1、机电传动控制冯清秀邓星钟第五版习题机电传动控制冯清秀邓星钟第五版习题及答案及答案第二章 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
2、 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 TLTM TL系 统 的 运 动 状 态 是 减 速 系 统 的 运 动 状 态 是 加 速TM TMTLTM= TLTM= 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
3、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 , p 不 变 。 转 动 惯 量 折 算 前 后 动 能 不 变 原 则 是
4、 能 量 守 恒 MV=0.5J 22.5 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= GD2/375. ,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 ML LMz.。J =2.5kgm2, 转 速 n =900r/min; 中 间 传 动 轴
5、 的 转 动 惯 量 J=111 666 kkk ggg mmm 2, 转 转 转 转 速 速 速 速 nnn = 666 000 rrr / mmm iii nnn 。 。 。 。 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=15J=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 n
6、M=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=100N,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 =
7、 M/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/sv= 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 2Z M L L=1.25*1.05+100*0.242/322=1.318NM22.9 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
8、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 机 械 特 性 ， 试 判 断 哪
9、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 ,
10、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 ， 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
11、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 ：
