控制電機第三版課后習題答案

1、1. 為什么直流發(fā)電機電樞繞組元件的電勢是交變電勢而電刷電勢是直流電勢？ P252. 如果圖2 - 1中的電樞反時針方向旋轉(zhuǎn)，試問元件電勢的方向和 A、B電刷的極性如何？P73. 為了獲得最大的直流電勢，電刷應放在什么位置？為什么端部對稱的鼓形繞組(見圖2 -3)的電刷放在磁極軸線上 ？ P9-104. 為什么直流測速機的轉(zhuǎn)速不得超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速？負載電阻不能小于給定值 ? P235. 如果電刷通過換向器所連接的導體不在幾何中性線上，而在偏離幾何中性線 a角的直線上，如圖2 - 29所示， 試綜合應用所學的知識， 分析在此情況下對測速機正、反轉(zhuǎn)的輸出特性的影響。(提示：在圖中作一輔助線。)正

2、反向特性不一致。6. 具有16個槽，16個換向片的兩極直流發(fā)電機結(jié)構(gòu)如圖2 - 30所示。(1) 試畫出其繞組的完整連接圖；(2) 試畫出圖示時刻繞組的等值電路圖；(3) 若電樞沿順時針方向旋轉(zhuǎn)，試在上兩圖中標出感應電勢方向和電刷極性；(4) 如果電刷不是位于磁極軸線上，例如順時針方向移動一個換向片的距離,會出現(xiàn)什么問題？43211615145T一AlV/i114R513彳6丄VvV-WlWy_113第三章7891011121. 直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電流由什么決定 答電樞電濟Z的表示武：心直流電動機的電樞電流不僅取決于外加電壓和本身的內(nèi)阻，而且還取決于與轉(zhuǎn)速成 正比的反電勢(當 ？=常數(shù)

3、時)根據(jù)轉(zhuǎn)矩平衡方程式，當負載轉(zhuǎn)矩不變時，電磁轉(zhuǎn)矩不變；加上勵磁電流if不變，磁通不變， 所以電樞電流Ia也不變，直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電流由直流電 動機的總阻轉(zhuǎn)矩決定。772. 如果用直流發(fā)電機作為直流電動機的負載來測定電動機的特性(見圖3 - 33),就會發(fā)現(xiàn),當其他條件不變， 而只是減小發(fā)電機負載電阻 RL時，電動機的轉(zhuǎn)速就下降。 試問這是 什么原因？Rl發(fā)一 la發(fā)二t發(fā)-T2電=12電=n3. 一臺他勵直流電動機，如果勵磁電流和被拖動的負載轉(zhuǎn)矩都不變，而僅僅提高電樞端電壓， 試問電樞電流、轉(zhuǎn)速變化怎樣？答：最終電樞電流不變，轉(zhuǎn)速升高4.已知一臺直流電動機，其電樞額定電壓 Ua=1

4、10 V ,額定運行時的電樞電流 la=0.4 A ,轉(zhuǎn)速n=3600 r/m in,它的電樞電阻 Ra=50 Q , 空載阻轉(zhuǎn)矩 T0=15 mN m。 試問該電動機額 定負載轉(zhuǎn)矩是多少？心亠丄汁 n 3600 406咕 60 I 3珊2汀f 2匯40缸T = CTIS 0.4 = =?96mArjf：k l（kTl =T-I. =?6-15 = 8bjtVj5. 用一對完全相同的直流機組成電動機 一發(fā)電機組， 它們的勵磁電壓均為 110 V ,電樞 電阻Ra=75 Q o已知當發(fā)電機不接負載，電動機電樞電壓加 110 V時，電動機的電樞電流為0.12 A,繞組的轉(zhuǎn)速為 4500 r/min

5、。 試問：（1）發(fā)電機空載時的電樞電壓為多少伏？（2）電動機的電樞電壓仍為110 V,而發(fā)電機接上 0.5 kQ的負載時， 機組的轉(zhuǎn)速n是多大（設空載阻轉(zhuǎn)矩為恒值）?發(fā)電機謹寸：&S= E逅=EE進= Ua-I2Ra =U0-0.12x75=101（r）所以：ua=im（v）（2）發(fā)電機負載后 設電動機的電樞電流為厶才 發(fā)電機的電樞電流為打才則根據(jù)發(fā)電機與電動機與外鋼關(guān)系的兩個平衡程式=E% 廷=厶-2兀,可得如下郴且Q雖氓二七+U少Q(mào)丄二解之得，1 = 0.16(.4) , ?唱=0二取/)則：= Ua= 110- 08 x75 = 89(r4500x9LOL ”昨3000 r/min。如果

6、電樞電壓和勵磁電壓均為額定值,6. 一臺直流電動機，額定轉(zhuǎn)速為問該電機是否允許在轉(zhuǎn)速 n=2500 r/min下長期運轉(zhuǎn)？為什么？答：不能，因為根據(jù)電壓平衡方程式，若電樞電壓和勵磁電壓均為額定值，轉(zhuǎn)速小于額定轉(zhuǎn)速的情況下，電動機的電樞電流必然大于額定電流，電動機的電樞電流長期大于額定電流，必將燒壞電動機的電樞繞組7. 直流電動機在轉(zhuǎn)軸卡死的情況下能否加電樞電壓？如果加額定電壓將會有什么后果 ？答：不能，因為電動機在轉(zhuǎn)軸卡死的情況小，加額定的電樞電壓，則電壓將全部加載電樞繞組上，此時的電樞電流為堵轉(zhuǎn)電流，堵轉(zhuǎn)電流遠遠大于電樞繞組的額定電流，必將燒壞電動機的電樞繞組。8. 并勵電動機能否用改變電源

7、電壓極性的方法來改變電動機的轉(zhuǎn)向？答：不能，改變電動機的轉(zhuǎn)向有兩種方法：改變磁通的方向和改變電樞電流的方向，如果同時改變磁通的方向和電樞電流的方向，則電動機的轉(zhuǎn)向不變。并勵電動機若改變電源電壓的極性，將同時改變磁通的方向和電樞電流的方向，則電動機的轉(zhuǎn)向不變。9. 當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?并說明由原來的穩(wěn)態(tài)到達新的穩(wěn)態(tài)的物理過程。電樞電扌荒* I ”電帀茲轉(zhuǎn)矩丁 J ,轉(zhuǎn)速打TT I由于上灤不卿，耳暫不變）I 丫 j-匸 （由于3電幼機將加速）、門tT乙T T厶IT 丁 b5撻T、坯10請用電壓平衡方程式解

8、釋直流電動機的機械特性為什么是一條下傾的曲線？為什么放大器內(nèi)阻越大，機械特性就越軟?蒯機的電壓平衡方程式為：J =Ea +1皆5側(cè)亠亠在勧n電樞剛壓不變的情況只轉(zhuǎn)速増尢則勘機的電勺敬必然減小，卻游徵大， 則勘機鴨I必然減打所以，輸機的財特遷親下傾的曲練姒器D . D的內(nèi)粘咖性的鞋帯將馱瞰11.直流伺服電動機在不帶負載時，其調(diào)節(jié)特性有無死區(qū)？調(diào)節(jié)特性死區(qū)的大小與哪些因素有關(guān)？有，因為艮腋驗機不顓載，電動機也妙阻轉(zhuǎn)矩，啞區(qū)電壓亠孕 不Ct9棒舗特甌區(qū)SW?眉電樞回路的鞭和細歸關(guān)。12. 一臺直流伺服電動機帶動一恒轉(zhuǎn)矩負載 （負載阻轉(zhuǎn)矩不變），測得始動電壓為 4 V,當 電樞電壓Ua=50 V時，

9、其轉(zhuǎn)速為1500 r/min。 若要求轉(zhuǎn)速達到 3000 r/min, 試問要加多 大的電樞電壓？呂I _匸舌匸二_珂 甩 J 匸J先”15003000解之彳導=匸二一55（礦）13.已知一臺直流伺服電動機的電樞電壓Ua=110 V,空載電流la0 =0.055A ,空載轉(zhuǎn)速n 0=4600 r/min, 電樞電阻 Ra=80 Q。 試求：（1）當電樞電壓Ua=67.5 V時的理想空載轉(zhuǎn)速 n0及堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Td;（2）該電機若用放大器控制，放大器內(nèi)阻Ri=80 Q ,開路電壓Ui=67.5 V,求這時的理想空載轉(zhuǎn)速 n0及堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩Td;(3)當阻轉(zhuǎn)矩 TL+T0由30X 10-3 N m增至40

10、X 10-3 N m時， 試求上述 兩種情況下轉(zhuǎn)速的變化 n。(1) %=職=0,055x80=4+4(FQ5x4600冬 札 E迪亠小冊曲n)U 60 E 屯2r兔么歐心“JR 2x3.14x4600x80(2) V67 i；2940zr mill) c”E 110-44X f 2x3.14& = =_00 045a C畀 0.220A= 乂凡=0.045.80 = 3.6(F)宅 1575 mill)“0.023迺=AZA =0.045xl60=-2(r)Q 0.023第五章1各種自整角機的國內(nèi)代號分別是什么？自整角機的型號中各量含義是什么？答：常見自整角機的國內(nèi)代號：力矩式發(fā)送機：ZLF

11、，力矩式接收機：ZLJ，控制式發(fā)送機：ZKF，控制式變壓器：ZKB，差動發(fā)送機：ZCF，差動接收機：ZCJ,控制式差動發(fā)送機： ZKC。型號中前兩位數(shù)字(由左向右排列)表示機座號，中間三個字母表示產(chǎn)品名稱代號，后兩位數(shù)字表示性能參數(shù)序號。2何為脈振磁場？它有何特點和性質(zhì)？答：脈振磁場： 是一種空間位置固定而幅值在正負最大值之間變化的磁場。 單相繞組， 通入 單相交流電時，便產(chǎn)生兩極脈振磁場。單相基波脈振磁場的物理意義可歸納為如下兩點：(1) 對某瞬時來說， 磁場的大小沿定子內(nèi)圓周長方向作余弦分布；(2) 對氣隙中某一點而言， 磁場的大小隨時間作正弦變化。3. 自整角變壓器的轉(zhuǎn)子繞組能否產(chǎn)生磁勢

12、 ? 如果能， 請說明有何性質(zhì) ? 答：若自整角變壓器的轉(zhuǎn)子繞組電路閉合， 則會有輸出電流產(chǎn)生， 該電流也為單相正弦交流 電，則該電流通過自整角變壓器的轉(zhuǎn)子繞組(單相繞組) 必然產(chǎn)生兩極脈振磁場。 該磁場具 備脈振磁場的兩個性質(zhì)：(1) 對某瞬時來說， 磁場的大小沿定子內(nèi)圓周長方向作余弦分布；(2) 對氣隙中某一點而言， 磁場的大小隨時間作正弦變化。4. 說明 ZKF 的定子磁密的產(chǎn)生及特點。 如果將控制式運行的自整角機中定子繞組三根引出 線改接,例如圖5 -19中的D1和D 2聯(lián),D2和D 1聯(lián),而D3仍和D 3聯(lián)接,其協(xié)調(diào)位 置和失調(diào)角又如何分析 ?答：控制式發(fā)送機的轉(zhuǎn)子勵磁繞組產(chǎn)生的勵磁

13、磁場氣隙磁通密度在空間按余弦波分布，它在定子同步繞組中分別感應出時間相位相同、幅值與轉(zhuǎn)角0 1有關(guān)的變壓器電勢，這些電勢在ZKF 的定子繞組中產(chǎn)生電流，形成磁場。其特點是：(1) 定子三相合成磁密相量和勵磁繞組軸線重合 , 但和勵磁磁場反向。(2) 故定子合成磁場也是一個脈振磁場。(3) 定子三相合成脈振磁場的幅值恒為一相磁密最大值的 3/2倍, 它的大小與轉(zhuǎn)子相 對定子的位置角 0 1 無關(guān)。其協(xié)調(diào)位置將超前原位置120,失調(diào)角丫 =- :30 + ( 0 2- 0 1)5. 三臺自整角機如圖 5 - 34接線。 中間一臺為力矩式差動接收機 , 左右兩臺為力矩式發(fā)送 機, 試問： 當左、 右

14、邊兩臺發(fā)送機分別轉(zhuǎn)過 0 1、0 2 角度時 , 中間的接收機轉(zhuǎn)子將轉(zhuǎn)過的角度 0 和0 1、0 2之間是什么關(guān)系 ?答：有圖可知， 0 10 2，他們都是順時針方向旋轉(zhuǎn)；所以 0 =0 2-0 1，則中間的接收機 將順時針轉(zhuǎn)過 0 =0 2-0 1 的角度。原、 副邊都補償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器 原邊和副邊都補償時的正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器如圖 6 - 7 所示 , 此時其四個繞組 全部用上,轉(zhuǎn)子兩個繞組接有外接阻抗ZL和Z,允許ZL有所改變。和單獨副邊或單獨原邊補償?shù)膬煞N方法比較 , 采用原、 副邊都補償?shù)姆椒▽ο敵鎏匦曰兊男Ч?。這是因為，單獨副邊補償時補償所用阻抗 Z 的數(shù)值和旋轉(zhuǎn)變壓器所

15、帶的負載阻抗 ZL 的值必須相等。 對于變動的負載阻抗來說 , 這樣不能實現(xiàn)完全 補償。1. 消除旋轉(zhuǎn)變壓器輸出特性曲線畸變的方法是什么?答：原邊補償和副邊補償。2. 正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器副邊全補償?shù)臈l件是什么?原邊全補償?shù)臈l件又是什么 ?答：副邊全補償?shù)臈l件是：轉(zhuǎn)子另一輸出繞組接一個等于負載阻抗ZL 的阻抗；原邊全補償?shù)臈l件是：定子交軸繞組外接阻抗Z等于勵磁電源內(nèi)阻抗 Zn。3. 旋轉(zhuǎn)變壓器副方全補償時只產(chǎn)生與轉(zhuǎn)角如何 (有關(guān); 無關(guān))的直軸磁場 ?而能否 (不; 可以)產(chǎn) 生交軸磁場 , 其原因是什么 ?答：旋轉(zhuǎn)變壓器副方全補償時只產(chǎn)生與轉(zhuǎn)角 有關(guān) 的直軸磁場， 不產(chǎn)生交軸磁場 , 其原 因是

16、：對稱繞組不產(chǎn)生交軸磁場或者說它們產(chǎn)生的交軸磁場相互抵消。4. 采用原方全補償時 , 旋轉(zhuǎn)變壓器在工作時交軸磁通在某繞組中感生電流 , 該電流所產(chǎn)生 的磁通對交軸磁通有什么作用 ?單獨原邊全補償時 , 負載阻抗改變將能否 (不; 可以 )影響其 補償程度 , 即與負載阻抗值的改變是否有關(guān) ?答：感生電流所產(chǎn)生的磁通對交軸磁通有去磁作用，單獨原邊全補償時, 負載阻抗改變不影響其補償程度 , 即與負載阻抗值的改變 無關(guān)。5. 線性旋轉(zhuǎn)變壓器是如何從正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器演變過來的?線性旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子繞組輸出電壓 UR2 和轉(zhuǎn)角 0 的關(guān)系式是什么 ?改進后的線性旋變 , 當誤差小于 0.1%時,轉(zhuǎn)角0

17、 的角度范圍是什么？答：將正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器的定子勵磁繞組和轉(zhuǎn)子余弦輸出繞組串聯(lián)，并作為勵磁的原邊。 定子交軸繞組短接作為原邊補償 ，轉(zhuǎn)子正弦輸出繞組作為輸出繞組，即可將正余弦 旋轉(zhuǎn)變壓器變?yōu)榫€性旋轉(zhuǎn)變壓器。線性旋轉(zhuǎn)變壓器的轉(zhuǎn)子繞組輸出電壓UR2和轉(zhuǎn)角0的關(guān)kuU f1 si nr系式是：Ur2改進后的線性旋變,當誤差小于0.1%時，轉(zhuǎn)角甲的角度范圍是土 60 。7感應移相器的主要特點是什么？具備這些特點的原因是什么 ？答：感應移相器的主要特點是：輸出電壓的相位與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角成線性關(guān)系，而且其輸出電壓的幅值能保持恒定。原因是：將旋轉(zhuǎn)變壓器接上移相電路構(gòu)成感應移相器后，其本身的參數(shù)和外接電路滿足以下兩

18、個條件時：其輸出電壓的相位與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)角滿足下面函數(shù)式R2R = X2R1R2RR R2R =& Cl&R = Er ej.第七章1. 單相繞組通入直流電、交流電及兩相繞組通入兩相交流電各形成什么磁場？它們的氣隙磁通密度在空間怎樣分布，在時間上又怎樣變化?答：單相繞組通入直流電會形成恒定的磁場，單相繞組通入交流電會形成脈振磁場； 兩相繞組通入兩相交流電會形成脈振磁場或旋轉(zhuǎn)磁場。恒定磁場在磁場內(nèi)部是一個勻強磁 場，不隨時間變化。脈振磁場的幅值位置不變，其振幅永遠隨時間交變；對某瞬時來說，磁場的大小沿定子內(nèi)圓周長方向作余弦分布，對氣隙中某一點而言，磁場的大小隨時間作正弦變化。圓形旋轉(zhuǎn)磁場的特點是：它的

19、磁通密度在空間按正弦規(guī)律分布，其幅值不變并以恒定的速度在空間旋轉(zhuǎn)。2. 何為對稱狀態(tài)？何為非對稱狀態(tài)？交流伺服電動機在通常運行時是怎樣的磁場？兩相繞組通上相位相同的交流電流能否形成旋轉(zhuǎn)磁場？答：一般地， 當兩相繞組產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場時，這時加在定子繞組上的電壓分別定義為額定勵磁電壓和額定控制電壓，并稱兩相交流伺服電動機處于對稱狀態(tài)。當兩相繞組產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場時，稱兩相交流伺服電動機處于非對稱狀態(tài)。兩相繞組通上相位相同的交流電流不能形成旋轉(zhuǎn)磁場，只能形成脈振磁場加在兩相繞組上的電壓及電流應符合怎樣條件才能產(chǎn)加在兩相繞組上的電壓及電流值應相等才能產(chǎn)生圓形旋 若要產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，3. 當兩相繞組匝

20、數(shù)相等和不相等時， 生圓形旋轉(zhuǎn)磁場？電流值應與繞組匝數(shù)成反答：當兩相繞組匝數(shù)相等時， 轉(zhuǎn)磁場。當兩相繞組有效匝數(shù)不等時， 比，電壓值應與繞組匝數(shù)成正比。4. 改變交流伺服電動機轉(zhuǎn)向的方法有哪些？為什么能改變？（即相位改變180 ）,就（此繞組中流有相位90。答：把勵磁與控制兩相繞組中任意一相繞組上所加的電壓反相 可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向。因為旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向是從超前相的繞組軸線 上超前的電流）轉(zhuǎn)到落后相的繞組軸線，而超前的相位剛好為5. 什么叫作同步速”如何決定?假如電源頻率為 60 Hz ,電機極數(shù)為6,電機的同步速等 于多少？答：旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速常稱為同步速，以ns表示。同步速只與電機極數(shù)和電源

21、頻率有關(guān)，其關(guān)系式為：n-（r/s60f （r/mi n），假如電源頻率為60 Hz,電機極數(shù)為6,電S PP機的同步速等于 1200r/min。6. 為什么交流伺服電動機有時能稱為兩相異步電動機？如果有一臺電機，技術(shù)數(shù)據(jù)上標明空載轉(zhuǎn)速是1 200 r/min,電源頻率為50 Hz,請問這是幾極電機？空載轉(zhuǎn)差率是多少？ 答：因為交流伺服電動機的定子繞組有勵磁繞組和控制繞組兩相組成，交流伺服電動 機轉(zhuǎn)速總是低于旋轉(zhuǎn)磁場的同步速，而且隨著負載阻轉(zhuǎn)矩值的變化而變化， 因此交流伺服 電動機又稱為 兩相異步伺服電動機 ?？蛰d轉(zhuǎn)速是 1200 r/min， 電源頻率為 50 Hz 的電機是 4 極電機，空

22、載轉(zhuǎn)差率是 20%。7. 當電機的軸被卡住不動， 定子繞組仍加額定電壓， 為什么轉(zhuǎn)子電流會很大 ? 伺服電動 機從啟動到運轉(zhuǎn)時， 轉(zhuǎn)子繞組的頻率、 電勢及電抗會有什么變化 ? 為什么會有這些變化 ?答：當電機的軸被卡住不動， 定子繞組仍加額定電壓， 此時電動機處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)， 感應電勢 ER 較大，所以轉(zhuǎn)子電流會很大。伺服電動機從啟動到運轉(zhuǎn)時， 轉(zhuǎn)子繞組的頻率、 電勢及電抗會變小， 因為電機轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子導體中感應電流的頻率、電勢及電抗分別等于 轉(zhuǎn)子不動時的頻率、電勢及電抗乘上轉(zhuǎn)差率9. 什么是電源移相， 什么是電容移相， 電容移相時通常移相電容值怎樣確定 ? 電容伺服 電動機轉(zhuǎn)向怎樣 ?答：直接

23、將電源移相或通過移相網(wǎng)絡使勵磁電壓和控制電壓之間有一固定的90相移， 這些移相方法通稱為電源移相。在交流伺服電動機內(nèi)部采用勵磁相串聯(lián)電容器移相的 移相方法叫電容移相。電容伺服電動機轉(zhuǎn)向是從勵磁繞組轉(zhuǎn)向控制繞組。10. 怎樣看出橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場的幅值和轉(zhuǎn)速都是變化的？當有效信號系數(shù)a e從01變化時， 電機磁場的橢圓度怎樣變化 ? 被分解成的正、 反向旋轉(zhuǎn)磁場的大小又怎樣變化 ?答：橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場的幅值和轉(zhuǎn)速都是變化的詳見課本151 頁，當有效信號系數(shù) a e從 01 變化時， 電機磁場的橢圓度將變小，被分解成的正向旋轉(zhuǎn)磁場增大，反向旋轉(zhuǎn)磁場 減小。11. 什么是自轉(zhuǎn)現(xiàn)象 ? 為了消除自轉(zhuǎn)， 交流

24、伺服電動機零信號時應具有怎樣的機械特性 ?答：當伺服電動機的控制電信號 Uk=0 時， 只要阻轉(zhuǎn)矩小于單相運行時的最大轉(zhuǎn)矩， 電動機仍將在電磁轉(zhuǎn)矩 T 作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象叫自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。為了消除自轉(zhuǎn)， 交流伺服電 動機零信號時的機械特性應位于二、四象限12. 與幅值控制時相比， 電容伺服電動機定子繞組的電流和電壓隨轉(zhuǎn)速的變化情況有哪些 不同 ? 為何它的機械特性在低速段出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象 ?答：與幅值控制時相比， 電容伺服電動機定子繞組的電流和電壓隨轉(zhuǎn)速的增加而增 大，勵磁電壓 Uf 的相位也增大。 因機械特性在低速段隨著轉(zhuǎn)速的增加轉(zhuǎn)矩下降得很慢，而在高速段， 轉(zhuǎn)矩下降得很快， 從而使機械特性在低速段

25、出現(xiàn)鼓包現(xiàn)象(即機械特性負的斜率值降低 )。13. 何為交流伺服電動機的額定狀態(tài) ? 額定功率含義如何 ?答：電機處于對稱狀態(tài)，當轉(zhuǎn)速接近空載轉(zhuǎn)速 n0 的一半時，輸出功率最大，通常就 把這點規(guī)定為交流伺服電動機的額定狀態(tài)。電機可以在這個狀態(tài)下長期連續(xù)運轉(zhuǎn)而不過熱， 這個最大的輸出功率就是電機的額定功率 P2n 。15. 一臺兩極的兩相伺服電動機，勵磁繞組通以400 Hz的交流電， 當轉(zhuǎn)速n=18 000 r/min時， 使控制電壓 Uk=0， 問此瞬時：(1) 正、 反旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體的速率(即轉(zhuǎn)差 )為多少 ?(2) 正、 反旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流頻率各為多少 ?(3)

26、正、 反旋轉(zhuǎn)磁場作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩方向和大小是否一樣 ? 哪個大 ? 為 什么 ?答：(1)旋轉(zhuǎn)磁場的同步速 ns 為：反向旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流 頻率為：込=仝型h腳(血6 60 60)正、反向旋轉(zhuǎn)磁場作用在轉(zhuǎn)子I的轉(zhuǎn)矩方向相反. 反向旋轉(zhuǎn)磁場作用在轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩大，做成的交流 伺服電動機零信號吋的機械特性應位于、四象限, 此時要求電動機的反向電磁轉(zhuǎn)矩應大于正向的電磁 轉(zhuǎn)矩口(1 )旋轉(zhuǎn)磁場的同步速加為；幵=6Q/ = 60 x 400 = 24000Wm.nP1正向旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導體的速率為：性=24000 - 1 8000 = 600(X r/min)反向旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導

27、體的速率為r噪=24000 + 18000 = 42000( r/in in)(2正向旋轉(zhuǎn)磁場切割轉(zhuǎn)子導休所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)子電流 頻率為：1 x 4300060_ 700(1 Jz)第2章直流測速發(fā)電機1. 為什么直流發(fā)電機電樞繞組元件的電勢是交變電勢而電刷電勢是直流電勢？答：電樞連續(xù)旋轉(zhuǎn)，導體ab和cd輪流交替地切割 N極和S極下的磁力線，因而ab和cd中的電勢及線圈電勢是交變的。由于通過換向器的作用，無論線圈轉(zhuǎn)到什么位置，電刷通過換向片只與處于一定極性下的導體相連接， 如電刷A始終與處在N極下的導體相連接， 而處在一定極性下的導體電勢方 向是不變的，因而電刷兩端得到的電勢極性不變，為直流電勢。2

28、. 如果圖2 - 1中的電樞反時針方向旋轉(zhuǎn)， 試問元件電勢的方向和 A、B電刷的極性如何？ 答: 在圖示瞬時，N極下導體ab中電勢的方向由 b指向a，S極下導體cd中電勢由d指向c。電刷A 通過換向片與線圈的 a端相接觸，電刷 B與線圈的d端相接觸，故此時 A電刷為正，B電刷為當電樞轉(zhuǎn)過180以后，導體 cd處于N極下，導體ab處于S極下，這時它們的電勢與前 一時刻大小相等方向相反，于是線圈電勢的方向也變?yōu)橛蒩到d,此時d為正，a為負，仍然是A 刷為正， B 刷為負。4. 為什么直流測速機的轉(zhuǎn)速不得超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速 ? 負載電阻不能小于給定值 ? 答：轉(zhuǎn)速越高，負載電阻越小，電樞電流越大，電

29、樞反應的去磁作用越強，磁通被削弱得 越多，輸出特性偏離直線越遠，線性誤差越大，為了減少電樞反應對輸出特性的影響，直流測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)速不得超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速， 負載電阻不能低于最小負載電阻值， 以保證線性誤差在 限度的范圍內(nèi)。而且換向周期與轉(zhuǎn)速成反比，電機轉(zhuǎn)速越高，元件的換向周期越短；eL 正比于單位時間內(nèi)換向元件電流的變化量?；谏鲜龇治觯琫L必正比轉(zhuǎn)速的平方，即eLn2。同樣可以證明eax n2。因此，換向元件的附加電流及延遲換向去磁磁通與n2成正比，使輸岀特性呈現(xiàn)非線性。所以，直流測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)速上限要受到延遲換向去磁效應的限制。為了改善線性度， 采用限制轉(zhuǎn)速的措施來削弱延遲換向去磁作用，

30、即規(guī)定了最高工作轉(zhuǎn)速。第三章 1. 直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電流由什么決定 ? 答;直流電動機的電樞電流不僅取決于外加電壓和本身的內(nèi)阻，而且還取決于與轉(zhuǎn)速成正 比的反電勢(當 ?= 常數(shù)時) 根據(jù)轉(zhuǎn)矩平衡方程式， 當負載轉(zhuǎn)矩不變時， 電磁轉(zhuǎn)矩不變； 加 上勵磁電流If不變， 磁通不變， 所以電樞電流Ia也不變，直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電 流由直流電動機的總阻轉(zhuǎn)矩決定。3. 一臺他勵直流電動機， 如果勵磁電流和被拖動的負載轉(zhuǎn)矩都不變，而僅僅提高電樞端電壓， 試問電樞電流、 轉(zhuǎn)速變化怎樣 ?答：當直流伺服電動機負載轉(zhuǎn)矩、勵磁電流不變時，僅將電樞電壓增大，此時由于慣性， 轉(zhuǎn)速來不及變化，Ea=C

31、e $ n,感應電勢不變，電樞電壓增大，由電壓平衡方程式：Ia= ( Ua-Ea)/Ra= ( Ua-Ce $ n) /Ra可知，電樞電流 la突然增大；又 T=CT $ la,電磁轉(zhuǎn)矩增大；此時，電磁 轉(zhuǎn)矩大于負載轉(zhuǎn)矩，由 T=TL+Tj=TL+Jd Q /dt知道，電機加速；隨著轉(zhuǎn)速 n的增加，感應電勢 Ea 增加，為保持電壓平衡，電樞電流 la 將減少，電磁轉(zhuǎn)矩 T 也將減少，當電磁轉(zhuǎn)矩減小到等于總 的負載阻轉(zhuǎn)矩時，電機達到新的穩(wěn)態(tài)， 相對提高電樞電壓之前狀態(tài)，此時電機的轉(zhuǎn)速增加、 電磁 轉(zhuǎn)矩、電樞電流不變。6. 一臺直流電動機， 額定轉(zhuǎn)速為 3000 r/min 。 如果電樞電壓和勵磁

32、電壓均為額定值， 試 問該電機是否允許在轉(zhuǎn)速 n=2500 r/min 下長期運轉(zhuǎn) ? 為什么 ?答：不能，因為根據(jù)電壓平衡方程式，若電樞電壓和勵磁電壓均為額定值，轉(zhuǎn)速小于額 定轉(zhuǎn)速的情況下，電動機的電樞電流必然大于額定電流，電動機的電樞電流長期大于額定電流， 必將燒壞電動機的電樞繞組7. 直流電動機在轉(zhuǎn)軸卡死的情況下能否加電樞電壓 ? 如果加額定電壓將會有什么后果 ?答：不能，因為電動機在轉(zhuǎn)軸卡死的情況小，加額定的電樞電壓，則電壓將全部加載電樞 繞組上， 此時的電樞電流為堵轉(zhuǎn)電流， 堵轉(zhuǎn)電流遠遠大于電樞繞組的額定電流，必將燒壞電動機的電樞繞組。8. 并勵電動機能否用改變電源電壓極性的方法來改

33、變電動機的轉(zhuǎn)向?答：不能，改變電動機的轉(zhuǎn)向有兩種方法：改變磁通的方向和改變電樞電流的方向，如果 同時改變磁通的方向和電樞電流的方向， 則電動機的轉(zhuǎn)向不變。 并勵電動機若改變電源電壓的極 性，將同時改變磁通的方向和電樞電流的方向，則電動機的轉(zhuǎn)向不變。第 4 章 變壓器( P75)1. 某臺變壓器，額定電壓 U1n/U2n=220/110(V) ，額定頻率 fn=50 Hz ，問原邊能否接到下面 的電源上 ?試分析原因。 (1)交流 380V ， 50Hz； (2)交流 440V； 100Hz； (3)直流 220V 。答：(1)不可以。由 U=E=4.44Wf $ m，在電源頻率均為 50Hz的

34、條件下，主磁通 $ m決定于外加電壓 U ，380V 的電壓比額定的原邊電壓 220V 大很多，則加電后必然導致鐵心嚴重飽和， 變壓器主磁通一般就設計的比較飽和，增加很小的磁通將引起空載電流 I0 急劇增加，即使變壓 器不帶負載，變壓器也會因此損壞。（2）可以。由U=E=4.44Wf $ m,電壓增加一倍，頻率也增加一倍，則主磁通 $ m基本不變，因此，對變壓器的影響很小。但不是最理想。（3）不可以。變壓器對于直流電源相當于短路，因此，一旦接上直流220V ，變壓器將很快燒毀。3. 某臺單相變壓器原邊有兩個額定電壓為 110 V 的線圈， 如圖 4 - 27 所示，圖中副邊繞 組未畫。 若電源

35、電壓為交流 220 V和110 V兩種， 問這兩種情況分別將 1 , 2,3,4這四個端 點如何聯(lián)接， 接錯時會產(chǎn)生什么后果 ?答：（1） 220V電壓可以接在 1，4兩端，而把 2和3兩端相連；110V電壓可以接在1，2兩端及3，4兩端 （2）若220V電壓按110V的接法，則變壓器原邊電壓將超過額 定電壓，變壓器空載電流 I0 就會急劇增加，若超過不允許的的電流值，會導致變壓器過熱燒毀； 若 110V 電壓按 220V 接法，原邊電壓將低于額定電壓，接負載工作時若負載要求電壓比副邊能 夠提供的電壓高，則變壓器不能正常工作。第七章1. 單相繞組通入直流電、 交流電及兩相繞組通入兩相交流電各形

36、成什么磁場 ? 它們的氣隙 磁通密度在空間怎樣分布， 在時間上又怎樣變化 ?答：單相繞組通入直流電會形成恒定的磁場，單相繞組通入交流電會形成脈振磁場；兩相 繞組通入兩相交流電會形成脈振磁場或旋轉(zhuǎn)磁場。恒定磁場在磁場內(nèi)部是一個勻強磁場， 不隨時間變化。脈振磁場的幅值位置不變，其振幅永遠隨時間交變；對某瞬時來說，磁場的大小沿定子內(nèi)圓周長方向作余弦分布，對氣隙中某一點而言，磁場的大小隨時間作正弦變化。圓形旋轉(zhuǎn)磁場的特點是： 它的磁通密度在空間按正弦規(guī)律分布， 其幅值不變并以恒定的速度在空間旋轉(zhuǎn)。2. 何為對稱狀態(tài) ? 何為非對稱狀態(tài) ? 交流伺服電動機在通常運行時是怎樣的磁場 ? 兩相繞 組通上相位

37、相同的交流電流能否形成旋轉(zhuǎn)磁場 ?答：一般地， 當兩相繞組產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場時，這時加在定子繞組上的電壓分別定義為額定勵磁電壓和額定控制電壓， 并稱兩相交流伺服電動機處于對稱狀態(tài)。當兩相繞組產(chǎn)生橢圓 形旋轉(zhuǎn)磁場時， 稱兩相交流伺服電動機處于非對稱狀態(tài)。兩相繞組通上相位相同的交流電流不 能形成旋轉(zhuǎn)磁場，只能形成脈振磁場3. 當兩相繞組匝數(shù)相等和不相等時， 加在兩相繞組上的電壓及電流應符合怎樣條件才能產(chǎn) 生圓形旋轉(zhuǎn)磁場 ?答：當兩相繞組匝數(shù)相等時，加在兩相繞組上的電壓及電流值應相等才能產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁 場。當兩相繞組有效匝數(shù)不等時， 若要產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場， 電流值應與繞組匝數(shù)成反比， 電壓 值應與繞組匝數(shù)成正比。4. 改變交流伺服電動機轉(zhuǎn)向的方法有哪些 ? 為什么能改變 ?答：把勵磁與控制兩相繞組中任意一相繞組上所加的電壓反相（即相位改變 180）， 就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向。因為旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向是從超前相的繞組軸線（此繞組中流有相位上超前的電流）轉(zhuǎn)到落后相的繞組軸線，而超前的相位剛好為90。5. 什么叫作同步速如何決定 ? 假如電源頻率為 60 Hz， 電機極數(shù)為 6， 電