控制電機(jī)(習(xí)題解答)

控 制 電 機(jī)! S1—S2勵(lì)磁交S3—S4補(bǔ)償如圖1-1(a)所示也12—4示。S1 R1 R3D1S3 S4S2 R4 R24. (a) (b)1-1結(jié)構(gòu)首先分析空載運(yùn)行時(shí)情況此時(shí)只有勵(lì)磁S1—S2施加交流勵(lì)磁 三全部開(kāi)路顯然勵(lì)磁1脈振磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)動(dòng)勢(shì)即

這脈振磁場(chǎng)將DE

E 2

E 2式E時(shí) 2 D9.

S1—S2為E，則旋D 1轉(zhuǎn)變壓器變比為10.

k E2u E2111. 這樣12.

E k

cosE E

u 1kEu

13. 與普通變壓器類(lèi)似，可以忽略定子漏阻抗壓降即E U1 1

而空載時(shí)轉(zhuǎn)子輸數(shù)上就等于輸壓，所以14.

k

cosU U

u 1kUu

sin15. 上式表明，旋轉(zhuǎn)變壓器空載時(shí)其輸壓U 、U

分別是轉(zhuǎn)角余弦函數(shù)和正弦函數(shù)，這樣轉(zhuǎn)子R1—R2，而R3—R416.正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器輸特性發(fā)生畸變?cè)蚴鞘裁?？畸變補(bǔ)償方法哪些？答：當(dāng)正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器輸壓便不再是轉(zhuǎn)角正、余弦函數(shù)例如圖1-2，正弦輸R3—R4接負(fù)載Z ，其輸壓U 圖所示，它偏離了L2 ，20.R3R3dLqR4R2R2D Z1 L2S3 S4S2(b)1-2ΔΔUUmR2O 1-3234有電流R2

便磁通

L

可以解為兩個(gè)量：一個(gè)量為 ，L d L其方向與勵(lì)磁S1—S2量為q

L

其方向與勵(lì)磁S1—S2軸線方向正交，稱為交軸量對(duì)于勵(lì)磁來(lái)說(shuō)直軸量相于普通d二次側(cè)磁通根據(jù)磁動(dòng)勢(shì)平衡基本概念二次側(cè)有了電流磁動(dòng)勢(shì)后一次側(cè)必然增加一個(gè)電流量及相應(yīng)磁動(dòng)勢(shì)以抵消二次側(cè)磁動(dòng)勢(shì)影響保持主磁通基本不據(jù)此推斷在中直軸量不會(huì)使主磁d d 。q R3—R4線上為q

L

與3R4動(dòng)q2勢(shì)E 比于 于

R3—q2 q2R4后除了先磁感動(dòng)勢(shì)E2

外還附加了一個(gè)比于

磁感動(dòng)勢(shì)E 后者現(xiàn)破q2壞了隨轉(zhuǎn)角作函數(shù)化關(guān)系造成了消除方法有兩種即一次側(cè)補(bǔ)償和二次側(cè)補(bǔ)償。1-4示將定子上補(bǔ)償S4短接則S3—S4能消除為磁補(bǔ)償中產(chǎn)生感流C

根據(jù)楞次定律這個(gè)流產(chǎn)生磁阻礙磁化此磁抑制作用可補(bǔ)償作用。1-5示R3—R4載Z 流L2

勢(shì)F R1—R2接R2載Z 流 勢(shì)F勢(shì)F和FR1

R1 R2Z L1

L2轉(zhuǎn)角位置都能F和F 磁動(dòng)勢(shì)相互抵消從而消除R1 R2補(bǔ)償達(dá)到更佳補(bǔ)償效果。R3qR3qR2C Z1 L2S3 S4S2 R4(b)1-4次側(cè)補(bǔ)償旋器R1R3FR1R3FFR1R2R4R2DI IR11 R2S3 S4S2(a)

Z ZLL1-5旋器從學(xué)上確定線性旋器特性線性段范圍。解：線性旋器U 成比如圖R2所示線性旋器經(jīng)推導(dǎo)其計(jì)算公式為

kU

sin UR21-740.

1ku

cos 1R1R1R3DR4R2L2141.UR2-180-120-60060120180UR2-180-120-6006012018043.1-7旋轉(zhuǎn)變壓器電壓隨轉(zhuǎn)角變化曲線將和cos在0處按泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)，sin

35

7

6 120 5040cos1

24

6 2 24 720設(shè)變比k 0.5，將以上關(guān)系代入電壓U 計(jì)算公式，得u R2 3

5 7 ksin 6 120 5040uU uR2 1

cos

U 1 1

2 4 6u 10.5(1 2 (124 6 )

6 5040

1U(14 6 )13 2 4

3 1 1512(1 2 6 2160U R2。一般在計(jì)算裝置中求不超過(guò)若略去高項(xiàng)，則

4180

0.001即在37.3o（0.65rad）以內(nèi)。50. 從理論講若選取最佳變比k0.54時(shí)不超u過(guò)

范圍以擴(kuò)到60o。但在實(shí)際設(shè)計(jì)中因最佳變比還其它參數(shù)有通常選取變比k0.56~0.57。u51.有一臺(tái)正余弦旋變器入U(xiǎn)1

36Vku

0.56，把它作為旋變器求60o時(shí)。解：

kU u

U 60o

1ku

cos 1

1cos60o有一臺(tái)旋變器入U(xiǎn)1

50Vku

試分別求

30o和

60o。解：

30o時(shí)uku

sin30oU U1kcos u

1cos30o

60o時(shí)uku

60o

U 1u

Ucos

1cos60o、彈道、對(duì)等殊電輸出在裝置中替代體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難凸輪和殊結(jié)構(gòu)余弦相同采用系列含有各次諧波繞組使諧波磁場(chǎng)產(chǎn)生合成電動(dòng)勢(shì)在任意位置逼近給定從而輸出電之間任意關(guān)系。設(shè)計(jì)用余弦來(lái)求解反三2線圖。解：71.

/U接1112R3R1R2R1R4S272. 1

，設(shè)k1，則子輸出輸出為u73.

U

cos

sinR1 2 1. 作用下，伺服帶子起旋R1R1

0和停止的角。此時(shí)75.

U U cos

sin0R1 2 176.

U cos

sin77.

2 arctan(U

/U)2 178.參數(shù)滿足定關(guān)系條件下，其輸出仍可保持式（1-23）所示關(guān)系。81.1. 。2. 答：. 按其功能可為。通常用于度傳輸指示系統(tǒng)，即同步傳遞位移或同步旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)，也就是小功率同步隨動(dòng)系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)送機(jī)與接收之間有失調(diào)產(chǎn)生時(shí)，接收轉(zhuǎn)子在步轉(zhuǎn)用下旋轉(zhuǎn)，并減小失調(diào)，直至失調(diào)為零。由于為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，無(wú)放大用，負(fù)載能較低，適用于負(fù)載較輕及精度要求不高遠(yuǎn)距離隨動(dòng)系統(tǒng)。.主要用于由伺服電動(dòng)構(gòu)成隨動(dòng)系統(tǒng)，其接收不直接帶負(fù)載，即不輸出。當(dāng)發(fā)送與接收之間有失調(diào)產(chǎn)生時(shí)，接收轉(zhuǎn)子將輸出一個(gè)與失調(diào)弦函數(shù)關(guān)系電壓，該電壓經(jīng)放大器放大后伺服電動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，伺服電動(dòng)又帶動(dòng)接收轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，使失調(diào)減小，直至為零。這樣構(gòu)成閉環(huán)系統(tǒng)，其負(fù)載驅(qū)動(dòng)能取決于伺服電動(dòng)容量，所以能帶動(dòng)較大負(fù)載，并且精度較高。5.6電源頻率與系統(tǒng)精度有什么關(guān)系？為什么？（指）7. 答：8. 系統(tǒng)精度主要取決于比步轉(zhuǎn)大小，比步。而電磁整步與電源頻率成反比（T

U2Xf

。1 1 f Z2 1mq9.簡(jiǎn)要說(shuō)明力式自整角接收機(jī)的整步是怎樣產(chǎn)生的？有什么特點(diǎn)？答：以三相力式自整角機(jī)為例2-1相勵(lì)磁繞組接通三相交流電源后發(fā)送機(jī)與接收機(jī)的氣隙中都將E和E產(chǎn)生旋磁動(dòng)勢(shì)F并在整步繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 。如E和EF J果發(fā)送機(jī)與接收機(jī)整步繞組之間的角位差為零旋F將E和E在同一時(shí)刻切割它們的整步繞組所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) 大E和EF J小相等且相位一致。這樣整步繞組回路不會(huì)產(chǎn)生電流因而也不會(huì)產(chǎn)生電磁兩臺(tái)電機(jī)的子均靜止不動(dòng)。如果將發(fā)送機(jī)的整步繞組順著旋磁場(chǎng)方向過(guò)角則旋磁場(chǎng)先切割接收機(jī)的整步繞組后切割發(fā)送機(jī)的整步繞組這EE

超前EJ

一個(gè)角在整E步繞組回路中將出現(xiàn)差額電動(dòng)勢(shì)ΔE

EJΔ的EEFEEI作用下整步繞組回路將產(chǎn)生電流發(fā)送機(jī)整步繞組中的電流 和IFI接收機(jī)整步繞組中的電流IJ

分別與旋磁動(dòng)勢(shì)F作用而產(chǎn)生電磁，其方向是使子順著旋磁場(chǎng)方向動(dòng)；而當(dāng)電磁為負(fù)時(shí)，其方向是使子逆著旋磁場(chǎng)方向動(dòng)。經(jīng)判斷發(fā)送機(jī)的電磁TTF J

0。如果只有子可以自由動(dòng)，它將沿著旋場(chǎng)方動(dòng)，直至0。如果發(fā)送子不停地旋，則子也將以同樣速度不停地旋。2-1子逆著旋場(chǎng)動(dòng)子也將逆著旋場(chǎng)動(dòng)送子順著場(chǎng)方動(dòng)還逆著場(chǎng)方動(dòng)，子總追隨發(fā)送子一起運(yùn)動(dòng)，兩者之間具有同步旋轉(zhuǎn)能力。FFn1n1FFn1n1JJJFFFJJF發(fā)送機(jī)F J F

F(b)2-1線圖和工作原理在力式自整角系統(tǒng)中，若將發(fā)送（或）勵(lì)繞組的極性（相序）反，發(fā)送和子協(xié)調(diào)位置將什么情況？答：繞180o接180o180o。如果在力矩式自整系統(tǒng)中整步繞組對(duì)有誤會(huì)出現(xiàn)什么情況？而在控制式自整系統(tǒng)中又會(huì)出現(xiàn)什么情況？答：如果在力矩式自整系統(tǒng)中整步繞組對(duì)120o120o120o。而在控制式自整系統(tǒng)中這種情況就當(dāng)于預(yù)先把由120o為U

U2

120o)。試分析控制式自整整步繞組合成磁勢(shì)特點(diǎn)。答：當(dāng)控制式自整整步繞組中有流通過(guò)時(shí)產(chǎn)生空間脈振磁勢(shì)。當(dāng)不計(jì)高次諧波時(shí)每基波磁勢(shì)幅值為F F Ja m

F 2π

F F ) Jb m F 3F F 2π) c m F 32-8

3F

3F

sin

Jd 2 m Jd 2 mF2F2Jd F F2F2Jd

dJ 2 m JF J FF

FaJ

FJ F JdJdJdFFJdFJFJFJqqJFqF2-8(1)F 、F 大小，Jd Jq無(wú)關(guān)僅失調(diào)函數(shù)。(2)F其J大小單基波幅值3/2倍并且及失調(diào)無(wú)關(guān)。(3)在一致情況下FJ：“電學(xué)”關(guān)內(nèi)容。用差設(shè)計(jì)艦船火炮瞄準(zhǔn)系統(tǒng)畫(huà)圖說(shuō)明原理。：利用差可構(gòu)艦船火炮瞄準(zhǔn)系統(tǒng)如下圖所示設(shè)火炮目標(biāo)方為北西艦船航向方為北西當(dāng)要求火炮夠擊準(zhǔn)目標(biāo)可火炮目標(biāo)方作為入艦船航向方作為差入樣就為UU2 2m

伺服U作用帶火炮2)。見(jiàn)盡管船航向不斷變化但始終能夠自某一預(yù)定。北αβαβ船46.1. 什么直流發(fā)樞繞組中勢(shì)是交變而刷兩端的勢(shì)卻是直流？2. 答：3.在原帶下直流發(fā)樞繞組中各導(dǎo)體交替地在不定子磁極下切割磁力線并產(chǎn)生感應(yīng)勢(shì)因樞繞組中勢(shì)是交變。但是通換向器刷配合使一磁極下導(dǎo)體中感應(yīng)勢(shì)方向保持不變因刷兩端勢(shì)卻是直流。4.為什么直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速不宜超過(guò)規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速，而 負(fù)載電阻不能小于規(guī)定的電阻值？ 答： 根據(jù)直流電機(jī)的電樞反應(yīng)理論，電樞電流所產(chǎn)生的電樞磁場(chǎng) 對(duì)主磁場(chǎng)有削弱作用，使合成磁場(chǎng)的波形發(fā)生畸變，并且負(fù)載電阻越小或者轉(zhuǎn)速越高（即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E越大）時(shí)，電樞電流就越a大，磁場(chǎng)的削弱作用就越強(qiáng)，造成輸出特性的非線性。因此，為了減小電樞電流及電樞反應(yīng)的去磁作用，應(yīng)盡可能采用比較大的負(fù)載電阻，并保證轉(zhuǎn)速不得超過(guò)規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速。 另外，在直流電機(jī)中，電樞繞組電流的方向以電刷為分界線， 被電刷短路的元件是正在進(jìn)行電流換向的元件，稱為換向元件。 在換向元件中會(huì)產(chǎn)生兩個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，一個(gè)是由于換向元件電流 正負(fù)變化而產(chǎn)生的自感電動(dòng)勢(shì)e，一個(gè)是由于換向元件切電樞 L磁場(chǎng)而產(chǎn)生的動(dòng)電動(dòng)勢(shì)e。分，兩個(gè)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向 a的作用。ee大小轉(zhuǎn)速的方成正比，對(duì)應(yīng)的電流所 L a性，一采轉(zhuǎn)速的削弱換向所產(chǎn)生的去磁作用。電樞反應(yīng)去磁作用所采是一的。9.直流測(cè)速發(fā)電機(jī)的電刷有在中線，此時(shí)發(fā)電機(jī)正、反轉(zhuǎn)的輸出特性是否一樣？為什么？ ：100Vn51和800r/min和解：平衡方程E U

I

a 2 a a （） U 。E C n I I 2nnN

a e1000r/min

a L RLU U2 N

100V，電 樞 電 動(dòng) 勢(shì)UNE U IR U N

10010025102.5(V)；aN N a a N R aL

1000n/Ea

nEn N

1000

102.582(V)；U 2

E 82 80(V。R 251Ra

11000LI RaaaaU2LRE La：、延遲、接觸阻、紋波是不需不結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單運(yùn)行可靠慣量小摩擦阻力小正、對(duì)稱軸磁通變化、負(fù)載阻抗、、勵(lì)磁源簡(jiǎn)說(shuō)明空心杯異步工作原理。：3-7UUf

f。中有單1IIf

d

在dE中產(chǎn)生感應(yīng)Ef

是沿軸線方d，是不會(huì)在輸出中產(chǎn)生感應(yīng)動(dòng)勢(shì)以此時(shí)輸出零3-7(a)。型轉(zhuǎn)子可以看作由無(wú)數(shù)條并聯(lián)導(dǎo)體成以當(dāng)轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)n旋轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子導(dǎo)體在場(chǎng)

中就要產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)動(dòng)d勢(shì)E3-7(b)勢(shì)ErErEII

IrI

又將產(chǎn)生軸r方向脈振動(dòng)勢(shì)和軸通 并且其變?nèi)詅而大q 1小正比于I。顯然軸通 是沿輸出軸線方向它將r qE匝鏈輸出并產(chǎn)生感應(yīng)E2

和輸出 。U2U NUf N UfNf fIrIrErqd變器動(dòng)勢(shì)22N N22dn型轉(zhuǎn)子 U2n

(a) (b)3-7型轉(zhuǎn)子工作原理Uf

nUn成2、及通U位都原來(lái)因此U

位也原來(lái)這樣，2就能將信號(hào)換信號(hào)實(shí)現(xiàn)目為什么值而頻率卻無(wú)關(guān)？答：根 據(jù) 工 作 原 理 ，U 2

I Er

C r d

Unf

即值U n2

是d

f變因此 也U1 2U

是

f變而n無(wú)關(guān)。1為什么400Hz中頻源？答：根據(jù)工作原理要使和關(guān)系必須保持直軸通

而減小對(duì)n*d（n*

/n n 為同有利減小直軸通變化因?yàn)? 1子直軸大小對(duì)有關(guān)所對(duì)一定通常是提高源頻率增大同減小相對(duì)轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到減小輸出電壓誤差的目的。所以，異步測(cè)速發(fā) 電機(jī)較多采用 400Hz的中頻勵(lì)磁電源。 什么是異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的剩余電壓？簡(jiǎn)要說(shuō)明剩余電壓產(chǎn)生的原 因以及消除或削弱的方法？ 答：當(dāng)異步測(cè)速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁繞組已經(jīng)供電，轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài) 時(shí)，輸出繞組所產(chǎn)生的電壓稱為剩余電壓，用U表示。剩余電壓 s又稱為零速電壓，它由兩部分組成，一部分是固定分量U，其值 sz與轉(zhuǎn)子位置無(wú)關(guān)；另一部分是交變分量U，其值與轉(zhuǎn)子位置有關(guān)。 sj轉(zhuǎn)子位置變化（以轉(zhuǎn)角表示）時(shí)，U作周期性變化，如圖 3-10sj所示。 UsjUsjsUszO圖 3-10剩余電壓的變化波形剩余電壓固定分量U產(chǎn)生的主要原因是：勵(lì)磁繞組與輸出繞 sz組不正交，磁路不對(duì)稱，或氣隙不均勻等。如圖3-11所示，由于成定、間橢通總試走阻最徑通后通

不再與勵(lì)磁繞組軸線方向一致，而是扭斜了一個(gè)角度。d

d。直軸外定子 d內(nèi)定子交軸

勵(lì)磁

3-11剩余壓的情況剩余壓交變U 的主要原因是空心杯子的不對(duì)sj稱如空心杯材料的不均勻杯的厚度不致等。種不對(duì)稱性3-12對(duì)稱子不會(huì)剩余壓而短路環(huán)卻會(huì)引起剩余壓。因勵(lì)磁的直磁通

會(huì)短路環(huán) 和電d k流

流k

又會(huì)沿短路環(huán)的附加脈振磁和附k

k k會(huì)附加由此剩余壓U 。sjN f fk N

n2 2d 3-12。2鐵心輸出繞組置于內(nèi)定鐵心。。。上述種主要針是固定削弱或抵消是難補(bǔ)償去除只能依靠改善材料性能及提高加工精度來(lái)。簡(jiǎn)要說(shuō)明霍爾效應(yīng)無(wú)刷直流動(dòng)工作原理。68.答）69.伺服電動(dòng)機(jī)試推導(dǎo)勵(lì)磁控制時(shí)直流伺服動(dòng)械特性和調(diào)節(jié)特性并與。解：（1）勵(lì)磁機(jī)械直流伺服動(dòng)機(jī)機(jī)械是指在一定勵(lì)磁壓U 下，f轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與磁轉(zhuǎn)矩T之間關(guān)系曲線，即ne

f(Te

)。忽略鐵心磁路飽和效應(yīng)，可設(shè)主磁通KUf f

，其中K稱為勵(lì)磁系數(shù)。f直流伺服動(dòng)機(jī)磁轉(zhuǎn)矩為T(mén)CI CKUIe T a T f fa繞組感應(yīng)動(dòng)勢(shì)為E

CnCKUn回路

a e e f f

U

IRa a a a其中，U 為壓，保持不變。a由上面三個(gè)式子，可以得到直流伺服動(dòng)機(jī)勵(lì)磁機(jī)

械方程

Uaen a RTUaeCKU CCK2e f f e T f f（2）勵(lì)磁調(diào)節(jié)直流伺服動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)是指在一定負(fù)載轉(zhuǎn)矩T下，轉(zhuǎn)子L轉(zhuǎn)速n與勵(lì)磁壓U 之間關(guān)系曲線即f

f(Uf

)。在上式中，利用T Te L

關(guān)系，可以直接得到直流伺服動(dòng)機(jī)調(diào)節(jié)方程。

U RTn a aLCKU CCK2e f f e T f f。而電樞時(shí)和均廣。直流伺服動(dòng)采用樞時(shí)若下降動(dòng)和如何化？答：T根據(jù)直流伺服動(dòng)方程T

Uan c a

R TC Ce

C2 e c T若下降即主小則斜率增而空載n提升如下圖所示。0UUUUUOeTOe根據(jù)直流伺服動(dòng)方程

n

Tc 當(dāng)下降主小時(shí)斜率增而UUUUU UcO Uc：0.2、換向片串聯(lián)導(dǎo)運(yùn)行甚至期堵情況需要經(jīng)過(guò)齒輪器接驅(qū)負(fù)載具響應(yīng)迅、運(yùn)行穩(wěn)優(yōu)Vn。解：N額定輸入功率PPN1 N

5083.3(W)0.61額定電流I P1N UN

83.30.833(A)100額定轉(zhuǎn)矩P 50NNT 9.55N nN

9.55 0.477(Nm)100040. （T

P P

P9.55P） 60 2πn nPIPN電能 1UN

PN 機(jī)械能41.42.5V，當(dāng)電樞電壓50V1000r/min2000r/min加多大的電壓？解：電壓平衡方程U

E I

CIRc a a a e a a起動(dòng)電壓為即IR 5V由于負(fù)載恒定可認(rèn)為電樞電流a aI保持不變。a電樞電壓為 50V 時(shí)，

50C10005e

，所以C5e

0.045(Vmin/r)。48. 轉(zhuǎn)速達(dá)到2000r/min時(shí)，電樞電壓U 0.0452000595(V)。c49.50.51.：. .(1).(2). (3)阻較損耗、效通運(yùn)橢圓旋磁場(chǎng)反磁場(chǎng)阻效減這利程度差樣輸出功、、效這樣它只適0.5~100W功幾十到幾個(gè)千瓦功地采56.(4)、運(yùn)行可靠及對(duì)系統(tǒng)的干擾等。由于直流伺服電動(dòng)機(jī)需要電刷和換向器，使得其變得，工作的穩(wěn)定和可靠都較差，而且換向器上產(chǎn)生的火花引起的無(wú)線電干擾會(huì)影響其他系統(tǒng)的正常工作，同時(shí)由于電刷與換向器之間的摩擦增加了電機(jī)的阻力矩，使電機(jī)工作不穩(wěn)定并產(chǎn)生較大的死區(qū)，影響電機(jī)的靈敏；而交流伺服電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，在不易檢修的地方使用時(shí)，優(yōu)點(diǎn)更加突出。57.兩相對(duì)稱繞組通入同相位的交流電流能否形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)？當(dāng)兩相繞組的匝數(shù)不等時(shí)，加在兩相繞組上的交流電壓及電流應(yīng)滿足怎樣的條件能產(chǎn)生形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)？：兩相對(duì)稱繞組通入同相位的交流電流不能形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，這時(shí)兩相繞組電流產(chǎn)生的成磁場(chǎng)磁場(chǎng)。當(dāng)兩相繞組的匝數(shù)不等時(shí)，產(chǎn)生形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，加在兩相繞組上的交流電壓及電流的相位差應(yīng)90o，并且其應(yīng)與匝數(shù)成。

jIcf c f k其k

N /Nf

磁繞組與繞組的匝。變伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)向的方法哪些？什么？：、反來(lái)代替其中與原來(lái)同稱為正；另反越而正越；反之如果度越反越而正越而度由及所決為什么阻選得很？阻過(guò)對(duì)性能又有哪些負(fù)面影響？答：阻選得很除了為善械特性線性度穩(wěn)外更重為了保證當(dāng)壓為零能立刻停即消除自。阻過(guò)對(duì)性能有些負(fù)面影響同些；其s1由性同m穩(wěn)、線性度、無(wú)自而和對(duì)些所阻得當(dāng)自動(dòng)：4-9(a)T eT Te eTeTTe e“。T 和T 的e e臨界差率sm

14-9(b)TT即T總e e e因此零上能nn1nn1sTesmTeTOTenn1TT eeO s Te m eTe

1(a)

n1(b)79. 4-980.：

f

c。這樣三種具體))

；c；c)

。c臺(tái)兩極NfN 兩軸線在空隔角度設(shè)在兩中分別入c流if件。

I fm

I 。試求產(chǎn)生圓形條cm：

FF

f

)F Fc

tF2FF2F22FFcos

F(F (F [F 2F F )cosfm cm fm FN為k N I N 則NffkNfkwfc wc

Nfc

IcN kf cF Ffm cm

F mcos2cos2cos2)2cos)cosmcos2tcos22cos)cos

1ttgts2coscos

n、同、子同n1500r/1p

60f1n1

605021500s

nn1

150014800.0133n 15001

f 2

1500

0.667(Hz) R1Usin4. 1

IXq qUcosEIX1 0 d d5. 、交軸分量 EUcosId6.

0 1dXdI q

Usin1XqjjXd djXq q1Id01 q7.8. 利用I

Isin,I

Icos

輸入功為d 1 q 19.PmUImUI)mU(I

)1 1 11 1 11 1 1 d qmU[E

1U(X X)sin] 1 1 0

2 1 d qXXd q10.11.

mEU

mU2(X X)P P

1 0 1

1 1 d q

sin21

X 2XXd d q12.P em 1矩13.

T

EU1 0 1

mU2(X1 1

X q

sin214.

e X1 d

2 X X1 d q：5-6(a)、極互作用傾使逆針但慣影響還沒(méi)馬來(lái)極完全已經(jīng)180o5-6(b)互作用又傾使順針這樣受正反屬發(fā)1N11n n1N11N2S2N2S2 T TN2S2N2S2T e T ee eN1N118. (a) (b)19.5-6 20.：?？梢援a(chǎn)生異矩使或異待速升到接近速時(shí)依靠矩或矩將牽入運(yùn)。則可通過(guò)方式直接將或牽入。當(dāng)直軸交軸分別與定旋場(chǎng)軸線重合時(shí)矩各多少？：。Nn1TNn1Ten n1 1

S S S(a) (b) 圖5-8 的原理圖什么滯的滯在異狀態(tài)是變的而在狀態(tài)卻是可變的？：一般情況下滯角的大小相對(duì)的速度無(wú)關(guān)它決用硬材料的性質(zhì)。在低速運(yùn)行管速如何在的反復(fù)化下的滯角是相的因此的滯T速n無(wú)Z關(guān)。在滯的作用下起并到達(dá)速相這類(lèi)似一個(gè)永。因此在異起到運(yùn)行的T5-15Z、角成成渦流eTZ

O n n15-15同步特性同步渦流哪些因素有關(guān)？什么？答：對(duì)于同步在低于同步運(yùn)行和旋之間存在相對(duì)運(yùn)會(huì)切割旋而產(chǎn)渦流渦流旋相互作用而渦流T這種B渦流基本特點(diǎn)異步是相似即T的B小切割旋相對(duì)度有關(guān)是隨著加而小以同步旋渦流即：BHr c、齒數(shù)符合怎樣關(guān)系？：為了使產(chǎn)生每極旋場(chǎng)軸線下、齒對(duì)齊樣可以使通經(jīng)過(guò)氣隙阻最小時(shí)、齒數(shù)符合如下關(guān)系中p。

Z ZR

2p試永、阻特：，1它采永體勵(lì)沒(méi)勵(lì)損耗及損耗沒(méi)集、刷等部件及所產(chǎn)生損耗因而效，可以使永與普通異座號(hào)功率替代. 、軸有較大差值從而效率較. 滯一種滯起最大下負(fù)載變化速保持變突出優(yōu)具有自起力需加裝任何起裝就接自起且平滑地入起流較接常流且載高另滯有一數(shù)裝數(shù)源下得速多速1. 試分別比較無(wú)刷流與普通永流、和永2. 答： . 普通永流具有調(diào)速好、堵大優(yōu)但裝精因起永、噪音大，維護(hù)也比較困難。. 異步的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、成本低廉、運(yùn)行可靠、效率較高，并具有適用的工作特性。其缺點(diǎn)是功率因數(shù)較差，異步電運(yùn)行時(shí)必須從網(wǎng)里吸收滯后性的無(wú)功功率，其功率因數(shù)總是小于1。. 1體勵(lì)損耗及轉(zhuǎn)子損耗，沒(méi)有集環(huán)、刷等部件及其所產(chǎn)生的損耗，因而效率得到很大的提高。.無(wú)刷是典型的一體化產(chǎn)品，它利用子開(kāi)關(guān)線路和位置傳感器來(lái)代替刷和換器，具有的運(yùn)行特性，具有簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。，它的轉(zhuǎn)換的，可以成轉(zhuǎn)高達(dá)轉(zhuǎn)的高。7.8. 無(wú)刷，位置傳感器的作用是開(kāi)的位置角，對(duì)的性能有何影響？9. 答： . 位置傳感器是無(wú)刷的成部，其作用是檢轉(zhuǎn)子于子的位置，以和關(guān)斷的順序。. 開(kāi)的位置角，就了定子合成勢(shì)與轉(zhuǎn)子永磁體磁動(dòng)勢(shì)之間的夾角，從而改變了平均電磁轉(zhuǎn)矩的大小， 對(duì)電機(jī)性能有較大影響。 12.13.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)能否采用一相電樞繞組？為什么？ 14.15.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)不能采用一相電樞繞組。這是因?yàn)闊o(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)定子合成磁動(dòng)勢(shì)所產(chǎn)生的是一種跳躍式的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，需要檢測(cè)轉(zhuǎn)子的若干位置，根據(jù)這些位置決定定子側(cè)逆變器開(kāi)關(guān)器件的通斷時(shí)刻，從而保證定子旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)在平均意義上與轉(zhuǎn)子永磁體磁動(dòng)勢(shì)同步。如果采用一相電樞繞組，定子跳躍式旋轉(zhuǎn)磁動(dòng)勢(shì)的步距角就是180o電角度，轉(zhuǎn)子永磁體的旋轉(zhuǎn)方向?qū)⑹遣淮_定的。16.17.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)能否直接采用交流電源供電？為什么？（指電動(dòng) 機(jī)本體） 18.19.無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)實(shí)際上是一臺(tái)梯形波的永磁同步電動(dòng)機(jī)，所以可以直接采用交流（變頻）電源供電，只是感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電樞電流的波形不一，電磁轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)在較大的波動(dòng)，電動(dòng)機(jī)性能較。20.21.如實(shí)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)的、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)？ 22.23.、和反。24.25.為什么子較多采用表面式環(huán)形永磁體結(jié)構(gòu)？26.答：27. 由于不需要裝設(shè)用于起籠型繞組其轉(zhuǎn)子較多采用表面式環(huán)形永磁體結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)間漏磁較少采用導(dǎo)磁軸不需要隔磁襯套因而子零件較少工藝也較簡(jiǎn)單6-2（a）示。隔磁塊

永磁體

隔磁套N S 子鐵心N SS NN S緊圈S NN SS NS N軸28. (a)29.

(b)圖6-2 子結(jié)構(gòu)30.兩相導(dǎo)三相星形六狀態(tài)為例分析其工作原理和樞反應(yīng)基本特點(diǎn)。31.答：32. 、CB、A、B對(duì)于AC、BC狀態(tài)分別畫(huà)出如下工作原理示意圖。FsicFsicibiairc F rC B C BF F s r

F

F rrb)r33.

6-7a)A、C通狀態(tài) b)、C通狀態(tài)34. 對(duì)于AC通狀態(tài)，軸樞磁勢(shì)在剛開(kāi)時(shí)，呈現(xiàn)最大（02軸樞磁勢(shì)為零，既不去磁也不增磁（6；在后半個(gè)通狀態(tài)內(nèi)，軸樞磁勢(shì)增磁用逐漸加大，最后達(dá)到最大增磁（

π/3。其余通狀態(tài)樞反應(yīng)也是這個(gè)特點(diǎn)。35.以內(nèi)嵌式永磁體轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)兩相導(dǎo)通三相星形六狀態(tài)為例，分析其壓平衡方程及其等效路。解：對(duì)于內(nèi)嵌式永磁體轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)子各方向磁路磁阻將隨轉(zhuǎn)子位置變化而變化，所以定子相繞組自感和互感均為轉(zhuǎn)子位置角函數(shù)。這樣，定子三相繞組壓平衡方程為u R

0 0i L M

i e

ua0 R 0aMa

Lab Mca aa i pi eb ab b bc b bu 0 0 Ri M M L i ec ca c c c式中，L、L、

為定子相繞組自感，M 、M 、M

為定子相繞組間a b c互感，

ab bc L L L

M M

M a

L L b

L 2π)3

M ca

Ms0

M 2π)3L L L 2π)

M M

M 2π) c 0

3 ab

3L 和M 分別是定子相繞組自感和互感的恒值分量，L 和M 分別 是定子相繞組自感和互感的二倍頻分量的幅值。 比較反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與磁阻同步電動(dòng)機(jī)的異同。 答： 反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的工作原理與磁阻式同步電動(dòng)機(jī)相似，都是利用磁力線力圖通過(guò)磁阻最小路徑的原理來(lái)產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，因此又稱為磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。 磁阻同步電動(dòng)機(jī)的定子一般采用普通的單相或三相交流繞組，而反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的定子通常采用成對(duì)的大齒狀結(jié)構(gòu)。徑向相對(duì)的兩個(gè)齒極組成一組（一相），每個(gè)齒極上都裝有集中控制繞組。同一相的控制繞組可以串聯(lián)也可以并聯(lián)，只要它們產(chǎn)生的磁場(chǎng)極性相反。這樣，定子齒極的極對(duì)數(shù)就等于定子繞組的相數(shù)，即pm。5.不同相數(shù)的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)各有什么特點(diǎn)？ 答： 從基本原理上來(lái)說(shuō)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)可以是兩相、三相、四相、五相等，但兩相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，由于

Nm2（即兩相分別通 πT T

0

3st em NT T st em 、否可隨意選??？試舉例明。答：、可隨意選取分整四四拍為例設(shè)為ZR

50t

360o50

為5061，8 4整樣當(dāng)A、軸線齊B111.8oA相4 4 tBB繞組軸線方向磁14

B0.9o。o： b

360oNZR

m3 3ob

Z 360oR Nb

3

401.8o/0.9o22.123.2z24.325.：26. 1ZR

360oNb

360o4

5027. 2

m4n

60f NZR

60450

2m8n

60f NZR

60850

3ABD針或逆針向連續(xù)排列。n432.133.234.：35. 10o

360o

360o 1.5ob

2mZR R

2536. 2

60ffR10400(Hz)37.

NZ R38.T em39.140.241.3：1AB以A，失調(diào)A磁e

T eA em

sineB也于e

0B定軸線與軸線錯(cuò)即π/22/m磁

T π)T

cose 2

eAB合成的電磁轉(zhuǎn)矩為

T T T π)eA eB em e 4所以兩相通電時(shí)的最大靜轉(zhuǎn)矩為

。emTeTeTeABTeAATeBπ2π40π4π2eAT Tst 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的連續(xù)運(yùn)行頻率與負(fù)載轉(zhuǎn)矩、負(fù)載慣量有什么關(guān)系？答：對(duì)于一定的供電方式負(fù)載轉(zhuǎn)矩或負(fù)載慣量越大步進(jìn)電動(dòng)機(jī)允許的連續(xù)運(yùn)行頻率就越低。Te

0時(shí)所對(duì)應(yīng)的頻率即為極限

f max對(duì)不能超過(guò)

f 如圖7-12maxfstfstfmaxeTst

0 f圖 7-12步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的矩頻特性為什么步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)頻率比連續(xù)運(yùn)行頻率要低得多？ 答：在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)所能施加的最高頻率（稱為起動(dòng)頻率 f ）st比連續(xù)運(yùn)行頻率低得多，如圖7-12中的虛線所示。這是因?yàn)樵谄?動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)除了要克服負(fù)載轉(zhuǎn)矩T，還要克服加速度力矩 LJd2。dt2試比較步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不同驅(qū)動(dòng)控制方式的特點(diǎn)。 答：（1）單電壓驅(qū)動(dòng)控制：?jiǎn)坞妷候?qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，開(kāi)關(guān)器件Rs用于驅(qū)動(dòng)小功率步進(jìn)電機(jī)或用于性能指標(biāo)要求不高的場(chǎng)合。 （2）雙單電壓驅(qū)動(dòng)控制：包括雙電壓法和高低電壓法。雙電Rs，單電壓驅(qū)動(dòng)的點(diǎn)。，頻率為高低段， 。另外由于回路需要串聯(lián)阻所以功率損耗比小。但是這種通間長(zhǎng)過(guò)沖所以振噪聲存共振現(xiàn)象。（3）斬波恒控制：控制脈沖u為期間直流i源以脈沖方式供基本恒定輸出為衡運(yùn)行穩(wěn)。這種另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是效地抑制振蕩為步進(jìn)振蕩根本是量過(guò)斬波恒輸是調(diào)，這種方式噪聲。優(yōu)點(diǎn)是以控制效。但是，這種需要線復(fù)雜且實(shí)際運(yùn)行時(shí)針對(duì)同參數(shù)還要應(yīng)整U 脈沖率2也存一定局限。細(xì)分以步進(jìn)步地小行的控制以小振蕩噪聲抑制脈提系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定值得推廣應(yīng)用。1.2. ..(1)。.(2)存在的慣量阻力矩的影響加速速的時(shí)短可實(shí)現(xiàn)快速起正反向運(yùn)行。.(3)普通受離心力的作用其圓周速所限制而運(yùn)行時(shí)其部件受離心力的影響因而它的速可受限制。.(4)散熱面積大容易冷卻可承受較的磁負(fù)荷容量定額較。. (5)結(jié)單且它的初級(jí)鐵心在嵌后可，可在環(huán)用。.存在一存在向向它加的加磁密功率因的輸出功率。10.11.幾種結(jié)形式其運(yùn)速何確定？12.：. 按照結(jié)構(gòu)型式的不同，直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)主要分為偏平型和圓 筒型。 . 直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度為 15.

v

s)v116.其中滑差率s

v，同步速度

2f（

f為電源頻率，為電機(jī) v 1 1 11極距）?？梢?jiàn)，直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度與電源頻率及電機(jī)極距 成正比，改變電源頻率或電機(jī)極距都可以改變運(yùn)動(dòng)速度。 17.18.直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在電磁性能上有什么不同？ 19..直線感應(yīng)電動(dòng)機(jī)與旋轉(zhuǎn)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在工作原理上并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，只是所得到的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式不同而已。但是，兩者在電磁性能上卻存在很大的差別，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：.(1的。因三相電壓對(duì)稱，三相繞組電流也不對(duì)稱。. (2無(wú)級(jí)間的存在和。級(jí)的或，中感應(yīng)加電流，就是所邊緣由.(3)、次級(jí)之間方向要延續(xù)一定長(zhǎng)度且法向磁力往往均勻因此械結(jié)構(gòu)一般將、次級(jí)之間氣隙做得長(zhǎng)這樣其功率因數(shù)比還要低。24.25.永磁式流可分為哪幾種？它們各什么點(diǎn)？26.答：. 按照結(jié)構(gòu)型式永磁式流可分為和圈型兩種。. 8-7(a圈固定繞一個(gè)軟鐵框架圈長(zhǎng)度包括可永磁體整個(gè)程顯然當(dāng)固定線圈流過(guò)流時(shí)工作部分要白白浪費(fèi)能量為了降低能的可將圈工過(guò)永磁體磁流圈之如圖線所示分這種結(jié)構(gòu)型式降低了可靠和用壽命。.8-7(b)