《机电传动控制》复习题及考试题资料

《机电传动控制》复习题1.机电传动控制的目的是：把电能转变为机械能实现生产机械的启动、停止与调速、生产工艺的要求保证生产过程的正常进行。2..接触器-继电器控制具有反馈环节的控制率可控电力半导体器件控制工业机器人控制。写出直流电动机的5换向器，电刷装置、机座，主磁极，换向极，端盖。写出交流电动机的5弹簧片，轴承，定子绕组，机座，转子铁芯，端盖。开环控制是指输出端与输入端没有任何电路联系、输出端无信号反馈回输入端的闭环控制输出端与输入端具有电路联系、输出端有信号反馈回输入端的控制。机电传动系统运动方程式中的概念：A.拖动转矩：是由电动机产生用来克服负载转矩，以带动生产机械运动的Tm、静态转矩是由生产机械产生的负载转矩TL 、动态转矩：动态转矩是拖动转矩减去静态转矩Tm-TL 。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。P.6匀速 减速 减速 加速 减速 匀速多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统？转矩折算依据折算前后什么的原则（功率守恒）？转动惯量折算为依据折算前后什么不变的原则（动量守恒）？于旋转运动（功率守恒：T

T'L

；对于直线运动：T

'F c

；转动惯量的折算（动量守L jCJ J

L nMCD2 CD2恒JZ

J M j1

j2L

；飞轮转矩的折算（动量守恒：DZ

CD2 1 M j21

M ；直线运动：j2LJ J

J1

mv2

；CD2

CD2

2 Gv2CD1 365 CD Z M j2 2 1 m

Z M j2 n21 MP.9.总结：往高速轴折算变小、往低速轴折算变大。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。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,因而他总是使运动。机电传动系统的稳定运行包含两重含义：一是系统应能以一定速度匀速运转；二是系统受图2.8机电时间常数对机电传动系统的影响：直接影响机电传动系统过渡过程的快慢。加快机电减小系统的飞轮转矩（转动惯量程？什么叫稳定运行过程？当系统中的转矩或负载转矩发生改变时,系统就要由一个稳定的运转状态变化到另一个稳定运转状态,这个变化过程称为过渡过程。系统中负载转距和拖动转距相等时，没有动态转距，系统恒速转动叫稳定运行过程。什么是他励发电机空载特性？空载特性的电压。并励发电机能建立电压的条件剩磁相同。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余磁场方向相反,这样磁场被消除,所以不能自励。U他励直流电动机的理想空载转速：n 0

此时转矩T=0Ke一台他励直流电动机所拖动的负载转矩TL=其稳定运行状态下电枢电流的大小？为什么？这是拖动系统中哪些要发生变化？T=KtφIa u=E+IaRa当电枢电压或电枢附加电阻改变时,转矩不变的情况下电枢电流大小不变转速n 与电机的电动势都发生改变。U固有机械特性：根据直流他励电动机名牌数据，估算电枢电Ra，求K e N

I RN a,nNU求理想空载转速n N

,求额定转矩T

P P N9.55 N,画固有机械特性。0 Ke N

N nN得到的特性称为人工机械特性。.电枢回路中串接附加电阻；改变电枢电压；改变主磁通。他励直流电动机有哪些方法进行调速？它们的特点是什么？他励电动机的调速方法：1.改变电枢电路外串接电阻。特点：在一定负载转矩下，串接不同的电阻可以得到不同的转2.改变电动机电枢供电电压。特点：当电压连续变化时转3.改变电动机主磁动机换向条件等的限制，调速范围不大，调速时维持电枢电压和电流步变，属恒功率调速。关就把电枢电源接通，这是会产生什么现象（T=0和T=T两种情况加以分析）？当电动机运L L N行在额定转速下，若突然将励磁绕阻断开，此时又将出现什么情况？P.32T=0L车,T=TL N转速调节（调速）与固有的速度变化在概念上有什么区别？速度变化是在某机械特性下,由于负载改变而引起的，而速度调节则是某一特定的负载下，靠人为改变机械特性而得到的。直流串励电动机能否空载运行?为什么？串励电动机决不能空载运行,因为这时电动机转速极高,所产生的离心力足以将绕组元件甩到槽外,串励电动机还可能反转运行.但不能用改变电源极性的方法,因这时电枢电流Ia与磁通φ同时反响,使电磁转矩T依然保持原来方向,则电动机不可能反转。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流将很大.Ist=U/Ra。N他励直流电动机直接启动过程中有哪些要求？如何实现？他励直流电动机直接启动过程中的要求是1.启动电流不要过大,2.不要有过大的转矩.可以通过两种方法来实现电动机的启动：一、是降压启动。二、是在电枢回路内串接外加电阻启动。直流电动机的电动与制动两种运转状态的根本区别何在？电动机的电动状态特点是电动机所发出的转矩T的方向与转速n的方向相同。制动状态特点使电动机所发的转矩T的方向与转速n的方向相反。有哪几种制动方法点。反馈制动:n=U/Keφ-(Ra+Rad)T/keKtφ为负值,电动机正转时,反（书中电车下坡时的制动和卷扬机下放重物时的限速制动本质上是一样的）反接制动：（1）电源反接制动：电源反接制动一般应用在生产机械要求迅速减速停车和（2）曲线实际上是第一象限电动状态下的机械特性区现在第四象限中的延伸,若电动反向转在电动状态,则倒拉反接制动状态下的机械特性曲就是第三象限中电动状态下的机械特性曲线在第二能耗制动优点是不会出现像倒拉制动那样因为对T的大小估计错误而引起重物上升的事故，运动速度也L较反接制动时稳定。反抗性负载（只有惯性能量及动能）时能耗制动能消耗掉动能，使电动机快速停车；P.45交流电机的同步转速n 60f/p0改变三相交流电动机转向需将三相电源：任意两相对调。n n异步电动机转差率S0 n 0 32.三相交流异步电动机转子电流频率f=2SE三相交流异步电动机转子电流I 2

20R2(SX

，并解释跟转差率的关系当转差率S)2 2 20 增大，既转速降低时，转子与旋转磁场间的相对转速（n0-n）增大。当三相异步电动机的负载增加定子电流会随之增加？nn0n)增加,转子导体被磁力线增加而变大,所以定子的电流也随之提高。SRU2三相异步电动机T 2 说明，其转矩跟电压什么关系？R2(SX )22 2036.分析书图4.24、4.25、4.26、4.27三相异步电动机在负载转矩不变的情况下，电网电压降低，电流增加。三相异步电动机正在运行时何影响？电动机的电流会迅速增加,如果时间稍长电机有可能会烧毁。对电动机启动的主要要求是：（1）有足够大的启动转矩 （2）启动电流越小越好启动设备安全可靠要求启动时平滑加速(5)启动过程中的功率损耗越小越好：（1）直接启动（全压启动）（2）电阻或电抗器启动（3）软启动器星型三角形启动(5)自耦变压器降压启动例题4.3器启动法比逐级切除电阻法有什么优点？P.72-73优点:具有自动平滑调节启动电流和启动电压特性，结构简单，运行可靠，无需经常维修。异步电动机有哪几种调速方法？各种调速方法有何优缺点？①调压调速：这种办法能够无级调速，但调速范围不大；②转子电路串电阻调速：这种方法简有机调速，但是结构简单，效率高特性高，且调速时所需附加设备少。④变频调速：可以实现连续的改变电动机的转矩，是一种很好的调速方法。变压调速适合于什么样的负载？提高其负载特性的途径是： 。P.76变频调速有哪些优点？（1）调速范围广（2）调速平滑性好（3）系统不相上下的程度经济效益高P.78三相异步电动机倒拉制动时电机转速低于同步转速，负载不变时其转速稳定，。三相异步电动机反馈制动时电机转速高于同步转速，电磁力矩和负载力矩相反。时能够实现准确停车，制动得后阶段，随着转速的降低，制，制动效果平稳。单相异步电动机不能自行启动，一旦启动，它能够自行加速到稳定运行状态，方向取决于方向。同步电动机的直流励磁电流

cos的大小和性质。f同步电动机启动困难，常采用异步启动法和变频启动。什么叫恒功率调速？什么叫恒转矩调速？变频调速在频率50H恒转矩调速，在频率50HZ Z以上是恒功率调速。转矩不变。电容分相式单相异步电动机是否可以用调换电源的两根线端来使电动机反转？为什么？不能,因为必须调换电容器C的串联位置,就可以改变旋转磁场的方向,从而实现电动机的反转。54.步进电动机是一种将电脉冲信号转换成相应角位移或直线位移的机电执行机构，位移量与输入电脉冲的个数成正比。问什么步进电动机的启动频率要远低于运行频率？上限影响很大。所以启动频率低于运行频率。步进电动机的转子齿数Z和定子相数m愈多，则步距角β愈小，控制越精确。一台步进电动机的Z＝40，三相单三拍运行时

3603340伺服电机跟作为动力设备的电机比较，对其要求是响应快速。直流伺服电机在控制电压Uc0时，有无自转现象？Uc=0时，电动机立即停止，没有自传现象。交流伺服电机如何消除自转现象使转子导条具有较大的电阻电，转子为永磁体。直流力矩电动机的结构特点、机械特性与普通直流电机的不通。P.105工作原理没有区别，只是结构和外形尺寸上有所不同直流电动机是细长圆柱体，而直流力矩电动机为了能在相同的体积和电枢电压下产生更大的转距和较小的转速，一般做成扁平状。的不同可以分为：（1）不可控性器件（2）全控型器件63.电力变换电路分为可控整流 逆变斩波 变频 (5)交流调压(6)电子开关5电子技术包括和电力电子技术两大分支。电力电子器件实际应用由控制电路、驱动电路和（以电力电子器件为核心的）主电路组个系统。晶闸管的导通条件的条件是什么？阻断后它所承受的电压决定于什么？晶闸管的导通条件是:(1)晶闸管的阳极和阴极之间加正向电压。（2）的电压决定于阳极和阴极的反向转折电压。有（1）门极可关断晶闸管（2）电力晶体管（3）电力场效应晶体管门极绝缘栅双极晶体管。晶闸管的控制角和导通角是何含义？管在一周期时间内导通得电角度。续流二极管有何作用？为什么？若不注意把它的极性接反了会产生什么后果？发出的能量消耗在电阻上。三相半波可控整流电路电阻负载时角的移相范围为150波形不相似。直流电为电源，交流侧接交流电源为有源逆变，直流电为电源，交流侧接负载为无源逆变。的变化范围

2。。电压型逆变电路本稳定。逆变器输出电压的控制方案有：（1）可控整流方案；（2）斩波调压方案；（3）。产生逆变的条件：（1）要有直流电动势，其极性须和晶闸管的导通方向一致，其值应大于变流器直流侧的平均电压。（2）要求晶闸管的控制角>/2，使Ud为负值。（才能实现有源逆变。）斩波电路有三种控制方式：脉冲宽度调制（PWM）：T不变，改变t。on频率调制：t不变，改变。on混合型：t和都可调，改变占空比on降压斩波电路和升压斩波电路原理Ｐ．２２７－２２８PWM控制技术的重要理论基础是面积等效原理PWM控制方法：（1）根据逆变电路的正弦波输出频率、幅值和半个周期内的脉冲数，将PWM得到所需要的PWM波形，这种方法称之为计算法。计算法是很繁琐，当需要输出的正弦波的频率、幅值或相位变化时，结果都要变化。（2）把希望输出的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过信号波的调制得到所期望的PWM波形。单极性PWM控制方式：单相桥式电压型逆变电路桥式逆变电路。书图8.51，画波形。*84.载波频率fc与调制信号频率fr之比N=fc/fr称为载波比，根据载波和信号波是否同步及载波比的制。通常保持载波频率f固定不变，因而当信号波频率f变化时，载波比是变化的。在信号波的c r半个周期内，PWM波的脉冲个数不固定，相位也不固定，正负半周期的脉冲不对称，半周期内前后1/4周期的脉冲也不对称。当f较低时，N较大，一周期内脉冲数较多，脉冲不对称产生的不利影r响都较小，PWM波形接近正弦波。当f增高时，NPWM脉冲不对称的rPWMPWM变差。驱动电路：主电路与控制电路之间的电气隔离。驱动电路的基本任务：按控制目标的要求施加开通或关断的信号；控制信号；对全控型器件则既要提供开通控制信号，又要提供关断控制信号。晶闸管对触发电路有哪些要求？触发电路主要有哪三个环节？每个环节的功能是什么？同步电路准确对应于主电路移相控制调节脉冲发生时刻脉冲形成产生脉冲晶闸管对触发电路的要求是①触发电路应能够供给足够大的触发电压和触发电流.②由于晶闸管由截止状态到完全导通需要一定的时间因此,触发脉冲的宽度必须在10微秒以上,才能保证晶闸管可靠触发.③不触发时,触发电路的输出电压应该小于0.15-0.20V为了提高抗干扰能力,必要时可在控制极上加一个1V-2V的负偏压.④触发脉冲的前沿要陡,前沿最好在10微秒以上.⑤在晶闸管整流等移相控制的触发电路中,触发脉冲应该和主回路同步。分析单结晶体管触发电路原理。