自动控制元件部分课后题

1、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=CmIa知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。b：由Tem=T0+T2=CmIa控制电流由负载转矩(T2)和空载转矩(T0)大小决定。1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压高升将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生如何的变化？为何？答：a：电磁转矩Tem=T0+T2可见电磁转矩也不变。由Tem=CmIa知控制电流Ia也不变b：UaRaTem知em不变可见Ua转速高升理想空载转速变大致使转KeKtKe速n高升。1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V，额定运转时电枢电流Ia=

2、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=50=90VEa=Cen,Ce=0.105CmCm=Ea900.2380.10536000.105nTem=T0+T2=CmIaT2=CmIa-T0=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、转速将如何变化？并说明由本来的状态到新的稳态的物理过程。答：磁转矩Tem=T0+T2可见T2电磁转矩也。由Tem=CmIa知控制电流IaEa=Ua-IaRa可见Ia知Ea，由Ea=Cen知Ea知n第二章直流测速发电机

3、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。Ea=UaIaRaIa=50=0.0167AEa=50Ea=50+503000180=53空载Uo=Ea=533000第三章步进电动机3-8某五相反响式步进电动机转子有48个齿，试剖析其有哪几种运转方式及对应的步距角，并画出它们的矩角特征曲线族。答:5相单5拍ABCDEAb360360=NZr548TemA=-Tjmaxsin(e)TemB=-Tjmaxsin(e-2)TemC=-Tjmaxsin(e-4)55TemD=-Tjmaxsi

4、n(-6)TemE=-Tsin(e-8)ejmax555相双5拍ABBCCDDEEAAB=360360bNZr548TemAB=(e-)TemBC=(e-3)557TemCD=(e-)TemDE=(e-)9TemEA=(e-)5相10拍AABBBCCCDDDEEEAABb360360=NZr1048TemABBCABCCDDEEAE4/53/5o3-10四相反响式步进电动机，转子有50个齿，试计算各样运转方式的步距角。并画出其单、双拍制的矩角特征曲线族。若单相通电时的最大静态转矩为m，试计算各样运转方式的起动转矩；并判断转子上负载为m时哪一种运转方式可使步进电动机正常运转。解a：四相单四拍步距

5、角b=360360，be=,以下列图四相单四拍NZr450=2相邻2相矩角特征曲线交点q1转矩Temq1=TTjmaxsin=mm4电机不可以正常运转b:四相双四拍步距角b=360360be=，Temq1=mNZr450=,24m，电机能正常运转四相八拍步距角b=360360be=Temq1=mm，NZr850=,44电机能正常运转TemABBCq2Bq3CAq1D3/4/2eo/2第四章旋转变压器4-6用正余弦旋转变压器能够组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）。试剖析其工作原理。解：Uxs=Ussin,Uys=Uscos,Uxc=Uccos,Uyc=Uc

6、sin,Ux=Uxs-Uxc，Uy=Uys+Uyc，Ux=Ussin-Uccos，Uy=Uscos+Ucsin，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，坐标系顺uov时针旋转就会输出新的坐标（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转，如题图4-3所示（见书P119），已知：图中的1=15，2=10，试求：（1）旋变变压器转子的输出绕组的协调地点XT；解:协调地点XT在转子逆时针旋转95（2）失调角r。r=-1-(90-2)=-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

7、，左右两台为力矩式发送机，试问：当左右侧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？解：r=21,210则顺时针转动21=0则不动210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）画出接收机的协调地点；解：接收机转子逆时针旋转转角度：(15-35=-20)20z1/（3）求失调角。解：r=12=15-35=-205-7关于题图5-4所示（见书P148）自整角丈量线路，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地点，并写出输出电势的有效值Eo和转角1、2的关系式。（1）合成磁场轴线的地点：D211D2Bft2BfxE04.44fWsin(12)6-8沟通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Uka椭圆磁场越园