2022年自动控制元件作业答案 .pdf

名师整理优秀资源自动控制元件作业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=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？解：Ea=Ua-IaRa=110-0.4*50=90V Ea=Ce n Ce=0.105Cm 得：90=0.105Cm *3600 则 Cm=0.238 T2+T0=Tem= Cm Ia 代入得： T2=0.238*0.4-15*10-3=80mN.m 1-6 当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页名师整理优秀资源减少，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 n Tem=T2+T0=Cm Ia 电枢电流由负载转矩决定。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 ）=47.17V Ia=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 五相三拍五相四拍精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页名师整理优秀资源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=-Tjmaxsin（? e）T2=-Tjmaxsin（? e- /2）T3=-Tjmaxsin（? e-）T4=-Tjmaxsin（? e-3 /2）双拍制时： TAB=- 2Tjmaxsin（? e- /4）TAB=- 2Tjmaxsin（? e-3 /4）TAB=- 2Tjmaxsin（? e-5 /4）TAB=- 2Tjmaxsin（? 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，精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页名师整理优秀资源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）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页名师整理优秀资源?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，电动机仍以某个转速稳定运行的现象，就是自转现象。为消除自转，控制信号消失时，控制电路将：（1）控制绕组直接短接（2）控制绕组通过纯电阻或感性负载连接（3）控制绕组开路（4）控制绕组通过容性负载连接消除单相供电时机械特性位于一、三象限的情况。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页