機電傳動與控制整理

1、 第一章Ea=Ken Ea=UN-Ia-Ra Ea電動勢 n電樞轉(zhuǎn)速If=UN/Rf Ia=IN-If TM=KmIa TM電磁轉(zhuǎn)矩 Ia電樞電流 TN=9.55PN/nN TN 額定轉(zhuǎn)矩U=Ea+IaRa （電壓平衡方程） KeN=（UN-INRa）/nN KMN=9.55KeN Ua=Ea+IaRa=Ia（Ra+Rd） TM-TL=Jd/dt1-10 答：（a）穩(wěn)定 TMTL，輸出大于負載始終趨于平衡。 （b）穩(wěn)定 （c）穩(wěn)定（d）不穩(wěn)定 dT/dn小于等于0 dTM/dn-dTL/dn0，TMTL輸出小于負載始終趨于不平衡。117 有一臺Z2-61型并勵直流電動機，其電氣性能數(shù)據(jù)為：PN

2、=17kW，UN=220V，IN=88.9A，nN=3000r/min，電樞回路總電阻（1） 額定負載時，電樞電勢為多少？（2） 固有特性方程式；（3） 設(shè)軸上負載轉(zhuǎn)矩為0.9TN時，電動機在固有機械特性上的轉(zhuǎn)速。解：（1）If=UN/Rf=220V/181.51.21A Ia=IN-If=88.9-1.21=87.69A Ea=UN-Ia.Ra=220-87.69×0.087=212.97V （2）固有特性 Ra=0.5（UNIN-PN×103）/IN2 =0.5（220×88.9-17×103）/88.92 0.29 CeN=（UN-INRa）/nN

3、=（220-88.9×0.29）/30000.065 n0=UN/CeN=220/0.0653385r/min TN=9.55PN/nN=9.55×17×103/3000=54N.m （3）n=9.55PN/TN=9.55×17×103/54×0.9=3340r/min 119 有一臺塔里直流電動機，PN=1.7kW，UN=110V，IN=20.1A，nN=1450/min。試計算并繪制：（1） 固有機械特性曲線；（2） 50%UN時的人為特性曲線；（3） 電樞回路串接3電阻時的人為特性曲線；（4） =80%N時的人為特性曲線。解：（

4、1）P=UNIN-PN=110××103=461W IN2Ra=50%P 可得：Ra=0.57 Ua=Ea+IaRa 110=Ke.1450+0.57×20.1 得Ke=0.068 n0=110/0.068=1617r/min TN=9.55PN/nN=9.55×1.75×103/10.50=16.5（N.m）（2） UN=50%UN=0.5×110=55V n01=U/CeN=55/0.068=809r/min 此時WN不變對應(yīng)T=TN的轉(zhuǎn)速為 n02=n02-nN=808-（1617-1450）=641（r/min） 由（T=0,

5、n=n01=809r/min）和 （T=TN=11.5N.m,n=nN2=642r/min）,畫圖（3）nN=n0（-Ra+R）/（CeNCmN）TN =1618-（0.57+3）/（0.068×0.068×9.55）×11.5 689r/min 由（T=0,n=n0=1618r/min）和（T=TN=11.5N.m,n=nN1=689r/min兩點在n-T平面上作曲線）（4） n03=UN/0.8CeN=110/0.8×0.068=2022r/min nN3=n03-Ra/0.82×9.55（CeN）2TN =2022-0.57÷0

6、.82×9.55×0.0682×11.5 =1790r/min 由（T=0,n=n03=2022r/min）和（T=TN=11.5N.m,n=nN3=1790r/min兩點決定的曲線如圖1-13中曲線所示，這時T=TN對應(yīng)的電樞電流大于額定電流IN。1-22 有一臺他勵直流電動機，PN=18kW,UN=220V,IN=41A,nN=1500r/min,Ra=0.38，拖動橫轉(zhuǎn)矩負載運行，且TL=TN?，F(xiàn)將電源電壓降到U=150V,問：（1） 降壓瞬間轉(zhuǎn)速來不及變化，電樞電流及電磁轉(zhuǎn)矩各為多大？（2） 穩(wěn)定運行轉(zhuǎn)速是多少？解：（1）固有機械特性 CeN=(UN-IN

7、Ra)/nN=(220-41×0.38）÷15000.136 n0=UN/CeN=220÷0.1361618r/min TN=9.55PN/nN=9.55×7.5×103÷ n=UN/CeN-Ra/CeN2T =1618-0.38÷9.55×0.1362=1616r/min 降壓后瞬間啟動 U=Ea+IaRa CeNnN=U-RaIa Ia=U-CeNnN=(150-0.136×1500)÷0.38-142.1A T=9.55CeNIa=9.55×0.136×(-142.1)

8、（2）n=U/CeN-(Ra/CeNCmN)TL =150÷÷9.55×0.1362×45.75 =1000r/min1-24 有一臺他勵直流電動機，PN=29kW,UN=440V,IN=76A,nN =1000r/min,Ra=0.377，負載轉(zhuǎn)矩TL=0.8TN,最大制動電流為1.8IN。求當該電動機拖動位能性負載時，用哪幾種方法可使電動機以500r/min的轉(zhuǎn)速下放負載，在每種方法中電樞回路應(yīng)串接的電阻為多大？并畫出相應(yīng)的機械特性曲線，標出從穩(wěn)態(tài)提升重物到以500r/min的轉(zhuǎn)速下放重物的轉(zhuǎn)換過程。解：固有機械特性CeN=(UN-INRa)/nN=

9、（440-0.377×76）÷1000=0.411n0=UN/CeN=440÷0.4111071r/minTN=9.55PN/nN=9.55×29×103÷n=UN/CeN-Ra/CeN2T =1071-0.377÷9.55×0.4112T=1071-0.234T依載轉(zhuǎn)矩TL=0.8TN1071-0.377÷9.55×0.4112×0.8=1071-52=1019r/min （1）采用能耗制動 n取500r/min T取0.8 n=-Ra+ReT -500=(0.377+R1)/(9.

10、55×0.4112)×0.8×276.95 R1=3.264 轉(zhuǎn)換n=n1的轉(zhuǎn)矩TD n1=-(Ra+R1)/9.55(CeN)2)T1 1019=-(0.377+3.264)÷9.55×0.4112 由電源轉(zhuǎn)矩T=CeNIa知，且題最大制動電流為1.8TM Imax=1.8IN，則Tmax=1.8TN 又1.8TN=1.8× 且：T1 T11.8TN 故允許轉(zhuǎn)矩下為小于最大轉(zhuǎn)矩1.87N,故允許轉(zhuǎn)換。（2） 采用倒拉反接制動的方法 n2=UN/CeN-（Ra+R2）/9.55KeN2）TL 1-25 有一臺Z2-52型他勵直流電動機

11、，PN=4kW，UN=220V，IN=22.3A,nN=1000r/min，Ra=0.91，TL=TN。為了使電動機停轉(zhuǎn)，采用反接制動，如串入電樞回路的制動電阻為9，求：（1） 制動開始時電動機所發(fā)出的電磁轉(zhuǎn)矩；（2） 制動結(jié)束時電動機所發(fā)出的電磁轉(zhuǎn)矩；（3） 如果是摩擦性負載，則在制動到n=0時，不切斷電源，電動機能否反轉(zhuǎn)？為什么？解：固有機械特性 CeN=(UN-RaIN)/nN=（220-0.91×22.3）÷1000=0.200 n0=UN/CeN=220÷0.2=1100r/min TN=9.55PN/nN=9.55×4000÷ n=

12、UN/CeN-Ra/9.55(CeN)2T=1100-2.38T （1）nN=-UN/CeN-(Ra+R1)/9.55(CeN)2)T1 1000=-1100-(0.91+9)÷9.55×0.22T1 9.91T1=-802.2 T1 （2）0=-UN/CeN-（Ra+R1）/9.55(CeN)2T2 1100=-（1÷9.55×0.22）9.91T2 9.91T2=-420×2 T2（3）如果摩擦轉(zhuǎn)矩制動結(jié)束時，n=0電機的轉(zhuǎn)矩T2為-42.4N.m，TN=38.2N.m,T2TN,如不切斷電源，電機會反轉(zhuǎn)。 第二章s=（n0-n）/n0 s

13、轉(zhuǎn)差率n0=60f=60f/p p磁極對數(shù)25 有一臺Y225M-4型三相異步電動機，其額定數(shù)據(jù)如下：功率/kW轉(zhuǎn)速/（r/min）電壓/V效率/（%）功率因數(shù)Ist/INTst/TNTmax/TN 45 1480 380 92.3 0.88 7.0 1.9 2.2試求：（1）額定電流IN;（2）額定轉(zhuǎn)差率sN；（3）額定轉(zhuǎn)矩TN，最大轉(zhuǎn)矩Tmax，啟動轉(zhuǎn)矩Tst。0解：（1）N=PN/根號3UN.INcosN.100% 故nN=PN/P1N P1N =根號3UN.INcosN IN=PN×103/根號3UNcosN =45×103÷根號3×380

14、15;0.88×0.923 =84.2A （2）SN=（n0-n）/n0=（1500-1480）÷1500=1.33% （3）TN=9.55PN/nN=290.37（N.m） TST=（TST/TN）TN=1.9×290.4=551.8（N.m） Tmax=（Tmax/TN）TN=2.2×290.4=638.9（N.m）215 有一臺三相異步電動機，其銘牌數(shù)據(jù)如下：PN/kWnN/（r/min）UN/VN/（%）cosNIST/INTST/TNTmax/TN接法401470380902.0 （1） 當負載轉(zhuǎn)矩為250N.m時，在U=UN

15、和U,=0.8UN兩種情況下，電動機能否啟動？（2） 欲在用Y-換接啟動，在負載轉(zhuǎn)矩為0.45TN和0.35TN兩0種情況下，電動機能否啟動？（3） 若采用自耦變壓器降壓啟動，設(shè)降壓比為0.64，求電源線路中通過的啟動電流和電動機的啟動轉(zhuǎn)矩。解：（1）TN=9.55PN/nN=9.55×40×103÷1470260（N.m） 又TST=1.2TN TST=260×2=312（N.m） TST=KR2U2/R22+X202=312N.m 312N.m250N.m U=UN時，電動機能啟動。 當U=0.80時， TST=0.82KR2U2/（R22+X202

16、）=0.64×312=199N.m 又 TSTTL 電動機不能啟動 （2）TSTY=1/3TST=1/3×1.2TN=0.4TN 當負載轉(zhuǎn)矩為0.45TN1時，電動機不可啟動。 當負載轉(zhuǎn)矩為0.35TN時，電動機可啟動。 （3）IN=PN/UNNcosN根號3 =40×103÷380×0.9×0.9×根號3 =75A 故IST/IN=6.5,故IST=7.5×6.5=487.5A 降壓比為0.64時，電流R2IST=0.642×487.5=200A 故電動機啟動轉(zhuǎn)矩T=K2TST=0.642×3

17、12=127.8（N.m） 第三章步進電動機通電方式：三相單三拍：UVWU UWVU三相雙三拍：UVVWWUUV三相六拍：UUVVVWWWU3-5 有一直流伺服電動機，電樞控制電壓Uc=110V時，電樞電流Ia1=0.05A，轉(zhuǎn)速n1=3000r/min；加負載后，電樞電流Ia2=1A,轉(zhuǎn)速n2=1500r/min。試作出其機械特性n=f（T）.解：n=n0-n=U/Ke-Ra/KeKm Ua=Ea+IaRa=Ken+IaRa 110=Ke3000+0.05Ra 110=Ke15000+Ra 得Ke=0.0357，Ra=56.4 n0=110÷0.0357=3081r/min T=9

18、.55×0.357×1=0.34（N.m）3-6 若直流伺服電動機的勵磁電壓一定，當電樞控制電壓Uc=110V時，理想空載轉(zhuǎn)速n0=3000r/min，當Uc=50V時，n0等于多少？解：由題意可知，直流伺服電動機的勵磁電壓一定，則電樞控制電壓N/2導(dǎo)體串聯(lián)后的感應(yīng)電動勢Ea且在理想空載條件下，外加電壓Ua應(yīng)與Ea相平衡，且直流伺服電動機的理想空載轉(zhuǎn)速與控制電壓成正比，故Ua=Ea=NBCDn0/120 n0=120/×Ua/NBCD故，當Uc=50V時，知100÷3000=50÷n0，得n0=1500r/min 3-15若有一臺四相反應(yīng)式步進電動機，其步距角為1.8°/0.9°。（1）步進電動機轉(zhuǎn)子的齒數(shù)為多少？（2） 寫出四相八拍運行方式時的通電順序；（3） 測得電流頻率為600Hz，其轉(zhuǎn)速為多少？解；（1）=360°/Kmz z=360°/Km=