自动控制元件作业答案

1、自动控制元件作业2010 秋 王文君第一章 直流伺服电动机1- 1 直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？ 答：电磁转矩 Tem=CmIa 由每极磁通量和绕组电流大小决定。 控制电流由负载转矩大小决定。1-2 当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使 稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？ 答：（1）控制电流由负载转矩大小决定，不变。（ 2）电磁转矩 Tem=CmIa 可见电磁转矩也不变。（ 3）Ua-Ua0=Ea=Ce n，可见转速变大。1-3 已知一台直流电动机， 其电枢额定电压 Ua=110V ，额定运行时 电枢电流 Ia=0.4A ，转速 n=36

2、00rpm ，它的电枢电阻 Ra=50 欧姆， 负载阻转矩 To=15mN.m 。试问该电动机额定负载转矩是多少？ 解： Ea=Ua-IaRa=110-0.4*50=90VEa=Ce nCe=0.105Cm得： 90=0.105Cm *3600则 Cm=0.238T2+T0=Tem= Cm Ia代入得： T2=0.238*0.4-15*10 -3=80mN.m1-6 当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，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？ 并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。解： Ea=Ua-IaRa=Ce nTem=T2+T0=Cm Ia电枢电流由

3、负载转矩决定。可得： 电枢电流减小、电磁转矩减小、转速增大。第二章 直流测速发电机2- 4 某直流测速发电机， 其电枢电压 U=50V ，负载电阻 RL=3000 ， 电枢电阻 Ra=180 ，转速n=3000rpm ，求该转速下的空载输出电 压 Uo 和输出电流 Ia 。解： U0=Ea/ （1+Ra/Rf ）=47.17VIa=U0/Rl=47.17/3000=0.015A第三章 步进电动机3- 8 某五相反应式步进电动机转子有 48 个齿，试分析其有哪几种运 行方式及对应的步距角，并画出它们的矩角特性曲线族。 解：步矩角： 2/（48*5 ）=/120五相单 5 拍 五相双 5 拍 五相

4、三拍 五相四拍3- 10 四相反应式步进电动机，转子有 50 个齿，试计算各种运行方 式的步距角。并画出其单、双拍制的矩角特性曲线族。若单相通电 时的最大静态转矩为 0.1N ·m，试计算各种运行方式的起动转矩； 并判断转子上负载为 0.08N ·m 时哪种运行方式可使步进电动机正 常运行。解：步矩角： 2/（50*4 ）=/100 运行方式：四相单拍、四相双拍、单双八拍 单拍制时： T1=-T jmaxsin（? e）T2=-T jmax sin （? e- /2）T3=-T jmax sin （? e- ）T4=-T jmax sin （? e-3 /2 ）双拍制时：

5、TAB =-2Tjmax sin （? e-/4）TAB =-2T j max sin （? e-3/4）TAB =-2T jmax sin（? e-5/4）TAB =-2T j max sin （? e-7/4）第四章 旋转变压器4- 6 用正余弦旋转变压器可以构成直角坐标系旋转 角的变换，接线 如图题图 4-1，4-2 所示（见书 P119 ）。试分析其工作原理。解： Uc=Uxcos +Uysin Us=Uxsin +Uycos 4- 8有一只旋变发送机 XF 和一只旋变变压器 XB 定子绕组对应联接 作控制式运行，如题图 4-3 所示（见书 P119 ），已知：图中的1=15 

6、6;°，2=10 °°，试求：（1）旋变变压器转子的输出绕组的协调位置 XT ；（ 2） 失调角 r。答：（1）2=1（2）r=-5 °；负号表示逆时针第五章 自整角机5- 4 三台自整角机如题图 5-1 所示（见书 P147 ）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 2、1 角度时，中间的接收机将转过的角度 与 2 和 1 之间是什么关系？答：=2-1，若2-1 大于 0，顺时针转；若 2-1 小于 0，逆时 针转；若 2-1 等于 0，不转。5- 6 某力矩式自整角机接线如题图 5-3 所示（见

7、书 P148 ）1）画出接收机转子所受的转矩方向：2）画出接收机的协调位置；3）求失调角。答：（1）逆时针方向（ 2）逆时针方向转过 20 度（3）逆时针 -20 度 5-7 对于题图 5-4 所示（见书 P148 ）自整角测量线路， CX 为自整 角发送机，CT 为自整角变压器，它们的转子的转角分别为 1 和2。 画出三相绕组合成磁场轴线的位置，并写出输出电势的有效值 Eo 和转角 1、 2 的关系式。解： Eo=4.44 ?W*sin（1-2）?为激磁电源交变频率 ;W 为自整角变压器输出绕组有效匝数； 为自整角变压器的主磁通；第六章 交流伺服电动机6- 8 交流伺服电动机的控制方法有几种？幅值控制转速变化的物 理过程如何？答：控制方法：幅值控制、相位控制、幅相控制 幅相控制就是将励磁绕组加上恒定的额定励磁电压 Ujc ，并保持励磁电压和控制电压的相位差 90 °不变，改变控制电压不变的大 小，以实现对伺服电动机转速的控制。6- 13 什么是自转现象？为了消除自转现象， 交流伺服电动机在单相 供电时应具有怎样的机械特性？ 答：控制信号消失后，电