1、 机机 电电 传传 动动 控控 制制 冯冯 清清 秀秀 邓邓 星星 钟钟 第第 五五 版版 习习 题题 及及 答答 案案 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 和动态转矩的概念。 拖动转矩是有电动机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。动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。 TM-TL0 说明系统处于加速， TM-TL0 说明系统处于加速。 TM-TL TL TM TL 系统的运动状态是减速 系统
2、的运动状态是加 速 TM TM TL TM= TL TM= TL 系统的运动状态是减速 系统的运动状态是匀 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 ， 而电动机一般具 有 较高的额定转速 。 这样 ， 电动机与生产机械之间就 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=T ,
3、p 不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量 守恒 MV=0.5J 2 2.5 为什么低速轴转矩大，高速轴转矩小？ 因为 P= T ,P 不变 越小 T 越大， 越大 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 大得 多 ? 因为 P=T ， T=GD2/375. P=G D2/375. ,P 不变 转速 越小 GD2 越大，转速越大 GD2 越小。 2.7 如 图 2.3 （ a ） 所 示 ， 电 动 机 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=111 6
4、kkk ggg mmm 2, 转转转 转 速速速 速 nnn = 666 000 r/min。 。 试试试试 求求求 求 折折折 折 算算算 算 到到到 到 电电电电 动动动动 机轴上的等效专惯量。 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，电动机转速 nM=950 r/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=1
5、00N,电动机的 费 轮转 距 GD2 =1.05N m2, 齿轮 ， 滑轮和卷筒总的传动 效 率为 0.83。试球体胜速度 v 和折算到电动机轴上的 静态转矩 T L 以及折算到电动机轴上整个拖动系统的 飞轮惯量 GD2 M=3.14*2n/60=99.43 rad/s. 提 升 重 物 的 轴 上 的 角 速 度 = M/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/s v=D/2=0.24/2*3.11=0.373m/s TL=9.55FV/ CnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM GD2 =GD 2+ GD 2/j 2 Z M L L =1.25*
6、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 反抗静态转矩与位能静态转矩有何区别，各有什么 特点？ 反抗转矩的方向与运动方向相反 ,方向发生改变时 ,负 载转矩的方向也会随着改变 ,因而他总是阻碍运动的 . 位能转矩的作用方向恒定 ,与运动方向无关，它在某 方向阻碍运动，而在相反方向便促使运动。 2.11 在 题 2.11 图 中 ， 曲 线 1 和 2 分别为电动机和负载 的
7、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表面有绝缘层的硅钢片 叠压而成？ 直流电机的转子要用表面有绝缘层的硅钢片叠加而成是 因为要防止电涡流对电能的损耗 . 3.2 并励直流发电机正传时可以自 励 ， 反转时能否自励 ？ 不能 ,因为反转起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩与 磁场方向相反 ,这样磁场被消除 ,所以不能自励 . 3.3 一台他励直流电动机所拖动的负载转 矩 TL=常数 ， 当 电枢电压附加电阻改变 时 ，
8、 能否改变其运行其运行 状 态下电枢电流的大小？为什么？这是拖动系统中那 些要发生变化？ T=KtI a u=E+IaRa 当电枢电压或电枢附加电阻改变时 ,电枢电流大小不 变 .转速 n 与电动机的电动势都发生改变 . 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=IaKt, 减弱 ,T 是常数 ,Ia 增大 .根据 EN=UN-IaRa ,所 以 EN 减小 .,小于 E1. 3.5 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下： PN=180kW, U N=230V,n N=1450r/min, N=89.5%，试求：
