自动控制元件部分课后题答案

1、直流伺服电动机第一章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Ten=GI a知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。b:由Tem二T°+T2=CnIa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Ten=Cn0I a知控制电流I a也 不变b：门Ua "丁呦知Tem不变可见Ua转速升高理想空载转速变大导致转Ke KeKt速n升高。1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电

2、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=。试问该电动机额定负载转矩是多少？答：Ea= Ua- IaRa=x 50=90VEa=Ce& n, Ce=0.105CmCm二Ea0.105900.2380.105 3600Tem =T0 +T>CnIa T2=Cm> Ia -To二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。答：磁转矩Tem =T0 +T2可见T2 J电磁转矩也J。由Tem=CnI

3、 a知控制电流I a JEa= Ua- IaRa 可见 Ia ；知 Eat，由 Ea=Cdn 知 Eat知 nT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R=3000Q，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Ia。50Ea = Ua IaRa Ia= -5=0.0167A Ea=503000503000Ea =50+ x 180=53 空载 Uo=Ea =53步进电动机第三章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。O b=答：5相单5

4、拍 L X EANZr 5 48TemA=-T jmaxSin( O e) T emB=-T jmaxSin( O e-2n4 n-)T emC=-T jmaxSin( O e-)55T6 nemDT jmaxSin( O e-) T emET jmaxSin(O8冗 e-)555相双 5 拍 ABBCC»DiEAABO b=型360°3603600NZr 5 48TemA=( O e-) T emB= (O e- 3n )55TemCD=( O e- TtT emD=( O e-7nTemEA=( O e-相 10 拍 2AB4BSCC»DDiiEAABO b=

5、60 旦NZr 10 48em3- 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 m试计算各种运行方式的起动转矩；并判断转子上负载为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© b=60 空2=°, be= n ,如下图四相单四拍NZr 4 502相邻2相矩角特性曲线交点q1转矩Temq=TTmaxSin n =X=m V m4电机不能正常运行b:四相双四拍步距角©b=60NZr360 =4 50小一n© be=2Temq =4>m，电机能

6、正常运行四相八拍步距角© b=型空匕NZr 8 50电机能正常运行© be=Temq =n =X=m > m4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9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= Ussin 0 , Uys = Uscos 0 , Uxc= Uc cos 0 , U yc = Uc sin 0,T Ux= Uxs- Uxc , Uy= Uys +Uyc , Ux= Ussin 0 -Uccos 0, Uy= Uscos 0 +Ucsin 0,如 p 点与坐标系 uov 相当于正余弦旋

7、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仁15° ° , 0 2=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 1- （90-0 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

8、台为力矩式发送机， 试问：当左右边两台发送机分别转过 0 2、 01角度时，中间的接收机将转过的角度 0 与0 2和0 1之间是什么关系？解： r=0 20 1 ,0 20 1>0 则顺时针转动0 20 1=0则不动0 20 1<0 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 1B 2=15°-35° =-20 °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 9 1和9 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9 1、9 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