控制电机习题及答案2015

1、l 1.自整角机可以把发送机和接收机之间的转角差转换成与角差成正弦关系的电压信号。l 2控制式自整角机的比电压大，就是失调同样的角度所获得的信号电压大，系统的灵敏度就_越高_。l 3.无力矩放大作用，接收误差稍大，负载能力较差的自整角机是_式自整角机。（ A ）l A.力矩 B.控制 C.差动 D.单机l 4自整角变压器的整步绕组中合成磁势的性质和特点分别是什么？从物理本质上来看,控制式自整角机的发送机定子合成磁场轴线在励磁绕组轴线上,是由于定子三相绕组是对称的(接收机定子三相绕组作为它的对称感性负载).如果把发送机励磁绕组作为初级,定子三相绕组作为次级,两侧的电磁关系类似一台变压器.因此,可

2、以推想,发送机定子合成磁势 必定对励磁磁场起去磁作用.当励磁电流的瞬时值增加时,发送机定于合成磁势的方向必定与励磁磁场的方向相反.合成磁势的特点主要有： (1). 合成磁场在励磁绕组轴线上,它的方向和励磁磁场的方向相反.(2). 由于合成磁场的位置在空间固定不变,其大小又是时间的正弦函数,所以合成磁场是一个脉振磁场. (3). 合成磁势的幅值恒为3/2,它与励磁绕组轴线相对于定子的位置角无关.l 5力矩式自整角发送机和接收机的整步绕组中合成磁势的性质和特点分别是什么？力矩式自整角机的整步绕组为星形连接的三相绕组.当发送机和接收机两机的励磁绕组均接上单相交流电源时,则分别在各自的气隙中形成一个正

3、弦分布的脉振磁场,且分别在各自的三相定子绕组中感应出电势.当发送机和接收机励磁绕组处于相同的位置时,定子三相绕组中的感应电势大小和相位相同,因此定子回路中电势为零.若两机的转子位置不同时,就存在电势差.该电势差就产生电流,在定子绕组里通过.这些电流和转子励磁绕组磁通相互作用,产生转矩.它使接收机转子转动,直到两个转子有相同的位置为止.这个转矩就称为整步转矩. 由于两机的励磁绕组接于同一正弦交流电源(频率为f), 因此在两机的励磁绕组轴线方向存在时间相位相同的脉振磁场.由此在发送机、接收机定子绕组上感应出变压器电势. 当整步绕组中有电流流过,将产生磁势.值得指出,虽然整步绕组是三相绕组,但这一组

4、电流在时间上是同相位的.当它们流过接收机定子绕组时,将产生脉振磁势.l 7. 何为比整步转矩？有何特点？比整步转矩表示接收机与发送机在协调位置附近的单位失调角所产生的转短.显然,比整步转矩愈大,整步能力就愈大.为了减小接收机的静态误差,应尽可能提高其值.同时,还要尽可能减小轴承、电刷和滑环摩擦力矩及转子不平衡力矩等三台自整角机如图 接线。 中间一台为力矩式差动接收机, 左右两台为力矩式发送机, 试问： 当左、 右边两台发送机分别转过1、 2角度时, 中间的接收机转子将转过的角度和1、 2之间是什么关系?答：由图可知，1<2，它们都是顺时针方向旋转的，所以=2-1，则中间的接收机将顺时针转

5、过=2-1的角度。u 1一台直流测速发电机，已知电枢回路总电阻Ra=180，电枢转速n=3000r/min，负载电阻RL=2000，负载时的输出电压Ua=50V，则常数Ke=_，斜率C=_。u 2直流测速发电机的输出特性，在什么条件下是线性特性？产生误差的原因和改进的方法是什么？直流测速发电机,当不考虑电枢反应,且认为励磁磁通、R a 和R L 都能保持为常数时可认为其特性是线性的. 误差产生原因有： 1).温度影响： 措施： (1) 设计电机时,磁路比较饱和,使励磁电流的变化所引起磁通的变化较小; (2) 在励磁回路中串联一个阻值比励磁绕组电阻大几倍的附加电阻来稳流 2).电枢反应的影响：

6、措施： (1) 对电磁式直流测速发电机,在定子磁极上安装补偿绕组.有时为了调节补偿的程度,还接有分流电阻. (2) 在设计电机时,选择较小的线负荷和较大的空气隙. (3) 在使用时,转速不应超过最大线性工作转速,所接负载电阻不应小于最小负载电阻,以保证线性误差在限定范围内. 3).延迟换向去磁作用的影响; 对于小容量的测速机一般采取限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用,限定最高工作转速. 4).纹波影响; 措施一,增加每条支路中的串联组件数可以减小纹波；措施二,采用无槽电枢工艺5). 电刷接触压降影响：为了减小电刷接触压降的影响,缩小不灵敏区,常常采用导电性能较好的黄铜石墨电刷或含银金属电刷u

7、 3若直流测速发电机的电刷没有放在几何中性线的位置上，试问此时电机正、反转时的输出特性是否一样？为什么？负载运行时,若电刷的位置没有严格的位于几何中性线上,会造成测速发电机正反转时输出电压不对称,即在相同的转速下,测速发电机正反转时,输出电压不完全相等.这是因为当电刷偏离几何中性线一个不大的角度时,电枢反应的直轴分量磁通若在一种转向下起去磁作用,而必然在另一种转向下起增磁作用.因此,在两种转向下,尽管转速相同,却有着不同的电枢绕组感应电动势,其输出电压必然不相等. 4、根据上题1中已知条件,求该转速下的输出电流Ia和空载输出电压Ua0.u 4. 根据上题1中已知条件，求该转速下的输出电流Ia和

8、空载输出电压Ua0。u 5测速发电机要求其输出电压与_转速_成严格的线性关系。u 1. 旋转变压器由_两大部分组成。（ ）u A.定子和换向器B.集电环和转子C.定子和电刷 D.定子和转子u 2. 与旋转变压器输出电压呈一定的函数关系的是转子（ ）。u A.电流 B.转速 C.转矩 D.转角u 3旋转变压器的原、副边绕组分别装在_上。u A定子、换向器 B.集电环、转子 C.定子、电刷 D.定子、转子u 4线性旋转变压器正常工作时，其输出电压与转子转角在一定转角范围内成_正比_。 u 5、旋转变压器在结构上有什么特点?有什么用途。为了使气隙磁通密度分布呈正弦规律，获得在磁耦合和电气上的良好对称

9、性，从而提高旋转变压器的精度，旋转变压器大多设计成两极隐极式的定、转子的结构和定转子对称两套绕组。电磁部分仍然由可导电的绕组和能导磁的铁心组成，旋转变压器的定、转子铁心是采用导磁性能良好的硅钢片薄板冲成的槽状心片叠装而成。为提高精度，通常采用铁镍软磁合金或高硅电工钢等高磁导率材料，并采用频率为400Hz的励磁电源。在定子铁心的内周和转子铁心外圆周上都冲有一定数量的规格均匀的槽，里面分别放置两套空间轴线互相垂直的绕组，以便在运行时可以得到原边或副边补偿。u 6、一台正弦旋转变压器，为什么在转子上安装一套余弦绕组?正弦输出绕组接上负载实验结果证明，带负载以后的旋转变压器，其输出电压不再是转角的正弦

10、或余弦函数，而是有一定的偏差，这种现象称为输出特性发生畸变，旋转变压器在空载和负载时的输出特性，旋转变压器的负载越大(1s 越大)。输出特性的畸变也越严重。这种畸变是必须加以消除的u 7、说明二次侧完全补偿的正余弦旋转变压器条件，转子绕组产生的合成磁动势和转子转角有何关系。u 1、改变直流伺服电动机转向的方法有改变磁通方向和改变励磁电流的方向两种。u 2、伺服电动机的转矩、转速和转向都非常灵敏和准确地跟着控制电压变化 。u 3、当直流伺服电动机电枢电压、磁电压不变时， 如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、 电磁转矩、转速将怎样变化? 并说明由原来的稳态到达新的稳态的物理过程。答：此时，电动机的电枢电流减小，电磁转矩减小，转速增大。 由原来的稳态到达新的稳态的物理过程分析如下： 开始时，假设电动机所加的电枢电压为Ua1，励磁电压为Uf，电动机的转速为n1，产生的反电势为Ea1，电枢中的电流为Ia1，根据电压平衡方程式： Ua1=Ea1+Ia1Ra=Cen1+Ia1Ra 则此时电动机产生的电磁转矩T=CTIa1，由于电动机处于稳态，电磁转矩T和电动机轴上的总阻转矩Ts平衡，即T=Ts。 当保持直流伺服电动机的励磁电压不变，则不变；如果负载转矩减少，则总的阻转矩Ts=TL+T0将减少，因此，