机电传动控制总复习

机电传动控制总复习第1章绪论1、机电传动系统的主要组成部分。2、电动机自动控制方式大致可分为哪三种？断续控制、连续控制和数字控制三种。第2章机电传动系统的动力学基础1、机电传动系统的运动方程式：dtdJTTLM（2.1）运动方程式的实用形式：dtdnGDTTLM375)(2（2.4）2、（1）当LMTT时，加速度0dtdna，则常数n，系统处于稳定运行状态（包括静止状态）。为此，要使系统达到稳定，先决条件必须使LMTT。（2）当MT＞LT时，加速度0dtdn，即转速在升高，系统处于加速过程中。由此可知，要使系统从静止状态起动运转，必须使起动时的电磁转矩（称之为起动转矩）大于0n时的负载转矩。（3）当MT＜LT时，加速度0dtdn，转速在降低，系统处于减速过程中。所以要使系统从运转状态停转（即制动），必须减小电磁转矩使之小于负载转矩，甚至改变MT的方向。作业：7、试列出下图所示几种情况下系统的运动方程式，并说明系统的运行状态时加速、减速还是匀速。（图中箭头方向表示转矩的实际作用方向。）MTLTnMLTTMTLTnMLTTLTMTnMLTT（a）（b）（c）MTLTnMLTTMTLTnMLTTMTLTnMLTT（d）（e）（f）答：（a）因为TM为正方向，是拖动转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL0，所以系统为加速；（b）因为TM为负方向，是制动转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL0，所以系统为减速；（c）因为TM为负方向，是制动转矩，TL为负方向，是拖动转矩，且Td=TM-TL=0，所以系统为匀速；（d）因为TM为正方向，是拖动转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL=0，所以系统为匀速；（e）因为TM为正方向，是拖动转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL0，所以系统为减速；（f）因为TM为负方向，是制动转矩，TL为正方向，是制动转矩，且Td=TM-TL0，所以系统为减速；第3章电动机的工作原理及机械特性3.1直流电动机的工作原理及机械特性1、直流电机的基本结构和工作原理2、直流电动机机械特性的一般表达式：02 aeetΔ      RUnTnnKKK（3.13）3、（2）人为机械特性①改变电枢电压U时的人为机械特性②电枢回路中串接附加电阻时的人为机械特性③改变磁通Φ时的人为机械特性4、根据直流他励电动机处于制动状态时的外部条件和能量传递情况，它的制动状态分为反馈制动、反接制动、能耗制动三种形式。5、他励直流电动机的调速方法？答：1）改变电枢电压调速(调压调速)－额定转速nN以下的调速；2）改变主磁通调速(调磁调速)－额定转速nN以上的调速。3.2交流电动机的工作原理及机械特性1、三相异步电动机的结构和工作原理2、转子电路的分析因为旋转磁场和转子间的相对转速为（n0－n），所以000210()6060--==pnnnnpnfSfn（3.37）可见转子频率f2与转差率S有关，也就是与转速n有关。转子每相电路的电流可由式（3.42）得出，即2022222222220()SEEIRXRSX（3.46）3、三相异步电动机的电磁转矩表达式22costTKI（3.50）4、（2）三相异步电动机的机械特性5、串电阻调速的原理转子电流为20222222222220sEEIRXRsX由式（3.50）可知，电磁转矩为22costTKI由于I2近似与负载成正比，因此，对固定负载,I2为常数。则转差率S与转子电阻R2值成正比，调整转子电阻R2的大小，即调整了转差率S，进而得到不同的转速。这就是串电阻调速的原理。串级调速原理（P62）6、三相异步电动机的定子绕组的连接方式有哪两种？星形联接和三角形连接。7、三相异步电动机起动方法有哪几种？直接起动、降压起动以及绕线型电动机转子串电阻起动。8、三相异步电动机的制动方法有哪几种？能耗制动，反接制动和回馈制动。9、异步电动机反接制动的原理？改变异步电动机定子中三相电源的相序，使定子产生反向旋转磁场作用于转子，从而产生强力制动力矩。10、异步电动机能耗制动的方法及原理？能耗制动方法:切断电机主电源后，立即在电动机定子绕组中通入恒定直流。能耗制动原理:恒定直流产生恒定磁场，转子切割恒定磁场产生感应电流再与恒定磁场作用产生制动转矩，迅速消耗电动机的转动动能，实现制动。11、双速电动机调速原理？改变极对数p。第4章常用低压电器及其选择1、常用的低压电器由哪几种？答：1)执行电器，如电磁铁、接触器。2)检测电器，如按钮开关、行程开关、电流及电压继电器、速度继电器等；3)控制电器，如中间继电器、时间继电器；4)保护电器，如热继电器、熔断器、低压断路器(自动空气开关)。2、叙述下图的工作原理542131-静铁芯2-吸引线圈3-动铁芯4-常闭触头5-常开触头交流接触器结构示意图答：答：1-静铁芯2-吸引线圈3-动铁芯4-常闭触头5-常开触头。当按钮按下时，线圈2通电，静铁芯1被磁化，并把动铁芯（衔铁）3吸上，带动轴使常开触头5闭合，常闭触头4断开。3、时间继电器第5章接触器-继电器控制系统1、电气设备图纸有哪三类？电气控制原理图、电气设备位置图和电气设备接线图。2、电气原理图的绘制原则？3、常见基本控制电路的工作原理和工作过程？（正反转控制电路/起动控制电路/制动控制电路）——本题以正反转为例说明答：正反转控制原理：使用两个接触器使通入电动机的三相电源中的任意两相交换。动作过程：正转-停止-反转按下正转按钮SB2，接触器KM1的线圈得电自锁，电动机正转。按下停止按钮SB1，接触器KM1的线圈失电，电动机停转。按下反转按钮SB3，接触器KM2的线圈得电自锁，电动机反转。4、指出下图中的点动和长动按钮？5、互锁的概念及实现方法？互锁实际上是一种联锁关系，但它强调触点之间的互锁关系(即：要求两个动作互相排斥时使用)。最典型的互锁是电动机正、反转之间的互锁。实现方法是：将己方的常闭触点串入对方的线圈之前。6、常见的电气保护环节有哪些？热继电器起什么保护作用？答：常见的电气保护环节有：短路保护、过载保护、零压与欠压保护、过流保护。热继电器起过载保护的作用。7、变速时的瞬时电动控制的作用是什么？保证变速后，齿轮的良好接触。8、试说明下图所示的反接制动控制的工作原理及工作过程。答：反接制动控制原理：改变异步电动机定子中三相电源的相序，使定子产生反向旋转磁场作用于转子，从而产生强力制动力矩。工作过程：合上电源开关QS，按下起动SB2，接触器KM1线圈获电吸合，KM1主触点吸合电动机起动运转，当电动机转速升高到一定数值时，速度继电器KS的动合触点闭合，为反接制动做准备。停车时，按停止按钮SB1，接触器KM1线圈断电释放，而接触器KM2线圈获电吸合，KM2主触点闭合，串入电阻R进行反接制动，电动机定子绕组产生一个反向电磁转矩(即制动转矩)，迫使电动机转速迅速下降，当转速降至100r/min一下时，速度继电器KS的动合触点断开，接触器KM2线圈断电释放，电动机断电，制动结束。例题：9、设计控制3台异步电动机M1、M2、M3的主回路及控制回路满足如下要求：M1启动运行10秒后M2启动运行，在M2启动运行20秒后M3启动运行，在M3启动运行30秒后使M1停止运行并继续保持M2和M3运行直到发出总停指令。画出设计图（包含主回路和控制回路），并对电路作简要说明。答：SB1SB2KM1KM1KM2KT3KT1KT2KM3KM2KT1KT2KT310s20s30sKR1KR2KR3KM2KM1M23~EM13~M21M22M233~u01`v02w03Q1KR1KR3KR2KM3FU1M3FU2FU3SB1为总停止按扭；按下SB2，KM1锝电并自锁同时KT1得电开始延时，延时10秒后，KT1的延时闭和的动和触点闭和使KM2得电并自锁，同时使KT2得电开始延时，延时20秒后，KT2的延时闭和的动和触点闭和使KM3得电，同时KT3得电开始延时，延时30秒后，KT3的延时断开触点断开使KM1失电。在上面设计的基础上，再补充一个要求：在M3启动运行30秒后不仅停止M1,而且也使所有时间继电器断电，只保持M2和M3通电。SB1SB2KM1KM1KM2KT3KT1KT2KM3KM2KT1KT2KT310s20s30sKR1KR2KR3KM3KM1KM110、如下图所示的控制线路，实现动作过程：动力头1从b→a停下，然后动力头2从c→d停下，接着两个动力头同时回退，分别退回到b点与c点停住。问：(1)为什么ST2的常开触点不自锁，ST4要用两个常开触头自锁？)(2)要求动力头2到达d点后延迟一段时间后两个动力头再各自后退，应怎样办？答：(1)ST2被动力头1压下时，接通KM2＋，动力头2的电机正转，动力头2从c→d，在此过程中动力头1不动，ST2的状态不被改变，所以ST2不用自锁(2分)。当动力头2运动到d时，压下ST4，接通KM3、KM4，动力头1、2同时回退，分别退回b点与c点停住。此时动力头2要运动，ST4的状态会被改变，所以必须要自锁，同时为保证动力头1、2均退回原点，必须用两个常开触点(KM3、KM4)自锁（）。(2)使用一个时间继电器(，ST4接通KT延时)，KT的延时闭合触点取代开始ST4的常开触点)。设计继电器接触器控制系统并转换PLC控制系统。11、设计两台电动机顺序起动联锁控制线路,要求M1电动机起动1s之后M2起动；要求主回路有短路保护和过载保护和总开关；控制回路有过载保护，有起动按钮和停止按钮；M2起动后时间继电器不得电。⑴试画出继电接触控制线路的主回路和控制回路，并对电路进行简要说明；答：继电接触控制线路图如图所示。按下SB2,KM1得电并自锁同时KT时间继电器线圈得电开始计时，M1电动机起动，计时时间到，KT延时闭合的动合触电闭合使KM2线圈得电并自锁，M2电动机起动。12、叙述下图的工作原理Y形-△形降压起动控制电路图答：按下起动按钮SB2，接触器KM1、KM3的线圈同时得电，使它们的主触点闭合，电动机“Y形降压起动”；与此同时，时间继电器的线圈KT得电，其延时断开的动断触点延时一段时间后（延时时间由电动机的容量和起动时间等决定）断开，接触器KM3和时间继电器KT的线圈失电，接触器KM2的线圈得电，这样线圈KM1、KM2同时得电，电动机定子绕组由Y形联接自动转换成“△形联接全压运行”。13、叙述下图的工作原理定子绕组串电阻降压起动控制电路图答：按下起动按钮SB2，接触器KM1的线圈得电，其主触点闭合，电阻R串入电动机定子电路，降压起动；同时时间继电器KT线圈得电，其延时闭合的动合触点延时一段时间闭合，使得接触器KM2线圈得电，其常闭辅助触点断开，KM1、KT的线圈失电，其常开辅助触点闭合，电动机连续运转。14、试设计笼形电动机M1的正反转控制的主电路和控制线路，控制线路还具有如下功能：1）电动机短路、过载保护、欠压保护及正反转互锁；2）要求能够直接正、反转转换。要求：画出其电气原理图答：1）电动机短路、过载保护、欠压保护及正反转互锁2）要求能够直接正、反转转换15、分析题1.如下图所示的控制线路。问：(1)控制线路的作用？(2)先按起动按钮SB2，再按停止按钮SB1时，控制线路工作过程？(3)此控制线路能否实现手动调整？为什么？答：(1)反接制动控制线路(2分)(2)控制线路的工作过程如下：BV2KM1KM1KM2SB速度继电器－常闭触点断开，电动机正转运行＋按下)(2,02KM11KM11SB制动结束－速度制动开始＋常开触点闭合，－常闭触点断开，按下KMBVnSBSB(3)能实现手动调整，因为当主轴转动时，BV闭合，并不能接通KM2的线圈，实现制动。16、分析下图所示CW6163B型万能卧式车床的控制电气原理图，回答下列问题(1)分别之处主电动机M1、冷却泵电动机M2、快速电动机M3的起动、停止按钮(7分)。(2)行程开关ST的在控制线路正常工作时，是断