機(jī)電傳動控制課后習(xí)題答案《第五版》

習(xí)題與思考題

第二章機(jī)電傳動系統(tǒng)的動力學(xué)根基

2.1說明機(jī)電傳動系統(tǒng)運(yùn)動方程中的拖動轉(zhuǎn)矩，靜態(tài)轉(zhuǎn)矩和動態(tài)轉(zhuǎn)矩。

拖動轉(zhuǎn)矩是由電動機(jī)產(chǎn)生用來抑制負(fù)載轉(zhuǎn)矩，以帶動生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動的。靜態(tài)轉(zhuǎn)矩就是由生產(chǎn)

機(jī)械產(chǎn)生的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。動態(tài)轉(zhuǎn)矩是拖動轉(zhuǎn)矩減去靜態(tài)轉(zhuǎn)矩。

2.2從運(yùn)動方程式若何看出系統(tǒng)是處于加速，減速，穩(wěn)態(tài)的和靜態(tài)的工作狀態(tài)。

TM-TL>0說明系統(tǒng)處于加速,TM-TLCO說明系統(tǒng)處于減速,TM-TL=O說明系統(tǒng)處于穩(wěn)態(tài)（即

靜態(tài)）的工作狀態(tài)。

2.3試列出以下幾種情況下（見題2.3圖）系統(tǒng)的運(yùn)動方程式，并說明系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(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）

系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)是減速系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)是加速

TMTLTMTL.、

TM=TLTM=^>

系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)是減速系統(tǒng)的運(yùn)動狀態(tài)是勻速I）

2.4多軸拖動系統(tǒng)為什么要折算成單軸拖動系統(tǒng)轉(zhuǎn)矩折算為#輸后功率不變的

原則轉(zhuǎn)動慣量折算為什么依據(jù)折算前后動能不變的原則

因?yàn)樵S多生產(chǎn)機(jī)械要求低轉(zhuǎn)速運(yùn)行，而電動機(jī)一般具有較高的額定轉(zhuǎn)速。這樣，電動機(jī)與生

產(chǎn)機(jī)械之間就得裝設(shè)減速機(jī)構(gòu)，如減速齒輪箱或蝸輪蝸桿，皮帶等減速裝置。所以為了列出

系統(tǒng)運(yùn)動方程，必須先將各轉(zhuǎn)動局部的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)動慣量或直線運(yùn)動局部的質(zhì)量這算到一根軸

上。轉(zhuǎn)矩折算前后功率不變的原則是P=T3,p不變。轉(zhuǎn)動慣量折算前后動能不變原則是能

量守恒MV=0.5J32

2.5為什么低速軸轉(zhuǎn)矩大，高速軸轉(zhuǎn)矩小

因?yàn)镻二Ts,p不變3越小T越大，3越大T越小。

2.6為什么機(jī)電傳動系統(tǒng)中低速軸的GD2比高速軸的GD2大得多？

因?yàn)镻=T3,T=G3D2/375.P=3GGD2/375.,P不變轉(zhuǎn)速越小GD2越大，轉(zhuǎn)速越大GD?

越小。

2.7如圖2.3（a）所示，電動機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量J”=2.5kgm2,轉(zhuǎn)速nM=900r/min;中間傳動軸

的轉(zhuǎn)動慣量九二16依加1先遨m=60r/min。試求折算到電動機(jī)軸上的等效專慣量。

折算到電動機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量：j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15

J=JM+Jl/j2+JL/j口=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2

.2.8如圖2.3(b)所示,電動機(jī)轉(zhuǎn)速riM=950r/min,齒輪減速箱的傳動比Ji=4=4,卷筒直

徑D=0.24m,滑輪的減速比b=2,起重負(fù)荷力F=100N,電動機(jī)的費(fèi)輪轉(zhuǎn)距GD2M=1.05N

nA齒輪，滑輪和卷筒總的傳動效率為0.83。試球體勝速度v和折算到電動機(jī)軸上的靜

2

態(tài)轉(zhuǎn)矩TL以及折算到電動機(jī)軸上整個拖動系統(tǒng)的飛輪慣量GDZ..

3M=3.14*2n/60=99.43rad/s.

提升重物的軸上的角速度3=3面3=99.43/4*4*2=3.11rad/s

v=3D/2=0.24/2*3.11=0.373m/s

TL=9.55FV/ncnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM

2222

GDz=8GDM+GDL/jL

=1.25*1.05+100*0.242/322

=1.318NM2

2.9一般生產(chǎn)機(jī)械按其運(yùn)動受阻力的性質(zhì)來分可有哪幾種類型的負(fù)載

可分為1恒轉(zhuǎn)矩型機(jī)械特性2離心式通風(fēng)機(jī)型機(jī)械特性3直線型機(jī)械特性4恒功率型

機(jī)械特性,4種類型的負(fù)載.

2.10對抗靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與位能靜態(tài)轉(zhuǎn)矩有何區(qū)別，各有什么特點(diǎn)

對抗轉(zhuǎn)矩的方向與運(yùn)動方向相反,，方向發(fā)生改變時，負(fù)載轉(zhuǎn)矩的方向也會隨著改變，因而他總

是阻礙運(yùn)動的.位能轉(zhuǎn)矩的作用方向恒定，與運(yùn)動方向無關(guān)，它在某方向阻礙運(yùn)動，而在相反

方向便促使運(yùn)動。

2.11在題2.11圖中，曲線1和2分別為電動機(jī)和負(fù)載的機(jī)械特性，試判斷哪些是系統(tǒng)的穩(wěn)

定平衡點(diǎn)哪些不是

交點(diǎn)是系統(tǒng)的穩(wěn)定平衡點(diǎn).交點(diǎn)是系統(tǒng)的平衡點(diǎn)

交點(diǎn)是系統(tǒng)的平衡交點(diǎn)不是系統(tǒng)的平衡點(diǎn)

交點(diǎn)是系統(tǒng)的平衡點(diǎn)

第三章

3.1為什么直流電機(jī)的轉(zhuǎn)子要用外表有絕緣層的硅鋼片疊壓而成

答：防止電渦流對電能的損耗..

3.2并勵直流發(fā)電機(jī)正傳時可以自勵，反轉(zhuǎn)時能否自勵

不能，因?yàn)榉崔D(zhuǎn)起始勵磁電流所產(chǎn)生的磁場的方向與剩與磁場方向相反，這樣磁場被消除,

所以不能自勵.

3.3一臺他勵直流電動機(jī)所拖動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=常數(shù)，當(dāng)電樞電壓附加電阻改變時，能否改

變其穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下電樞電流的大小為什么這是拖動系統(tǒng)中那些要發(fā)生變化

T=Kt<|>laU=E+IaRa

當(dāng)電樞電壓或電樞附加電阻改變時，電樞電流大小不變.轉(zhuǎn)速n與電動機(jī)的電動勢都發(fā)生改

變.

3.4—臺他勵直流電動機(jī)在穩(wěn)態(tài)下運(yùn)行時，電樞反電勢E=Ei，如負(fù)載轉(zhuǎn)矩TL=常數(shù)，外加電

壓和電樞電路中的電阻均不變，問減弱勵磁使轉(zhuǎn)速上升到新的穩(wěn)態(tài)值后，電樞反電勢將

若何變化？是大于，小于還是等于日

T=IaK,*,小減弱,T是常數(shù),1a增大.根據(jù)EN=UN-IaRa,所以EN減小.，小于Ei.

3.5一臺直流發(fā)電機(jī)，其局部銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=180kW,UN=230V,nN=1450r/min,n

N=89.5%,試求：

①該發(fā)電砂的額定電流；

②電流保L為額定值而電壓下降為100V時，原動機(jī)的輸出功率(設(shè)此時n=nN)

解：①PN=UNIN

180KW=230*IN

IN=782.6A

該發(fā)電機(jī)的額定電流為782.6A

②P=IN100/HN

P=87.4KW

3.6某他勵直流電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)如下：PN=7.5KW,UN=220V,nN=1500r/min,nN=88.5%,

試求該電機(jī)的額定電流和轉(zhuǎn)矩。

PN=UNINnN

7500W=220V*IN*0.885

IN=38.5A

TN=9.55PN/FIN

二47.75Nm

3.7—臺他勵直流電動機(jī)：PN=15KW,UN=220V,/N=63.5A,nN=2850r/min,R;1=0.25Q,其

空載特性為:

Uo/V115184230253265

If/A0.4420.8021.21.6862.10

今需在額定電流下得到150V和220V的端電壓，問其勵磁電流分別應(yīng)為多少

由空載特性其空載特性曲線.

當(dāng)U=150V時I尸0.71A

當(dāng)U=220V時L=1.08A

3.8—臺他勵直流電動機(jī)的銘牌數(shù)據(jù)為：PN=5.5KW,UN=H0V,/N=62A,n

N=1000r/min,試?yán)L出它的固有機(jī)械特性曲線。

Ra=(0.50~0.75)(1-PN/UNIN)UN/IN

=0.6(1-5500/110*62)*110/62

=0.206Q

no=nNUN/(UN-lNRa)

=I13Ir/min

TN=9.55*5500/1000

=52.525Nm

1131

52.525

3.9一臺并勵直流電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下：PN=5.5KW,UN=110V/N=61A,額定勵磁電流/

fn=2A,nN=1500i7min,電樞電阻Ra=0.2。,假設(shè)忽略機(jī)械磨損和轉(zhuǎn)子的銅耗，鐵損，認(rèn)為

額定運(yùn)行狀態(tài)下的電磁轉(zhuǎn)矩近似等于額定輸出轉(zhuǎn)矩，試?yán)L出它近似的固有機(jī)械特性曲

線。

no=UNnN/(UN-lNRa)TN=9.55PN/FIN

=110*1500/(110-61*0.2)=9.55*5500/1500

=1687r/min=35Nm

1687

3.10一臺他勵直流電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)如下:PN=6.5KW,UN=220V,/N=34.4A,nN=1500r/min,Ra

=0.242Q，試計(jì)算出此電動機(jī)的如下特性：

①固有機(jī)械特性；

②電樞服加電阻分別為3。和5。時的人為機(jī)械特性；

③電樞電壓為UN/2時的人為機(jī)械特性；

④磁通＜1)=0.86N時的人為機(jī)械特性；

并繪出上述特性的圖形。

①no=UNHN/(UN-lNRa)

=220*1500/220-34.4*0.242

=1559r/min

TN=9.55PN/nN

=9.55*6500/1500

當(dāng)UN=0.5UN時，n=732r/min

no=UNnN/2(UN-lNRa)

=780r/min

222

④n=U/0.8Ke6-RaT/9.55Ke4)0.8

當(dāng)6=0.86時n=l517r/min

no=UNnN/O.8Ke6A

=1964r/min

3.11為什么直流電動機(jī)直接啟動時啟動電流很大

電動機(jī)在未啟動前n=O,E=O,而R,很小,所以將電動機(jī)直接接入電網(wǎng)并施加額定電壓時,

啟動電流將很大.L=lk?_____________________________________________>

3.12他勵直流電動機(jī)直接啟動過程中有哪些要求若何實(shí)現(xiàn)

他勵直流電動機(jī)直接啟動過程中的要求是1月動電流不要過大,2不要有過大的轉(zhuǎn)矩.可以通

過兩種方法來實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的啟動一是降壓啟動.二是在電樞回路內(nèi)串接外加電阻啟動.

3.13直流他勵電動機(jī)啟動時，為什么一定要吒把勵磁電流加上假設(shè)忘了先合勵磁繞阻的電

源開關(guān)就把電樞電源接通，這是會產(chǎn)生4么現(xiàn)象(試從TL=O和TL=TN兩種情況加以分

析)當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行在額定轉(zhuǎn)速下，假設(shè)突然將勵磁繞阻斷開，此時又將出現(xiàn)什么情況

直流他勵電動機(jī)啟動時，一定要先把勵磁電流加上使因?yàn)橹鞔艠O靠外電源產(chǎn)生磁場.如果忘了

先合勵磁繞阻的電源開關(guān)就把電樞電源接通，「一=0時理論上電動機(jī)轉(zhuǎn)速將趨近于無限

大，引起飛車,TL=TN時將使電動機(jī)電流大大增加而嚴(yán)重過載.

3.14直流串勵電動機(jī)能否空載運(yùn)行?為什么

串勵電動機(jī)決不能空載運(yùn)行，因?yàn)檫@時電動機(jī)轉(zhuǎn)速極高，所產(chǎn)生的離心力足以將繞組元件甩到

槽外,還可能串勵電動機(jī)也可能反轉(zhuǎn)運(yùn)行.但不能用改變電源極性的方法,因這時電樞電

流la與磁通。同時反響，使電瓷轉(zhuǎn)矩T依然保持原來方向，則電動機(jī)不可能反轉(zhuǎn).

3.15一臺直流他勵電動機(jī)，其額定數(shù)據(jù)如下：PN=2.2KW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min,n

N=0.8,Ra=0.4Q,R尸82.7Q。試求：

①額定電樞電流lAn；

②額定勵磁電流ItN；

③勵磁功率pf;

④額定轉(zhuǎn)矩TN；

⑤額定電流時的反電勢；

⑥直接啟動時的啟動電流；

⑦如果要是啟動電流不超過額定電流的2倍，求啟動電阻為多少歐此時啟動轉(zhuǎn)矩又

為多少

①PN=UNIONnN

2200=110*3*0.8

IaN=25A

②Uf=RflfN

IfN=110/82.7

=1.33A

③Pf=UflfN

=146.3W

N

④額定轉(zhuǎn)矩TN=9.55P/nN

=14Nm

⑤額定電流時的反電勢EN=UN-INR；.

=110V-0.4*25

=100V

⑥直接啟動時的啟動電流Ist=UN/Ra

=110/0.4

=275A

⑦啟動電阻2IN>UN/(Ra+Rst)

Rsl>1.8Q

啟動轉(zhuǎn)矩

Kee=(UN-lNRa)/BN=0.066

Ia=UN/(Ra+Rst)T=KtIa6

=52.9A=9.55*0.066*52.9

=33.34Nm

3.16直流電動機(jī)用電樞電路串電阻的方法啟動時，為什么要逐漸切除啟動電阻如切出太快,

會帶來什么后果

如果啟動電阻一下全部切除,，在切除瞬間，由于機(jī)械慣性的作用使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速不能突變，在

此瞬間轉(zhuǎn)速維持不變，機(jī)械特性會轉(zhuǎn)到其他特性曲線上，此時沖擊電流會很大，所以采用

逐漸切除啟動電阻的方法.如切除太快，會有可能燒毀電機(jī).

3.17轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（調(diào)速）與固有的速度變化在概念上有什么區(qū)別

速度變化是在某機(jī)械特性下，由于負(fù)載改變而引起的,二速度調(diào)節(jié)則是某一特定的負(fù)載下，靠

人為改變機(jī)械特性而得到的.

3.18他勵直流電動機(jī)有哪些方法進(jìn)展調(diào)速它們的特點(diǎn)是什么

他勵電動機(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，調(diào)速范圍不大，實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速困難，在調(diào)速

電阻上消耗大量電量。

第二改變電動機(jī)電樞供電電壓

特點(diǎn)當(dāng)電壓連續(xù)變化時轉(zhuǎn)速可以平滑無級調(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

因電樞電流與電壓無關(guān)，屬于恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，適應(yīng)于對恒轉(zhuǎn)矩型負(fù)載。可以靠調(diào)節(jié)電樞電

壓來啟動電機(jī)，不用其它啟動設(shè)備，

第三改變電動機(jī)主磁通

特點(diǎn)可以平滑無級調(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

動機(jī)換向條件等的限制，調(diào)速范圍不大，調(diào)速時維持電樞電壓和電流步變，屬恒功率調(diào)

速。

3.19直流電動機(jī)的電動與制動兩種運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的基本區(qū)別何在

電動機(jī)的電動狀態(tài)特點(diǎn)是電動機(jī)所發(fā)出的轉(zhuǎn)矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方向一樣.制動狀態(tài)特點(diǎn)

使電動機(jī)所發(fā)的轉(zhuǎn)矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相反

3.20他勵直流電動機(jī)有哪幾種制動方法它們的機(jī)械特性若何試比較各種制動方法的優(yōu)缺

點(diǎn)。

1反響制動

機(jī)械特性表達(dá)式:n=U/Kc6-(Ra+RQT/kcK漳2

T為負(fù)值，電動機(jī)正轉(zhuǎn)時,反響制動狀態(tài)下的機(jī)械特性是第一

象限電動狀態(tài)下的機(jī)械特性第二象限內(nèi)的延伸.

反響制動狀態(tài)下附加電阻越大電動機(jī)轉(zhuǎn)速越高.為使重物

降速度不至于過高，串接的附加電阻不宜過大.但即使不串

任何電阻,重物下放過程中電機(jī)的轉(zhuǎn)速仍過高.如果放下的

件較重.則采用這種制動方式運(yùn)行不太安全.

2反接制動

電源反接制動

電源反接制動一般應(yīng)用在生產(chǎn)機(jī)械要求迅速減速停車和

向的場合以及要求經(jīng)常正反轉(zhuǎn)的機(jī)械上.

倒拉反接制動

倒拉反接制動狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線實(shí)際上是第一象限

電動狀態(tài)下的機(jī)械特性區(qū)現(xiàn)在第四象限中的延伸，假設(shè)電動

反向轉(zhuǎn)在電動狀態(tài)，則倒拉反接制動狀態(tài)下的機(jī)械特性曲

就是第三象限中電動狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線在第二象限

延伸..它可以積低的下降速度，保證生產(chǎn)的安全，缺點(diǎn)是假設(shè)

轉(zhuǎn)矩大小估計(jì)不準(zhǔn)，則本應(yīng)下降的重物可能向上升,機(jī)械特

硬度小，速度穩(wěn)定性差.

3能耗制動

機(jī)械特性曲線是通過原點(diǎn)，且位于第二象限和第四象限的一條直線，優(yōu)點(diǎn)是不會出現(xiàn)像倒拉制

動那樣因?yàn)閷L的大小估計(jì)錯誤而引起重物上升的事故.運(yùn)動速度也較反接制動時穩(wěn)

定.

3.21一臺直流他勵電動機(jī)拖動一臺卷揚(yáng)機(jī)構(gòu)，在電動機(jī)拖動重物勻速上升時講電樞電源突

然反接，試?yán)脵C(jī)械特性從機(jī)電過程上說明：

①從反接開場到系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間，電動機(jī)經(jīng)歷了幾種運(yùn)行狀態(tài)最后在什么

狀態(tài)下建設(shè)系統(tǒng)新的穩(wěn)定平衡點(diǎn)

②各種狀態(tài)下轉(zhuǎn)速變化的機(jī)電過程若何

①從反接開場到系統(tǒng)到達(dá)新的穩(wěn)定平衡狀態(tài)之間，電動機(jī)經(jīng)歷了電動機(jī)正向電動狀

態(tài),反接制動狀態(tài)，反向電動狀態(tài)，穩(wěn)定平衡狀態(tài).

ba

電動機(jī)正向電動狀態(tài)由a到b特性曲線轉(zhuǎn)變；反接制動狀態(tài)轉(zhuǎn)速逐漸降低，到達(dá)c時速度為零,

反向電動狀態(tài)由c到f速度逐漸增加.穩(wěn)定平衡狀態(tài)，反向到達(dá)f穩(wěn)定平衡點(diǎn)，轉(zhuǎn)速不再變

化.

第四章

4.1什么叫過渡過程什么叫穩(wěn)定運(yùn)行過程試舉例說明之。

當(dāng)系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩或負(fù)載轉(zhuǎn)矩發(fā)生改變時，系統(tǒng)就要由一個穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)變化到另一

個穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài),這個變化過程稱為過渡過程.如龍門刨床的工作臺，可逆式軋鋼機(jī)的啟動，

制動,反轉(zhuǎn)和調(diào)速.

當(dāng)系統(tǒng)中德福在轉(zhuǎn)矩和拖動轉(zhuǎn)矩相等時,沒有動態(tài)轉(zhuǎn)矩,系統(tǒng)恒速運(yùn)轉(zhuǎn),這個過程叫穩(wěn)

定運(yùn)行過程,如不經(jīng)常啟動,制動而長期運(yùn)行的工作機(jī)械.

4.2研究過渡過程有什么實(shí)際意義試舉例說明之。

為了滿足啟動,制動,反轉(zhuǎn)和調(diào)速的要求,必須研究過渡過程的基本規(guī)律,研究系統(tǒng)各參數(shù)

對時間的變化規(guī)律,如轉(zhuǎn)速,轉(zhuǎn)矩，電流等對時間的變化規(guī)律,才能正確的選擇機(jī)電傳動裝置,

為電機(jī)傳動自動控制系統(tǒng)提供控制原則.設(shè)計(jì)出完善的啟動，制動等自動控制線路，以求改善

產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)率和減輕勞動強(qiáng)度.這就是研究過渡過程的目的和實(shí)際意義.如造紙機(jī)要

求衡轉(zhuǎn)矩.

4.3假設(shè)不考慮電樞電感時，試將電動機(jī)突加電樞電壓啟動的過渡過程曲線I..=f(t),n=f(t)

和R-C串聯(lián)電路突加輸入電壓充電過程的過渡過程曲線ic=f(t)、w=f(t)加以比較，并

從物理意義上說明它們的異、同點(diǎn)。

4.4機(jī)電時間常數(shù)的物理意義是什么它有那些表示形式各種表示式各說明了哪些關(guān)系

機(jī)電時間常數(shù)的物理意義是n?-n=GD'nodn/375TsLdt

22

T產(chǎn)GDn?/375Tsl是反映機(jī)電傳動系統(tǒng)機(jī)械慣性的物理量,表達(dá)形式有T產(chǎn)GDn0/375Tst

2

和TAniGD2/375Ti和TGDns/375Td

4.6加快機(jī)電傳動系統(tǒng)的過渡過程一般采用哪些方法

加快機(jī)電傳動系統(tǒng)的過渡過程一般采用1減少系統(tǒng)GD22增加動態(tài)轉(zhuǎn)矩L.

4.7為什么大慣量電動機(jī)反而比小慣量電動機(jī)更為人們所采用

大慣量電動機(jī)電樞作的粗短,GD，較大但它的最大轉(zhuǎn)矩約為額定轉(zhuǎn)矩的5到10倍，快

速性能好，且低速時轉(zhuǎn)矩大，電樞短粗,散熱性好過載持續(xù)時間可以較長.

4.8試說明電流充滿系數(shù)的概念

充滿系數(shù)是電流曲線與衡坐標(biāo)所包圍的面積除以矩形曲線的面積.

4.9具有矩形波電流圖的過渡過程為什么稱為最優(yōu)過渡過程它為什么能加快機(jī)電傳動系統(tǒng)

的過渡過程”

充滿系數(shù)越接近1越好,說明如於性過程中中流保持在最大值不變,整個過渡過程終電流

越大,加快過渡過程.從而暝得叔g過程.

5.1有一臺四極三相異步電,次1,電源電壓的頻率為50Hz,滿載時電動機(jī)的轉(zhuǎn)差率為0.02

求電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速、除子轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子電涼頻率。

n（）=60f/pS=（n（rn）/no

=60*50/20.02=（1500-n）/1500

=1500r/minn=1470r/min

電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速1500r/min?轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速1470r/min,

轉(zhuǎn)子電流頻率.f2=Sfi=0.02*50=lHz

5.2將三相異步電動機(jī)接三相電源的三根引線中的兩根對調(diào)，此電動機(jī)是否會反轉(zhuǎn)為什么

如果將定子繞組接至電源的三相導(dǎo)線中的任意兩根線對調(diào),例如將B,C兩根線對調(diào)，即使B相

遇C相繞組中電流的相位對調(diào)，此時A相繞組內(nèi)的電流導(dǎo)前于C相繞組的電流2貝/3因

此旋轉(zhuǎn)方向也將變?yōu)锳-C-B向逆時針方向旋轉(zhuǎn),與未對調(diào)的旋轉(zhuǎn)方向相反.

5.3有一臺三相異步電動機(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：

①定子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；

1500r/min

②定子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；

30r/min

③轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速；

30r/min

④轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子的轉(zhuǎn)速；

1500r/min

⑤轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)磁場對定子旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速。

0r/min

5.4當(dāng)三相異步電動機(jī)的負(fù)載增加時，為什么定子電流會隨轉(zhuǎn)子電流的增加而增加

因?yàn)樨?fù)載增加n減小，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對轉(zhuǎn)速（nO-n）增加,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體被磁感線切割的速

度提高，于是轉(zhuǎn)子的感應(yīng)電動勢增加，轉(zhuǎn)子電流特增加，.定子的感應(yīng)電動使因?yàn)檗D(zhuǎn)子的電流增

加而變大，所以定子的電流也隨之提高.

5.5三相異步電動機(jī)帶動一定的負(fù)載運(yùn)行時，假設(shè)電源電壓降低了，此時電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩、電

流及轉(zhuǎn)速有無變化若何變化

假設(shè)電源電壓降低，電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩減小，電流也減小.轉(zhuǎn)速不變.

5.6有一臺三相異步電動機(jī)，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下表所示。

滿載時Tst/Tmax/

型號PN/kWUN/VIst/lN

IIN/F,min1IN/AnNX100cos6TNTN

Y132S-63220/38096012.8/7.2830.756.52.02.0

試求：①線電壓為380V時，三相定子繞組應(yīng)若何接法

②求no,p,SN,TN,Tst,Tmax和1st；

③額定負(fù)載時電動機(jī)的輸入功率是多少

①線電壓為380V時，三相定子繞組應(yīng)為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/lN=6.5Ist=46.8A

一般nN=(O.94-O.98)nono=nN/O.96=lOOOr/min

SN=(no-nN)/n()=(1000-960)/1000=0.04

P=60f/no=6O*5O/1000=3

③n=PN/P摘人

P輸入=3/0.83=3.61

5.7三相異步電動機(jī)正在運(yùn)行時?，轉(zhuǎn)子突然被卡住，這時電動機(jī)的電流會若何變化對電動機(jī)

有何影響

電動機(jī)的電流會迅速增加,如果時間稍長電機(jī)有可能會燒毀.

5.8三相異步電動機(jī)斷了一根電源線后，為什么不能啟動而在運(yùn)行時斷了一線，為什么仍

能繼續(xù)轉(zhuǎn)動這兩種情況對電動機(jī)將產(chǎn)生什么影響

三相異步電動機(jī)斷了一根電源線后，轉(zhuǎn)子的兩個旋轉(zhuǎn)磁場分別作用于轉(zhuǎn)子而產(chǎn)生兩個方向相

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，而在運(yùn)行時斷了一線，仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動方向的轉(zhuǎn)矩大于反向轉(zhuǎn)矩，這兩種情況都

會使電動機(jī)的電流增加。

5.9三相異步電動機(jī)在一樣電源電壓下，滿載和空載啟動時，啟動電流是否一樣啟動轉(zhuǎn)矩

是否一樣

三相異步電動機(jī)在一樣電源電壓下，滿載和空載啟動時，啟動電流和啟動轉(zhuǎn)矩都一樣。

222

Tst=KR2U/(R2+X2o)i=4.44f,N2/R與U,R2,X20有關(guān)

5.10三相異步電動機(jī)為什么不運(yùn)行在Tnux或接近Tmax的情況下？

根據(jù)異步電動機(jī)的固有機(jī)械特性在Tmax或接近Ta的情況下運(yùn)行是非常不穩(wěn)定的，

有可能造成電動機(jī)的停轉(zhuǎn)。

5.11有一臺三相異步電動機(jī)，其銘牌數(shù)據(jù)如下:

P/kW□NFU/VIst/lNTmax/TN接法

N/,min"NnNxioocosONTst/TN

401470380900.96.51.22.0△

①當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為250N?m時，試問在U=UN和U'=0.8UN兩種情況下電動機(jī)能否啟

動

TN=9.55PN/nN

=9.55*40000/1470

=260Nm

Tst/TN=1.2

Tst=312Nm

222

Tst=KR2U/(R2+X2O)

=312Nm

312Nm>250Nm所以U=UN時電動機(jī)能啟動。

2222

當(dāng)U=0.8U時Tst=(0.8)KR2U/(R2+X2O)

=0.64*312

=199Nm

Tst<Tl所以電動機(jī)不能啟動。

②欲采用Y-△換接啟動,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45TN和0.35TN兩種情況下，電動機(jī)能否啟

動

Tsty=TstA/3

=1.2*TN/3

=0.4TN

當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.45TN時電動機(jī)不能啟動

當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩為0.35TN時電動機(jī)能啟動

③假設(shè)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(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩。

IN=PN/UN0Ncos6NJ3

=40000/1.732*380*0.9*0.9

=75A

Ist/IN=6.5

Ist=487.5A

降壓比為0.64時電流=K?I”

=0.642*487.5=200A

電動機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩T=K2Tst=0.642312=127.8Nm

5.12雙鼠籠式、深槽式異步電動機(jī)為什么可以改善啟動性能高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動機(jī)又

是若何改善啟動性能的

因?yàn)殡p鼠籠式電動機(jī)的轉(zhuǎn)子有兩個鼠籠繞組，外層繞組的電阻系數(shù)大于內(nèi)層繞組系數(shù)，在啟

動時S=l,f2=f,轉(zhuǎn)子內(nèi)外兩層繞組的電抗都大大超過他們的電阻，因此，這時轉(zhuǎn)子電

流主要決定于轉(zhuǎn)子電抗，此外外層的繞組的漏電抗小于內(nèi)層繞組的漏電抗，因此外籠產(chǎn)

生的啟動轉(zhuǎn)矩大，內(nèi)層的啟動轉(zhuǎn)矩小，啟動時起主要作用的是外籠。

深槽式異步電動機(jī)的啟動性能得以改善的原理。是基于電流的集膚效應(yīng)。處于深溝槽中得導(dǎo)

體，可以認(rèn)為是沿其高度分成很多層。各層所交鏈漏磁通的數(shù)量不同，底層一層最多而

頂上一層最少，因此，與漏磁通相應(yīng)的漏磁抗，也是底層最大而上面最小，所以相當(dāng)于

導(dǎo)體有效接面積減小，轉(zhuǎn)子有效電阻增加，使啟動轉(zhuǎn)矩增加。

高轉(zhuǎn)差率鼠籠式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電阻增大，即可以限制啟動電流,又可以增大啟動轉(zhuǎn)矩,

轉(zhuǎn)子的電阻率高，使轉(zhuǎn)子繞組電阻加大。

5.13線繞式異步電動機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動時，所串電阻愈大，啟動轉(zhuǎn)矩是否也愈大

線繞式異步電動機(jī)采用轉(zhuǎn)子串電阻啟動時，所串電阻愈大，啟動轉(zhuǎn)矩愈大

5.14為什么線繞式異步電動機(jī)在轉(zhuǎn)子串電阻啟動時，啟動電流減小而啟動轉(zhuǎn)矩反而增大

222

Tst=KR2U/(R2+X2O)當(dāng)轉(zhuǎn)子的電阻適當(dāng)增加時，啟動轉(zhuǎn)聚會增加。

5.15異步電動機(jī)有哪幾種調(diào)速方法各種調(diào)速方法有何優(yōu)缺點(diǎn)

①調(diào)壓調(diào)速這種方法能夠無級調(diào)速，但調(diào)速范圍不大

②轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速這種方法簡單可靠，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，低速時損耗大。

③改變極對數(shù)調(diào)速這種方法可以獲得較大的啟動轉(zhuǎn)矩，雖然體積稍大，價(jià)格稍高，

只能有機(jī)調(diào)速，但是構(gòu)造簡單，效率高特性高，且調(diào)速時所需附加設(shè)備少。

④變頻調(diào)速可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，是一種很好的調(diào)速方法。

5.16什么叫恒功率調(diào)速什么叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速

恒功率調(diào)速是人為機(jī)械特性改變的條件下，功率不變。恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速是人為機(jī)械特性改變的條

件下轉(zhuǎn)矩不變。

5.17異步電動機(jī)變極調(diào)速的可能性和原理是什么其接線圖是若何的

假設(shè)將一個線圈組集中起來用一個線圈表示，但繞組雙速電動機(jī)的定子每組繞組由兩各項(xiàng)等

閑圈的半繞組組成。半繞組串聯(lián)電流一樣，當(dāng)兩個半繞組并聯(lián)時電流相反。他們分別代

表兩中極對數(shù)?？梢姼淖儤O對數(shù)的關(guān)鍵在于使每相定子繞組中一般繞組內(nèi)的電流改變方

向。即改變定子繞組的接線方式來實(shí)現(xiàn)。

AX-----------------------

AX

改變即對數(shù)調(diào)速的原理

5.18異步電動機(jī)有哪幾種制動狀態(tài)各有何特點(diǎn)

異步電動機(jī)有三種反響制動，反接制動和能耗制動

.反響制動當(dāng)電動機(jī)的運(yùn)行速度高于它的同步轉(zhuǎn)速，即m〉no時一部電動機(jī)處于發(fā)電

狀態(tài).這時轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場的方向與電動機(jī)狀態(tài)時的方向相反.電流改變了方向，

電磁轉(zhuǎn)矩也隨之改變方向..

反接制動電源反接改變電動機(jī)的三相電源的相序，這就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向,電磁轉(zhuǎn)

矩由正變到負(fù)，這種方法容易造成反轉(zhuǎn).?倒拉制動出現(xiàn)在位能負(fù)載轉(zhuǎn)矩超過電磁轉(zhuǎn)矩時

候，例如起重機(jī)放下重物時,機(jī)械特性曲線如以以以下圖，特性曲線由a到b,在降速最后電

動機(jī)反轉(zhuǎn)當(dāng)?shù)竭_(dá)d時,T=TL系統(tǒng)到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)，

b--------------a

-----------------------?

d

能耗制動首先將三項(xiàng)交流電源斷開，接著立即將一個低壓直流電圓通入定子繞組.直流

通過定子繞組后，在電動機(jī)內(nèi)部建設(shè)了一個固定的磁場，由于旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子導(dǎo)體內(nèi)就產(chǎn)生感

應(yīng)電勢和電流，該電流域恒定磁場|相互作用產(chǎn)生作用方向與轉(zhuǎn)子實(shí)際旋轉(zhuǎn)方向相反的轉(zhuǎn)

矩，所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速時速下降，此時運(yùn)動系統(tǒng)儲存的機(jī)械能被電動機(jī)轉(zhuǎn)換成電能消耗在轉(zhuǎn)

子電路的電阻中.

5.19試說明鼠籠式異步電動機(jī)定子極對數(shù)突然增加時，電動機(jī)的降速過程。

No=60f/pp增加定子的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速降低，定子的轉(zhuǎn)速特隨之降低.

5.2()試說明異步電動機(jī)定子相序突然改變時，電動機(jī)的降速過程。

ba

1

2

c

異步電動機(jī)定子相序突然改變，就改變了旋轉(zhuǎn)磁場的方向，電動機(jī)狀態(tài)下的機(jī)械特性曲線

就由第一象限的曲線1變成了第三象限的曲線2但由于機(jī)械慣性的原因，轉(zhuǎn)速不能突變,

系統(tǒng)運(yùn)行點(diǎn)a只能平移到曲線2的b點(diǎn),電磁轉(zhuǎn)矩由正變到負(fù)，則轉(zhuǎn)子將在電瓷轉(zhuǎn)矩和服

在轉(zhuǎn)矩的共同作用下迅速減速,在從點(diǎn)b到點(diǎn)c的整個第二相限內(nèi),電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速方向

相反,.

5.21如圖5.51所示：為什么改變QB的接通方向即可改變單相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向

定子上有兩個繞組AX,BY,一個是啟動繞組,另一個是運(yùn)行繞組，BY上串有電容.他們都鑲嵌

在定子鐵心中，兩個繞組的軸線在空間上垂直，繞組BY電路中串接有電容C,中選擇適宜

的參數(shù)使該繞組中的電流iA在相位上超前或滯后iB,從而改變QB的接通方向即可改變

單相異步電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向

5.22單相罩極式異步電動機(jī)是否可以用調(diào)換電源的兩根線端來使電動機(jī)反轉(zhuǎn)為什么

不能,因?yàn)楸仨氄{(diào)換電容器C的串聯(lián)位置來實(shí)現(xiàn),即改變QB的接通位置,就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場

的方向，從而實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的反轉(zhuǎn)”

5.23同步電動機(jī)的工作原理與異步電機(jī)的有何不同

異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子沒有直流電流勵磁,它所需要的全部磁動勢均由定子電流產(chǎn)生，所以一部電

動機(jī)必須從三相交流電源吸取滯后電流來建設(shè)電動機(jī)運(yùn)行時所需要的旋轉(zhuǎn)磁場,它的功

率因數(shù)總是小于1的，同步電動機(jī)所需要的磁動勢由定子和轉(zhuǎn)子共同產(chǎn)生的當(dāng)外加三相

交流電源的電壓一定時總的磁通不變,在轉(zhuǎn)子勵磁繞組中通以直流電流后，同一空氣隙中,

又出現(xiàn)一個大小和極性固定，極對數(shù)與電樞旋轉(zhuǎn)磁場一樣的直流勵磁磁場,這兩個磁場的

相互作用，使轉(zhuǎn)子北電樞旋轉(zhuǎn)磁場拖動著一同步轉(zhuǎn)速一起轉(zhuǎn)動.

5.24一般情況下，同步電動機(jī)為什么要采用異步啟動法

因?yàn)檗D(zhuǎn)子尚未轉(zhuǎn)動時，加以直流勵磁，產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)磁場，并以同步轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，兩者相吸，定子旋轉(zhuǎn)

磁場欲吸轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，但由于轉(zhuǎn)子的慣性，它還沒有來得及轉(zhuǎn)動時旋轉(zhuǎn)又到了極性相反的方

向，兩者又相斥，所以平均轉(zhuǎn)矩為零，不能啟動.

5.25為什么可以利用同步電動機(jī)來提高電網(wǎng)的功率因數(shù)

當(dāng)直流勵磁電流大于正常勵磁電流時,電流勵磁過剩，在交流方面不僅無需電源供電,而且還

可以向電網(wǎng)發(fā)出點(diǎn)感性電流與電感性無功功率，正好補(bǔ)償了電網(wǎng)附近電感性負(fù)載，的需要.

使整個電網(wǎng)的功率因數(shù)提高.

第六章

6.1有一臺交流伺服電動機(jī)，假設(shè)加上額定電壓，電源頻率為50Hz,極對數(shù)P=l,試問它的

理想空在轉(zhuǎn)速是多少

no=6O*f/p

=60*50/1

=3000r/min

理想空在轉(zhuǎn)速是3000r/min

6.2何謂“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象交流伺服電動機(jī)時若何抑制這一現(xiàn)象，使其當(dāng)控制信號消失時能迅速

停頓

自轉(zhuǎn)是伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)動時控制電壓取消,轉(zhuǎn)子利用剩磁電壓單相供電，轉(zhuǎn)子繼續(xù)轉(zhuǎn)動.

抑制這一現(xiàn)象方法是把伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電阻設(shè)計(jì)的很大，使電動機(jī)在失去控制信號，即成單

相運(yùn)行時,正轉(zhuǎn)矩或負(fù)轉(zhuǎn)矩的最大值均出現(xiàn)在Sm>l的地方.當(dāng)速度n為正時，電磁轉(zhuǎn)矩T

為負(fù)，當(dāng)n為負(fù)時,T為正，即去掉控制電壓后，單相供電似的電磁轉(zhuǎn)矩的方向總是與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

向相反，所以是一個制動轉(zhuǎn)矩.可使轉(zhuǎn)子迅速停頓不會存在自轉(zhuǎn)現(xiàn)象

6.3有一臺直流伺服電動機(jī)，電樞控制電壓和勵磁電壓均保持不變，當(dāng)負(fù)載增加時，電動機(jī)

的控制電流、電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速若何變化

當(dāng)副在增加時，n=UJKe①-RT/KeKt①2電磁轉(zhuǎn)矩增大，轉(zhuǎn)速變慢，根據(jù)n=Uc/Ke①RL/Ke①控

制電流增大.

6.4有一臺直流伺服電動機(jī)，當(dāng)電樞控制電壓Uc=110V時，電樞電流Ial=0.05A,轉(zhuǎn)速

ni=3000r/min;加負(fù)載后，電樞電流Ia2=lA,轉(zhuǎn)速n2=1500r/min。試做出其機(jī)械特性n=f

(T)oA

電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為T=BhNLD/2,

6.5假設(shè)直流伺服電動機(jī)的勵磁電壓一定，當(dāng)電樞控制電壓Uc=100V時，理想空載轉(zhuǎn)速

no=3OOOr/min;當(dāng)Uc=50V時，no等于多少

no=12OUc/nNBLD電壓與轉(zhuǎn)速成正比，當(dāng)Uc=50V時,no等于1500r/min

6.6為什么直流力矩電動機(jī)要做成扁平圓盤狀構(gòu)造

直流力矩電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為T=BL,NlD/2在電樞體積一樣條件下，電樞繞組的導(dǎo)線粗細(xì)不

變,式中的BLN1/2緊思維常數(shù),故轉(zhuǎn)矩T與直徑D近似成正比.電動機(jī)得直徑越大力矩就越大.

6.7為什么多數(shù)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)宜采用大慣量直流電動機(jī)

因?yàn)樵谠O(shè)計(jì).制造商保證了電動機(jī)能造低速或阻轉(zhuǎn)下運(yùn)行，在阻轉(zhuǎn)的情況下，能產(chǎn)生足夠大的

力矩而不損壞，加上他精度高，反響快,速度快線性好等優(yōu)點(diǎn).因此它常用在低俗，需要轉(zhuǎn)矩

調(diào)節(jié)和需要一定張力的隨動系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件.

6.8永磁式同步電動機(jī)為什么要采用異步啟動

因?yàn)橛来攀酵今傠妱訖C(jī)剛啟動時，器定子長生旋轉(zhuǎn)磁場，但轉(zhuǎn)子具有慣性，跟不上磁場的轉(zhuǎn)

動，定子旋轉(zhuǎn)時而吸引轉(zhuǎn)子，時而又排斥轉(zhuǎn)子，因此作用在轉(zhuǎn)子的平均轉(zhuǎn)矩為零，轉(zhuǎn)子也就旋轉(zhuǎn)

不起來了.

6.9磁阻式電磁減速同步電動機(jī)有什么突出的優(yōu)點(diǎn)

磁阻式電磁減速同步電動機(jī)無需加啟動繞組,它的構(gòu)造簡單，制造方便.，成本較低，它的轉(zhuǎn)速一

般在每分鐘幾十轉(zhuǎn)到上百專職踐踏是一種常用的低速電動機(jī).

=120r/min

6.11交流測速發(fā)電機(jī)在理想情況下為什么轉(zhuǎn)子不動時沒有輸出電壓轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動后，為什么輸

出電壓與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速成正比

因?yàn)闇y速發(fā)電動機(jī)的輸出電壓U=Kn=KK，d。/dt,所以轉(zhuǎn)子不動時沒有輸出典雅，轉(zhuǎn)子動時輸

出電壓與轉(zhuǎn)速成正比.

6.12何謂剩余電壓、線性誤差、相位誤差

剩余電壓是只當(dāng)測速發(fā)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩為零時的輸出電壓.

線性誤差是指嚴(yán)格的說輸出電壓和轉(zhuǎn)速不是直線關(guān)系,由非線性引起的誤差稱為線

性誤差.

相位誤差;是指在規(guī)定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),輸出電壓與勵磁電壓之間相位的變化量.

6.15直流測速發(fā)電機(jī)與交流測速發(fā)電機(jī)各有何優(yōu)缺點(diǎn)

直流測速發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是沒有相位不波動.沒有剩余電壓，輸出特性的斜率比交流測

速發(fā)動機(jī)的大.缺點(diǎn)是由于有電刷和換向器,因而構(gòu)造復(fù)雜，維護(hù)不便.摩擦轉(zhuǎn)矩大.有換向火花,

產(chǎn)生無線電干擾信號，輸出特性不穩(wěn)定，且正反轉(zhuǎn)時，輸出部對稱.

交流測速發(fā)電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是不需要電刷和換向器,因而構(gòu)造簡單，維護(hù)容易,慣量小，無

滑動接觸，輸出特性穩(wěn)定,精度高，摩擦轉(zhuǎn)矩小，不產(chǎn)生無線電干擾，工作可靠.正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向時輸

出特性對稱，缺點(diǎn)是存在剩余電壓和相位誤差，切負(fù)載的大小和性質(zhì)會影響輸出電壓的幅值

和相位.

6.16試簡述控制式自整角機(jī)和力矩式自整角機(jī)的工作原理。

控制式自整角機(jī)的工作原理是當(dāng)發(fā)送機(jī)得力磁繞組通入勵磁電流后，產(chǎn)生交變脈沖磁

通，在相繞組中感應(yīng)出感應(yīng),從而繞組中產(chǎn)生電流，這些電流都產(chǎn)生脈沖磁場，并分別在自整角

變壓器的單相輸出繞組中感應(yīng)出一樣的電動勢..

力矩式自整角機(jī)的工作原理是當(dāng)接收機(jī)轉(zhuǎn)子和發(fā)送機(jī)的轉(zhuǎn)子對定子繞組的位置一樣，

所以兩邊的每相繞組中的電動勢相等,因此在兩邊的三相繞組中沒有電流.假設(shè)發(fā)送機(jī)轉(zhuǎn)子

轉(zhuǎn)動一個角度，于是發(fā)送機(jī)和接收機(jī)相應(yīng)的每相定子繞組中的兩個電動勢就不能相互抵消，

定子繞組中就有電流，這個電流和承受鼓勵此磁通作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩.

6.17力矩式自整角機(jī)與控制自整角機(jī)有什么不同試比較它們的優(yōu)缺點(diǎn)。各自應(yīng)用在什么控

制系統(tǒng)中較好。

自整角機(jī)的輸出電壓需要交流放大器放大后去控制交流伺服電動機(jī)，伺服電動機(jī)同時帶動控

制對象和自整角變壓器的轉(zhuǎn)子，它的轉(zhuǎn)動總是要使使調(diào)角減小，指導(dǎo)8=0時為止.它適合

于大轉(zhuǎn)矩的情況.

力矩式自整角機(jī)既可以帶動控制對象，也可以帶動自整角變壓器的轉(zhuǎn)子，由于負(fù)載很輕，所以

不需要用伺服電動機(jī)，而是由自整角機(jī)直接來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)角隨動.

6.19直線電動機(jī)較之旋轉(zhuǎn)電動機(jī)有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。

直線電動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是1直線電動機(jī)無需中間傳動機(jī)構(gòu)，因而使整個機(jī)構(gòu)得到簡化，提

高了精度，減少了振動和噪聲.2反響快速.3散熱良好，額定值高，電流密度可取大值，對啟動的

限制小.4裝配靈活往往可將電動機(jī)的定子和動子分別于其他機(jī)體合成一體.

缺點(diǎn)是存在著效率和功率因數(shù)低，電源功率大及低速性能差等.

第八章

8.1從接觸器的構(gòu)造特征上若何區(qū)分交流接觸器與直流接觸器為什么

直流接觸器與交流接觸器相比，直流接觸器的鐵心比較小，線圈也比較小，交流電磁鐵的鐵心

是用硅鋼片疊柳而成的.線圈做成有支架式，形式較扁.因?yàn)橹绷麟姶盆F不存在電渦流的

現(xiàn)象.

8.2為什么交流電弧比直流電弧容易熄滅

因?yàn)榻涣魇浅烧兓?，?dāng)觸點(diǎn)斷開時總會有某一時刻電流為零，此時電流熄滅.而直流電

一直存在,所以與交流電相比電弧不易熄滅.

8.3假設(shè)交流電器的線圈誤接入同電壓的直流電源，或直流電器的線圈誤接入同電壓的交流

電源，會發(fā)生什么問題

假設(shè)交流電器的線圈誤接入同電壓的直流電源，會因?yàn)榻涣骶€圈的電阻太小兒流過很大的電

流使線圈損壞.直流電器的線圈誤接入同電壓的交流電源，觸點(diǎn)會頻繁的通短，造成設(shè)備的不

能正常運(yùn)行.

8.4交流接觸器動作太頻繁時為什么會過熱

因?yàn)榻涣鹘佑|啟動的瞬間，由于鐵心氣隙大,電抗小，電流可到達(dá)15倍的工作電流，所以線圈會

過熱.

8.5在交流接觸器鐵心上安裝短路環(huán)為什么會減少振動和噪聲

在線圈中通有交變電流時，再鐵心中產(chǎn)生的磁通是與電流同頻率變化的,當(dāng)電流頻率為50HZ

時磁通每秒有100次通過零，這樣所產(chǎn)生的吸力也為零，動鐵心有離開趨勢，但還未離開,

磁通有很快上來，動鐵心有被吸會，造成振動.和噪聲,因此要安裝短路環(huán).

8.6兩個一樣的110V交流接觸器線圈能否串聯(lián)接于220V的交流電源上運(yùn)行為什么假設(shè)是

直流接觸器情況又若何為什么

兩個一樣的110V交流接觸器線圈不能串聯(lián)接于220V的交流電源上運(yùn)行，因?yàn)樵诮油娐返?/p>

瞬間，兩各銜鐵不能同時工作，先吸合的線圈電感就增大，感抗大線圈的端電壓就大,另一

個端電壓就小，時間長了，有可能把線圈燒毀.假設(shè)是直流接觸器，則可以.

8.7電磁繼電器與接觸器的區(qū)別主要是什么

接觸器是在外界輸入信號下能夠自動接通斷開負(fù)載主回路.繼電器主要是傳遞信號，根據(jù)輸入

的信號到達(dá)不同的控制目的.

8.8電動機(jī)中的短路保護(hù)、過電流保護(hù)和長期過載（熱）保護(hù)有何區(qū)別

電動機(jī)中的短路保護(hù)是指電源線的電線發(fā)生短路，防止電動機(jī)過大的電樞電路而損壞.自動切

斷電源的保護(hù)動作.

過電流保護(hù)是指當(dāng)電動機(jī)發(fā)生嚴(yán)重過載時，保護(hù)電動機(jī)不超過最大許可電流.

長期過載保護(hù)是指電動機(jī)的短時過載保護(hù)是可以的，但長期過載時電動機(jī)就要發(fā)熱，防止電動

機(jī)的溫升超過電動機(jī)的最高絕緣溫度.

8.9過電流繼電器與熱繼電器有何區(qū)別各有什么用途？

過電流繼電器是電流過大就斷開電源，它用于防止電動機(jī)短路或嚴(yán)重過載.熱繼電器是溫度

升高到一定值才動作.用于過載時間不常的場合.

8.10為什么熱繼電器不能做短路保護(hù)而只能作長期過載保護(hù)而熔斷器則相反，為什么

因?yàn)闊崂^電器的發(fā)熱元件到達(dá)一定溫度時才動作，如果短路熱繼電器不能馬上動作，這樣就會

造成電動機(jī)的損壞.而熔短期，電源一旦短路立即動作，切斷電源.

8.11自動空氣斷路器有什么功能和特點(diǎn)

功能和特點(diǎn)是具有熔斷器能直接斷開主回路的特點(diǎn),又具有過電流繼電器動作準(zhǔn)確性高，容易

復(fù)位，不會造成單相運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn).可以做過電流脫扣器，也可以作長期過載保護(hù)的熱脫扣器.

8.12時間繼電器的四個延時觸點(diǎn)符號各代表什么意思

8.13機(jī)電傳動裝置的電器控制線路有哪幾種各有何用途電器控制線路原理圖的繪制原則主

要有哪些

電器控制線路有1：啟動控制線路及保護(hù)裝置.2正反轉(zhuǎn)控制線路.3:多電動機(jī)的連鎖

控制線路.4:電動控制線路.5:多點(diǎn)控制線路.6:順序控制線路.7:多速異步電動機(jī)的基

本控制線路.8:電磁鐵.電磁離合器的基本控制線路.

電器控制線路原理圖的繪制原則主要有

I:應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝所提出的要求.

2:線路簡單，布局合理，電器元件選擇正確并得到充分.

3操作，維修方便

4設(shè)有各種保護(hù)和防止發(fā)生故障的環(huán)節(jié).

5能長期準(zhǔn)確，穩(wěn)定，可靠的工作.

8.14為什么電動機(jī)要設(shè)有零電壓和欠電壓保護(hù)

零電壓和欠電壓保護(hù)的作用是防止當(dāng)電源暫時供電或電壓降低時而可能發(fā)生的不容許的故

障.，

8.15在裝有電器控制的機(jī)床上，電動機(jī)由于過載而自動停車后，假設(shè)立即按鈕則不能開車，

這可能是什么原因

有可能熔短器燒毀，使電路斷電.或者是熱繼電器的感應(yīng)局部還未降溫,熱繼電器的觸點(diǎn)還處

于斷開狀態(tài).

8.16要求三臺電動機(jī)1M、2M、3M按一定順序啟動：即1M啟動后，2M才能啟動；2M啟

動后3M才能啟動；停車時則同時停。試設(shè)計(jì)此控制線路。

8.17如題8.17圖所示的啟停控制線路，試從接線、經(jīng)濟(jì)、安全、方便等方面來分析一下，

有什么問題

(a)控制不方便.

(b)從控制柜到按鈕盒多接了線，并且接線復(fù)雜，造成了不必要的麻煩.

(c)電路容易造成故障，不安全.

(d)停頓按鈕沒有在主會路上，停頓控制不安全.

8.18試設(shè)計(jì)一臺異步電動機(jī)的控制線路。要求：

①能實(shí)現(xiàn)啟停的兩地控制；②能實(shí)現(xiàn)點(diǎn)動調(diào)整；

③能實(shí)現(xiàn)單方向的行程保護(hù)；④要有短路和長期過載保護(hù)。

8.19為了限制電調(diào)整時電動機(jī)的沖擊電流，試設(shè)計(jì)它的電氣控制線路。要求正常運(yùn)行時為

直接啟動，而點(diǎn)動調(diào)整時需輸入限流電阻。

8.20試設(shè)計(jì)一臺電動機(jī)的控制線路。要求能正反轉(zhuǎn)并能實(shí)現(xiàn)能耗制動。

FU[][][]

8.21沖壓機(jī)床的沖頭，有時用按鈕控制，又實(shí)用腳踏開關(guān)操作，試設(shè)計(jì)用轉(zhuǎn)換開關(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機(jī)反接制動時電流較大，應(yīng)在反接制動時在定子回路中串

入電阻，試按轉(zhuǎn)速原則設(shè)計(jì)其控制線路。

8.23平面磨床中的電磁吸盤能否采用交流的為什么

平面磨床中的電磁吸盤不能采用交流的，因?yàn)榻涣麟娛浅烧ㄗ兓?，某一時刻電流會為

零，.此時工件受力會甩出，造成事故.

8.24起重機(jī)上的電動機(jī)為什么不采用熔斷器和熱繼電器作保護(hù)

因?yàn)槿绻褂萌蹟嗥骱蜔崂^電器作保護(hù)，當(dāng)它們作用的時候，電動機(jī)斷電的時候，電動機(jī)沒有

轉(zhuǎn)矩，重物由于重力會迅速下降，就會造成事故.

8.25試設(shè)計(jì)一條自動運(yùn)輸線，有兩臺電動機(jī)，1M拖動運(yùn)輸機(jī)，2M拖動寫料及。要求：

①1M先啟動后，才允許2M啟動；

②2M先停頓，經(jīng)一段時間后1M蔡自動停頓，且2M可以單獨(dú)停頓；

③兩臺電動機(jī)均有短路、長期過載保護(hù)。

8.26題8.26圖為機(jī)床自動間歇潤滑的控制線路圖，其中接觸器KM為潤滑油泵電動機(jī)啟

停用接觸器（主電路為畫出），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，并說明開關(guān)S和按鈕SB的作用。

SB按鈕為人工的點(diǎn)動控制.

S自動的間歇潤滑,按下后KM得電，電動機(jī)工作,1KT得電，經(jīng)過一段時間后,動合觸點(diǎn)閉合K

得電，同時KM失電，電動機(jī)停頓工作,2KT得電一段時間后，動斷觸點(diǎn)斷開,K閉合電動

機(jī)重新工作.

8.27試設(shè)計(jì)?1M和2M兩臺電動機(jī)順序啟，停的控制線路。要求：

①1M啟動后，2M立即自動啟動；

②IM停頓后，延時一段時間，2M才自動停頓；

③2M能點(diǎn)動調(diào)整工作；

④兩臺電動機(jī)均有短路，長期過載保護(hù)。

8.28試設(shè)計(jì)某機(jī)床主軸電動機(jī)控制線路圖。要求：

①可正反轉(zhuǎn)，且可反接制動；

②正轉(zhuǎn)可點(diǎn)動，可在兩處控制啟，停；

③有短路和長期過載保護(hù)；

④有安全工作照明及電源信號燈。

8.29試設(shè)計(jì)一個工作臺前進(jìn)——退回的控制線路。工作臺有電動機(jī)M拖動，行程開關(guān)

1ST,2ST分別裝在工作臺的原位和終點(diǎn)。要求：

①能自動實(shí)現(xiàn)前進(jìn)——后退——停頓到原位；

②工作臺前進(jìn)到達(dá)終點(diǎn)后停一下在后退；

③工作臺在前進(jìn)中可以人為地立即后退到原位；

④有終端保護(hù).

第九章

9.1PLC由哪幾個主要局部組成各局部的作用是什么

PLC由中央處理器CPU,存儲器,輸入輸出接口，編程器組成.

中央處理器CPU是核心，它的作用時承受輸入的程序并存儲程序.掃描現(xiàn)場的輸入

狀態(tài),執(zhí)行用戶程序，并自診斷.

存儲器用來存放程序和數(shù)據(jù)，

輸入接口采集現(xiàn)場各種開關(guān)接點(diǎn)的信號狀態(tài),并將其轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平,輸出

接口用于輸出電信號來控制對象.

編程器用于用戶程序的編制,編輯,調(diào)試,檢查和監(jiān)視.還可以顯示PLC的各種狀態(tài).

9.2輸入、輸出接口電路中的光電耦合器件的作用是什么

作用是1實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場與plc主機(jī)的電器隔離,提高抗干擾性.

2防止外電路出故障時,外部強(qiáng)電侵入主機(jī)而損壞主機(jī).

3電平交換，現(xiàn)場開關(guān)信號可能有各種電平,光電耦合起降他們變換成PLC主機(jī)要求

的標(biāo)準(zhǔn)邏輯電平.

9.3何謂掃描周期試簡述的工作過程.。

掃描周期是每執(zhí)行一遍從輸入到輸出所需的時間.

工作過程是1輸入現(xiàn)場信號:在系統(tǒng)的控制下,順序掃描各輸入點(diǎn),讀入的輸入點(diǎn)的

狀態(tài).

2順序掃描用戶程序中的各條指令,根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進(jìn)展邏輯運(yùn)算.

3并輸出控制信號,根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,輸出狀態(tài)存放器向各輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的

控制信號.實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯控制功能.

9.4PLC有哪些主要特點(diǎn)

PLC的主要特點(diǎn)是①應(yīng)用靈活,擴(kuò)展性好.

②操作方便

③標(biāo)準(zhǔn)化的硬件和軟件設(shè)計(jì),通用性強(qiáng).

④完善的監(jiān)視和診斷功能.

⑤可適應(yīng)惡劣的工業(yè)應(yīng)用環(huán)境.

⑥控制功能強(qiáng)

9.5寫出題9.5圖梯形圖的指令程序。

LD401

0R400

ANI402

LD403

AND105

ORB

LDI100

ANI101

LD102

ANI103

ORB

LD104

ORB

ANB

OR404

OUT430

9.6簡化或改正題9.6圖所示梯形圖，并寫出改正后的指令程序。

9.7在程序末了，使用或不使用END指令是否有區(qū)別為什么

使用或不使用END