自動控制元件部分課后題答案

1、 自動控制元件 部分課后題答案第一章直流伺服電動機1-1直流伺服電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和控制電流由什么決定？答：a：由Tem=CmIa 知電磁轉(zhuǎn)矩由每極磁通量和繞組電流大小決定。b：由Tem =T0 +T2 =CmIa 控制電流由負載轉(zhuǎn)矩(T2)和空載轉(zhuǎn)矩(T0)大小決定。1-2當(dāng)直流伺服電動機的負載轉(zhuǎn)矩恒定不變時，控制電壓升高將使穩(wěn)態(tài)的電磁轉(zhuǎn)矩、控制電流、轉(zhuǎn)速發(fā)生怎樣的變化？為什么？答：a：電磁轉(zhuǎn)矩Tem =T0 +T2可見電磁轉(zhuǎn)矩也不變。由Tem=CmIa知控制電流Ia 也不變b：知Tem 不變可見Ua 轉(zhuǎn)速升高理想空載轉(zhuǎn)速變大導(dǎo)致轉(zhuǎn)速n升高。1-3已知一臺直流電動機，其電樞額定電壓Ua=110

2、V，額定運行時電樞電流Ia=0.4A，轉(zhuǎn)速n=3600rpm，它的電樞電阻Ra=50歐姆，負載阻轉(zhuǎn)矩To=15mN.m。試問該電動機額定負載轉(zhuǎn)矩是多少？答：Ea= Ua- IaRa=110-0.4×50=90V Ea=Cen, Ce=0.105Cm Cm=Tem =T0 +T2=CmIaT2=CmIa-T0 =0.40.238=0.0952-15×10-31-6當(dāng)直流伺服電動機電樞電壓、勵磁電壓不變時，如將負載轉(zhuǎn)矩減少，試問此時電動機的電樞電流、電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速將怎樣變化？并說明由原來的狀態(tài)到新的穩(wěn)態(tài)的物理過程。答：磁轉(zhuǎn)矩Tem =T0 +T2可見T2 電磁轉(zhuǎn)矩也。由Tem=

3、CmIa知控制電流Ia Ea= Ua- IaRa可見Ia 知Ea，由Ea=Cen 知Ea知n第二章 直流測速發(fā)電機2-4某直流測速發(fā)電機，其電樞電壓U=50V，負載電阻RL=3000，電樞電阻Ra=180，轉(zhuǎn)速n=3000rpm，求該轉(zhuǎn)速下的空載輸出電壓Uo和輸出電流Ia。Ea = Ua IaRa Ia=0.0167A Ea=50Ea =50+×180=53 空載Uo =Ea =53第三章 步進電動機3-8某五相反應(yīng)式步進電動機轉(zhuǎn)子有48個齒，試分析其有哪幾種運行方式及對應(yīng)的步距角，并畫出它們的矩角特性曲線族。答: 5相單5拍ABCDEA b=1.5° TemA =-Tjm

4、axsin(e) TemB =-Tjmaxsin(e-) TemC =-Tjmaxsin(e-) TemD =-Tjmaxsin(e-) TemE =-Tjmaxsin(e-) 5相雙5拍ABBCCDDEEAAB b=1.5°TemAB=-1.62Tjmaxsin(e-) TemBC=-1.62Tjmaxsin(e-) TemCD =-1.62Tjmaxsin(e-) TemDE=-1.62Tjmaxsin(e-)TemEA =-1.62Tjmaxsin(e-) 5相10拍 AABBBCCCDDDEEEAAB b=0.75°3-10四相反應(yīng)式步進電動機，轉(zhuǎn)子有50個齒，試計

5、算各種運行方式的步距角。并畫出其單、雙拍制的矩角特性曲線族。若單相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩為0.1N·m，試計算各種運行方式的起動轉(zhuǎn)矩；并判斷轉(zhuǎn)子上負載為0.08N·m時哪種運行方式可使步進電動機正常運行。解a：四相單四拍步距角b=1.8°， be= ,如下圖四相單四拍相鄰2相矩角特性曲線交點q1轉(zhuǎn)矩Temq1=TTjmaxsin=0.1×0.707=0.0707N·m0.08N·m 電機不能正常運行b:四相雙四拍步距角b=1.8°,be= ，Temq1= 1.414Tjmaxsin=1.414×0.0707=0.1N

6、·m0.08N·m ，電機能正常運行 四相八拍步距角b=0.9°,be= Temq1= 1.414Tjmaxsin=1.414×0.0707=0.1N·m0.08N·m ，電機能正常運行第四章 旋轉(zhuǎn)變壓器4-6用正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器可以構(gòu)成直角坐標系旋轉(zhuǎn)角的變換，接線如圖題圖4-1，4-2所示（見書P119）。試分析其工作原理。解：Uxs= Ussin, Uys = Uscos, Uxc= Uccos, Uyc = Ucsin, Ux= Uxs- Uxc，Uy= Uys +Uyc ，Ux= Ussin-Uccos，Uy= Uscos+Uc

7、sin，如p點與坐標系uov相當(dāng)于正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子，當(dāng)其順時針旋轉(zhuǎn)，坐標系順uov時針旋轉(zhuǎn)就會輸出新的坐標（Ux 、Uy ）4-8有一只旋變發(fā)送機XF和一只旋變變壓器XB定子繞組對應(yīng)聯(lián)接作控制式運行，如題圖4-3所示（見書P119），已知：圖中的1=15°°，2=10°°，試求：（1） 旋變變壓器轉(zhuǎn)子的輸出繞組的協(xié)調(diào)位置XT；解:協(xié)調(diào)位置XT在轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)95° （2） 失調(diào)角r。 r=-1- (90-2)=-95°第五章 自整角機5-4三臺自整角機如題圖5-1所示（見書P147）接線。中間一臺為力矩式差動接收機，左右兩臺為力矩

8、式發(fā)送機，試問：當(dāng)左右邊兩臺發(fā)送機分別轉(zhuǎn)過2、1角度時，中間的接收機將轉(zhuǎn)過的角度與2和1之間是什么關(guān)系？解：r=21 ,21>0則順時針轉(zhuǎn)動21=0則不動21<0則逆時針轉(zhuǎn)動5-6某力矩式自整角機接線如題圖5-3所示（見書P148）（1） 畫出接收機轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)矩方向：解：收機轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)矩方向是逆時針方向（2） 畫出接收機的協(xié)調(diào)位置；解：接收機轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角度：(15-35= -20°)（3） 求失調(diào)角。解：r=12=15° -35°=-20°5-7對于題圖5-4所示（見書P148）自整角測量線路，CX為自整角發(fā)送機，CT為自整角變壓器，它們的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角分別為1和2。畫出三相繞組合成磁場軸線的位置，并寫出輸出電勢的有效值Eo和轉(zhuǎn)角1、2的關(guān)系式。（1） 合成磁場軸線的位置：6-8 交流伺服電動機的控制方法有幾種？幅值控制轉(zhuǎn)速變化的物理過程如何？答: 控制方法：幅值控制、相位控制、幅相控制幅值控制就是將勵磁繞組加上恒定的額定勵磁電壓Ujc，并保持勵磁電壓和控制電壓的相位差90°不變，改變控制電壓的大小，以實現(xiàn)對伺服電動機轉(zhuǎn)速的控制。負載不變時，改變控制電壓U