2022年自动控制元件及线路试题及答案 .pdf

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1、自动控制元件第1页 （共5页）一（20 分）1. 1 台永磁 直 流力矩 电机，反 电势系数),rad/sV/(2eK摩擦转矩mN2 . 0fT，转动惯量3104Jkg?m2，电感02. 0aLH。连续堵转时电流A51I，电压V201U。（1）求机电时间常数m，电磁时间常数e，连续堵转的电磁转矩1T 。答案：33e14 10s5 10s10N mmT，（2）电枢电压2U =25V，求起动时的输出转矩20T和此电压对应的空载转速20。答案：202012.3N m12.3rad/sT，（3）电机转速rad/s103，电磁转矩mN23T时，求电枢电压3U 和输出转矩30T 。答案：33024V1.8

2、N mUT，（4）写出该电机的传递函数)(/ )(sUsa。答案：（4）2( )0.50.5( )(0.041)(0.0051)0.000020.041asUsssss2 输入信号是电枢电压au ， 输出信号是电机转角 。 绘出直流电动机动态框图， 标出)(sIa，),(),(sTsEema及扰动力矩)(sTc。答案：3绘出直流电动机电枢控制的调节特性和机械特性曲线，标出始动电压、理想空载转速和堵转转矩，标出电动机、发电机和反接制动状态。答案：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - -

3、- 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 4直流电动机的主要优点和缺点是什么？. 优点：力矩大，控制容易。缺点：有机械换向器，有火花，摩擦大，维护较复杂，价高，结构复杂。5. 电机铁心多用硅钢片叠压而成。采用片状材料的目的是什么？5. 减小涡流损耗。6. 性能优良的永磁直流力矩电动机现在一般采用什么永磁材料？6. 钕铁硼。7. 与直流伺服电动机相比， 直流力矩电动机的eK 、tK 有什么特点？电枢的几何形状有什么特点？7.etKK、大，电枢扁平状。二 （20 分）1.异步电动机等效电路图中ssr12上的热损耗表示什么？答案. 电机一相绕组产生的机械功率。2.简述两相对称绕

4、组产生椭圆形旋转磁场的条件。答案. 两相电流相位差：090两相电压相位差 90o，幅值不等。3 画出两相电机幅相控制时的电路图。4.绘出圆形旋转磁场时异步电动机的两条典型机械特性曲线（转子电阻大和小）。5推导两相伺服电动机传递函数)(/)()(sUssG,并说明其中的参数与静态特性曲线的关系。答案：d(,)dTJU Tt，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - ( )( )( )1sUG sU sJsT:U调节特性斜率。

5、:T机械特性斜率。6绘出三相异步电动机从基频向下变频调速时的机械特性。7.异步电动机从基频向下变频调速时，若电压保持不变将产生什么现象？用公式说明。答案：4.44UEfW电机额定工作状态时铁心磁密接近饱和，如图。U 不变， fI。电流过大，电机过热损坏。8一台三相异步电动机空载转速是1450 r/min，电源频率 50 Hz。这是几极电机？为什么？答案：4 极，6021500r/minssfnpnp，三、 （7 分）1.简述永磁同步电机同步运行时的工作原理，画出必要的图形，写出电磁转矩公式。答案：sinemTK2.写出磁阻同步电动机电磁转矩表达式并说明参数的含义。答案： 工作原理见图。()si

6、n 2mqmdTK RRmqmdRR、: 交轴和直轴磁阻。3. 哪种同步电动机不加鼠笼绕组就能自行起动并具有较大的起动转矩？（ 磁滞同步电机）绘出它的机械特性曲线。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 四、 （11 分）1. 步进电动机转角的大小取决于控制脉冲的（个数） ，转速大小取决于控制脉冲的（ 频率） 。控制脉冲频率增高，步进电机的负载能力下降，主要原因是：绕组电感的影响。2. 磁阻式步进电动机有A、B、C、D

7、四相。绘出 A 和 B 极下，当 A 通电， B 通电，和AB 通电时，定子、转子齿的相对位置。3.磁阻式步进电动机小失调角时的传递函数（输出是转角 ）是：答案：2mrmrT zJT zBssJJ4. 两相混合式步进电动机， 产品说明书给出步距角为1.8 ，若采用 8 细分驱动电路， 步距角是（ 0.225o ） 。5. 从用户使用角度看， 在位置伺服系统中， 全数字交流伺服系统与直流伺服电动机有什么不同之处？答案：数字交流伺服系统：控制简单，用脉冲做输入信号，直接控制位置。内部结构复杂，产生高频电压扰动。直流电动机：需要另外配置传感器，功率放大器，补偿电路组成系统。6. 目前批量生产的无刷直

8、流电动机(交流伺服电动机 )常用的位置传感器有哪两类？答案：霍尔元件；旋转变压器，光电码盘2. 两 相 绕 组 匝 数 都 是W， 电 流 分 别 为)90sin(2sin2tIitIifc，。证明合成磁场是 圆形旋 转磁场。 （提示)sin()sin(cossin2）答案：22sin()sin()22cFkWItxkWItx名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 22sin()sin()222sin()fcfFkWItxkWItxFFFkWItx名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -