自动控制元件部分课后题答案

1、自动控制元件 部分课后题答案第一章 直流伺服电动机1- 1 直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定答：a：由 Tem=CmIa 知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。b：由 Tem =T0 +T2 =CmIa 控制电流由负载转矩 (T 2)和空载转矩 (T 0)大小决 定。1-2 当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁 转矩、控制电流、转速发生怎样的变化为什么答：a：电磁转矩 Tem =T0 +T2可见电磁转矩也不变。 由 Tem=CmIa知控制电流 Ia 也 不变b：n Ua RaTem知 Tem 不变可见 Ua 转速升高理想空载转速变大导致转 Ke Ke

2、Kt速 n 升高。1-3 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V，额定运行时电枢电流Ia=0.4A ，转速 n=3600rpm，它的电枢电阻 Ra=50欧姆，负载阻转矩 To=。试问 该电动机额定负载转矩是多少答：Ea= Ua- IaRa=×50=90VEa=Cen, Ce=0.105CmCm =Ea0.105900.2380.105 3600Tem =T0 +T2=CmIaT2=CmIa -T0 =当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。答：磁转矩 Tem =T0

3、 +T2可见 T2 电磁转矩也。由 Tem=CmIa知控制电流 Ia Ea= Ua- IaRa 可见 I a 知 Ea，由 Ea=Ce n 知 Ea知 n第二章 直流测速发电机2- 4 某直流测速发电机，其电枢电压 U=50V，负载电阻 RL=3000，电枢电阻 Ra=180，转速 n=3000rpm，求该转速下的空载输出电压 Uo和输出电流 Ia 。50Ea = Ua IaRa Ia= 50 =0.0167A Ea=50300050Ea =50+×180=53 空载 Uo =Ea =533000第三章 步进电动机3- 8 某五相反应式步进电动机转子有 48 个齿，试分析其有哪几种运

4、行方式及 对应的步距角，并画出它们的矩角特性曲线族。答: 5 相单 5 拍 ABCDEAb= 360360NZr 5 48TemA =-T jmaxsin( e) T emB =-T jmax sin( e-2) T emC =-T jmax sin( e- 4 )55T6emD =-T jmaxsin( e-) T emE =-T jmaxsin(8 e- )555相双 5 拍 ABBCCDDEEAABb= 360 360NZr 5 48TemAB=( e-) T emBC=( e-)55TemC D=( e-) T emDE=( e-7TemEA =(e95相 10 拍 A AB B BC

5、 C CD D DE E EA ABb= 360360NZr 10 48em3- 10 四相反应式步进电动机， 转子有 50 个齿，试计算各种运行方式的步距角。 并画出其单、 双拍制的矩角特性曲线族。 若单相通电时的最大静态转矩为· m， 试计算各种运行方式的起动转矩；并判断转子上负载为·m 时哪种运行方式可 使步进电动机正常运行 解 a：四相单四拍 步距角 b= 360 360 =°， be= , 如下图四相单四拍NZr 4 50 2相邻 2 相矩角特性曲线交点 q1 转矩 Temq1=TTjmaxsin =×=·m<·m4电

6、机不能正常运行b: 四相 双四 拍步 距 角b= 360NZr360 =4 50 = be=，2Temq1=×=·m4>· m ，电机能正常运行四相八拍步距角 b=N36Z0r 836500be=4Temq1= =×=·m>· m4电机能正常运行第四章 旋转变压器4- 6 用正余弦旋转变压器可以构成直角坐标系旋转 角的变换，接线如图题 图 4-1 ，4-2 所示（见书 P119）。试分析其工作原理。解： Uxs= Ussin , Uys = Uscos , Uxc= Uc cos, U yc = Uc sin , Ux=

7、Uxs- Uxc ，Uy= Uys +Uyc ，Ux= Ussin -Uccos， Uy= Uscos +Ucsin ，如 p 点与坐标系 uov 相当于正余弦旋转变压器转子，当其顺时针旋转 ， 坐标系顺 uov 时针旋转 就会输出新的坐标（ Ux 、 Uy ）4- 8 有一只旋变发送机 XF和一只旋变变压器 XB定子绕组对应联接作控制式运 行，如题图 4-3 所示（见书 P119），已知：图中的 1=15°°，2=10°°，试 求：（1） 旋变变压器转子的输出绕组的协调位置 XT； 解: 协调位置 XT在转子逆时针旋转 95°（ 2） 失调角

8、 r 。r=- 1- （90- 2）=-95 °第五章 自整角机5- 4 三台自整角机如题图 5-1 所示（见书 P147）接线。中间一台为力矩式差动 接收机，左右两台为力矩式发送机， 试问：当左右边两台发送机分别转过 2、 1角度时，中间的接收机将转过的角度 与 2和 1之间是什么关系 解：r=21 ,2 1>0则顺时针转动21=0 则不动2 1<0则逆时针转动5- 6 某力矩式自整角机接线如题图 5-3 所示（见书 P148）1） 画出接收机转子所受的转矩方向： 解：收机转子所受的转矩方向是逆时针方向2） 画出接收机的协调位置； 解：接收机转子逆时针旋转转角度： （1

9、5-35= -20 °）解：r=12=15° - 35°=-20 °5-7 对于题图 5-4 所示（见书 P148）自整角测量线路， CX为自整角发 送机， CT为自整角变压器，它们的转子的转角分别为 1和 2。画出三 相绕组合成磁场轴线的位置， 并写出输出电势的有效值 Eo 和转角 1、2的关系式1） 合成磁场轴线的位置：E0 4.44 fW sin( 1 2)16- 8 交流伺服电动机的控制方法有几种幅值控制转速变化的物理过程如何 答: 控制方法：幅值控制、相位控制、幅相控制 幅值控制就是将励磁绕组加上恒定的额定励磁电压 Ujc ，并保持励磁电压和控 制电压的相位差 90°不变，改变控制电压的大小，以实现对伺服电动机转速 的控制。负载不变时，改变控制电压