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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 TM TL N TM=TL TM< TL TM-TL>0说明系统处于加速。 TM-TL<0 说明系统处于减速 TM TL TM TL TM> TL TM> TL 系统的运动状态是减速 系统的运动状态是加速
TM TL TM TL TM= TL TM= TL 系统的运动状态是减速 系统的运动状态是匀速
2.7 如图2.3（a）所示，电动机轴上的转动惯量JM=2.5kgm2, 转速nM=900r/min; 中间传动轴的转动惯量JL=16kgm2,转速nL=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/j2+ JL/j12=2.5+2/9+16/225=2.79kgm2
. 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,电动机的费轮转距GD2M=1.05N m2, 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GD2z.。
ωM=3.14*2n/60=99.43 rad/s.
提升重物的轴上的角速度ω=ωM/j1j2j3=99.43/4*4*2=3.11rad/s v=ωD/2=0.24/2*3.11=0.373m/s
TL=9.55FV/ηCnM=9.55*100*0.373/0.83*950=0.45NM GD2Z=δGDM2+ GDL2/jL2 =1.25*1.05+100*0.242/322 =1.318NM2
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 交点是系统的平衡点
算出此电动机的如下特性：
第三章
3.10一台他励直流电动机的技术数据如下：PN=6.5KW,U N=220V, I N=34.4A, n N=1500r/min, Ra =0.242Ω,试计
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①固有机械特性；
②电枢服加电阻分别为3Ω和5Ω时的人为机械特性；
③电枢电压为U N/2时的人为机械特性； ④磁通φ=0.8φ
N时的人为机械特性；
并绘出上述特性的图形。 ① n0=UNnN/(UN-INRa) =220*1500/220-34.4*0.242 = 1559r/min TN=9.55PN/nN =9.55*6500/1500 =41.38Nm
② n=U/Keφ-(Ra+Rad)T/KeKtφ2
= U/Keφ-(Ra+Rad)T/9.55Ke2φ2 当3Ω n=854r/min 当5Ω n=311 r/min
③ n= U/Keφ-RaT/9.55Ke2φ2 当UN=0.5UN时 n=732 r/min n0=UNnN/2(UN-INRa) =780 r/min
④ n= U/0.8Keφ-RaT/9.55Ke2φ20.82
当φ=0.8φ时n=1517 r/min
n0=UNnN/0.8Keφ =1964 r/min
3.15 一台直流他励电动机，其额定数据如下：PN=2.2KW,UN=Uf=110V,nN=1500r/min, ηN=0.8,Ra=0.4Ω,
Rf=82.7Ω 。试求：
① 额定电枢电流IAn; ② 额定励磁电流IfN; ③ 励磁功率Pf; ④ 额定转矩TN;
⑤ 额定电流时的反电势；
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⑥ 直接启动时的启动电流；
⑦ 如果要是启动电流不超过额定电流的2倍，求启动电阻为多少欧？此时启动转矩又为多少？ ①
PN=UNIaNηN 2200=110*IaN*0.8 IaN=25A ②
Uf= RfIfN IfN=110/82.7 =1.33A
③ Pf= UfIfN =146.3W
④额定转矩TN=9.55 PN/ nN =14Nm
⑤ 额定电流时的反电势EN=UN-INRa
=110V-0.4*25 =100V
⑥ 直接启动时的启动电流Ist=UN/Ra =110/0.4 =275A ⑦ 启动电阻 2IN> UN/ (Ra+Rst) Rst>1.68Ω
启动转矩 Keφ=(UN-INRa)/nN =0.066 Ia= UN/ (Ra+Rst) T=KtIaφ =52.9A =9.55*0.066*52.9 =33.34Nm
3.21 一台直流他励电动机拖动一台卷扬机构，在电动机拖动重物匀速上升时讲电枢电源突然反接，试利用
机械特性从机电过程上说明：
①从反接开始到系统新的稳定平衡状态之间，电动机经历了几种运行状态？最后在什么状态下建立
系统新的稳定平衡点？
②各种状态下转速变化的机电过程怎样？
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