控制電機(jī)課后習(xí)題

第二章1. 為什么直流發(fā)電機(jī)電樞繞組元件的電勢(shì)是交變電勢(shì)而電刷電勢(shì)是直流電勢(shì)? 答：電樞連續(xù)旋轉(zhuǎn)， 導(dǎo)體ab和cd輪流交替地切割N極和S極下的磁力線， 因而ab和cd中的電勢(shì)及線圈電勢(shì)是交變的。 由于通過(guò)換向器的作用， 無(wú)論線圈轉(zhuǎn)到什么位置， 電刷通過(guò)換向片只與處于一定極性下的導(dǎo)體相連接， 如電刷A始終與處在N極下的導(dǎo)體相連接， 而處在一定極性下的導(dǎo)體電勢(shì)方向是不變的， 因而電刷兩端得到的電勢(shì)極性不變，為直流電勢(shì)。2. 如果圖 2 - 1 中的電樞反時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)， 試問(wèn)元件電勢(shì)的方向和A、 B電刷的極性如何? 答：在圖示瞬時(shí)，N極下導(dǎo)體ab中電勢(shì)的方向由b指向a，S極下導(dǎo)體cd中電勢(shì)由d指向c。電刷A通過(guò)換向片與線圈的a端相接觸，電刷B與線圈的d端相接觸，故此時(shí)A電刷為正，B電刷為負(fù)。 當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過(guò)180以后，導(dǎo)體cd處于N極下，導(dǎo)體ab處于S極下，這時(shí)它們的電勢(shì)與前一時(shí)刻大小相等方向相反，于是線圈電勢(shì)的方向也變?yōu)橛蒩到d，此時(shí)d為正，a為負(fù)，仍然是A刷為正，B刷為負(fù)。4 為什么直流測(cè)速機(jī)的轉(zhuǎn)速不得超過(guò)規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速? 負(fù)載電阻不能小于給定值? 答：轉(zhuǎn)速越高，負(fù)載電阻越小，電樞電流越大，電樞反應(yīng)的去磁作用越強(qiáng)，磁通被削弱得越多，輸出特性偏離直線越遠(yuǎn)，線性誤差越大，為了減少電樞反應(yīng)對(duì)輸出特性的影響，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不得超過(guò)規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速，負(fù)載電阻不能低于最小負(fù)載電阻值，以保證線性誤差在限度的范圍內(nèi)。而且換向周期與轉(zhuǎn)速成反比，電機(jī)轉(zhuǎn)速越高，元件的換向周期越短；eL正比于單位時(shí)間內(nèi)換向元件電流的變化量。基于上述分析，eL必正比轉(zhuǎn)速的平方，即eLn2。同樣可以證明ean2。因此，換向元件的附加電流及延遲換向去磁磁通與n2成正比，使輸出特性呈現(xiàn)非線性。所以，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上限要受到延遲換向去磁效應(yīng)的限制。為了改善線性度，采用限制轉(zhuǎn)速的措施來(lái)削弱延遲換向去磁作用，即規(guī)定了最高工作轉(zhuǎn)速。5. 如果電刷通過(guò)換向器所連接的導(dǎo)體不在幾何中性線上， 而在偏離幾何中性線角的直線上， 如圖 2 - 29 所示， 試綜合應(yīng)用所學(xué)的知識(shí)， 分析在此情況下對(duì)測(cè)速機(jī)正、 反轉(zhuǎn)的輸出特性的影響。(提示： 在圖中作一輔助線。)正反向特性不一致。6. 具有 16 個(gè)槽， 16 個(gè)換向片的兩極直流發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)如圖 2 - 30 所示。 (1) 試畫(huà)出其繞組的完整連接圖； (2) 試畫(huà)出圖示時(shí)刻繞組的等值電路圖； (3) 若電樞沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)， 試在上兩圖中標(biāo)出感應(yīng)電勢(shì)方向和電刷極性； (4) 如果電刷不是位于磁極軸線上， 例如順時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)一個(gè)換向片的距離， 會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題?第三章1. 直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電流由什么決定? 答;電樞電流Ia的表達(dá)式： 直流電動(dòng)機(jī)的電樞電流不僅取決于外加電壓和本身的內(nèi)阻，而且還取決于與轉(zhuǎn)速成 正比的反電勢(shì)（當(dāng)=常數(shù)時(shí)）。根據(jù)轉(zhuǎn)矩平衡方程式， 當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時(shí)， 電磁轉(zhuǎn)矩不變； 加上勵(lì)磁電流If不 變， 磁通不變， 所以電樞電流Ia也不變，直流電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電流由直流電動(dòng)機(jī)的總阻轉(zhuǎn)矩決定。2. 如果用直流發(fā)電機(jī)作為直流電動(dòng)機(jī)的負(fù)載來(lái)測(cè)定電動(dòng)機(jī)的特性(見(jiàn)圖 3 - 33)， 就會(huì)發(fā)現(xiàn)， 當(dāng)其他條件不變， 而只是減小發(fā)電機(jī)負(fù)載電阻RL時(shí)， 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就下降。 試問(wèn)這是什么原因?答：3、 一臺(tái)他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)， 如果勵(lì)磁電流和被拖動(dòng)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩都不變， 而僅僅提高電樞端 電壓， 試問(wèn)電樞電流、 轉(zhuǎn)速變化怎樣? 答：最終電樞電流不變，轉(zhuǎn)速升高4、 已知一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)， 其電樞額定電壓Ua=110 V， 額定運(yùn)行時(shí)的電樞電流Ia=0.4 A， 轉(zhuǎn)速n=3600 r/min, 它的電樞電阻Ra=50 ， 空載阻轉(zhuǎn)矩T0=15 mNm。 試問(wèn)該電動(dòng)機(jī)額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩是多少? 答： 5. 用一對(duì)完全相同的直流機(jī)組成電動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)組， 它們的勵(lì)磁電壓均為 110 V， 電樞電阻Ra=75 。 已知當(dāng)發(fā)電機(jī)不接負(fù)載， 電動(dòng)機(jī)電樞電壓加 110 V時(shí)， 電動(dòng)機(jī)的電樞電流為 0.12 A， 繞組的轉(zhuǎn)速為 4500 r/min。 試問(wèn)：(1) 發(fā)電機(jī)空載時(shí)的電樞電壓為多少伏?(2) 電動(dòng)機(jī)的電樞電壓仍為 110 V， 而發(fā)電機(jī)接上 0.5 k的負(fù)載時(shí)， 機(jī)組的轉(zhuǎn)速n是多大(設(shè)空載阻轉(zhuǎn)矩為恒值)? 6. 一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)， 額定轉(zhuǎn)速為 3000 r/min。 如果電樞電壓和勵(lì)磁電壓均為額定值， 試問(wèn)該電機(jī)是否允許在轉(zhuǎn)速n=2500 r/min下長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)? 為什么? 答：不能，因?yàn)楦鶕?jù)電壓平衡方程式，若電樞電壓和勵(lì)磁電壓均為額定值，轉(zhuǎn)速小于 額定轉(zhuǎn)速的情況下，電動(dòng)機(jī)的電樞電流必然大于額定電流，電動(dòng)機(jī)的電樞電流長(zhǎng)期大于額定電流，必將燒壞電動(dòng)機(jī)的電樞繞組 7. 直流電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)軸卡死的情況下能否加電樞電壓? 如果加額定電壓將會(huì)有什么后果? 答：不能，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)軸卡死的情況小，加額定的電樞電壓，則電壓將全部加載電樞繞組上，此時(shí)的電樞電流為堵轉(zhuǎn)電流，堵轉(zhuǎn)電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于電樞繞組的額定電流，必將燒壞電動(dòng)機(jī)的電樞繞組。 8. 并勵(lì)電動(dòng)機(jī)能否用改變電源電壓極性的方法來(lái)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向? 答：不能，改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向有兩種方法：改變磁通的方向和改變電樞電流的方向，如果同時(shí)改變磁通的方向和電樞電流的方向，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。并勵(lì)電動(dòng)機(jī)若改變電源電壓的極性，將同時(shí)改變磁通的方向和電樞電流的方向，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向不變。 9. 當(dāng)直流伺服電動(dòng)機(jī)電樞電壓、 勵(lì)磁電壓不變時(shí)， 如將負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少， 試問(wèn)此時(shí)電動(dòng)機(jī)的電樞電流、 電磁轉(zhuǎn)矩、 轉(zhuǎn)速將怎樣變化? 并說(shuō)明由原來(lái)的穩(wěn)態(tài)到達(dá)新的穩(wěn)態(tài)的物理過(guò)程答：P3110. 請(qǐng)用電壓平衡方程式解釋直流電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性為什么是一條下傾的曲線? 為什么放大器內(nèi)阻越大， 機(jī)械特性就越軟? 答：電動(dòng)機(jī)的電壓平衡方程式：,在電動(dòng)機(jī)的電樞電壓不變的情況下，轉(zhuǎn)速增大，則電動(dòng)機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩必然減小，電磁轉(zhuǎn)矩增大，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速必然減小。所以電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性是一條傾斜的曲線。放大器的內(nèi)阻越大，機(jī)械特性的斜率,將增大，所以機(jī)械特性就越軟。11. 直流伺服電動(dòng)機(jī)在不帶負(fù)載時(shí)， 其調(diào)節(jié)特性有無(wú)死區(qū)? 調(diào)節(jié)特性死區(qū)的大小與哪些因素有關(guān)?答：有，因?yàn)榧词闺妱?dòng)機(jī)不帶負(fù)載，電動(dòng)機(jī)也有空載阻轉(zhuǎn)矩，死區(qū)電壓不為零。調(diào)節(jié)特性死區(qū)的大小與電樞回路的電阻和總阻轉(zhuǎn)矩有關(guān)。12. 一臺(tái)直流伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載(負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩不變)， 測(cè)得始動(dòng)電壓為 4 ， 當(dāng)電樞電壓Ua=50 V時(shí)， 其轉(zhuǎn)速為 1500 r/min。 若要求轉(zhuǎn)速達(dá)到 3000 r/min， 試問(wèn)要加多大的電樞電壓?答：13. 已知一臺(tái)直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞電壓Ua=110 V， 空載電流Ia0 =0.055A， 空載轉(zhuǎn)速n0=4600 r/min， 電樞電阻Ra=80 。 試求： (1) 當(dāng)電樞電壓Ua=67.5 V時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速n0及堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Td; (2) 該電機(jī)若用放大器控制， 放大器內(nèi)阻Ri=80 ， 開(kāi)路電壓Ui=67.5 V， 求這時(shí)的理想空載轉(zhuǎn)速n0及堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Td; (3) 當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TL+T0由 3010-3 Nm增至 4010-3 Nm時(shí)， 試求上述兩種情況下轉(zhuǎn)速的變化n。第5章1. 各種自整角機(jī)的國(guó)內(nèi)代號(hào)分別是什么?自整角機(jī)的型號(hào)中各量含義是什么? 答：常見(jiàn)自整角機(jī)的國(guó)內(nèi)代號(hào)：力矩式發(fā)送機(jī)：ZLF， 力矩式接收機(jī)：ZLJ，控制式發(fā)送機(jī)：ZKF， 控制式變壓器：ZKB，差動(dòng)發(fā)送機(jī)：ZCF，差動(dòng)接收機(jī)：ZCJ；控制式差動(dòng)發(fā)送機(jī)：ZKC。型號(hào)中前兩位數(shù)字(由左向右排列)表示機(jī)座號(hào), 中間三個(gè)字母表示產(chǎn)品名稱(chēng)代號(hào), 后兩位數(shù)字表示性能參數(shù)序號(hào)。2. 何為脈振磁場(chǎng)?它有何特點(diǎn)和性質(zhì)? 答：脈振磁場(chǎng)：是一種空間位置固定而幅值在正負(fù)最大值之間變化的磁場(chǎng)。單相繞組，通入單相交流電時(shí)，便產(chǎn)生兩極脈振磁場(chǎng)。單相基波脈振磁場(chǎng)的物理意義可歸納為如下兩點(diǎn)： (1) 對(duì)某瞬時(shí)來(lái)說(shuō)， 磁場(chǎng)的大小沿定子內(nèi)圓周長(zhǎng)方向作余弦分布； (2) 對(duì)氣隙中某一點(diǎn)而言， 磁場(chǎng)的大小隨時(shí)間作正弦變化。3. 自整角變壓器的轉(zhuǎn)子繞組能否產(chǎn)生磁勢(shì)? 如果能， 請(qǐng)說(shuō)明有何性質(zhì)? 答：若自整角變壓器的轉(zhuǎn)子繞組電路閉合，則會(huì)有輸出電流產(chǎn)生，該電流也為單相正弦交流電，則該電流通過(guò)自整角變壓器的轉(zhuǎn)子繞組（單相繞組）必然產(chǎn)生兩極脈振磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)具備脈振磁場(chǎng)的兩個(gè)性質(zhì)： (1) 對(duì)某瞬時(shí)來(lái)說(shuō)， 磁場(chǎng)的大小沿定子內(nèi)圓周長(zhǎng)方向作余弦分布； (2) 對(duì)氣隙中某一點(diǎn)而言， 磁場(chǎng)的大小隨時(shí)間作正弦變化。4. 說(shuō)明ZKF的定子磁密的產(chǎn)生及特點(diǎn)。 如果將控制式運(yùn)行的自整角機(jī)中定子繞組三根引出線改接, 例如圖 5 - 19中的D1和D2聯(lián), D2和D1聯(lián), 而D3仍和D3聯(lián)接, 其協(xié)調(diào)位置和失調(diào)角又如何分析? 答：控制式發(fā)送機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場(chǎng)氣隙磁通密度在空間按余弦波分布，它在定子同步繞組中分別感應(yīng)出時(shí)間相位相同、幅值與轉(zhuǎn)角1有關(guān)的變壓器電勢(shì)，這些電勢(shì)在ZKF的定子繞組中產(chǎn)生電流，形成磁場(chǎng)。其特點(diǎn)是：(1) 定子三相合成磁密相量和勵(lì)磁繞組軸線重合, 但和勵(lì)磁磁場(chǎng)反向。 (2) 故定子合成磁場(chǎng)也是一個(gè)脈振磁場(chǎng)。 (3) 定子三相合成脈振磁場(chǎng)的幅值恒為一相磁密最大值的3/2倍, 它的大小與轉(zhuǎn)子相對(duì)定子的位置角1無(wú)關(guān)。 其協(xié)調(diào)位置將超前原位置120，失調(diào)角=-30+（ 2-1）5. 三臺(tái)自整角機(jī)如圖 5 - 34接線。 中間一臺(tái)為力矩式差動(dòng)接收機(jī), 左右兩臺(tái)為力矩式發(fā)送機(jī), 試問(wèn)： 當(dāng)左、 右邊兩臺(tái)發(fā)送機(jī)分別轉(zhuǎn)過(guò)1、 2角度時(shí), 中間的接收機(jī)轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)過(guò)的角度和1、 2之間是什么關(guān)系? 答：有圖可知， 12，他們都是順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)；所以=2-1，則中間的接收機(jī)將順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)=2-1的角度。 原、 副邊都補(bǔ)償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器 :原邊和副邊都補(bǔ)償時(shí)的正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器如圖 6 - 7 所示, 此時(shí)其四個(gè)繞組全部用上, 轉(zhuǎn)子兩個(gè)繞組接有外接阻抗ZL和Z, 允許ZL有所改變。 和單獨(dú)副邊或單獨(dú)原邊補(bǔ)償?shù)膬煞N方法比較, 采用原、 副邊都補(bǔ)償?shù)姆椒? 對(duì)消除輸出特性畸變的效果更好。這是因?yàn)? 單獨(dú)副邊補(bǔ)償時(shí)補(bǔ)償所用阻抗Z的數(shù)值和旋轉(zhuǎn)變壓器所帶的負(fù)載阻抗ZL的值必須相等。 對(duì)于變動(dòng)的負(fù)載阻抗來(lái)說(shuō), 這樣不能實(shí)現(xiàn)完全補(bǔ)償。第六章1. 消除旋轉(zhuǎn)變壓器輸出特性曲線畸變的方法是什么? 答：原邊補(bǔ)償和副邊補(bǔ)償。 2. 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器副邊全補(bǔ)償?shù)臈l件是什么?原邊全補(bǔ)償?shù)臈l件又是什么? 答：副邊全補(bǔ)償?shù)臈l件是：轉(zhuǎn)子另一輸出繞組接一個(gè)等于負(fù)載阻抗ZL的阻抗；原邊 全補(bǔ)償?shù)臈l件是：定子交軸繞組外接阻抗Z等于勵(lì)磁電源內(nèi)阻抗Zn。 3.旋轉(zhuǎn)變壓器副方全補(bǔ)償時(shí)只產(chǎn)生與轉(zhuǎn)角如何(有關(guān); 無(wú)關(guān))的直軸磁場(chǎng)?而能否(不; 可以)產(chǎn)生交軸磁場(chǎng), 其原因是什么? 答：旋轉(zhuǎn)變壓器副方全補(bǔ)償時(shí)只產(chǎn)生與轉(zhuǎn)角有關(guān)的直軸磁場(chǎng)，不產(chǎn)生交軸磁場(chǎng), 其原 因是：對(duì)稱(chēng)繞組不產(chǎn)生交軸磁場(chǎng)或者說(shuō)它們產(chǎn)生的交軸磁場(chǎng)相互抵消。 4. 采用原方全補(bǔ)償時(shí), 旋轉(zhuǎn)變壓器在工作時(shí)交軸磁通在某繞組中感生電流, 該電流所產(chǎn)生的磁通對(duì)交軸磁通有什么作用?單獨(dú)原邊全補(bǔ)償時(shí), 負(fù)載阻抗改變將能否(不; 可以)影響其補(bǔ)償程度, 即與負(fù)載阻抗值的改變是否有關(guān)? 答：感生電流所產(chǎn)生的磁通對(duì)交軸磁通有去磁作用，單獨(dú)原邊全補(bǔ)償時(shí), 負(fù)載阻抗改 變不影響其補(bǔ)償程度, 即與負(fù)載阻抗值的改變無(wú)關(guān)。 5. 線性旋轉(zhuǎn)變壓器是如何從正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器演變過(guò)來(lái)的?線性旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子繞組輸出電壓UR2和轉(zhuǎn)角的關(guān)系式是什么?改進(jìn)后的線性旋變, 當(dāng)誤差小于0.1%時(shí),轉(zhuǎn)角的角度范圍是什么? 答：將正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的定子勵(lì)磁繞組和轉(zhuǎn)子余弦輸出繞組串聯(lián), 并作為勵(lì)磁的 原邊。 定子交軸繞組短接作為原邊補(bǔ)償, 轉(zhuǎn)子正弦輸出繞組作為輸出繞組，即可將正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器變?yōu)榫€性旋轉(zhuǎn)變壓器。線性旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子繞組輸出電壓UR2和轉(zhuǎn)角的關(guān)系式是：改進(jìn)后的線性旋變，當(dāng)誤差小于0.1%時(shí)，轉(zhuǎn)角的角度范圍是。7. 感應(yīng)移相器的主要特點(diǎn)是什么? 具備這些特點(diǎn)的原因是什么? 答：感應(yīng)移相器的主要特點(diǎn)是：輸出電壓的相位與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系, 而且其輸出電壓的幅值能保持恒定。原因是：將旋轉(zhuǎn)變壓器接上移相電路構(gòu)成感應(yīng)移相器后，其本身的參數(shù)和外接電路滿足以下兩個(gè)條件時(shí): 其輸出電壓的相位與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角滿足下面函數(shù)式 P116頁(yè)第7章1. 單相繞組通入直流電、 交流電及兩相繞組通入兩相交流電各形成什么磁場(chǎng)? 它們的氣隙磁通密度在空間怎樣分布， 在時(shí)間上又怎樣變化? 答：?jiǎn)蜗嗬@組通入直流電會(huì)形成恒定的磁場(chǎng)，單相繞組通入交流電會(huì)形成脈振磁場(chǎng)； 兩相繞組通入兩相交流電會(huì)形成脈振磁場(chǎng)或旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。恒定磁場(chǎng)在磁場(chǎng)內(nèi)部是一個(gè)勻強(qiáng)磁場(chǎng)，不隨時(shí)間變化。脈振磁場(chǎng)的幅值位置不變，其振幅永遠(yuǎn)隨時(shí)間交變；對(duì)某瞬時(shí)來(lái)說(shuō)， 磁場(chǎng)的大小沿定子內(nèi)圓周長(zhǎng)方向作余弦分布，對(duì)氣隙中某一點(diǎn)而言， 磁場(chǎng)的大小隨時(shí)間作正弦變化。圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的特點(diǎn)是： 它的磁通密度在空間按正弦規(guī)律分布， 其幅值不變并以恒定的速度在空間旋轉(zhuǎn)。 2. 何為對(duì)稱(chēng)狀態(tài)? 何為非對(duì)稱(chēng)狀態(tài)? 交流伺服電動(dòng)機(jī)在通常運(yùn)行時(shí)是怎樣的磁場(chǎng)? 兩相繞組通上相位相同的交流電流能否形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)? 答：一般地， 當(dāng)兩相繞組產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)， 這時(shí)加在定子繞組上的電壓分別定 義為額定勵(lì)磁電壓和額定控制電壓， 并稱(chēng)兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)處于對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。當(dāng)兩相繞組產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)， 稱(chēng)兩相交流伺服電動(dòng)機(jī)處于非對(duì)稱(chēng)狀態(tài)。兩相繞組通上相位相同的交流電流不能形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，只能形成脈振磁場(chǎng)。3. 當(dāng)兩相繞組匝數(shù)相等和不相等時(shí)， 加在兩相繞組上的電壓及電流應(yīng)符合怎樣條件才能產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)? 答：當(dāng)兩相繞組匝數(shù)相等時(shí)，加在兩相繞組上的電壓及電流值應(yīng)相等才能產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。當(dāng)兩相繞組有效匝數(shù)不等時(shí)， 若要產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)， 電流值應(yīng)與繞組匝數(shù)成反 比，電壓值應(yīng)與繞組匝數(shù)成正比。 4. 改變交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的方法有哪些? 為什么能改變? 答：把勵(lì)磁與控制兩相繞組中任意一相繞組上所加的電壓反相(即相位改變180)， 就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向。因?yàn)樾D(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)向是從超前相的繞組軸線(此繞組中流有相位上超前的電流)轉(zhuǎn)到落后相的繞組軸線，而超前的相位剛好為90。5. 什么叫作同步速” 如何決定? 假如電源頻率為60 Hz， 電機(jī)極數(shù)為6， 電機(jī)的同步速等于多少? 答：旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速常稱(chēng)為同步速， 以ns表示。同步速只與電機(jī)極數(shù)和電源頻率有關(guān)， 其關(guān)系式為：n，假如電源頻率為60 Hz，電機(jī)極數(shù)為6，電機(jī)的同步速等于1200r/min。6. 為什么交流伺服電動(dòng)機(jī)有時(shí)能稱(chēng)為兩相異步電動(dòng)機(jī)? 如果有一臺(tái)電機(jī)， 技術(shù)數(shù)據(jù)上標(biāo)明空載轉(zhuǎn)速是1 200 r/min， 電源頻率為50 Hz， 請(qǐng)問(wèn)這是幾極電機(jī)? 空載轉(zhuǎn)差率是多少? 答：因?yàn)榻涣魉欧妱?dòng)機(jī)的定子繞組有勵(lì)磁繞組和控制繞組兩相組成，交流伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速總是低于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速，而且隨著負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩值的變化而變化， 因此交流伺服電動(dòng)機(jī)又稱(chēng)為兩相異步伺服電動(dòng)機(jī)?？蛰d轉(zhuǎn)速是1200 r/min， 電源頻率為50 Hz的電機(jī)是4極電機(jī)，空載轉(zhuǎn)差率是20%。7. 當(dāng)電機(jī)的軸被卡住不動(dòng)， 定子繞組仍加額定電壓， 為什么轉(zhuǎn)子電流會(huì)很大? 伺服電動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 轉(zhuǎn)子繞組的頻率、 電勢(shì)及電抗會(huì)有什么變化? 為什么會(huì)有這些變化? 答：當(dāng)電機(jī)的軸被卡住不動(dòng)， 定子繞組仍加額定電壓， 此時(shí)電動(dòng)機(jī)處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，感應(yīng)電勢(shì)ER較大，所以轉(zhuǎn)子電流會(huì)很大。伺服電動(dòng)機(jī)從啟動(dòng)到運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， 轉(zhuǎn)子繞組的頻率、 電勢(shì)及電抗會(huì)變小， 因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體中感應(yīng)電流的頻率、電勢(shì)及電抗分別等于轉(zhuǎn)子不動(dòng)時(shí)的頻率、電勢(shì)及電抗乘上轉(zhuǎn)差率。9. 什么是電源移相， 什么是電容移相， 電容移相時(shí)通常移相電容值怎樣確定? 電容伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向怎樣? 答：直接將電源移相或通過(guò)移相網(wǎng)絡(luò)使勵(lì)磁電壓和控制電壓之間有一固定的90相移， 這些移相方法通稱(chēng)為電源移相。在交流伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)部采用勵(lì)磁相串聯(lián)電容器移相的移相方法叫電容移相。電容伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向是從勵(lì)磁繞組轉(zhuǎn)向控制繞組。 10. 怎樣看出橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的幅值和轉(zhuǎn)速都是變化的? 當(dāng)有效信號(hào)系數(shù)e從01變化時(shí)， 電機(jī)磁場(chǎng)的橢圓度怎樣變化? 被分解成的正、 反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的大小又怎樣變化? 答：橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的幅值和轉(zhuǎn)速都是變化的詳見(jiàn)課本151頁(yè)，當(dāng)有效信號(hào)系數(shù)e 從01變化時(shí)， 電機(jī)磁場(chǎng)的橢圓度將變小，被分解成的正向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)增大，反向旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)減小。11. 什么是自轉(zhuǎn)現(xiàn)象? 為了消除自轉(zhuǎn)， 交流伺服電動(dòng)機(jī)零信號(hào)時(shí)應(yīng)具有怎樣的機(jī)械特性? 答：當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)的控制電信號(hào)Uk=0時(shí)， 只要阻轉(zhuǎn)矩小于單相運(yùn)行時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩， 電動(dòng)機(jī)仍將在電磁轉(zhuǎn)矩T作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。為了消除自轉(zhuǎn)， 交流伺服電 動(dòng)機(jī)零信號(hào)時(shí)的機(jī)械特性應(yīng)位于二、四象限 12. 與幅值控制時(shí)相比， 電容伺服電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流和電壓隨轉(zhuǎn)速的變化情況有哪些不同? 為何它的機(jī)械特性在低速段出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象? 答：與幅值控制時(shí)相比， 電容伺服電動(dòng)機(jī)定子繞組的電流和電壓隨轉(zhuǎn)速的增加而增 大，勵(lì)磁電壓Uf的相位也增大。因機(jī)械特性在低速段隨著轉(zhuǎn)速的增加轉(zhuǎn)矩下降得很慢， 而在高速段， 轉(zhuǎn)矩下降得很快， 從而使機(jī)械特性在低速段出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象(即機(jī)械特性負(fù)的斜率值降低)。13. 何為交流伺服電動(dòng)機(jī)的額定狀態(tài)? 額定功率含義如何? 答：電機(jī)處于對(duì)稱(chēng)狀態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近空載轉(zhuǎn)速n0的一半時(shí)，輸出功率最大，通常就把這點(diǎn)規(guī)定為交流伺服電動(dòng)機(jī)的額定狀態(tài)。電機(jī)可以在這個(gè)狀態(tài)下長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)而不過(guò)熱，這個(gè)最大的輸出功率就是電機(jī)的額定功率P2n 。15. 一臺(tái)兩極的兩相伺服電動(dòng)機(jī)， 勵(lì)磁繞組通以400 Hz的交流電， 當(dāng)轉(zhuǎn)速n=18 000 r/min時(shí)， 使控制電壓Uk=0， 問(wèn)此瞬時(shí)： (1) 正、 反旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體的速率(即轉(zhuǎn)差)為多少? (2) 正、 反旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)切割轉(zhuǎn)子導(dǎo)體所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流頻率各為多少? (3) 正、 反旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩方向和大小是否一樣? 哪個(gè)大? 為什么? 答：（1）旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的同步速ns為3.DC servo motors are normally used as prime movers in computers, numerically controlled machinery, or other applications where starts and stops are made quickly and accurately. Servo motors have lightweight, low-inertia armatures that respond quickly to excitation-voltage changes. In addition, very low armature inductance in these servo motors results in a low electrical time constant (typically 0.05 to 1.5 msec) that further sharpens servo motor response to command signals.直流伺服電動(dòng)機(jī)通常作為原動(dòng)力在計(jì)算機(jī)、數(shù)控機(jī)械、或其他應(yīng)用程序啟動(dòng)和停止是快速、準(zhǔn)確。伺服電機(jī)有輕量級(jí)、低慣性電樞,勵(lì)磁電壓變化做出快速響應(yīng)。此外,在這些伺服電動(dòng)機(jī)電樞電感非常低的結(jié)果在一個(gè)低電氣時(shí)間常數(shù)(通常是0.05到1.5毫秒),進(jìn)一步提高伺服電機(jī)響應(yīng)命令信號(hào)。Axial Flux Motor軸向磁通電動(dòng)機(jī)This motor is different from conventional electric motors due to the different path of the magnetic flux. In conventional motors the flux flows radially through the air gap between the rotor and the stator. However in this motor the flux flows parallel to the axle of the motor. The rotor often referred to as a pancake rotor, can be made much thinner and lighter, hence these motors are often used for applications requiring quick changes in speed.這汽車(chē)不同于普通電機(jī)由于不同的磁通路徑。在傳統(tǒng)汽車(chē)通量流徑向通過(guò)轉(zhuǎn)子和定子之間的氣隙。然而在這種電動(dòng)機(jī)磁通流動(dòng)與電動(dòng)機(jī)的軸平行。通常被稱(chēng)為一個(gè)煎餅的轉(zhuǎn)子,轉(zhuǎn)子可以做的更薄,更輕,因此這些汽車(chē)通常用于應(yīng)用程序要求的變化速度快。3.5伺服系統(tǒng) 是用來(lái)控制被控對(duì)象的某種狀態(tài)，使其自動(dòng)地、連續(xù)地、精確地復(fù)現(xiàn)輸入信號(hào)的變化規(guī)律，通常是閉環(huán)控制系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)控制的目的就是使伺服系統(tǒng)在可變的外部條件下仍然完成所期望的行為。廣義來(lái)講，所期望的行為可分為兩種： (1)使系統(tǒng)保持原來(lái)的狀態(tài)； (2)使系統(tǒng)沿著所希望的狀態(tài)軌跡變化。若系統(tǒng)被控量是位置，則稱(chēng)為位置伺服系統(tǒng)。位置伺服系統(tǒng)的根本任務(wù)就是使系統(tǒng)按照給定的速度和運(yùn)動(dòng)軌跡實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的跟蹤和定位，并在保證系統(tǒng)有足夠的能力推動(dòng)負(fù)載按輸入指令的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，是輸入和輸出之間的偏差不超過(guò)允許的范圍。 3.10空心杯直流電機(jī)屬于直流: 永磁電機(jī)，與普通有刷、無(wú)刷直流電機(jī)的主要區(qū)別是采用無(wú)鐵芯轉(zhuǎn)子，也叫空心杯型轉(zhuǎn)子。該轉(zhuǎn)子是直接采用導(dǎo)線繞制成的，沒(méi)有任何其他的結(jié)構(gòu)支撐這些繞線，繞線本身做成杯狀，就構(gòu)成了轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)。5.自整角機(jī)是利用自整步特性將轉(zhuǎn)角變?yōu)榻涣麟妷夯蛴山涣麟妷鹤優(yōu)檗D(zhuǎn)角的感應(yīng)式微型電機(jī)，在伺服系統(tǒng)中被用作測(cè)量角度的位移傳感器。自整角機(jī)還可用以實(shí)現(xiàn)角度信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸、變換、接收和指示。兩臺(tái)或多臺(tái)電機(jī)通過(guò)電路的聯(lián)系，使機(jī)械上互不相連的兩根或多根轉(zhuǎn)軸自動(dòng)地保持相同的轉(zhuǎn)角變化，或同步旋轉(zhuǎn)。電機(jī)的這種性能稱(chēng)為自整步特性。在伺服系統(tǒng)中，產(chǎn)生信號(hào)一方所用的自整角機(jī)稱(chēng)為發(fā)送機(jī)，接收信號(hào)一方所用自整角機(jī)稱(chēng)為接收機(jī)。自整角機(jī)廣泛應(yīng)用于冶金、航海等位置和方位同步指示系統(tǒng)和火炮、雷達(dá)等伺服系統(tǒng)中。自整角機(jī)As a circuit element, the selsynchro is essentially a variable-coupling transformer. The magnitude of the magnetic coupling between the primary and secondary varies according to the position of the rotatable element, and hence the magnitude of the output voltage varies. In function, the selsynchro is an electromechanical transducer. A mechanical input such as a shaft rotation is converted to a unique set of output voltages, or a set of input voltages is used to turn a selsynchro rotor to a desired position. Selsynchros can be classified in two groups according to the models of operation: torque selsynchros and control selsynchros.電路元件,selsynchro本質(zhì)上是一個(gè)變量耦合變壓器。級(jí)之間的磁耦合中小學(xué)根據(jù)不同的位置可旋轉(zhuǎn)的元素,因此輸出電壓的大小各不相同。在函數(shù)中,selsynchro機(jī)電換能器。機(jī)械軸旋轉(zhuǎn)等輸入轉(zhuǎn)換為一系列獨(dú)特的輸出電壓,或一組輸入電壓用于selsynchro轉(zhuǎn)子到所需的位置。Selsynchros可分為兩組模型的操作:扭矩Selsynchros Selsynchros和控制控制 Control selsynchros are used in the systems that are designed to move heavy loads such as gun directors(火炮射擊指揮儀), radar antennas, and missile launchers. A positioning servo system using a control selsynchro system consisting of a servomotor, a servoamplifier, a control transmitter and a control transformer. selsynchros用于控制系統(tǒng)的目的是實(shí)現(xiàn)高負(fù)載如槍董事(火炮射擊指揮儀),雷達(dá)天線,和導(dǎo)彈發(fā)射器。定位伺服系統(tǒng)使用控制selsynchro系統(tǒng)組成的伺服馬達(dá),伺服放大器,控制發(fā)射機(jī)和控制變壓器。The output signal of the transformer is amplified by the servoamplifier and applied to the servomotor. The servomotor turns the load, and through a mechanical linkage called “response”, also turns the rotor of the control transformer. 變壓器的輸出信號(hào)是由伺服放大器放大,應(yīng)用于伺服電動(dòng)機(jī)。伺服電動(dòng)機(jī)的負(fù)載,并通過(guò)一個(gè)稱(chēng)為“響應(yīng)”的機(jī)械聯(lián)動(dòng)裝置,還把轉(zhuǎn)子的控制變壓器。The servomotor turns the rotor of the control transformer so that it is once again in correspondence with the rotor of the transmitter, the output signal of the transformer drops to zero volts, and the system comes to a stop.伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子控制變壓