对应教材同志学等编《机电传动控制》国防工业出版社2011.8
第2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。 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。
2-4 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?
答:为了使运动方程式的列出简化;负载转矩是静态转矩,可根据静态时功率守恒原则进行
折算;由于转动惯量与运动系统的动能有关,根据动能守恒原则进行折算。 2.5 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.
2-6 反抗静态转矩和位能静态转矩有何区别,各有什么特点?
答:反抗静态转矩是因摩擦、非弹性体的压缩、拉伸和扭转等作用所产生的负载转矩;其特
点是:转矩方向与运动方向相反,总是阻碍运动的;
位能静态转矩是由物体的重力和弹性体的压缩、拉伸和扭转等作用所产生的负载转矩;其特点是:转矩方向恒定,与运动方向无关,它在某方向阻碍运动,而在相反方向是促进运动。
2-7 在题2-7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。
答:机电传动系统稳定运行的必要条件:存在平衡点。即电动机的机械特性与生产机械的机
械特性曲线有交点;
充分条件:当转速偏离平衡点时,系统存在一个使其趋于平衡点的转矩差,即可以自动回复到平衡点。
如图(a,b,c,e)所示,当系统转速偏离交点(>na)时,就存在TL?TM,使系统减速,直到重新回到交点,又达到平衡;当系统转速 图(d)中,当系统转速偏离交点(>na)时,就存在TL?TM,使系统加速,无法重新回到交点,达到平衡。所以交点不是系统的稳定平衡点。 n 1 2 n 1 2 n 1 n 2 1 2 TM o (d) 不是 n 1 2 TL TL TM T TM o (e) 是 TM o TM TL T o (a) 是 TL TL TM TM o T (b) 是 TL TM T TM T (c) 是 题2.11 图 2-9 什么叫过渡过程?什么叫稳定运行过程?试举例说明之。 答:机电传动系统的过渡过程:当电动机转矩或负载转矩发生变化时,系统的转速、转 矩从一个稳定运行状态变化到另一个稳定运行状态,这一变化过程称之为过渡过程。 稳定运行过程:机电传动系统动态转矩为0,转速恒定不变,这一运行过程称之为稳定 运行过程。 直流电动机串电阻启动过程1:由a n 点到b点,转速由0变为nb,转矩由 n0 TST变为TL,即由一个稳态变化到另一个稳定运行状态,属于过渡过程。 nb b 1 到达b点后,电机电磁转矩等于负载a TST TL T 转矩,系统处于恒速运转状态,始终 在这一稳定状态运行,称之为稳定运 切除启动电阻 行过程。 2.10研究过渡过程有什么实际意义?试举例说明之。 为了满足启动,制动,反转和调速的要求,必须研究过渡过程的基本规律,研究系统各参数对时间的变化规律,如转速,转矩,电流等对时间的变化规律,才能正确的选择机电传动装置,为电机传动自动控制系统提供控制原则.设计出完善的启动,制动等自动控制线路,以求改善产品质量,提高生产率和减轻劳动强度.这就是研究过渡过程的目的和实际意义.如造纸机要求衡转矩. 2.11加快机电传动系统的过渡过程一般采用哪些方法? 2. 加快机电传动系统的过渡过程一般采用1减少系统GD2增加动态转矩Td. 2.12 为什么大惯量电动机反而比小惯量电动机更为人们所采用? 2 大惯量电动机电枢作的粗短,GD较大但它的最大转矩约为额定转矩的5到10倍,快 速性能好,且低速时转矩大,电枢短粗,散热性好过载持续时间可以较长. 2.13为什么低速轴转矩大,高速轴转矩小? 因为P= Tω,P不变ω越小T越大,ω越大T 越小。 2.14为什么机电传动系统中低速轴的GD2逼高速轴的GD2大得多? …… 此处隐藏1717字 …… 最后在反馈制动状态下建立系统新的稳定平衡点。 ② 电源反接制动状态下转速变化的机电过程是:由反接开始时的转速,减速上升,直至停止; 电动状态下转速变化的机电过程是:由停止状态开始,加速下降,直至达到理想空载转速; 反馈制动状态下转速变化的机电过程是:超过理想空载转速后继续加速下降,直至达到新的稳定平衡状态。 他励直流电动机有哪几种制动方法?它们的机械特性如何?试比较各种制动方法的优缺点。 1反馈制动 机械特性表达式:n=U/Keφ-(Ra+Rad)T/keKtφ2 T为负值,电动机正转时,反馈制动状态下的机械特性是第一 象限电动状态下的机械特性第二象限内的延伸. 反馈制动状态下附加电阻越大电动机转速越高.为使重物 降速度不至于过高,串接的附加电阻不宜过大.但即使不串 任何电阻,重物下放过程中电机的转速仍过高.如果放下的 件较重.则采用这种制动方式运行不太安全. 2反接制动 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 向的场合以及要求经常正反转的机械上.