自动控制元件部分课后题答案.pdf
自自 动动 控控 制制 元元 件件 部部 分分 课课 后后 题题 答答 案案(共共 4 4页页)-本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可-内页可以根据需求调整合适字体及大小-自动控制元件自动控制元件 部分课后题答案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=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=T0+T2可见电磁转矩也不变。由 Tem=CmIa知控制电流Ia也不变UaRaTemb：n 知 Tem不变可见 Ua转速升高理想空载转速变大导KeKeKt致转速 n 升高。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=，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=90VEa90 0.238Ea=Cen,Ce=Cm=0.105n0.1053600Tem=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电磁转矩也。由 Tem=CmIa知控制电流 Ia Ea=Ua-IaRa 可见 Ia知 Ea，由 Ea=Cen 知 Ea知 n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。50Ea=Ua IaRa Ia=Ea=50300050Ea=50+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 ABCDEA360360b=NZr54824 TemA=-Tjmaxsin(e)TemB=-Tjmaxsin(e-)TemC=-Tjmaxsin(e-)5568 TemD=-Tjmaxsin(e-)TemE=-Tjmaxsin(e-)55 5 相双 5 拍 ABBCCDDEEAAB2b=360360NZr5483TemAB=(e-)TemBC=(e-)55TemCD=(e-)TemDE=(e-TemEA=(e-9)57)5 5 相 10 拍 AABBBCCCDDDEEEAAB360360b=NZr1048TemABBCCDDEAEABCDE/54 /53o3-10 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。360360解 a：四相单四拍步距角 b=，be=,如下图四相单四拍相NZr4502邻 2 相矩角特性曲线交点 q1 转矩 Temq1=TTjmaxsin=mm4电机不能正常运行360360b:四相双四拍步距角 b=,be=，Temq1=mm，电NZr45042机能正常运行3四相八拍步距角 b=正常运行360360=,be=Temq1=mm，电机能NZr85044TemABq2BCq3A3 /4Bq1CDoe/2/2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：Uxs=Ussin,Uys=Uscos,Uxc=Uccos,Uyc=Ucsin,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行，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位置 XT；解:协调位置 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，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 之间是什么关系解：r=21,210 则顺时针转动21=0 则不动210 则逆时针转动45-6 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)z1/20（3）求失调角。解：r=12=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 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。（1）合成磁场轴线的位置：1D21D 22BftBfxE0 4.44fW 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 Uk a 椭圆磁场越园，其转速 n，反之相反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。消除自转将转子电阻足够大，使单相供电时机械特性曲线位于二、四象限。5
