湖南科技大学潇湘学院机电传动控制课后习题答案(考试必备).doc

习题与思考题
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？（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向）
TM TL TL TM
N
TM=TL TM< TL
TM-TL<0说明系统处于减速。 TM-TL<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 系统的运动状态是加速

TM TL 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

2.11 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
3.4 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=IaKtφ, φ减弱,T是常数,Ia增大.根据EN=UN-IaRa ,所以EN减小.,小于E1.

3.10一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, Ra =0.242Ω,试计算出此电动机的如下特性：
①固有机械特性；
　　②电枢服加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性；
③电枢电压为U N/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。
① n0=UNnN/(UN-INRa)
=220*1500/220-34.4*0.242
= 1559r/min
TN=9.55PN/nN
=9.55*6500/1500
=41.38Nm
1559

41.38

② n=U/Keφ-(Ra+Rad)T/KeKtφ2
= U/Keφ-(Ra+Rad)T/9.55Ke2φ2
当3Ω n=854r/min
当5Ω n=311 r/min

③ n= U/Keφ-RaT/9.55Ke2φ2
　当UN=0.5UN时 n=732 r/min
n0=UNnN/2(UN-INRa)
=780 r/min

④ n= U/0.8Keφ-RaT/9.55Ke2φ20.82
当φ=0.8φ时n=1517 r/min
n0=UNnN/0.8Keφ
=1964 r/min

n0

3.11为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？
电动机在未启动前n=0,E=0,而Ra很小,所以将电动机直接接入电网并施加额定电压时,启动电流将很大.Ist=UN/Ra
3.15 一台直流他励电动机，其额定数据如下：PN=2.2KW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min, ηN=0.8,Ra=0.4Ω, Rf=82.7Ω 。试求：
① 额定电枢电流IAn;
② 额定励磁电流IfN;
③ 励磁功率Pf;
④ 额定转矩TN;
⑤ 额定电流时的反电势；
⑥ 直接启动时的启动电流；
⑦ 如果要是启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少欧？此时启动转矩又为多少？
① PN=UNIaNηN
2200=110*IaN*0.8
IaN=25A
② Uf= RfIfN
IfN=110/82.7
=1.33A
③ Pf= UfIfN
=146.3W
④额定转矩TN=9.55 PN/ nN
=14Nm
⑤ 额定电流时的反电势EN=UN-INRa
=110V-0.4*25
=100V
⑥ 直接启动时的启动电流Ist=UN/Ra
=110/0.4
=275A
⑦ 启动电阻 2IN> UN/ (Ra+Rst)
Rst>1.8Ω
启动转矩
Keφ=(UN-INRa)/nN=0.066
Ia= UN/ (Ra+Rst) T=KtIaφ
=52.9A =9.55*0.066*52.9
=33.34Nm

第五章
5.1 有一台四极三相异步电动机，电源电压的频率为50HZ，满载时电动机的转差率为0.02求电动机的同步转速、转子转速和转子电流频率。
n0=60f/p S=(n0-n)/ n0
=60*50/2 0.02=(1500-n)/1500
=1500r/min n=1470r/min
电动机的同步转速1500r/min. 转子转速1470 r/min,
转子电流频率.f2=Sf1=0.02*50=1 HZ
5.5 三相异步电动机带动一定的负载运行时，若电源电压降低了，此时电动机的转矩、电流及转速有无变化？如何变化？
若电源电压降低, 电动机的转矩减小, 电流也减小. 转速不变.
5.8 三相异步电动机断了一根电源线后，为什么不能启动？而在运行时断了一线，为什么仍能继续转动？这两种情况对电动机将产生什么影响？
三相异步电动机断了一根电源线后，转子的两个旋转磁场分别作用于转子而产生两个方向相反的转矩，而且转矩大小相等。故其作用相互抵消，合转矩为零，因而转子不能自行启动，而在运行时断了一线，仍能继续转动转动方向的转矩大于反向转矩，这两种情况都会使电动机的电流增加。

5.11有一台三相异步电动机，其铭牌数据如下：
PN/kW
nN/r·min-1
UN/V
ηN×100
cosφN
Ist/IN
Tst/TN
Tmax/TN
接法
40
1470
380
90
0.9
6.5
1.2
2.0
△
① 当负载转矩为250N·m时，试问在U=UN和U`=0.8UN两种情况下电动机能否启动？
TN=9.55 PN/ nN
=9.55*40000/1470
=260Nm
Tst/TN=1.2
Tst=312Nm
Tst=KR2U2/（R22+X202）
=312 Nm
312 Nm>250 Nm 所以U=UN时 电动机能启动。
当U=0.8U时 Tst=（0.82）KR2U2/（R22+X202）
=0.64*312
=199 Nm
Tst<TL所以电动机不能启动。
② 欲采用Y-△换接启动,当负载转矩为0.45 TN和0.35 TN两种情况下, 电动机能否启动？
TstY=Tst△/3
=1.2* TN /3
=0.4 TN
当负载转矩为0.45 TN时电动机不能启动
当负载转矩为0.35 TN时电动机能启动
③ 若采用自耦变压器降压启动，设降压比为0.64，求电源线路中通过的启动电流和电动机的启动转矩。
IN= PN/ UNηN cosφN√3
=40000/1.732*380*0.9*0.9
=75A
Ist/IN=6.5
Ist=487.5A
降压比为0.64时电流=K2 Ist
=0.642*487.5=200A
电动机的启动转矩T= K2 Tst=0.642312=127.8 Nm
第八章
8.25试设计一条自动运输线，有两台电动机， 1M拖动运输机，2M拖动写料及。要求：
①1M先启动后，才允许2M启动；
②2M先停止，经一段时间后1M蔡自动停止，且2M可以单独停止；
③两台电动机均有短路、长期过载保护。

①
8.29 试设计一个工作台前进——退回的控制线路。工作台有电动机M拖动，行程开关1ST,2ST分别装在工作台的原位和终点。要求：
① 能自动实现前进——后退——停止到原位；
② 工作台前进到达终点后停一下在后退；
③ 工作台在前进中可以人为地立即后退到原位；
④ 有终端保护.

第九章
9.5 写出题9.5图梯形图的指令程序。

LD 401
OR 400
ANI 402
LD 403
AND 105
ORB
LDI 100
ANI 101
LD 102
ANI 103
ORB
LD 104
ORB
ANB
OR 404
OUT 430
9.6 简化或改正题9.6图所示梯形图，并写出改正后的指令程序。

9.14 设计PLC控制汽车拐弯灯的梯形图。具体要求是：汽车驾驶台上有一开关，有三个位置分别控制左闪灯亮、右闪灯亮和关灯。
当开关扳到S1位置时，左闪灯亮(要求亮、灭时间各1s)；当开关扳到S2位置时，右闪灯亮(要求亮、灭时间各1s)；当开关扳到S0位置时，关断左、右闪灯；当司机开灯后忘了关灯，则过1.5min后自动停止闪灯。