1、例2-11.列出系統的運動方程式；2.說明系統運行的狀態。解：dtdnGDTTdtdnGDTTdtdnGDTTLMLMLM375375375222加速運行狀態 減速 減速拖動轉矩制動矩拖動轉矩制動矩例2-2 Z2/Z1=3，Z4/Z3=5，22222423222214 .4708 .450294196494 .784 .2992. 0mNTGDGDmNGDGDGDmNGDLLMc解（1）mNjTTTcLMcLLL1 .345392. 04 .470解（2）飛輪矩的折算22222242123222122340)53(1)8 .450196(31)494 .78()4 .29294(1)(1)()

2、(mNjGDGDjGDGDGDGDGDLLMZ2222221 .340)53(8 .45029415. 1 mNJGDGDGDLLMz近似計算例2-3 判斷下圖b點是否是系統的穩定平衡點？解 系統中有交叉點，當時ML TM-TL0 b點是平衡穩定點注意：1.兩機械特性曲線的區別， 2.同時滿足兩穩定平衡條件。 Tn012cabd）題：）題：兩交點兩交點 b和和c ？方法方法2判斷如下：判斷如下：dTM/dn0 dTL/dn00dndTdndTLM不穩定！不穩定！電動機的機械特性例題電動機的機械特性例題 例3-1 一臺他勵直流電動機在穩態下運行時，電樞反電勢EE1，如負載轉矩TL=常數，外加電壓

3、和電樞電路中的電阻均不變，問減弱勵磁使轉速上升到新的穩態值后，電樞反電勢將如何變化?是大于、小于還是等于E1?解 兩個已知條件，一個是負載轉矩TL常數；一個是從一個穩態到另一個穩態(而不涉及瞬態過程)，電樞反電勢是穩態值。 aatLICIKTT1EEEICRURIUEaaaa注意：從 不能判斷E是如何變化的nKEe例3-2 一臺他勵直流電動機，功率PN=5.5KW,UN=220V,IN=31A,nN=1500r/min,忽略損耗，認為額定運行時的電磁轉矩近似等于輸出轉矩，試繪制電機近似的固有機械特性。解：n=f(TL)是一條直線，故只要兩點，理想空載點（0，n0）(TN,nN)NNNNNeNe

4、NnRIUKKUn/0(1)估算Ra71. 031220105 . 515 . 015 . 03NNNNNaIUIUPR1min/132. 01500/71. 031220/rVnRIUKNNNNNe(2)求n0min/1667132. 0/220/0rKUnNeN(3)求TNmNnPTNNN351500105 . 555. 955. 93atdRUKKnT0也可求3.8解：解：（1）估算電阻）估算電阻Ra=0.5（1-PN/UNIN）UN/IN =0.5110（1-5500/110 62）/62 =0.18 Ke N=（UN-INRa）/nN=（110-62 0.18）1000 =0.1V/

5、r.min-1（2）求）求n0 n0=UN/ Ke N=110/0.1=1100r/min本章習題解答本章習題解答mNRUKKnTatd.8 .312 . 2/1101500/10055. 90或或（3）求）求TN TN=9.55 PN/nN=9.55 5500/1000=52.5N.m52.510001100Tn3.15解：解：（1） IN=PN/ NUN=2200/0.8 110=25A（2）求）求IfN=Uf/Rf=110/82.7=1.33A（3）Pf= Uf IfN=110 1.33=0.146kw（4）TN=9.55 PN/nN=9.55 2200/1500=14N.m（5）E=

6、Ke N nN=UN-INRa=110-25 0.4=100V（6）IST= UN/Ra=110/0.4=275A（7） IST=UN/（Ra+RST） 2 IN RST UN/2 IN- Ra=110/2 25-0.4=1.8 TST=Kt N IST=9.55 Ke N IST =9.55 2 25 100/1500=31.8N.m 例5-1有一臺三相四極的異步電動機， Y連接， 其額定技術數據為PN=90kW，UN=380V，IN=229A，電源頻率f=50Hz，額定轉差率SN=285，定子每相繞組匝N1=320， 轉子每相繞線匝數N2=20，旋轉磁場的每極磁通0.023Wb，試求：(l

7、)定子每相繞組感應電動勢E1： (2)轉子每相繞組開路電壓E20： (3)額定轉速時轉子每相繞組感應電動勢E2N。 解 (1)E1=4.44f1N1 =4.44503200.0231634V (2)轉子繞組開路時，轉子電路電流I2=0，轉子轉速n=0，轉子繞組電動勢頻率f2=f1=50Hz，故轉子每相繞組的感應電動勢(即開路電壓) E20=4.44f2N2 =4.44f1N2 =4.4450200.023=102V (3)求 E2N f2=SNf10.028550Hz=1.43Hz E2N=4.44f2N2 =4.441.43200.023=2.9V 例5-2 有一臺三相四極的異步電動機， 其

8、額定技術數據為nN=1440r/min，R2=0.02，X20=0.08 ，電源頻率f1=50Hz，E20=20V， 試求：(l)電動機的同步轉速n0 ：(2)電動機啟動時的轉子電流I2st ： (3)電動機在額定轉速時轉子電動勢的頻率f2N； (4)電動機在額定轉速時的轉子電流 I2N 解 (1) n0=60f1/P=6050/2=1500r/min (2) AXREIst5 .24208. 002. 0202222022202AXSRESINNN4008. 004. 002. 02004. 02222022202(3)SN=(n0-nN) /n0=(1500-1440) /1500=0.0

9、4 f2N=SNf10.0450Hz=2Hz(4) 本章習題解答5-6 （1）由于電機每相繞組的額定相電壓是）由于電機每相繞組的額定相電壓是220V，而電源的線電壓是，而電源的線電壓是380V，所以只能采用，所以只能采用Y形連接。形連接。 （2）因為）因為nN=960r/min，所以，所以n0=1000r/min 從而從而p=304.01000960100000nnnSNmNnPTNNN8 .29960300055.955.9AIImNTTmNTTNstNNST8 .462 .75 .65 .66 .5928 .352 .1max從而KWPPN6 . 383. 03000)3(15-11 （1

10、）U=UN時，時， TST1=1.2TN=1.2 9.55 PN/nN =312 NmTL=250 Nm 能啟動能啟動 U=0.8UN時，時， TST2=0.82 TST1=200TL 不能啟動不能啟動 （2）TSTY=TST /3=312/3=104 Nm TL=0.35TN=91 Nm 能啟動能啟動 TL=0.45TN=117 Nm 不能啟動不能啟動（3）采用自偶變壓器啟動時，降壓比）采用自偶變壓器啟動時，降壓比K=0.64 啟動電流、啟動轉矩皆為全壓啟動時的啟動電流、啟動轉矩皆為全壓啟動時的K2倍。倍。 AUPINNNN75cos3103IST=6.5IN=6.5 75=488 A則則

11、I ST=K2 488=200 A T ST=K2 312=128 Nm 例例 題題例6.1 一臺45SZ01型電磁式直流伺服電動機，其主要技術數據如下：TN=0.0334N.m，nN=3000r/min，PN10W，UaN=24V，UfN=24V，IaN=1.1A,IfN033A。若忽略電動機旋轉時本身的阻轉矩，采用電樞控制方式，在負載轉矩 TL0.0167N.m時，試求： (l)當電樞控制電壓Uc=18V時的轉速n和堵轉(啟動)轉矩； (2)求啟動負載時所需的最小啟動(控制)電壓UStmin；作出額定電樞電壓UaN分別為24V、18V以及Ustmin時的機械特性。解 :l)l)求KeN、及

12、Ra、n0N Tm=KtNIaN TN KtN=TN/IaN=0.0334/1.1=0.0304N.m/AKeN= KtN/9.55=0.00318V/r.min-1 (2)求Ra 因為E=KE=Ke eN Nn nN N=0.00318=0.003183000=9.54V3000=9.54V R Ra a=(U=(UaNaN-E-EN N)/I)/IaNaN=(24-9.54)/1.1=13.15=(24-9.54)/1.1=13.15 (3)求理想空載轉速 nON。 n n0N0N= = U UaNaN/(K/(Ke eN N) =24/0.00318=7547r/min) =24/0.0

13、0318=7547r/min2.)求UC=18V18V時的轉速n和啟動轉矩T TStSt, ,理想空載轉速n n0 0(1)求轉速n。由于忽略了空載轉矩，則電磁轉矩就等于負載轉矩，故電樞電流 IaIa與負載轉矩TL成正比，所以 I Ia a=(T=(TL L/T/TN N)I)IN N=(0.0167/0.0334)=(0.0167/0.0334)1.1=0.55A1.1=0.55Amin/ r338700318. 015.1355. 018KRIUnNeaac 求啟動轉矩求啟動轉矩TstTst，因，因n=0n=0且且E E0 0mN0416. 037. 10304. 0IKTA37. 115

14、.1318RUIStNtStacSt 求理想空載轉速求理想空載轉速n no oLaNtminStTmN0167. 055. 00304. 0IKT min/ r566000318. 018KUnNec0 (3)求最小啟動電壓Ust mia因 n=0 E=0 Ia=0.55 Ust min=IaRa=0.55 13.15=7.23V13.15=7.23Vmin/ r227400318. 0/23. 7Ke/UnNminst0 (4)機械特性機械特性n=f(T)例例6.2控制式差動自整角機系統如圖，控制式差動自整角機系統如圖， ZKF，ZCF 分別順時針轉動分別順時針轉動 12求求U2 ? )si

15、n(UsinKI23U21max22 例例6.3 力矩式差動自整角機系統如圖，發送機分別順時針轉力矩式差動自整角機系統如圖，發送機分別順時針轉動動12求差動接收機的轉向及轉角。求差動接收機的轉向及轉角。 順時針轉動=1-2分析機床電氣控制圖的一般步驟：分析機床電氣控制圖的一般步驟：1.全面了解機床各部件運動情況和要求；全面了解機床各部件運動情況和要求；2.了解各電氣的代表符號及其作用（電氣了解各電氣的代表符號及其作用（電氣設備一覽表）；設備一覽表）；3.看懂各開關（轉換看懂各開關（轉換QB，萬能轉換開關，萬能轉換開關SO等）工作表；等）工作表；4.分析機床電液控制系統的全部控制線路。分析機床電

16、液控制系統的全部控制線路。8.4 8.4 繼電器繼電器- -接觸器控制線路設計簡介接觸器控制線路設計簡介設計程序設計程序繪制繪制安裝安裝接線接線圖圖生產生產機械機械工藝工藝過程過程選擇選擇自動自動控制控制的方的方法法設計自設計自動控制動控制電路原電路原理圖理圖選擇選擇所需所需的電的電器元器元件件對控制電路的基本要求對控制電路的基本要求(1)(1)應滿足生產工藝所提出的要求；應滿足生產工藝所提出的要求；(2)(2)線路簡單，布局合理，電器元件選擇正確線路簡單，布局合理，電器元件選擇正確 并得到充分利用；并得到充分利用；(3)(3)操作、維修方便；操作、維修方便；(4)(4)設有各種保護和防止發生

17、故障的環節；設有各種保護和防止發生故障的環節；(5)(5)能長期準確、穩定、可靠地工作。能長期準確、穩定、可靠地工作。設計方法設計方法一般有兩種：一種是經驗設計法，一般有兩種：一種是經驗設計法，另一種是邏輯分析設計法。另一種是邏輯分析設計法。(I)(I)首先掌握生產機械的工藝要求工作程序和運動首先掌握生產機械的工藝要求工作程序和運動變化規律、執行機構的工作方式和生產機械所變化規律、執行機構的工作方式和生產機械所需要的保護。需要的保護。 (2)(2)逐一畫出各運動部件或程序的執行元件的控制逐一畫出各運動部件或程序的執行元件的控制電路。對于要記億元件狀態的電路，要加自鎖電路。對于要記億元件狀態的電

18、路，要加自鎖環節；對于電磁閥和電磁鐵等無記憶功能的元環節；對于電磁閥和電磁鐵等無記憶功能的元件，應利用中間繼電器進行記憶。件，應利用中間繼電器進行記憶。設計思路和應注意的一些問題設計思路和應注意的一些問題 (3)根據工作程序的要求將各主令控制信號接入各對根據工作程序的要求將各主令控制信號接入各對應的線路中。對于要求幾個條件只要有一個條件應的線路中。對于要求幾個條件只要有一個條件具備時，繼電器具備時，繼電器(或接觸器等或接觸器等)線圈就有電的程序，線圈就有電的程序，可用幾個常開觸頭可用幾個常開觸頭并聯并聯： 而對于要求幾個條件都具備時，線圈才有電的程而對于要求幾個條件都具備時，線圈才有電的程序，

19、則用幾個常開觸頭序，則用幾個常開觸頭串聯串聯； 對于要求幾個條件都具備時，繼電器線圈才斷電對于要求幾個條件都具備時，繼電器線圈才斷電的程序，用幾個的程序，用幾個常閉觸頭并聯常閉觸頭并聯；而對于要求幾個；而對于要求幾個條件只要有一個具備時，線圈就斷電的程序，就條件只要有一個具備時，線圈就斷電的程序，就用幾個用幾個常閉觸頭串聯常閉觸頭串聯來實現控制。來實現控制。 (4)(4)將各程序或執行元件間的連鎖和互鎖接入線路將各程序或執行元件間的連鎖和互鎖接入線路中。線路中可增設中間繼電器來記憶輸入信號中。線路中可增設中間繼電器來記憶輸入信號或程序的狀態，也可用中間繼電器作輸入與輸或程序的狀態，也可用中間繼

20、電器作輸入與輸出或前后程序的聯系，對前后程序有時間要求出或前后程序的聯系，對前后程序有時間要求的，要增設時間繼電器進行控制。的，要增設時間繼電器進行控制。(5)(5)將手動與自動選擇、點動控制、各種保護環節將手動與自動選擇、點動控制、各種保護環節分別接入線路中。分別接入線路中。(6)(6)檢查電器觸頭類型及數量，如不滿足要求時，檢查電器觸頭類型及數量，如不滿足要求時，可用中間繼電器加以擴展。可用中間繼電器加以擴展。 (7)(7)注意在一條控制線路中，不能有兩個交流電器線注意在一條控制線路中，不能有兩個交流電器線圈串聯。其次，對于大容量的直流電磁鐵線圈不要圈串聯。其次，對于大容量的直流電磁鐵線圈

21、不要與繼電器的線圈直接并聯，與繼電器的線圈直接并聯，(8)(8)初步設計后，要去掉多余的線路和觸頭，簡化線初步設計后，要去掉多余的線路和觸頭，簡化線路。要考慮各元件實際接線時盡可能少用連接線路。要考慮各元件實際接線時盡可能少用連接線（按鈕站到配點箱之間按鈕站到配點箱之間）。）。(9)(9)初步設計的方案可能有幾個，應加以比較，初步設計的方案可能有幾個，應加以比較，要選用使用電器數量少、觸頭數量少、經濟、要選用使用電器數量少、觸頭數量少、經濟、安全、可靠的線路。安全、可靠的線路。 (10)(10)最后要進行動作校驗，看是否滿足工藝的要最后要進行動作校驗，看是否滿足工藝的要求和電力拖動對線路的要求

22、。同時要檢查線路求和電力拖動對線路的要求。同時要檢查線路中是否有寄生回路和競爭現象，如有寄生回路中是否有寄生回路和競爭現象，如有寄生回路和競爭現象時，應該修改線路加以消除。和競爭現象時，應該修改線路加以消除。(11)(11)電路設計后應根據被控對象要求選擇電器電路設計后應根據被控對象要求選擇電器和確定動作整定值。和確定動作整定值。(12)(12)繪制接線圈。為安裝和檢修方便，在各電繪制接線圈。為安裝和檢修方便，在各電器觸頭和線圈上編寫文字符號，且電氣原器觸頭和線圈上編寫文字符號，且電氣原理圖和接線圈上的編號應一致。最后列出理圖和接線圈上的編號應一致。最后列出電器一覽表。電器一覽表。 對于設計好

23、了的控制線路，還應在安對于設計好了的控制線路，還應在安裝后進行調試，如果發現不合理處還要進裝后進行調試，如果發現不合理處還要進行修改，以使線路更完善行修改，以使線路更完善。例例 題題例例 8.18.1試設計某機床主軸三相異步電動機控制電路圖。要求：試設計某機床主軸三相異步電動機控制電路圖。要求： (1)(1)可正、反轉，且可反接制動；可正、反轉，且可反接制動； (2)(2)正轉可點動，可在兩處控制啟、停；正轉可點動，可在兩處控制啟、停； (3)(3)有短路和長期過載保護；有短路和長期過載保護； (4)(4)有安全工作照明及電源信號燈。有安全工作照明及電源信號燈。解解RKM反接制動采用速度繼電器控反接制動采用速度繼電器控制。制。 說明：說明： FSBFSB1 1 FSB FSB2 2 正轉正轉按鈕；按鈕； RSBRSB1 1 RSB RSB2 2 反轉反轉按鈕；按鈕； 1SB1SB1 1 1SB 1SB2 2制動按鈕制動按鈕2SB2SB正轉點動按鈕。正轉點動按鈕。 例例 8.28.2 試設計用電磁鐵制動試設計用電磁鐵制動( (包括斷電制動包括斷電制動 和通電制動兩種方式和