第5章思考题与习题答案汇总.doc

思考题与习题1.可以决定直流伺服电动机旋转方向的是（ ）A.电机的极对数B.控制电压的幅值C.电源的频率D.控制电压的极性2. 有一台直流伺服电动机，电枢控制电压和励磁电压均保持不变，当负载增加时，电动机的控制电流、电磁转矩和转速如何变化？3.如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性（见图5-101)，就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL时，电动机的转速就下降。试问这是什么原因？图5-101 用直流发电机作为直流电动机的负载4.已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V，额定运行时的电抠电流Ia=0.4A，转速n=3600r/min，它的电枢电阻Ra50，空载阻转矩T0=15mNm。试问该电动机额定负载转矩是多少？5.用一对完全相同的直流机组成电动机-发电机组，它们的励磁电压均为110V，电抠电阻Ra=75。已知当发电机不接负载，电动机电枢电压加120 V时，电动机的电枢电流为0.12A，绕组的转速为4500 r/min。试问： （1）发电机空载时的电枢电压为多少伏？ （2）电动机的电枢电压仍为110V，而发电机接上0.5k的负载时，机组转速n多大（设空载阻转矩为恒值）？6.一台直流电动机，额定转速为3000r/min。如果电枢电压和励磁电压均为额定值，试问该电机是否允许在转速n=2500r/min下长期运转？为什么？7.直流伺服电动机在不带负载时，其调节特性有无死区？调节特性死区的大小与哪些因素有关？8.一台直流伺服电动机其电磁转矩为0.2倍的额定电磁转矩时，测得始动电压为4V，当电枢电压增加到49V时，其转速为1500 r/min。试求当电动机为额定转矩，转速n=3000r/min时，电枢电压Ua=？9.已知一台直流伺服电动机的电枢电压Ua=110 v，空载电流Ia0=0.055A，空载转速n=4600r/min，电枢电阻Ra=80。试求： （1）当电枢电压Ua=67.5V时的理想空载转速n0及堵转转Td； （2）该电机若用放大器控制，放大器内阻Ri=80，开路电压U1=67.5V ，求这时的理想空载转速n0及堵转转Td；（3）当阻转矩TL+T0由30mNm增至40mNm时，分别试求上述两种情况下转速的变化n。10. 交流伺服电动机转子的结构常用的有_形转子和非磁性杯形转子。（ ）A.磁性杯B.圆盘C.圆环D.鼠笼11. 有一台四极交流伺服电动机，电源频率为400Hz，其同步速为（ ）A.3000r/minB.6000r/minC.9000r/minD.12000r/min12交流伺服电动机的转子有两种形式，即_和非磁性空心杯形转子。13. 异步伺服电动机的两相绕组匝数不同时，若外施两相对称电压，电机气隙中能否得到圆形旋转磁场？如要得到圆形旋转磁场，两相绕组的外施电压要满足什么条件？14.为什么异步伺服电动机的转子电阻要设计得相当大？若转子电阻过大对电动机的性能会产生哪些不利影响？15.异步伺服电动机在幅值控制时，有效信号系数由0变化到1，电动机中的正序、负序磁势的大小将怎样变化？16.幅值控制异步伺服电动机，当有效信号系数1时，理想空载转速为何低于同步转速？当控制电压发生变化时，电动机的理想空载转速为什么会发生改变？17.什么叫“自转”现象？对异步伺服电动机应采取哪些措施来克服“自转”现象？18.有一台异步伺服电动机忽略其定子参数和转子漏抗，并假定R24Xm。试计算当幅值控制及幅值-相位控制方式又始动时为圆形旋转磁场，它们的堵转转矩之比是多少？此时电容电抗Xcm为R2的多少倍?19.为什么交流伺服电动机有时能称为两相异步电动机？如果有一台电机，技术数据上标明空载转速是1200r/min，电源频率为50Hz，请问这是几极电机？空载转差率是多少？20.一台400 Hz的异步伺服电动机，当励磁绕组加电压Uf=110V，而控制电压Uc=0时，测得励磁电流If=0.2A，将If的无功分量用并联电容补偿后，测得有功分量（即If的最小值）Ifm=0.1A。试问： （1）励磁绕组阻抗Zf0及阻抗角f0各等于多少?（2）如果只有单相电源，又要求n=0时移相90，应在励磁绕组上中多大电容？（3）若电源电压为110V，串联电容后，Uf=？Uc=？（n=0）21伺服电动机的转矩、转速和转向都非常灵敏和准确地跟着_变化。22. 一台500r/min,50Hz的同步电机，其极数是_。23. 同步电动机最大的缺点是_。24. 同步电机电枢绕组匝数增加，其同步电抗( )A.增大B.减小C.不变D.不确定25对于同步电机的转速，以下结论正确的是( )A与电源频率和电机磁极对数无关B与负载大小有关，负载越大，速度越低C带不同负载输出功率总量恒定D转速不随负载大小改变26. 如果永磁式同步电动机轴上负载阻转矩超过最大同步转矩，转子就不再以同步速运行，甚至最后会停转，这就是同步电动机的（ ）A.失步现象B.自转现象C.停车现象D.振荡现象27.说明永磁同步伺服电动机三闭环控制原理，说明与常规速度控制的区别。答案1、D2. 答：直流伺服电动机的励磁电压和电枢控制电压均维持不变，而负载增加时，电动机的转速将下降，电枢电流和电磁转矩都会增大。3.答：发电机：Ea=Ua+IaRa，RL减小，Ua上升，n上升；电动机：Ea=Ua-IaRa，n上升，转矩T上升，Ia上升，最终导致转速n下降。4、解：5、解：（1）（2）电压平衡 又，（1）电磁平衡 带负载（2）空载 （3）联立（2）（3）得： （4）联立（1）（4）得：6.答：不可以。对于电动机有Ea=Ua-IaRa，若电动机长期工作在n=2500r/min下，Ea减小，而Ua不变，那么Ia上升，电动机不可以长期工作在超出额定电枢电流的状态下。7.答：无。调节特性死区的大小与负载、电枢电阻及励磁磁通有关。8. 解：， 又9. 解：，（1）（2）（3），10、D 11、D12、鼠笼形转子13. 答：不能。如要得到圆形旋转磁场，两相绕组的外施电压应与绕组匝数成正比。14.答：为了得到更接近于直线的机械特性，但不能过分增加。当最大转差率大于1后，若继续增加转子电阻，堵转转矩将随转子电阻增加而减小，这将使时间常数增大，影响电机的快速性能。同时由于转矩的变化对转速的影响增大，电机运行稳定性变差。此外，转子电阻取得过大，电动机的转矩会显著减小，效率和材料利用率大大降低。15.答：异步伺服电动机在幅值控制时，有效信号系数越接近1，负序磁势越小，而正序磁势越大；反之若有效信号系数接近0，负序磁势越大，正序磁势就越小，但无论有效信号系数多大，负序磁势幅值总是小于正序磁势幅值，只有当有效信号系数为0时，正序、负序磁势幅值才相等。16.答：当有效信号系数e1，即椭圆形旋转磁场时，电动机的理想空载转速将低于同步转速。这是因为在椭圆形旋转磁场中，存在的反向旋转磁场产生了附加制动转矩T2，使电动机输出转矩减小。同时在理想空载情况下，转子转速已不能达到同步转速ns，只能是小于ns的n0。正向转矩T1与反向转矩T2正好相等，合成转矩TeT1- T2=0，转速n0为椭圆形旋转磁场时的理想空载转速。有效信号系数e越小，磁场椭圆度越大，反向转矩越大，理想空载转速就越低。17.答：当伺服电动机处于单相供电时，电动机仍然转动，这就是伺服电动机“自转”现象。 为了消除自转现象，交流伺服电动机零信号时的机械特性必须如下图所示，显然这也就要求有相当大的转子电阻，最理想的是使转差率sm1，可以完全消除自转现象18、解：幅值控制时：幅值相位控制时：其中： 所以：而由于：故：19.答：交流伺服电动机的结构通常采