自动控制元件部分课后题答案

1、自动控制元件部分课后题答案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：a由Tem=CmI知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。b:由Tem =To +T2 = Cmla控制电流由负载转矩（T2）和空载转矩（T。）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：a：电磁转矩Tem =To +T2可见电磁转矩也不变。由 Tem=CmI知控制电流 la也不变b : n Ua RaTem知Tem不变可见Ua转速升高理想空载转速变大导致Ke KeKt转速n升高。1-3已知一台直流电动机

2、，其电枢额定电压Ua=110V,额定运行时电枢电流la=0.4A,转速n=3600rpm,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？答：Ea= Ua- IaRa=1100.4 x 50=90VEa=Ce n, Ce=0.105Cm Cm二Ea0.105 n900.105 36000.238Tem =T0 +T2=Cm Ia fT=Cm la-T =0.40.238=0.095215 x 1(J1-6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

3、过程。答：磁转矩Tem =T。+T2可见T2 J电磁转矩也J。由Tem=Cma知控制电流Ia JEa= Ua- laRa 可见 la J知 Eat，由 Ea=Ce n 知 Ea T知 n T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 Q,电枢电阻Ra=180Q，转速n=3000rpm,求该转速下的空载输出电压 Uo和输出电流la。50Ea = Ua laRa la= =0.0167A Ea=50300050Ea =50+工匕 x 180=53 空载 Uo =Ea =533000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

4、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。答:5 相单 5 拍 A B C EA迴迴1.5NZr 5 48.2n.4nTemA =-T jmaxs in(e) TemB =-T jmaxsi n(e-) TemC =-T jmaxsi n(e-)55TemD =-T jmaxSi n(e-) TemE =-T jmaxS in9e-)555 相双 5 拍 AB BC CD DE EA AB360360Ob=1.5NZr 5 48n3冗TemAB=-1.62Tjmaxsi n( Oe- ) TemBc=-1.62Tjmaxsi n(e-)55.7nTemCD =-1.62

5、TjmaxSin(e- n TemDE =-1.62TjmaxSin(e-)59冗T emEA =-1.62Tjmaxsi n(e_ 厂)55 相 10 拍 A AB B BC C CD D DE E EA AB360NZr36010 480.75em3- 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a：四相单四拍步距角盼鶴九8be=n?，如下图四相单四矩角特性占八、q1 转矩nTemq1=

6、TT jmaxSi门一 =0.14X 0.707=0.07NmV 0.08N m电机不能正常运行b:四相双四拍步距角 现=-360NZr=1.84 50,be=nT =emq1_2n1.414Tjmaxsin=1.41440.0707=N1 m 0.08N m，电机能正常运行6 =0.98 50_冗_,be= T emq1=4n1.4142 厂1.4140.0707=(N1 m 0.08N m,电机能正常运行第四章 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B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：Uxs= Uss in , Uys =

7、 UscosQUxc= Uccos 0 yU = Ucsin 0,T Ux= Uxs- Uxc, Uy= Uys +Uyc , Ux= Ussin -Uccos 0 Uy= Uscos +Ucsin 0,如p点与坐标系uov相当于正余弦旋转变压器转子，当其顺时针旋转0,坐标系顺uov时针旋转0就会输出新的坐标（Ux 、Uy ）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0=15 , 0=10 ，试求:（1）旋变变压器转子的输出绕组的协调位置 XT ;解:协调位置XT在转子逆时针旋转95（2）失调角r。r=- 0-(9

8、0-(2)=-95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、01角度时，中间的接收机将转过的角度B与62和91之间是什么关系？解：r= 961 ,2- 90则顺时针转动9 9=0则不动2 90则逆时针转动5- 6某力矩式自整角机接线如题图5-3所示(见书P148)(1) 画出接收机转子所受的转矩方向：解：收机转子所受的转矩方向是逆时针方向(2) 画出接收机的协调位置；解：接收机转子逆时针旋转转角度：(15-35= -20 )解：r= 9- 2=15 -35 =-205-7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 61和G2。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。(1)合成磁场轴线的位置:E04.44 fW sin( 12)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、幅相控制幅值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，改变控制电压的大小，以实现对伺服电动机转速的控制。负载不变时，改变控制电压 Uk,如U