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机电传动控制习题.ppt

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机 电 传 动 控 制,第二章 机电传动系统的运动学基础,2.3 试列出以下几种情况下(见题图2.3)系统的运动方程式,并针对各系统说明: 1) TM、TL的性质和符号并代入运动方程 2) 运动状态是加速、减速还是匀速?,符号 性质 状态,T - 制动转矩 TL + 制动转矩 运动方程:,T - 制动转矩 TL + 制动转矩 运动方程:,T - 制动转矩 TL + 制动转矩 运动方程:,,,,系统运动状态为:减速状态,系统运动状态为:减速状态,系统运动状态为:减速状态,2.6 如图2.3(a)所示,电动机轴上的转动惯量JM=2.5kg·m2,转速nM=900r/min;中间传动轴的转动惯量J1=2kg·m2,转速n1=300r/min;生产机械轴的转动惯量JL=16kg·m2,转速nL=60r/min。试求折算到电动机轴上的等效转动惯量。,解:电动机轴与中间轴速比j1:,电动机轴与卷筒轴速比jL :,折算到电动机轴上的等效转动惯量JZ :,2.7 如图所示,电动机转速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,电动机的飞轮转矩GDM2=1.05N·m2,齿轮、滑轮和卷筒总的传动效率为0.83。试求提升速度v和折算到电动机轴上的静态转矩TL以及折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GDZ2,解:在电机轴速度:,中间轴速度:,卷筒速度:,重物提升速度:,折算到电机轴上的静态转矩:,折算到电动机轴上整个拖动系统的飞轮惯量GDZ2,2.10 在题2.10图中,曲线1和2分别为电动机和负载的机械特性,试判定那些是系统的稳定平衡点?那些不是?,,是平衡点,是平衡点,是平衡点,,,,1.电动机和生产机械的机械特性曲线有交叉点;2.当转速大于平衡点对应的转速时,TTL。平衡点是稳定平衡点。,是平衡点,不是平衡点,,,例3.1:一台Z2系列他励直流电动机,PN=22KW,UN=220V,IN=116A,nN=1500r/min,试计算:1.固有机械特性2.电枢回路串Rad=0.4Ω电阻的人为特性3.电源电压降为100V时的人为特性4.弱磁至Φ=0.8ΦN时的人为特性,第三章 直流电机的工作原理及特性,,解:(1)固有特性:,(2)串入Rad的人为特性:,在直角坐标系标出理想空载点和额定工作点,连接直线,如图3.8中1所示,其人为特性曲线如图中2所示,(3)降低电源电压的人为特性:,其人为特性曲线如图3所示,(4)弱磁时的人为特性:,其人为特性曲线如图4所示,例3-2 有一台他励电动机,PN=5.6kW,UN=220V,IN=3lA,nN=1000r/min,Ra=0.4Ω,负载转矩TL=49N·m,电动机的过载倍数λ=2,试计算:(1)电动机拖动摩擦性负载,采用能耗制动过程停车,电枢回路应串入的制动电阻最小值是多少?若采用反接制动停车,电阻最小值是多少?(2)电动机拖动位能性恒转矩负载,要求以-300r/min速度下放重物,采用倒拉反接制动,电枢回路应串多大电阻?若采用能耗制动,电枢回路应串多大电阻?(3)想使电机以n=-1200r/min速度,在再生发电制动状态下,下放重物,电枢回路应串多大电阻?若电枢回路不串电阻,在再生发电制动状态下,下放重物的转速是多少?,解:(1)设能耗制动电阻为R1, 反接制动电阻为R2,电动状态的稳态转速,由于切换瞬间转速不变,而且最大制动电流为- λIN, 所以所串电阻为,又,制动瞬间的制动转矩由过载系数λ限制为:,(2)倒拉反接制动和能耗制动时n= - 300r/m,电枢回路应串入电阻R3 ,R4 .倒拉反接制动:,能耗制动时:,(3)再生发电制动运行时n= - 1200r/m 的制动电阻R5 和不串电阻时的制动转速:,不串电阻时的制动转速:,3.4 直流电动机一般为什么不允许直接启动?如直接启动会发生什么问题?应采用什么方法启动比较好?,习题与思考,解:在电动机未启动之前n=0,E=0,而Ra很小。所以将电动机直接接入电网并施加电压启动电流很大,一般达到额定电流的10—20倍。这样大的启动电流使电动机在换向过程中产生危险地火花,烧坏整流子,同时过大的电枢电流产生过大的电动应力,还可能引起绕组的损坏,而且产生与启动电流成正比例的启动转矩,会在机械系统和传动机构中产生过大的动态转矩冲击,使机械传动部件损坏。 限制直流电动机的启动电流
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