，并說(shuō)明開(kāi)關(guān) S 和按鈕 SB 的作用。答：SB 按鈕為人工的點(diǎn)動(dòng)控制。S 自動(dòng)的間歇潤(rùn)滑，按下后 KM 得電，電動(dòng)機(jī)工作,，KT 得電，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,動(dòng)合觸點(diǎn)閉合 K 得電,同時(shí) KM 失電，電動(dòng)機(jī)停止工作,，2KT 得電一段時(shí)間后，動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，K 閉合電動(dòng)機(jī)重新工作。8.27 試設(shè)計(jì) 1M 和 2M 兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)順序啟，停的控制線路。要求： 1M 啟動(dòng)后，2M 立即自動(dòng)啟動(dòng)； 1M 停止后，延時(shí)一段時(shí)間，2M 才自動(dòng)停止； 2M 能點(diǎn)動(dòng)調(diào)整工作；兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)均有短路，長(zhǎng)期過(guò)載保護(hù)。8.29 試設(shè)計(jì)一個(gè)工作臺(tái)前進(jìn)退回的控制線路。工作臺(tái)有電動(dòng)機(jī) M 拖動(dòng)，行程開(kāi)關(guān) 1ST,2ST 分別裝在工作臺(tái)的原位和終點(diǎn)。要求：能自動(dòng)實(shí)現(xiàn)前進(jìn)后退停止到原位；工作臺(tái)前進(jìn)到達(dá)終點(diǎn)后停一下在后退；工作臺(tái)在前進(jìn)中可以人為地立即后退到原位；有終端保護(hù)10.1晶閘管的導(dǎo)通條件是什么？導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流決定于什么？晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄嗟臈l件是什么？阻斷后它所承受的電壓決定于什么？ 答：晶閘管的導(dǎo)通條件是:(1) 晶閘管的陽(yáng)極和陰極之間加正向電壓。（2）晶閘管的陽(yáng)極和控制極通時(shí)加正相電壓市晶閘管才能導(dǎo)通. 導(dǎo)通后流過(guò)晶閘管的電流決定于(電壓不變時(shí))限流電阻(使用時(shí)由負(fù)載決定)。 晶閘管由導(dǎo)通轉(zhuǎn)變?yōu)樽钄嗟臈l件是當(dāng)減少陽(yáng)極電壓或增加負(fù)載電阻時(shí),陽(yáng)極電流隨之減少,當(dāng)陽(yáng)極電流小于維持電流時(shí),晶閘管便從導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)化維阻斷狀態(tài). 阻斷后它所承受的電壓決定于陽(yáng)極和陰極的反向轉(zhuǎn)折電壓.10.2 晶閘管能否和晶體管一樣構(gòu)成放大器？為什么？答：晶閘管不能和晶體管一樣構(gòu)成放大器，因?yàn)榫чl管只是控制導(dǎo)通的元件，晶閘管的放大效應(yīng)是在中間的 PN 節(jié)上。整個(gè)晶閘管不會(huì)有放大作用。10.8 晶閘管的控制角和導(dǎo)通角是何含義？答：晶閘管的控制角是晶閘官元件承受正向電壓起始到觸發(fā)脈沖的作用點(diǎn)之間的點(diǎn)角度。導(dǎo)通角是晶閘管在一周期時(shí)間內(nèi)導(dǎo)通得電角度。10.12 晶閘管對(duì)觸發(fā)電路有哪些要求？觸發(fā)電路主要有哪三個(gè)環(huán)節(jié)？每個(gè)環(huán)節(jié)的功能是什么？答：（1）晶閘管對(duì)觸發(fā)電路的要求是：有足夠大的觸發(fā)電壓和電流，有一定的脈寬度不觸發(fā)時(shí)的輸出電壓小最好為負(fù)，前沿要陡和與主電路同步（2）觸發(fā)電路主要有三個(gè)環(huán)節(jié)：同步波形產(chǎn)生、移相控制、脈沖形成三個(gè)環(huán)節(jié)組成。同步波形產(chǎn)生：產(chǎn)生與主電路電壓同步的電壓波形，使對(duì)應(yīng)每一主電壓波形的控制角都一樣。移相控制：為了改變輸出主電壓平均值，需要對(duì)同步波形移相，以改變控制角大小。脈沖形成：把產(chǎn)生的具有一定控制角且可人為改變控制角的同步波形變成觸發(fā)脈沖輸出。 10.21 .續(xù)流二極管有何作用？為什么？若不注意把它的極性接反了會(huì)產(chǎn)生什么后果？答：續(xù)流二極管作用是提高電感負(fù)載時(shí)的單相半波電路整流輸出的平均電壓。導(dǎo)通時(shí)，晶閘管承受反向電壓自行關(guān)斷，沒(méi)有電流流回電源去，負(fù)載兩端電壓僅為二極管管壓降，接近于零，所以由電感發(fā)出的能量消耗在電阻上。若不注意把它的極性接反會(huì)造成帶電感性負(fù)載不會(huì)得電。10.25 單相全控橋式整流和單相半控橋式整流特性有哪些區(qū)別？10.26 單相橋式全控整流電路、三相橋式全控整流電流中，當(dāng)負(fù)載分別為電阻或電感負(fù)載時(shí)，晶閘管的角移相范圍是多少？答： 10.3試畫(huà)出題10.3圖中負(fù)載電阻R上的電壓波形和晶閘管上的電壓波形。10.5 如題10.5圖所示，若在t1時(shí)刻合上開(kāi)關(guān)S，在t