自动控制元件部分课后题答案

自动控制元件课后问题的一些解答第一章DC伺服电机什么决定了1-1 DC伺服电机的电磁转矩和控制电流？答：从tem=cm ia可知，电磁转矩由每极磁通量和绕组电流决定。b:由tem=T0t2=cm ia控制的电流由负载转矩(t2)和空载转矩(t0)的大小决定。1-2当DC伺服电机的负载转矩恒定时，当控制电压增加时，稳态电磁转矩、控制电流和转速将如何变化？为什么？答：电磁转矩Tem=T0 T2可见电磁转矩也保持不变。从tem=cm Ia可知，控制电流Ia也不变。b:知道Tem不会改变，可以看出Ua速度增加，理想空载速度增加，导致速度n增加。1-3已知DC电机的额定电枢电压Ua=110V伏，额定电枢电流Ia=0.4A，转速n=3600rpm转/分，电枢电阻Ra=50欧姆，负载电阻转矩TO=15毫牛顿。电机的额定负载扭矩是多少？答：Ea=Ua- IaRa=110-0.450=90Vea=Cen，Ce=0.105Cm Cm=tem=T0 T2=CmIaT2=CmIa-T0=0 . 40 . 238=0.0952-1510-3=80.2毫牛顿米1-6当DC伺服电机的电枢电压和励磁电压不变时，如果负载转矩减小，电机的电枢电流、电磁转矩和转速将如何变化？它还解释了从原始状态到新稳态的物理过程。答：磁力矩Tem=T0 T2显示T2电磁力矩也是。从tem=cm ia，控制电流Ia 是已知的。Ea=Ua- IaRa可视为Ia ,称为Ea , Ea=cen，称为Ea，称为n。第二章DC测速发电机2-4对于DC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，计算该转速下的空载输出电压Uo和输出电流Ia。Ea=Ua IaRa Ia=0.0167A Ea=50Ea=50 180=53空Uo=Ea=53第三章步进电机3-8五相反应式步进电机的转子有48个齿。尝试分析哪种工作模式和相应的步距角，并画出它们的矩角特性曲线族。回答：五相单五拍ABCDEAb=1.5TeMa=-Tjmaxsin(e)TeMB=-Tjmaxsin(e-)TemC=-Tjmaxsin(e-)TemD=-Tjmaxsin(e-)TemE=-Tjmaxsin(e-)五相双五拍ABBCCDDEEAABb=1.5TemAb=-1.62 Tjmaxsin(e-)TemBC=-1.62 Tjmaxsin(e-)TemCD=-1.62 Tjmaxsin(e-)TemDe=-1.62 Tjmaxsin(e-)TeMeA=-1.62 Tjmaxsin(e-)5相10拍AABBBCCCDDDEEEAABb=0.753-10四相反应式步进电机，转子有50个齿，试计算各种运行方式的步距角。并画出其单拍和双拍系统的矩角特性曲线族。如果单相通电时最大静态扭矩为0.1牛米，尝试计算各种运行模式的启动扭矩。当转子上的负载为0.08纳米时，判断哪种运行模式能使步进电机正常运行解决方案a:四相单四拍阶跃角 b=1.8， be=，如下图所示，在四相单四拍相邻两相矩角特性曲线的交点处，扭矩tem Q1=ttjmaxsin=0.10.707=0.0707nm 0.08nm马达不能正常运转。B:四相双四拍步进角 b=1.8， be=，tem Q1=1.414 TJ maxsin=1.4140.0707=0.1nm 0.08nm，电机能正常运行四相八拍步距角 b=0.9，be=tem Q1=1.414 TJ maxsin=1.4140.0707=0.1nm 0.08nm，电机能正常运行。第四章旋转变压器4-6正弦-余弦分解器可用于转换直角坐标系的旋转角。布线如图4-1和4-2所示(见P119书)。试分析其工作原理。解决方案：uxs=ussin，uys=uscos，uxc=uccos，uyc=ucsin，* Ux=Uxs-Uxc，Uy=Uys Uyc，Ux=Ussin-Uccos，Uy=Uscos Ucsin，例如，点p和坐标系uov相当于正弦和余弦旋转变压器转子。当顺时针旋转时，坐标系沿uov顺时针旋转，并将输出新的坐标(Ux，Uy)4-8有一个旋转变压器变送器XF和一个旋转变压器变压器XB定子绕组，相应连接，用于受控操作，如图4-3所示(见P119书)。众所周知，图中1=15，2=10。尝试找出：(1)旋转变压器转子输出绕组的协调位置XT；解决方案：协调位置XT在转子中逆时针旋转95(2)偏移角r。r=-1- (90-2)=-95第五章是修角器5-4三个自动调心机的接线如图5-1所示(见P147书)。中间的一个是力矩差动接收器，左右两个是力矩发射器。让我们问一下：当左右发射机分别旋转2和1时，中间接收机将旋转的角度与2和1之间的关系是什么？解决方案：r= 2- 1， 2- 10顺时针旋转 2- 1=0不移动 2- 10逆时针旋转5-6扭矩型同步机的接线如图5-3所示(见P148)(1)绘制接收器转子的扭矩方向：解决方案：接收器转子的扭矩方向为逆时针方向。(2)绘制接收器的坐标位置；解决方案：接收器转子逆时针旋转一个角度：(15-35=-20)(3)找到偏移角度。解决方案：r= 1- 2=15-35=-205-7对于图5-4所示的自动调谐角度测量电路(见P148书)，CX是自动调谐角度变送器，CT是自动调谐角度互感器，其转子的旋转角度分别为1和2。画出三相绕组组合磁场的轴线位置，写出输出电位有效值Eo与转角1和2的关系。(1)合成磁场轴的位置：6-8交流伺服电机有多少种控制方法？振幅控制速度变化的物理过程是什么？回答：控制方法：振幅控制、相位控制、振幅和相位控制振幅控制是将恒定的额定励磁电压Ujc加到励磁绕组上，保持励磁电压和控制电压之间的相位差90不变，并改变控制电压的大小来控制伺服电机的转速。当负载不变时，控制电压Uk也变，如Uka