机电传动控制冯清秀邓星钟第五版习题及答案之欧阳德创编

机电传动控制冯清秀邓星钟第

五版习题

及谜底

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，静态转矩和静态转矩的概念。

拖动转矩是有电念头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。静态转矩

是拖动转矩减去静态转矩。

2.2从运动方程式怎样看出系统是处于加速，

减速，稳态的和静态的工作状态。

TMTL>0说明系统处于加速，TMTL<0说明系

统处于减速，TMTL=0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？（图中箭头标

的目的暗示转矩的实际作用标的目的）

TM TM

TL

TL

N

TM=TL TM

TMTL>0说明系统处于加速。TMTL<0

说明系统处于减速

TM TL TM TL

TM>TL TM>

TL 系统的运动状态是减速

系统的运

TM TL

系统的运动状态是减速

动状态是匀速

2.4多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系

统？转矩折算为什么依据折算前后功率不

变的原则？转动惯量折算为什么依据折算

前后动能不变的原则？

因为许多生产机械要求低转速运行，而电念头一般具有较高的额定转速。这样，电念

头与生产机械之间就得装设减速机构，如

减速齿轮箱或蜗轮蜗杆，皮带等减速装

置。所以为了列出系统运动方程，必须先

将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运

动部分的质量这算到一根轴上。转矩折算

前后功率不变的原则是P=Tω,p不变。转

动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒

MV=0.5Jω2

2.5 为什么低速轴转矩年夜，高速轴转矩小？

因为P=Tω,P不变ω越小T越年夜，ω越年夜T越小。

2.6为什么机电传动系统中低速轴的GD2逼高

速轴的GD2年夜很多?

因为P=Tω，T=G?D2/375.P=ωG?D2/375.,P不变转速越小GD2越年夜，转速越年夜GD2越小。

2.7 如图2.3（a）所示，电念头轴上的转动惯量

M M

L L

M

z.。

J=2.5kgm2,转速n=900r/min;中间传动轴的转动惯量J=11116666kkkkggggmmmm2,,,,转转转转速速速速nnnn====66660000rrrr////mmmmiiiinnnn 。。。。试试试试求求求求折折折折算算算算到到到到电电电电动动动念头轴上的等效专惯量。

折 算 到 电 动 机 轴 上 的 等 效

转 动惯

量:j=Nm/N1=900/300=3,j1=Nm/Nl=15

J=JM+J1/j2+JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2 .2.8如图 2.3（b ）所示，电念头转速

nM=950r/min ，齿轮减速箱的传动比J1=J2=4，卷筒直径D=0.24m,滑轮的减速比J3=2，起重负荷力F=100N,电念头的费

轮转距GD2=1.05Nm2,齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。试球体胜速度v 和折算到电念头轴上的静态转矩TL 以及

折算到电念头轴上整个拖动系统的飞轮惯量GD2

ωM=3.14*2n/60=99.43rad/s.

提 升 重 物 的 轴 上 的 角 速 度

ω= ω

M/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/s v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/sTL=9.55

FV/ηCnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.

45NMGD2=δGD2+GD2/j2

Z M L L

=1.25*1.05+100*0.242/322

=1.318NM2

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.

2.10抵挡静态转矩与位能静态转矩有何区

别，各有什么特点？

抵挡转矩的标的目的与运动标的目的相反,,标的目的产生修改时,负载转矩的标的目

的也会随着修改,因而他总是阻碍运动的.

位能转矩的作用标的目的恒定,与运动标

的目的无关，它在某标的目的阻碍运

动，而在相反标的目的便促使运动。

2.11在题2.11图中，曲线1和2辨别为电

念头和负载的机械特性，试判断哪些是

系统的稳定平衡点？哪些不是？

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

第三章

3.1为什么直流电记得转子要用概略有绝缘层

的硅钢片叠压而成？

直流机电的转子要用概略有绝缘层的硅钢片叠

加而成是

因为要避免电涡流对电能的损耗..

3.2并励直流发机电正传时可以自励，反转时能

否自励？

不克不及,因为反转起始励磁电流所产生的磁场的标的目的与剩与磁场标的目的相反,

这样磁场被消除,所以不克不及自励.

3.3一台他励直流电念头所拖动的负载转矩

TL=常数，当电枢电压附加电阻修改时，

能否修改其运行其运行状态下电枢电流的

年夜小？为什么？这是拖动系统中那些要

产生变更？

T=KtφIa u=E+IaRa

当电枢电压或电枢附加电阻修改时,电枢电

流年夜小不变.转速n与电念头的电动势

都产生修改.

3.4一台他励直流电念头在稳态下运行时，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

反电势将如何变更?是年夜于，小于还是

即是E1？

T=IaKtφ,φ减弱,T是常数,Ia增年夜.根据EN=UNIaRa,所以EN减小.,小

于E1.

3.5一台直流发机电，其部分铭牌数据如下：

PN=180kW,UN=230V,nN=1450r/min,ηN=89

.5%，试求：

①该发机电的额定电流；

②电流坚持为额定值而电压下降为100V

时，原念头的输出功率（设此时

η=ηN）

PN=UNIN180

KW=230*IN

IN=782.6A

该发机电的额定电流

为

782.6AP=IN100/ηN

P=87.4KW

3.6已知某他励直流电念头的铭牌数据如下：

PN=7.5KW,UN=220V,nN=1500r/min,ηN=88

.5%,试求该机电的额定电流和转矩。

PN=UNINηN7

500W=220V*I

N*0.885IN=3

8.5A

TN=9.55PN/nN

=47.75Nm

3.7一台他励直流电念头：

PN=15KW,UN=220V,INNNN====66663333 (555)

5AAAA,,,,

nN=2850r/min,Ra=0.25Ω，其空载特性为：

压，问其励磁电流辨别应为几多？由空载特性其空载特性曲线.

f

当U=220V时If=1.08A

3.8一台他励直流电念头的铭牌数据为：

PN=5.5KW,UN=110V,IN=62A,nN=1000r/min,试绘出它的固有机械特性曲线。

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

=0.6(15500/110*62)*110/62

=0.206Ωn0=nNU

N/(UNINRa)

=1131r/mi

nTN=9.55*5

52.525

3.9 一台并励直流电念头的技术数据如下：PN=5.5KW,U

N=110V,INNNN====66661111AAAA,,,,额额额额定定定定励励励励磁磁磁磁电电电电流流流流IIIIffffnnnn====2222AAAA,,,,nnnnNNNN=

===1111555500000000rrrr////mmmmiiiinn

nn,,,,

电枢电阻Ra=0.2Ω,若忽略机械磨损和转

子的铜耗，铁损，认为额定运行状态下

的电磁转矩近似即是额定输出转矩，试

绘出它近似的固有机械特性曲线。

n0=UNnN/(UNINRa) TN=9.55PN/nN

=110*1500/(11061*0.2)

=9.55*5500/1500

=1687r/min =35Nm

3.10

PN=6.5KW,U

N=220V,IN=34.4A,nN=1500r/min,Ra=0.242Ω,试

计算出此电念头的如下特性：

①固有机械特性；

②电枢服加电阻辨别为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/(UNINRa)

=220*1500/22034.4*0.242

=1559r/

minTN=9.55P

N/nN

=9.55*6500/1500