机电传动控制统考复习资料 解析
机电传动控制2017年3月份统考复习资料第1章概论
一、单选题
1. 在机电设备驱动的发展中，成组拖动的含义是
【 D 】
A. 多台电机拖动一台设备
B. 一台电机拖动一台设备
C. 多台电机拖动多台设备
D. 一台电机拖动多台设备
2. 机电传动系统的五大组成除了有电源、电气控制、传动机构、工作机构，还有的是【 C 】
A.继电器
B.接触器
C.电动机
D.机械手
3. 研究机电传动系统的运动规律时，系统中的电动机种类是【 D 】
A. 交流电动机
B. 直流电动机
C. 控制电机
D. 不分类
4. 一般在机电控制系统中的机械设备是【 A 】
A. 控制对象
B. 控制方法
C. 控制规律
D. 控制指标
5. 机电传动系统中拖动生产机械的原动机是
【 D 】
A. 汽油机
B. 柴油机
C.水轮机
D. 电动机
6. 以下不．是拖动机电传动系统的原动机是
【 C 】
A.直流电动机
B.交流电动机
C. 汽油机
D. 步进电动机
7. 组成机电系统三大部分的是电气控制系统、电力拖动或机电传动和
【 A 】
A. 机械运动部件
B.发电机
C.汽油机
D. 水轮机
8. 以下不．是组成机电系统三大部分的是
【 C 】
A. 电气控制系统
B. 机械运动部件
C. 发电机
D. 电力拖动
9. 机电传动系统的目的是将电能转变为
【 D 】
A. 光能
B. 核能
C. 热能
D. 机械能
10. 机电传动中成组拖动是指一台电动机拖动
【 B 】
A. 多台发电机
B. 多台生产机械
C. 一台生产机械
D. 一台发电机
11. 机电传动的目的是【 A 】
A. 将电能转变为机械能
B. 将机械能转变为电能
C. 将光能转变为机械能
D. 将机械能转变为光能
12. 一般机电系统正常工作时要求速度是【 A 】
A. 稳速
B. 加速
C. 减速
D. 零
13. 一般机电系统快速返回时要求速度是【 A 】
A. 稳速
B. 加速
C. 减速
D. 零
14. 一般机电传动的任务包括实现生产机械的启动、停止，以及【 C 】
A. 维修
B. 保养
C. 调速
D. 能量转换
15. 在自动控制系统中，被控对象的输出量要求按照给定规律运行的是【 D 】
A. 温度
B. 压力
C. 液位
D. 加工轮廓
16. 在自动控制系统中，被控对象的输出量要求保持为某一恒定值的是【 C 】
A 飞行航线
B 记录曲线
C 液位
D 加工轮廓
17. 组成完整机电传动系统除电源、电气控制、传动机构、工作机构外，还有的是【 C 】
A 液压缸
B 气压缸
C 电动机
D 发电机
18. 人本身通过判断和操作进行的控制叫作【 B】
A. 自动控制
B. 手动控制
C. 机械控制
D. 温度控制
19. 在数控机床控制系统中，对于想实现控制的目标量或控制量是【 B 】
A . 温度 B. 位置 C. 压力 D. 湿度
第2章机电传动系统的动力学基础
一、单选题
1. 恒转矩型生产机械的负载特性是
【C 】
A. 转速是恒定的
B. 功率是恒定的
C.转矩是恒定的
D. 方向是恒定的
2.恒功率型负载的负载转矩大小与转速
【B 】
A. 成正比
B. 成反比
C.无关
D.相等
3.恒功率粗加工时下列叙述正确的是
【 D 】
A.切削量大，负载阻力小，开低速
B. 切削量小，负载阻力大，开低速
C.切削量大，负载阻力大，开高速
D. 切削量大，负载阻力大，开低速
4.恒功率精加工时下列叙述正确的是
【 B 】
A.切削量大，负载阻力小，开低速
B. 切削量小，负载阻力小，开高速
C.切削量大，负载阻力大，开高速
D. 切削量小，负载阻力小，开低速
5. 反抗性转矩由下列哪种现象作用后产生的
【 B 】
A. 地球引力
B. 摩擦
C. 电磁感应
D. 热传导
6. 反抗性转矩的方向
【 B 】
A.与运行方向相同
B. 与运行方向相反
C.与运动方向无关
D. 与电动机方向一致
7.电动机与生产机械的机械特性曲线有交点，此交点只表明
【 C 】
A.电动机的转速大于生产机械的转速
B.电动机的转速小于生产机械的转
速
C.电动机的转速等于生产机械的转速
D.是稳定运行平衡点
8. 电动机与生产机械的机械特性曲线有交点，此交点只表明
【 A 】
A.电动机的转矩等于生产机械的转矩
B.电动机的转矩小于生产机械的转
矩
C.电动机的转矩大于生产机械的转矩
D.是稳定运行平衡点
9.负载转矩根据功率守恒原则进行折算时必须处于
【 B 】
A.加速状态
B. 静态
C.动态
D.减速状态
10.多轴系统折算到单轴系统，可根据动能守恒进行的折算是
【 C 】
A.负载转矩
B.拖动转矩
C.飞轮转矩
D.摩擦转矩
11．当机电系统拖动转矩与负载转矩大小相等、方向相反时的状态称为 【 A 】
A. 稳态
B. 加速状态
C. 减速状态
D. 过渡状态
12. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt
-=中M T 与L T 的符号是 【A 】 A. 可正可负 B. M T 为正、L T 为负 C. M T 为负、L T 为正 D. 都为负
13. 电动机拖动负载上升时，电动机输出转矩M T 与负载转矩L T 分别为 【 D 】
A. M T 是制动转矩、L T 是拖动转矩
B. M T 是拖动转矩、L T 是拖动转矩
C. M T 是制动转矩、L T 是制动转矩
D. M T 是拖动转矩、L T 是制动转矩
14. 电动机拖动负载下降时，电动机输出转矩M T 与负载转矩L T 分别为 【B 】
A. M T 是制动转矩、L T 是拖动转矩
B. M T 是拖动转矩、L T 是拖动转矩
C. M T 是制动转矩、L T 是制动转矩
D. M T 是拖动转矩、L T 是制动转矩
15. 质量与转动惯量的关系是
【B 】
A. 质量小、转动惯量大
B. 质量大、转动惯量大
C. 质量大、转动惯量小
D. 无关
16. 关于飞轮转矩2GD 叙述正确的是
【 D 】
A. 2GD 是重量乘以直径的平方
B. 2GD 中的D 是物体的实际直径
C. 2GD 中的G 是重力加速度
D. 2GD 中的D 是惯性直径
17. 恒转矩负载特性的特点是负载转矩L T 与转速n 的关系为
【 D 】
A.随着转速n 升高而增大
B. 随着转速n 升高而减小
C.随着转速n 降低而减小
D. 与转速n 的大小无关
18. 反抗性恒转矩负载转矩的机械特性曲线是
【 B 】
A. 在第一、第二象限
B. 在第一、第三象限
C. 在第一、第四象限
D. 只在第一象限
19. 位能性恒转矩负载转矩的机械特性曲线是
【C 】
A. 在第一、第二象限
B. 在第一、第三象限
C. 在第一、第四象限
D. 只在第一象限
20. 通风机负载特性的转矩与转速的关系是
【 B 】
A. 与转速成正比
B. 与转速的平方成正比
C. 与转速成反比
D. 与转速的平方成正比
21. 恒功率负载特性的转矩与转速的关系是
【 C 】
A. 与转速成正比
B. 与转速的平方成正比
C. 与转速成反比
D. 与转速的平方成正比
22. 单轴旋转拖动系统运动方程 M L d T T J
dt ω-=中d dt
ω的含义是 【 B 】
A. 角速度
B. 角加速度
C. 转动惯量
D. 转矩 23. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt -=中dn dt
的含义是 【 B 】
A. 角速度
B. 加速度
C. 转动惯量
D. 转矩
24. 多轴旋转拖动系统负载转矩的折算中，是把负载转矩折算到
【A 】
A. 电动机轴上
B. 负载轴上
C. 第一中间轴上
D. 第二中间轴上
25. 电动机运行状态如图所示，当L M T T ?时，判断正确的是：
【C 】
A ．匀速
B ．减速
C ．加速
D ．不确定
26. 电动机运行状态如图所示，当L M T T =时，判断正确的是：
【 A 】
A ．匀速
B ．减速
C ．加速
D ．不确定
27. 电动机运行状态如图所示，当L M T T 时，判断正确的是：
【 A 】
A ．匀速
B ．减速
C ．加速
D ．不确定
28. 转动的物体与直线运动的物体，具有保持运动状态的性质叫：
【 D 】
A. 重量
B. 弹性
C.惯性
D. 惯量
29. 恒功率型机械设备的机械特性是：
【 】
A ．拖动转矩与转速成正比
B ．拖动转矩与转速成反比
C ．负载转矩与转速成正比
D ．负载转矩与转速成反比
30. 单轴旋转拖动系统运动方程 M L d T T J
dt
ω-=中ω的含义是 【A 】
A. 角速度
B. 角加速度
C. 转动惯量
D. 转矩 31. 单轴旋转拖动系统运动方程 2375M L GD dn T T dt
-=中2GD 的含义是 【 D 】
A. 速度
B. 加速度
C. 转动惯量
D. 飞轮力矩
32. 多轴旋转拖动系统飞轮转矩的折算中，是把飞轮转矩折算到
【 A 】
A. 电动机轴上
B. 负载轴上
C. 第一中间轴上
D. 第二中间轴上
33.
与物体的转矩无．关的物理量是：
【B 】
A. 质量
B. 温度
C. 回转半径
D. 加速度 34. 因摩擦、非弹性体的压缩、拉伸与扭转等作用产生的转矩是：
【C 】
A ．电磁转矩
B ．反抗转矩
C ．位能转矩
D ．飞轮转矩
35. 单轴旋转拖动系统运动方程 M L d T T J
dt
ω-=中J 的含义是 【C 】
A. 角速度
B. 角加速度
C. 转动惯量
D. 转矩
36. 单轴旋转拖动系统运动方程
2
375
M L
GD dn
T T
dt
-=中n的含义是
【 A】
A. 速度
B. 加速度
C. 转动惯量
D. 飞轮力矩
37. 多轴旋转拖动系统转动惯量的折算中，是把转动惯量折算到【A】
A. 电动机轴上
B. 负载轴上
C. 第一中间轴上
D. 第二中间轴上
38. 多轴拖动系统转动部分进行折算时采用功率守恒原则的是：
【B】
A．拖动转矩 B．负载转矩 C．转动惯量 D．飞轮转矩
39. 载转矩与转速的平方成正比的机械是：
【C 】A．恒功率型 B．恒转矩型 C．离心式机械 D．直线型机械
二、判断改错题
1.拖动转矩与负载方向一致时，其符号必有一正一负。√
2.拖动转矩与负载转矩方向一致时，其符号都为正。×
3.拖动转矩与负载转矩方向一致时，其符号一正一负。×
4.多轴旋转拖动系统的转动惯量的折算是将总转动惯量折算到电机轴上。√
5.多轴旋转拖动系统的飞轮转矩的折算是将总飞轮转矩折算到负载轴上。×
6.多轴旋转拖动系统的负载转矩的折算是将负载转矩折算到负载轴上。√
三、分析题：
1．有一机电传动系统如下图，1是电动机机械特性曲线，2是负载机械特性曲线，有交点A，判断交点A是否稳定运行点，必须有判断过程，无判断过程不得分。
解答：根据定义，在
2．有一机电传动系统如下图，1是电动机机械特性曲线，2是负载机械特性曲线，有交点A，判断交点A是否稳定运行点，必须有判断过程，无判断过程不得分。
解答：稳定。
3．有一机电传动系统如下图，1是电动机机械特性曲线，2是负载机械特性曲线，有交点A，判断交点A是否稳定运行点，必须有判断过程，无判断过程不得分。
解答：在转速大于平衡点对应的转速时，TM 第3章直流电机的工作原理及特性 直流电动机指的是采用直流电源（如：干电池、蓄电池等）的电动机；交流电动机指的是采用交流（如：家庭电路、交流发电机等）电源的电动机。直流电机是磁场不动，导体在磁场中运动；交流电机是磁场旋转运动，而导体不动。 一、单选题： 1.下列哪个部件不．是直流电动机定子的组成部件 【 C 】 A.主磁极 B.换向极 C.风扇 D.机座 2.下列哪个部件是直流电动机定子的组成部件 【 B 】 A.电枢绕组 B.换向极 C.风扇 D.轴 3.下列哪个部件是直流电动机转子的组成部件 【 C 】 A.主磁极 B.换向极 C.电枢铁芯 D.机座 4.下列哪个部件不．是直流电动机转子的组成部件 【 A 】 A.主磁极 B.电枢绕组 C.电枢铁芯 D.轴 5.直流电动机运行时，电刷与换向器的作用是使电枢线圈中的 【 B 】 A.电流方向不变，电磁力方向不变 B. 电流方向改变，电磁力方向不变 C.电流方向改变，电磁力方向改变 D. 电流方向不变，电磁力方向改变 6.直流发电机运行时，电刷与换向器的作用是使电刷间 【 A 】 A.感应电动势极性不变，输出电流方向不变 B.感应电动势极性改变，输出电流方向不变 C.感应电动势极性改变，输出电流方向改变 D.感应电动势极性不变，输出电流方向改变 7.直流发电机正常运行中电动势与转矩的作用和性质是 【 C 】 A.电源电动势、驱动转矩 B.反电动势、驱动转矩 C.电源电动势、阻转矩 D.反电动势、阻转矩 8. 直流电动机正常运行中中电动势与转矩的作用和性质是 【 B 】 A.电源电动势、驱动转矩 B.反电动势、驱动转矩 C.电源电动势、阻转矩 D.反电动势、阻转矩 9. 直流电动机机械特性硬度越硬，表明 【 D 】 A.转矩变化大、转速变化大 B.转矩变化小、转速变化大 C.转矩变化小、转速变化小 D.转矩变化大、转速变化小 10. 直流电动机机械特性硬度越软，表明 【 B 】 A.转矩变化大、转速变化大 B.转矩变化小、转速变化大 C.转矩变化小、转速变化小 D.转矩变化大、转速变化小 11. 倒拉反接制动机械特性图中以稳定速度下放重物的点在 【 D 】 A.第一象限 B.第二象限 C. 第三象限 D. 第四象限 12. 直流电动机处于制动状态时机械特性曲线过坐标系原点的是 【 C 】 A.反馈制动 B.电源反接制动 C.能耗制动 D.倒拉反接制动 13. 反馈制动状态的出现是电动机的实际转速超过了 【 D 】 A.额定转速 B.启动转速 C.临界转速 D. 理想空载转速 14. 日常电动自行车上使用的电动机是【 B 】 A. 交流电动机 B. 直流电动机 C.直线电动机 D.直流发电机 15. 家用洗衣机中使用的电机是【 A 】 A. 单相交流电动机 B. 直流电动机 C.直线电动机 D. 三相交流电动机 （解释：单相电机广泛应用于电冰箱、洗衣机、空调、电风扇、电吹风、吸尘器等家用电器中。三相电机广泛用于大型风机，皮带机，提升机等。） 16. 直流电动机电枢绕组受到电磁力的作用产生的转矩是【 C 】 A. 负载转矩 B. 阻转矩 C. 电磁转矩 D. 拖动转矩 17. 直流发电机电枢绕组受到电磁力的作用产生的转矩是【 B 】 A. 负载转矩 B. 阻转矩 C. 驱动转矩 D. 位能转矩 18. 直流电动机电枢绕组中流过的电流是【 B 】 A. 励磁电流 B. 感应电流 C. 电枢电流 D. 过载电流 19. 直流发电机电枢绕组中流过的电流是【 A 】 A. 励磁电流 B. 感应电流 C. 电枢电流 D. 过载电流 20. 直流电机按励磁方式的不同，有4类，分别是他励、并励、串励电机，还有的是【 D 】 A. 自励 B. 顺励 C. 逆励 D. 复励 21. 直流电机电枢绕组与励磁绕组供电电源不同的电机类型是【A 】 A. 他励电机 B. 串励电机 C. 并励电机 D. 复励电机 22. 直流电机电枢绕组与励磁绕组串联的电机类型是【 B 】 A. 他励电机 B. 串励电机 C. 并励电机 D. 复励电机 23. 直流电机电枢绕组与励磁绕组并联的电机类型是 【 C 】 A. 他励电机 B. 串励电机 C. 并励电机 D. 复励电机 24. 直流电机电枢电流等于额定电流运行时，称为 【 C 】 A. 欠载运行 B. 过载运行 C. 额定运行 D. 停止运行 25. 直流电机电枢电流小于额定电流运行时，称为 【 A 】 A. 欠载运行 B. 过载运行 C. 额定运行 D. 停止运行 26. 直流电机电枢电流大于额定电流运行时，称为 【 B 】 A. 欠载运行 B. 过载运行 C. 额定运行 D. 停止运行 27. 直流电动机处于理想空载转速时的转矩为 【 B 】 A. 1T =- B. 0T = C. 1T = D. 2T = 28. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 A 】 A. 电枢电压N U B. 励磁电压f U C.励磁回路电阻f R D. 励磁电流f I 29. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 【 B 】 A. 励磁电压f U B. 电枢回路电阻a R C.励磁回路电阻f R D. 励磁电流f I 30. 直流电动机人为机械特性可以改变的参数是 A. 励磁磁通N Φ B. 励磁电压f U C.励磁回路电阻f R D. 励磁电流f I 31. 关于直流电动机启动说法错误的是 【 C 】 A. 不能直接启动 B. 降压启动 C. 可以直接启动 D. 电枢回路串电阻启 动 32. 关于直流电动机启动说法正确的是 【 B 】 A. 星-三降压启动 B. 降压启动 C. 可以直接启动 D. 励磁回路串电阻 启动 33. 关于直流电动机启动说法正确的是 【 D 】 A. 星-三降压启动 B. 励磁回路串电阻启动 C. 可以直接启动 D. 电枢回路串电阻启动 34. 直流电动机的启动方法主要有： 【 B 】 A ．直接启动 B ．降压启动 C ．?-Y 启动 D ．励磁电路串接外加电阻启动。 35. 直流发电机将电枢绕组感应的交流电动势转换成直流电动势的是： 【 C 】 A ．换向极 B ．电刷装置 C ．换向器 D ．主磁极 36. 直流发电机的电磁转矩为 A．拖动转矩 B.阻转矩 C. 位能转矩 D 势能转矩 37. 直流电动机能自动改变线圈中电流方向的器件是【 B 】 A．电刷 B．换向器 C．定子 D．转子 38. 直流电动机工作在电动状态时电枢感应电动势为 【 B 】 A．电源电动势 B．反电动势 C．输入相电压 D．输入线电压 39. 关于直流电动机调速方法正确的有：【 D 】 A．变极调速； B．变频调速； C．改变转差率调速； D．改变电枢电压调速。 40. 直流电机运行于电动机状态时的电磁转矩是： 【 A 】 A．拖动转矩，其方向与转动方向相同 B．制动转矩，其方向与转动方向相反 C．拖动转矩，其方向与转动方向相反 D．制动转矩，其方向与转动方向相同 41. 直流电动机的作用是【 A 】 A．将电能转换成机械能 B. 将机械能转换成电能 C．电能和机械能互相转换 D. 将化学能转换成机械能 42. 当直流电动机的实际转速大于空载转速时，这种状态称为 【 B 】A．反接制动状态 B．反馈制动状态 C．电动状态 D．能耗制动 43. 直流电动机调速系统，若想采用恒功率调速，则可改变【 B 】 A.电势常数 B.主磁通量 C.电枢外加电压 D.电枢电流 44. 直流电动机制动方法中不．采用的有： 【 D 】 A．反馈制动 B．反接制动 C．能耗制动 D．直接制动 45. 直流发电机中的电磁转矩方向与转子的旋转方向【 B 】 A．相同 B．相反 C．成45度角 D．随换向器而变化 46. 直流发电机的作用是 【B】 A．将电能转换成机械能 B.将机械能转换成电能 C．电能和机械能互相转换 D.将机械能转换成化学能 47. 在外界的作用下，直流电动机电枢外加电压和感应电动势的极性相同的这种 工作状态称为【A 】 A.反接制动状态 B.反馈制动状态 C.能耗制动状态 D 加速状态 48. 直流发电机工作在发电状态时电枢感应电动势为【 A 】 A．电源电动势 B.反电动势 C. 输入相电压 D 输入线电压 二、判断改错题 1.由于直流电动机启动电流小，所以，可以直接启动。× 2.由于直流电动机启动电流太大，所以，不能直接启动。√ 3.由于直流电动机启动电流太小，所以，不能直接启动。× 4.改变直流电动机电枢电压的人为机械特性曲线是一簇平行线。√ 5.改变直流电动器电枢电路外串电阻的人为机械特性是一簇平行线。× 6.改变直流电动机电枢电路外串电阻的人为机械特性，其理想空载转速不变。√ 7.直流电动机的换向器是用来改变直流电动机转动方向的。× 8.直流电动机的换向器不是用来改变直流电动机转动方向的。× 9.直流电动机的换向器不是用来改变电枢线圈中流过的电流方向。× 10.电动机在停电后的停车与工作中的制动停车在概念和性质上是不同的。√ 11.电动机在停电后的停车与工作中的制动停车在概念和性质上是相同的。× 12.电梯在匀速向下运行中，是采取了制动措施的。× 三、计算题： 计算总公式：一台直流电机（包含所有类型），额定功率N P ，额定转矩N T ，额定 电压N U ，额定电流N I ，额定转速N n ，额定运行时的效率N η，额定励磁电流N I f , 启动电流st I ，电枢电阻a R 。则有下列通用公式, n 55.9N N N P P T ==ω； N N N N I U P =η； a st R U I N =； 直流发电机N N N U P I = ； 直流电动机N N N N U P I η?=。 1. 一台直流并励电动机，额定功率kW P N 2.2=（千瓦），额定电压V U N 220=（伏 特），额定电流A I N 2.12=（安培），额定转速m in /3000r n N =（转/分钟）。 试求： （1）额定转矩N T ； （2）额定运行时的效率N η。 解答：米）（牛顿.m .4.42050 100002.21s 06/r 300010002.255.9n 55.9N W P P T N N N =?=?===ω 第二章机电传动系统的动力学基础 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。 T M-T L>0说明系统处于加速，T M-T L<0 说明系统处于减速， T M-T L=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 试列出以下几种情况下（见题图）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） T M T T M=T L T M< T L T M-T L>0说明系统处于加速。 T M-T L<0 说明系统处于减速 T M T L T M T L T M> T L T M> T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T T L T M= T L T M= T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速 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。 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=Tω，T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。 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. 在题图中，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 第三章 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.. 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：P N =180kW, U N =230V,n N =1450r/min, η N =%，试求： ①该发电机的额定电流； ②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时η= η N ） P N =U N I N 180KW=230*I N I N =782.6A 该发电机的额定电流为782.6A P= I N 100/η N P= 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：P N =, U N =220V, n N =1500r/min, η N =%, 试求该电机的额定电流和转矩。 P N =U N I N η N 7500W=220V*I N * I N =38.5A T N =n N = 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R a 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.I st =U N /R a 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 机电传动与控制 一、填空题 1、凡是自动或手动接通和断开电路，以及能实现对电路或非电对象切换、控制、保护、检测、变换、和调节目的的电气元件统称为电器。 2、电器按工作电压等级分为低压电器和高压电器。 3、低压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以下的各种电器。 4、高压电器是指，工作电压在交流1200V或直流在1500V以上的各种电器。 5、电器按用途分为控制电器、主令电器、保护电器、配电电器和执行电器。 6、电器按工作原理分为电磁式电器和非电量控制电器。 7、电磁式电器大多主要由感测部分（电磁机构）和执行部分（触头系统）组成。 8、电磁机构是电磁式电器的感测部分，它的主要作用是将电磁能量转换为机械能量，带动触头动作，从而完成接通和分断电路。 9、电磁机构由吸引线圈、铁心和衔铁等组成。 10、常用的磁路结构分为衔铁沿棱角转动的拍合式铁心、衔铁沿轴转动的拍合式铁心、衔铁直线运动的双E型直动式铁心。 11、电磁式电器分为直流和交流两大类，都是利用电磁感应原理制成。 12、吸引线圈的作用是将电能转换成磁场能量。 13、所谓电磁铁的吸力特性，是指电磁吸力Fat随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 14、所谓电磁铁的反力特性，是指反作用力Fr随衔铁与铁心间气隙δ变化的关系曲线。 15、交流电磁铁装短路环的作用是消除振动和噪声。 16、电器的触头主要有桥式触头和指形触头两种结构型式。 17、常用的灭弧方法有电动力灭弧、磁吹灭弧、灭弧罩灭弧和栅片灭弧等。 18、常用的开关电器主要有刀开关、转换开关、断路器和漏电保护断路器。 19、刀开关由操作手柄、触刀、静插座和绝缘底板组成。 20、刀开关按刀数分为单极、双极和三极。 21、转换开关又称组合开关。 22、断路器俗称自动开关，是用于低压配电电路不频繁通断控制，在电路发生短路、过载或欠电压等故障时，能自动分断故障电路，是低压配电线路中应用广泛的一种保护电器。 23、漏电保护断路器是一种安全保护电器，在电路中作为触电和漏电保护之用。 24、熔断器是用于配电线路的严重过载和断路保护。 25、熔断器的安秒特性是指熔断器的熔断时间与熔断电流的关系曲线。 26、熔断器的类型主要有：插入式、螺旋式、封闭管式和新型熔断器四种。 27、选择熔断器时，其额定电压应大于或等于线路的工作电压。 28、熔体额定电流电流的大小与负载的大小及性质有关。 29、主令电器是自动系统中专用于发布控制指令的电器。 30、主令电器按作用分为控制按钮、位置开关、万能转换开关和主令控制器等。 31、行程开关是一种利用生产机械的某些运动部件的碰撞来发出控制指令的主令电器。 32、接近开关又称无触点行程开关，是以不直接接触方式进行控制的一种位置开关。 33、万能转换开关是一种多档位、控制多回路的组合开关，用于控制电路发布控制指令或用于远距离控制。 34、接触器能频繁地接通或断开交直流主电路，实现远距离自动控制。 35、接触器有交流接触器和直流接触器两类。 36、继电器是根据某种输入信号接通或断开小电流控制电路，实现远距离自动控制和保护的自动控制电器。 37、继电器按输出形式分为有触点和无触点两类。 西南科技大学成教学院德阳教学点 《机电传动控制》练习题 姓名：学号：班级：成绩： 一、单项选择题 1．机电传动的发展大体上经历的阶段顺序是：（） A．单电机拖动、双电机拖动、成组拖动 B．成组拖动、单电机拖动、多电机拖动C．单电机拖动、多电机拖动、成组拖动 D．成组拖动、单电机拖动、网络拖动 2、机电传动系统稳定工作时中如果T M >T L ，电动机旋转方向与T M 相同，转速将产生的变 化是。（） A．减速 B．加速 C．匀速 D．停止 3、机电传动系统中如果T M 伊犁职业技术学院 2018级《电气运行与管理》课程标准 五、教学方法建议 本课程采用“做”中“学”教学模式，主要采用任务驱动的案例分析教学法，并根据工作任务的工作量、难度等进行分组，通过小组协同完成规定的工作任务，培养学生的团队协作精神和解决实际问题的能力。 在每个学习情境中又根据学习内容、学习环境和学习难度的不同，不同生源的知识和能力的基础不同，分别采用引导文教学法、四步教学法、系统功能分析法、案例分析教学法、项目教学法等，具体如下表所示： 六、课程实施基础与条件 1．硬件资源： 1）设备条件：实验设备名称等等 3）工具： 4）材料： 2．教学文件 1）课程讲义 2）教材 3）技术手册 3．教学资源库（课程组共建） 1）录像库、动画库、PPT课件、习题库、案例库 2）教学指南、学习指南、各类教学指导文件 3）操作说明书、技术参考资料 4．教师资源 1）设备台数6-8台需配教师1-2人。 2）教师均需准备必要的教学文件（如课程整体设计、单元设计、备课笔记、学生记分册），按授课计划与课程标准统一进行教学，对小组同学进行指导、考核并记录成绩3）主带教师负责填写授课计划、成绩登入系统，其它如召集同学、课前布置任务、课后点评、材料工具领用等，可课程组教师协调安排。 七、课程考核与评价 1、本课程的态度性、知识性、技能性三类评价按20:40:40的比例来划分。 2、态度性评价采用扣分制，按20分计。课堂上出现迟到、早退，仪容不整，不带书本、从事与课堂教学无关事项、打瞌睡、不参与团组活动以及其他学习主动性明显不足现象的， 每次扣1分；缺课、严重影响课堂秩序的，每次扣2分，直至该项成绩扣完。 3、知识性评价中，《机电传动控制》课程主要对课堂布置的项目完成情况以及课堂提问相关知识点来进行考核。 4、技能性考核评价内容，可根据课程类型、性质和特点自定。本课程在课程进行过程中安排3个综合项目，项目实施完成后提交详细的项目报告。 表1 《》课程成绩分配情况 八、其它说明 无 习题与思考题 第二章机电传动系统的动力学基础 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。 拖动转矩是由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。 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。 TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TL<0 说明系统处于减速，TM-TL=0说明系统 处于稳态（即静态）的工作状态。 试列出以下几种情况下（见题图）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 TM-TL<0说明系统处于减速。 TM-TL<0 说明系统处于减速 T M T L T M T L T M> T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T T L T M= T 系统的运动状态是减速 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=Tω, p 不变。转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=ω2 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。 为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多 因为P=Tω，T=GD2/375. P=ωGD2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。 如图（a）所示，电动机轴上的转动惯量J M=, 转速n M=900r/min; 中间传动轴的转动惯量J L=16kgm2,转速n L=60r/min。试求折算到电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=15 J=JM+J1/j2+ JL/j12=+2/9+16/225= .如图（b）所示，电动机转速n M =950 r/min，齿轮减速箱的传动比J 1 = J 2 =4， 卷筒直径D=,滑轮的减速比J 3=2，起重负荷力 F=100N,电动机的费轮转距GD2 M = m2, 齿轮，滑轮和卷筒总的传动效率为。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 z.。 ω M =*2n/60= rad/s. 提升重物的轴上的角速度ω=ω M /j 1 j 2 j 3 =4*4*2=s 伊犁职业技术学院 2018级《人机界面与网络控制》课程标准 五、教学方法建议 本课程采用“做”中“学”教学模式，主要采用任务驱动的案例分析教学法，并根据工作任务的工作量、难度等进行分组，通过小组协同完成规定的工作任务，培养学生的团队协作精神和解决实际问题的能力。 在每个学习情境中又根据学习内容、学习环境和学习难度的不同，不同生源的知识和能力的基础不同，分别采用引导文教学法、四步教学法、系统功能分析法、案例分析教学法、项目教学法等，具体如下表所示： 六、课程实施基础与条件 1．硬件资源： 1）设备条件：实验设备名称等等 3）工具： 4）材料： 2．教学文件 1）课程讲义 2）教材 3）技术手册 3．教学资源库（课程组共建） 1）录像库、动画库、PPT课件、习题库、案例库 2）教学指南、学习指南、各类教学指导文件 3）操作说明书、技术参考资料 4．教师资源 1）设备台数6-8台需配教师1-2人。 2）教师均需准备必要的教学文件（如课程整体设计、单元设计、备课笔记、学生记分册），按授课计划与课程标准统一进行教学，对小组同学进行指导、考核并记录成绩3）主带教师负责填写授课计划、成绩登入系统，其它如召集同学、课前布置任务、课后点评、材料工具领用等，可课程组教师协调安排。 七、课程考核与评价 1、本课程的态度性、知识性、技能性三类评价按20:40:40的比例来划分。 2、态度性评价采用扣分制，按20分计。课堂上出现迟到、早退，仪容不整，不带书本、从事与课堂教学无关事项、打瞌睡、不参与团组活动以及其他学习主动性明显不足现象的，每次扣1分；缺课、严重影响课堂秩序的，每次扣2分，直至该项成绩扣完。 3、知识性评价中，《机电传动控制》课程主要对课堂布置的项目完成情况以及课堂提问相关知识点来进行考核。 4、技能性考核评价内容，可根据课程类型、性质和特点自定。本课程在课程进行过程中安排3个综合项目，项目实施完成后提交详细的项目报告。 表1 《》课程成绩分配情况 学号：0121018700306 课程设计 题目组合机床加工过程PLC自动控制设计 学院物流学院 专业物流工程 班级行政1001班 姓名徐宏华 指导教师徐沪萍 2013 年 6 月29 日 课程设计任务书 学生姓名：徐宏华专业班级：物流行政1001班 指导教师：徐泸萍工作单位：物流学院 题目: 组合机床加工过程PLC自动控制设计 初始条件： 1.编程环境：Step7v5.5软件 2.PLC型号：西门子公司S7系列，S7-300 3.机电传动的相关资料指导书 4.仿真环境：S7-PLCSIM 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 液压滑台式组合机床在原位启动后，快速向前到设定的位置时转为慢速前进，到达攻丝进给位置时停止前进，转为攻螺纹主轴转动，丝锥能向前攻入，打到规定深度时，主轴快速制动。接着攻螺纹反转退出，回到原位时快速制动，同时滑台能快速退回原位，并在原位停止。 时间安排：十八周 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日 本科生课程设计成绩评定表姓名徐宏华性别男专业、班级物流行政1001班 课程设计题目：组合机床加工过程PLC自动控制设计 课程设计答辩或质疑记录： 成绩评定依据： 最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定） 指导教师签字： 年月日 目录 摘要------------------------------------------------------------------------------------------------- 0第一章基本知识介绍 ------------------------------------------------------------------------ 1 1.1 设计的任务要求--------------------------------------------------------------------- 1 1.2 组合机床概述------------------------------------------------------------------------ 2 1.2.1 组合机床部件分类 --------------------------------------------------------- 2 1.2.2 组合机床的特点 ------------------------------------------------------------ 2 1.3 PLC控制系统 ----------------------------------------------------------------------- 3 1.3.1 PLC简介 --------------------------------------------------------------------- 3 1.3.2 PLC控制系统设计的基本原则 ------------------------------------------ 4 1.3.3 PLC控制系统的一般步骤 ------------------------------------------------ 4第二章总体方案选择和控制方式选择----------------------------------------------------- 6 2.1 总体方案选择------------------------------------------------------------------------ 6 2.2 控制方式的选择--------------------------------------------------------------------- 6第三章电路图的设计 -------------------------------------------------------------------------- 6 3.1 主电路的设计------------------------------------------------------------------------ 6 3.2 PLC的I/O地址分配--------------------------------------------------------------- 8第四章控制程序的设计 --------------------------------------------------------------------- 10 4.1 顺序功能图的设计---------------------------------------------------------------- 10 4.2 梯形图的设计---------------------------------------------------------------------- 11 4.3 语句表的设计---------------------------------------------------------------------- 15 第五章调试及结果分析 ------------------------------------------------------------------- 21 5.1 硬件组态---------------------------------------------------------------------------- 21 5.2 仿真结果分析---------------------------------------------------------------------- 21 感想----------------------------------------------------------------------------------------------- 25 参考资料书-------------------------------------------------------------------------------------- 26 第二章机电传动系统的动力学基础 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 静态的工作状态。 T M-T L>0说明系统处于加速，T M-T L<0 说明系统处于减速， T M-T L=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 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） T M T T M=T L T M< T L T M-T L>0说明系统处于加速。 T M-T L<0 说明系统处于减速 T M T L T M T L T M> T L T M> T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 T M T L T T L T M= T L T M= T L 系统的运动状态是减速系统的运动状态是匀速2.5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。 2.6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=Tω，T=G?D2/375. P=ωG?D2/375. ,P不变转速越小GD2越大，转速越大GD2越小。 2.9 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恒功率型机械特性,4种类型的负载. 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 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.. 3.5 一台直流发电机，其部分铭牌数据如下：P N=180kW, U N=230V,n =1450r/min,ηN=89.5%，试求： N ①该发电机的额定电流； ②电流保持为额定值而电压下降为100V时，原动机的输出功率（设此时η =ηN） P N=U N I N 180KW=230*I N I N=782.6A 该发电机的额定电流为782.6A P= I N100/ηN P=87.4KW 3.6 已知某他励直流电动机的铭牌数据如下：P N=7.5KW, U N=220V, n =1500r/min, ηN=88.5%, 试求该电机的额定电流和转矩。 N P N=U N I NηN 7500W=220V*I N*0.885 I N=38.5A T N=9.55P N/n N =47.75Nm 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R a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.I st=U N/R a 3.14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 1. 引言 1.1 课程设计的目的： 电气控制系统是由各种低压电器和PLC 控制器按一定要求组成的控制系统。通过机电传动系统课程设计，进一步掌握各种低压电器和PLC 的结构原理、选用及使用；正确处理使用中出现的各种问题；了解器件和系统之间的关系；培养正确的设计思想、理论联系实际的工作作风、分析问题和解决问题的能力、运用标准与规范的能力、实事求是的科学态度和勇于探索的创新精神。 1.2 课程设计的内容及要实现的目标： 如图所示： 图1. 模型图 主要内容包括： 1. 设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等； 2. 系统有启动、停止功能; 3. 运用功能指令进行PLC 控制程序设计，并有主程序、子程序和中断程序； 4. 程序结构与控制功能自行设计； 5. 进行系统调试，实现机械手臂搬运加工流程的控制要求。 要实现的目标： 有两部机械对工作物进行加工，对象由输送带A 送到加工位置，然后由机械手将加工物送至工作台1的位置进行第一次加工，当第一步骤加工完成后，机械手臂将工作物夹 起送至工作台2进行第二步加工：当第二步骤加工完成后，机械手臂将工作物放到输送带B送走，然后由7段数码管显示加工完成的数量。 15 左移 ST4 14 上升 YA3 ST1 图2. 机械手工艺流程图 机械手工作前应位于原点，不同的位置分别装有行程开关。ST1为下限为开关，ST2为上限位开关，ST3为右极限位开关，ST3为左限位开关。 机械手的上、下、左、右移动以及工件的夹紧，均由电磁阀驱动气缸来实现。电磁阀YA1通电，机械手下降；电磁阀YA2通电，夹紧工件；电磁阀YA3通电，机械手上升；电磁阀YA4通电，电磁阀右移；电磁阀YA5通电，机械手左移。 机电传动控制期末考试试卷及答案 一、分析与简答题 1.请简述机电传动系统稳定运行的条件。 a)电动机的机械特性曲线n=f（T M）和生产机械的特性曲线n=f（T L）有交点（即拖动系统的平衡点）； b)当转速大于平衡点所对应的转速时，T M＜T L，即若干扰使转速上升，当干扰消除后应有T M－T L＜０。而当转速小于平衡点所对应的转速时，T M＞T L，即若干扰使转速下降，当干扰消除后应有T M－T L＞０。 2.请解释机电传动系统稳定运行的含义。 a)是系统应能以一定速度匀速运转 b)是系统受某种外部干扰作用（如电压波动、负责转矩波动等）而使运行速度稍有变化时，应保证在干扰消除后系统能恢复到原来的运行速度。 3.请简述并励发电机电压能建立的条件。 a)发电机的磁极要有剩磁； b)起始励磁电流所产生的磁场的方向与剩磁磁场的方向相同； c)励磁电阻不能过大。 4.请简述电动机制动的稳定制动和过渡制动状态的共同点和不同点。 a)两种制动状态的区别在于转速是否变化 b)两种制动状态的相同点在于电动机发出的转矩与转速方向相反。 5.请简述直流他励电动机的三种制动方式的接线方法。 a)反馈制动为正常接法； b)反接制动：电源倒拉反接改变电枢电压的极性；倒拉反接制动在电枢电路内串入附加电阻； c)能耗制动将外部电枢电压降为零，并将电枢串接一个附加电阻短接。 6.为什么直流电动机直接启动时启动电流很大？ 因电枢加上额定电压，而电枢电阻很小，故a N ST R U I = 很大。 7. 对电动机的启动有哪些主要要求？ a) 启动转矩大，电流小 b) 平滑，安全可靠 c) 简单方便，功耗小 8. 直流他励电动机启动时，若在加上励磁电流之前就把电枢电压加上，这时会产生什么后果（从T L =0和T L =T N 两种情况加以说明）？ a) T L =0时飞车 b) T L =T N 时电枢电流很大。 9. 有静差调节系统和无静差调节系统的含义是什么？ a) 依靠被调量（如转速）与给定量之间的偏差来进行调节，使被调亮接近不变，但又必须具有偏差（即0≠?U ）的反馈控制系统，即有静差调节系统。该系统中采用比例调节器。 b) 依靠偏差进行调节，使被调量等于给定量（即0=?U ）的反馈控制系统，即无静差调节系统。该系统中采用比例积分调节器。 10. 什么叫调速范围？什么叫静差度？这两项静态指标之间有何关系？ a) 调速范围是指电动机在额定负载下最高转速和最低转速之比，即min max /n n D =； b) 静差率是指负载由理想空载转速到额定负载所对应的转速降落于理想空载转速之比，即0/n n S ?= c) D 与S 之间是相互关联的，调速范围是指在最低转速时还能满足给定静差率要求的转速可调范围；对静差率要求越小，允许的调速范围也越小。 11. 试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速？减速？还是匀速？（图中箭头方向为转矩的实际作用方向） 《单片机原理与应用》 课程标准 (90学时) 课程代号：DQ021 学时数：90 适用学制：三年中专 一、概述 (一)课程性质 本课程是高等职业技术学校电气类与机电专业的主干课程，是相关专业学生必修的专业技术课程，是学生专业能力的重要组成部分。 通过本课程的学习，学生要了解单片机系统设计的方法，熟悉汇编语言和C51语言的应用，理解常用单片机系统设计的控制方式、特点，具备单片机系统设计、安装和调试的初步能力。通过本课程的学习可为《机电传动控制》、《计算机控制技术》等后续课程的学习和应用打下良好的基础。 （二）课程设计理念与思路 本课程设计为项目课程，根据本专业所对应职业岗位的需要，以构建不同控制要求的单片机系统为目标完成“项目”的方式进行知识与技能的重组。打破传统的单片机课程以知识为序列组织课程的方式，不仅有利于学生学习兴趣的提高，也有利于学生专业能力的形成。 （三）课程设计思路 本课程的项目是构建应用型的单片机系统，每个项目都有可视化的结果，将理论与实践融为一体。因此，本课程体现了职业教育“以就业为导向，以能力为本位”的培养目标，体现了以职业实践活动为主线的教学过程。本课程内容的选择上降低理论重心，突出实际应用，强调“呈现项目结果”，以培养具有研究素质、创新素质和应用素质为目的，能适应现代发展要求的原则，通过教学使同学掌握微型机的基本知识、硬件结构组成、程序设计方法、系统扩展原理及分析方法、了解系统开发应用的方法和技术，注重培养学生的应用能力和解决问题的实际工作能力。 本课程在内容组织形式上强调了学生的主体性学习，在每个项目实施前，先提出学习目标，再进行任务分析，学生针对项目的各项任务进行相关知识的学习，并通过多种实践活动实施项目以实现学习目标。最后根据多元化的评分标准进行自我评价。 二、课程目标 （一）总目标 引言 作为通用工业控制计算机,30年来,可编程控制器从无到有,实现了工业控 制领域接线逻辑到存储逻辑得飞跃;其功能从弱到强,实现了逻辑控制到数字控制得进步;其应用领域从小到大,实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制、及集散控制等各种任务得跨越。今天得可编程控制器正在成为工业控制领域得主流控制设备,在世界各地发挥着越来越大得作用。个人计算机(简称PＣ)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器得功能特点,可编程序控制器定名为Prｏｇrammａｂｌe Logic Ｃｏntｒoller(ＰLＣ),现在,仍常常将ＰLＣ简称ＰC、?可编程控制器得定义可编程控制器,简称ＰLC,就是指以计算机技术为基础得新型工业控制装置。在198７年国际电工委员会颁布得PLC标准草案中对ＰＬC做了如下定义:“PLＣ就是一种专门为在工业环境下应用而设计得数字运算操作得电子装置。它采用可以编制程序得存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数与算术运算等操作得指令,并能通过数字式或模拟式得输入与输出,控制各种类型得机械或生产过程。ＰＬＣ及其有关得外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能得原则而设 计、 PＬC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PＬC在工业自动化控制特别就是顺序控制中得地位,在可预见得将来,就是无法取代得、 1 PLC控制系统设计 １。１PLＣ控制系统设计得基本原则 任何一种控制系统都就是为了实现被控对象得工艺要求,以提高生产效率与产品质量。因此,在设计ＰLC控制系统时,应遵循以下基本原则: 1.最大限度地满足被控对象得控制要求 2.C控制系统安全可靠 3、力求简单、经济、使用及维修方便 4、适应发展得需要 １.2 PLC机型选择 随着ＰLＣ得推广普及,ＰLC产品得种类与型号越来越多,功能日趋完善。从美国,日本、德国等国家引进得PLＣ产品及国内厂商组装或自行开发得 第三章、直流电机 1、机械传动系统负载特性：恒转矩型（反抗性恒转矩负载、位能性恒转矩负载）、离心式通风机型、直线型、恒功率型负载特性。 2、要加快电动机系统过渡过程，应设法减小系统飞轮转矩和增加动态转矩。 3、他励直流电动机 （1）、为什么直流电动机不能直接启动？直流电动机启动方法： 电动机启动之前，n=0,E=0,Ra很小。电动机直接并入电网并施加额定电压时，启动电流Ist=Un/Ra,为额定电流的10-20倍。①在换向过程中，产生危险的电火花，甚至烧坏整流子。 ②过大的电枢电流产生过大的电动应力，可能引起绕组的损坏。③产生与启动电流成正比的启动转矩，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。④对电网供电电动机来说，过大的启动电流将使保护装置动作，从而切断电源，使生产机械停止工作，或引起电网电压下降，影响其它负载正常运行。 启动方法：①降压启动②在电枢回路中串接外加电阻启动。 问：为什么要逐级切除启动电阻？如果切除太快，会带来什么后果？ 如果启动电阻一下全部切除，在切除瞬间，由于机械惯性作用使电动机转速不能突变，再次瞬间转速维持不变。机械特性会转移到其他特性曲线上，此时冲击电流很大。如果切除太快，会有可能烧坏电动机。 （2）、调速：①改变电枢电路串接电阻Rad、(空载转速不变，随着电阻增加，转速降落增大，特性变软) ②改变电枢供电电压U、（空载转速随电压减小而减小，转速降落不变，特性硬度不变，恒转矩调速）③改变电动机主磁通φ（理想空载转速随磁通改变而改变，转速降落随磁通改变而改变，特性变软，恒功率调速） （3）、制动：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉反接制动）、能耗制动 4、问：一台直流电动机拖动一台卷扬机构，在重物匀速上升时将电枢电源反接，电动机经历了几种运行状态？①正向电动状态，由a到b特性曲线转变②反接制动状态，n降低，到达c点转速为零③反向电动状态，c→f，转速n逐渐反向增加④稳定平衡状态，到达f 平衡点，转速n不再变化 5、单相异步电动机采用定容分相式和罩极式法进行启动 第四章、交流电机 1、三相异步电动机 （1）、启动特性：启动电流大、启动转矩小。 启动方法：①直接启动、②电阻或电抗器降压启动、③Y-△降压启动、④自耦变压器降压启动、⑤软启动器------绕线异步电动机：逐级切除启动电阻法、频敏变阻器启动法。（2）、调速方法：①变极对数调速、②变转差率调速（调压调速、转子电路串接电阻调速）③变频调速（变压变频调速、恒压弱磁调速） （3）、制动方法：反馈制动、反接制动（电源反接，倒拉制动）、能耗制动 2、单相异步电动机启动：电容分相式异步电动机、罩极式单相异步电动机 3、同步电动机启动方法：异步启动法 4、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、结合交流异步电动机的机械特性分析，在负载转矩不变的情况下，当电源电压降低很多 目录 1.设计题目及要求 (2) 2.可编程控制技术介绍 (2) 3.I/O电器接口图 (5) 4.流程图 (6) 5.控制系统梯形图 (7) 6.总结 (10) 参考目录 (10) 布料车控制系统程序设计 1.设计题目及要求： 布料车的工作行程按“进二退一”的方式往返行使于四个光电开关之间，使得物料在传送带上分布更加合理。布料车由三相交流异步电机驱动。 布料车可以实现单周期、连续两种种方操作式。 1.1单周期循环控制要求： 按下单周期循环控制按钮SB1，布料车由起始位置，即光电开关SQ1处，向右运行到光电开关SQ3处，然后向左回到光电开关SQ2处；再向右运动到行程开关SQ4处，再向左运动到光电开关SQ2处，然后向右运动到光电开关SQ3处，最后向左回到开始位置，光电开关SQ1处停止，完成单周期循环控制过程。 1.2连续循环控制要求： 按下连续循环控制按钮SB2，布料车将反复执行单周期循环控制过程， 按下停止按钮SB3后，布料车运行到开始位置，即光电开关SQ1处停止。要求循环50次后终止循环，发出声光简短报警，按停止按钮终止报警。 工艺流程图如下： 2可编程控制技术介绍 2.1 PLC的定义及特点 2.1.1 PLC的定义 可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外部设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则而设计。 2.1.2 PLC的特点 PLC是综合继电器接触器控制的优点及计算机灵活、方便的优点而设计制造和发展的，这就使PLC具有许多其他控制器所无法相比的特点。 （1）可靠性高，抗干扰能力强 （2）通用性强，使用方便 （3）采用模块化结构，使系统组合灵活方便 （4）编程语言简单、易学，便于掌握 （5）系统设计周期短 （6）对生产工艺改变适应性强 （7）安装简单、调试方便、维护工作量小 2.2 PLC的基本组成及工作原理 2.2.1 PLC的基本组成 习题与思考题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。 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，稳态的和静态的工作状态。 TM-TL>0说明系统处于加速，TM-TL<0 说明系统处于减速，TM-TL=0说明系统处于稳态（即静态）的工作状态。 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>0说明系统处于加速。 TM-TL<0 说明系统处于减速 系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速 系统的运动状态是减速 2.7 如图2.3（a ）所示，电动机轴上的转动惯量J M =2.5kgm 2, 转速n M =900r/min; 中间传 动轴的转动惯量J L =16kgm 2,转速n L =60 r/min 。试求折算到电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=15 J=JM+J1/j 2+ JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm 2 . 2.8 如图2.3（b ）所示，电动机转速n M =950 r/min ，齿轮减速箱的传动比J 1= J 2=4，卷 筒直径D=0.24m,滑轮的减速比J 3=2，起重负荷力 F=100N,电动机的费轮转距GD 2M =1.05N m 2, 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GD 2z.。 ωM =3.14*2n/60=99.43 rad/s. 提升重物的轴上的角速度ω=ωM /j 1j 2j 3=99.43/4*4*2=3.11rad/s v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/s T L =9.55FV/ηC n M =9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM GD 2Z =δGD M 2+ GD L 2/j L 2 =1.25*1.05+100*0.242/322 =1.318NM 2 五、计算题（要求写出主要步骤每题10分） 1.有台直流他励电动机，其铭牌数据为： PN＝5．5kW，UN=Uf=220V，nN=1500r／min，η=0．8，Ra＝0．2 Ω。试求： ①额定转矩TN ②额定电枢电流IaN； ③额定电枢电流时的反电势； ④直接启动时的启动电流； ⑤若使启动电流为三倍的额定电流，则电枢应串人多大的启动电阻?此时启动转矩为多少? 解：1. TN=9.55PN/nN=9.55*5.5*1000/1500=35 N.m 2. IaN=pN/ (ηUN)=31.25A 3.E=UN-IaNRa=220-31.25*0.2=213.75V 4.Ist=UN/Ra=220/0.2=1100A 5.I’st=UN/(Ra+Rad) ≤3IsN Rad≥UN/3IaN-Ra=220/(3*31.25)-0.2=2.15Ω T’st=KtφI’st=(9.55E/nN)3IaN=(9.55*213.75/1500)*3*31.25=127.6 N.m 2．某一调速系统在高速时的理想空载转速 no1=1450r／min，低速时的理想空载转速n02=100r／min，额定负载时的转速降△nN=50rmin。 ①试画出该系统的静特性； ②求出调速范围D和低速时系统的静差度s2； ③在nmax与s2一定时，扩大调速范围的方法是什么?调速系统中应采取什么措施保证转速的稳定性? 解：1.静特性 2. D=nmax/nmin=(n01- △nN)/ (n02- △nN) =(1450-50)/(100-50)=28 S2= △nN/n02=0.5 2.有一台三相异步电动机，正常运行时为Δ接法，在额定电压UN下启动时，其启动转矩 Tst=1.2TN(TN为额定转矩)，若采用 Y—Δ换接启动，试问当负载转矩TL=35％TN时，电动机能否启动?为什么? TstY=1/3*1.2TN=0.4TN>0.35TN=TL 3.试说明图中几种情况下系统的运行状态是加速?减速?还是勾速?(图中箭头方向为转矩的实际作用方向) 机电传动控制课程设计 一、目录 引言 2 设计说明相关内容 （一）、课程设计题目 3 （二）、设计目的及要求 3 （三）、设计内容 4 一、控制方案设计 4 二、线路设计 4 三、控制电路的设计 6 四、元件的选取 6 五、柜体设计 8 六、结束语 11 七、参考文献 12 二、引言 《机电传动控制》课程是机械制造及其自动化专业的一门必修专业基础课，它是机电一体化人才所需电知识结构的躯体。在学习《机电传动控制》这门课程的时候，我能够深刻的体会到其重要性。作为机械类专业本基础教材，本课程涵盖了经典控制理论的基本原理和基本知识，内容与机械类课程现代控制理论相衔接。本书所讲内容突出机电结合，电为机用。在保证基本内容的前提下，简化理论分析，加强反映了当前机电领域的新技术和新知识，加强实例的分析、设计，力求做到内容深入浅出、重点突出，以利于我们开拓思路、深化知识。《机电传动控制》是机械设计制造及其自动化专业系列的教材之一，可以作为机械类专业及与之相近专业的同学们学习和研究。本课程不仅在于它是一门系统理论基础课程，是我们掌握控制论的基础知识，解决机械工程中的控制问题，更重要的是通过呵护唯物辩证法的方法论的建明阐述，使我们学会用控制理论观点，系统论方法，分析、处理机械工程中遇到的难题，启迪和发展我们的思维，培养我们分析问题和解决问题的能力。 由于现代科学和计算机技术的迅速发展，控制理论应用于机械工程的重要性日益明显。将理论联系实际，展开设计的课程设计实践，可以激发我们对该课程的学习兴趣而且能够让我们初步掌握系统性能分析及系统设计的基本方法，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。由此可见，本次课程设计势在必行！机电传动控制课后习题答案
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