微特-知識點課后題(共13頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上·直流伺服電動機/直流力矩電動機原理：勵磁繞組通直流電產(chǎn)生磁場，電樞繞組通直流電與磁場作用產(chǎn)生力從而產(chǎn)生力矩拖動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。機械特性：調(diào)節(jié)特性：誤差：略。指標(biāo)：略。·交流異步伺服電動機原理：定子鐵心安放空間互成90°電角度的兩相繞組，分別通以同一線路的單相交流電，從而在定轉(zhuǎn)子氣隙中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，并在轉(zhuǎn)子中感應(yīng)電流，轉(zhuǎn)子電流與氣隙磁場作用產(chǎn)生力，從而產(chǎn)生力矩拖動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。機械特性：調(diào)節(jié)特性：誤差：略。指標(biāo)：略。·交流同步伺服電動機原理（永磁式）：定子繞組通交流電在氣隙中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，并以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子為永磁體，磁力線穿過

2、定轉(zhuǎn)子和磁軛形成回路，為了使自己所走路徑磁阻最小，從而產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)子隨著同步磁場旋轉(zhuǎn)。原理（磁阻式）：定子繞組通交流電在氣隙中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，并以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子為凸極式，磁力線穿過定轉(zhuǎn)子和磁軛形成回路，為了使自己所走路徑磁阻最小，從而產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)子隨著同步磁場旋轉(zhuǎn)。原理（磁滯式）：定子繞組通交流電在氣隙中產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，并以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子為磁滯材料，氣隙磁場在某一時刻磁化轉(zhuǎn)子，由于磁滯效應(yīng)，當(dāng)下一時刻氣隙磁場變化極性時，轉(zhuǎn)子被磁化部分尚未退磁，從而產(chǎn)生磁滯轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)子隨同步磁場旋轉(zhuǎn)。機械特性：誤差：略。指標(biāo)：略。·課后2-2 為什么兩相伺服電動機的轉(zhuǎn)子電

3、阻要設(shè)計得相當(dāng)大？若轉(zhuǎn)子電阻過大，對電機的性能會產(chǎn)生哪些不利影響？答：（1）為了增大調(diào)速范圍（和起動轉(zhuǎn)矩）； （2）為了使機械特性更接近線性； （3）防止出現(xiàn)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象。轉(zhuǎn)子電阻大同時也會導(dǎo)致電機發(fā)熱大，且快速響應(yīng)性能變差。·原創(chuàng)2-1 自動控制系統(tǒng)對伺服電動機有哪些要求？答：調(diào)速范圍寬；機械特性和調(diào)節(jié)特性為線性；無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象；動態(tài)響應(yīng)快。2-2 畫出電樞控制時直流伺服電動機的機械特性和調(diào)節(jié)特性。2-3 簡述直流力矩電動機轉(zhuǎn)矩大，轉(zhuǎn)速低的原因。答：在其他條件相同時，增大電動機直徑，減小其軸向長度，可增加電動機轉(zhuǎn)矩和降低電機轉(zhuǎn)速。2-10影響永磁式同步電動機不能自起動的主要因素有哪些？

4、答：轉(zhuǎn)子本身存在的慣性；定轉(zhuǎn)子磁場間轉(zhuǎn)速差過大。2-11為什么磁滯同步電動機很少工作于異步運行狀態(tài)？答：因為工作在異步運行狀態(tài)時，轉(zhuǎn)子鐵心被交變磁化，會產(chǎn)生很大的磁滯損耗。2-12舉出三種具有代表性的數(shù)字化交流伺服系統(tǒng)。答：正弦波永磁同步；矢量控制異步；直接和間接轉(zhuǎn)矩控制異步。2-13直流力矩電動機在雷達(dá)天線系統(tǒng)中如何工作。·直流測速發(fā)電機原理：勵磁繞組通直流電產(chǎn)生磁場，轉(zhuǎn)子以一定轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動時其繞組上的導(dǎo)體切割磁場產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，從而輸出電壓。輸出特性：誤差：負(fù)載時高于一定轉(zhuǎn)速時輸出特性會向下彎曲。產(chǎn)生原因：電樞反應(yīng)的影響。負(fù)載電流引起的電樞反應(yīng)產(chǎn)生的去磁作用使氣隙磁通減小，從而使輸出

5、特性的斜率減小，并且隨著轉(zhuǎn)速的提高，感應(yīng)電動勢增大，負(fù)載電流增大，導(dǎo)致電樞反應(yīng)的去磁作用更強烈，使輸出電壓下降得更多。消除措施：定子磁極上安裝補償繞組；設(shè)計電機時選擇較小的線負(fù)荷和較大的空氣隙；使用時轉(zhuǎn)速不超過最大線性工作速度，所接負(fù)載電阻不小于最小負(fù)載電阻。·交流異步測速發(fā)電機原理：定子鐵心安放空間互成90°電角度的兩相繞組，其中勵磁繞組通單相交流電產(chǎn)生磁通d，轉(zhuǎn)子以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時切割氣隙磁通從而產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，轉(zhuǎn)子短路則流過短路電流，從而產(chǎn)生磁通q并在輸出繞組上感應(yīng)電動勢，從而輸出電壓。輸出特性：誤差：略。指標(biāo)：線性誤差；相位誤差；剩余電壓。·霍爾無刷直流測速

6、發(fā)電機原理：定子兩電角度相差90°繞組均通以同一單相交流電，為各自繞組軸線上的霍爾元件提供電流，將霍爾元件的輸出串聯(lián)，當(dāng)永磁體轉(zhuǎn)子以一定角速度轉(zhuǎn)動時，霍爾元件的串聯(lián)輸出電壓則正比于角速度。·課后3-2 直流測速發(fā)電機的輸出特性在什么條件下是線性的？產(chǎn)生誤差的原因和改進(jìn)的方法是什么？答：當(dāng)不考慮電樞反應(yīng)，且認(rèn)為、Ra、RL均恒定，則斜率C=Ke/(1+Ra/RL)亦恒定，輸出特性便是線性。產(chǎn)生誤差的原因是由于電樞反應(yīng)的影響：當(dāng)直流測速發(fā)電機帶載時，負(fù)載電流流經(jīng)電樞繞組，產(chǎn)生電樞反應(yīng)的去磁作用使電機氣隙磁通減小，從而C減小，故Ua=Cn較空載時要小，并且隨著轉(zhuǎn)速越高，電樞電流也

7、越大，電樞反應(yīng)的去磁作用也越強，氣隙磁通減小也越多，從而輸出電壓Ua下降越大，使得輸出特性向下彎曲，呈現(xiàn)非線性。為了減小電樞反應(yīng)對輸出特性的影響，應(yīng)盡量使電機氣隙磁通保持不變。通常采取以下措施：（1） 對電磁式直流測速發(fā)電機，在定子磁極上安裝補償繞組。（帶分流電阻以調(diào)節(jié)補償程度）（2） 在設(shè)計電機時，選擇較小的線負(fù)荷和較大的空氣隙。（3） 在使用時，轉(zhuǎn)速不超過最大線性工作轉(zhuǎn)速，所接負(fù)載電阻不小于最小負(fù)載電阻。3-3 為什么直流測速發(fā)電機在使用時轉(zhuǎn)速不宜超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速？而負(fù)載電阻不應(yīng)小于規(guī)定值？答：為減小電樞反應(yīng)對輸出特性的影響，以保證輸出特性為線性特性。（詳見3-2答）3-4 若直流測速發(fā)

8、電機電刷沒有放在幾何中性線的位置上，則此時電機正、反轉(zhuǎn)時輸出特性是否一樣？答：不一樣。若直流測速發(fā)電機電刷沒有放在幾何中性線上，則當(dāng)電機正、反轉(zhuǎn)時，電樞反應(yīng)磁通分別起去磁和增磁的作用，從而使輸出電壓分別減小或增大，導(dǎo)致二者的輸出特性不一致。3-5 為什么異步測速發(fā)電機轉(zhuǎn)子都用非磁性空心杯形結(jié)構(gòu)，而非鼠籠式結(jié)構(gòu)？答：鼠籠式異步測速發(fā)電機雖輸出斜率大，但線性度差，相對誤差大，剩余電壓高，一般只用在精度要求不高的控制系統(tǒng)中?？招谋D(zhuǎn)子異步測速發(fā)電機精度較高，轉(zhuǎn)子慣量也小，性能穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于自動控制系統(tǒng)中。3-6 異步測速發(fā)電機勵磁繞組與輸出繞組在空間位置上互差90°電角度，沒有磁路的耦合

9、作用。為什么勵磁繞組接交流電源，電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，輸出繞組會產(chǎn)生電壓？為何輸出電壓頻率卻與轉(zhuǎn)速無關(guān)？若把輸出繞組移到與勵磁繞組在同一軸線上，電機工作時，輸出繞組輸出電壓有多大？與轉(zhuǎn)速有關(guān)嗎？答：當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，轉(zhuǎn)子杯導(dǎo)條便切割勵磁繞組產(chǎn)生的磁通，從而產(chǎn)生切割電動勢（或稱旋轉(zhuǎn)電動勢）。轉(zhuǎn)速只有一個方向，不隨時間正負(fù)交替變化，若沒有勵磁繞組的脈振磁通，則旋轉(zhuǎn)電動勢就不是交變電動勢，也就沒有頻率，因此輸出電壓頻率應(yīng)與勵磁繞組磁通的脈振頻率有關(guān)，而與轉(zhuǎn)速無關(guān)。這么做相當(dāng)于將電機改造成變壓器，因勵磁繞組和輸出繞組電角度差為零，故輸出繞組輸出電壓與勵磁繞組電壓之比始終為二者繞組匝數(shù)之比，即輸出繞組輸出電壓為匝

10、數(shù)比與勵磁繞組電壓的乘積，從而與轉(zhuǎn)速無關(guān)。3-7 異步測速發(fā)電機輸出特性存在線性誤差的主要原因有哪些？怎樣確定線性誤差大??？答：氣隙磁通d的變化。包括轉(zhuǎn)子杯漏抗令轉(zhuǎn)子杯電流產(chǎn)生直軸方向磁通分量使d發(fā)生變化，以及轉(zhuǎn)子杯切割q產(chǎn)生的與d軸線相同的磁通使d發(fā)生變化。勵磁電源的影響。溫度的影響。3-8為什么異步測速發(fā)電機的勵磁電源大多采用400Hz的中頻電源？答：通過減小電機的相對轉(zhuǎn)速可減小輸出電壓的誤差。對于一定的轉(zhuǎn)速，通常采用提高勵磁電源的頻率，從而增大異步測速發(fā)電機的同步轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)。因此，異步測速發(fā)電機大多采用400Hz的中頻勵磁電源。3-12 說明異步測速發(fā)電機作角加速度元件時的工作原理。答：

11、異步測速發(fā)電機作角加速度元件時，將轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，對此電壓信號進(jìn)行微分，再乘上比例系數(shù)，即可得到角加速度信號。·原創(chuàng)3-5 測速發(fā)電機在自動控制系統(tǒng)中可作為何種元件應(yīng)用？答：測速，校正，解算，角加速度信號。·反應(yīng)式步進(jìn)電動機原理：略。·課后4-1如何控制步進(jìn)電動機輸出的角位移和線位移量？答：每輸入一個電脈沖信號，步進(jìn)電機就轉(zhuǎn)動一個角度，因此可以通過控制電脈沖信號來控制步進(jìn)電機的角位移和線位移量。4-2怎樣確定步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)速大??？與負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小有關(guān)嗎？怎樣改變步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)向？答：n=60f/NZr。通過步進(jìn)電動機控制脈沖頻率f，運行拍數(shù)N和轉(zhuǎn)子齒數(shù)Zr來確定

12、?？梢?，其與負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小無關(guān)。通過改變各相繞組的通電順序來改變步進(jìn)電動機轉(zhuǎn)向。4-13反應(yīng)式步進(jìn)電動機與混合式步進(jìn)電動機在作用原理上有何相同與不同之處？答：？·原創(chuàng)4-1 舉出步進(jìn)電動機的三種不同應(yīng)用領(lǐng)域。答：數(shù)控機床，軟磁盤驅(qū)動系統(tǒng)，針式打印機。·力矩式自整角機原理：發(fā)送機和接收機勵磁繞組接同一單相交流電源，由于發(fā)送機和接收機整步繞組按相序相接，故當(dāng)失調(diào)角為零時，整步繞組總感應(yīng)電動勢為零，沒有流過電流，故沒有整步轉(zhuǎn)矩，當(dāng)出現(xiàn)失調(diào)角時，整步繞組總感應(yīng)電動勢不為零，因此在整步繞組中流過電流，電流與勵磁繞組產(chǎn)生的磁通作用產(chǎn)生了力，從而產(chǎn)生了整步轉(zhuǎn)矩，拖動轉(zhuǎn)子向失調(diào)角減小的方向轉(zhuǎn)

13、動。矩角特性：誤差：略。指標(biāo)：比整步轉(zhuǎn)矩；阻尼時間；接收機誤差（靜態(tài)誤差）。·控制式自整角機原理：發(fā)送機勵磁繞組接單相交流電源，其整步繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于發(fā)送機和接收機整步繞組按相序相接，故產(chǎn)生的電流流過接收機整步繞組，其三相繞組的合成磁動勢與輸出繞組匝鏈，從而在輸出繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，輸出電壓。輸出特性：誤差：略。指標(biāo)：比電壓；電氣誤差；零位電壓（剩余電壓）；輸出相位移。·差動式自整角機原理（力矩式差動接收機）：略。原理（力矩式差動發(fā)送機）：略。·課后5-2如果勵磁電壓降低或頻率升高，力矩式自整角接收機產(chǎn)生的最大整步轉(zhuǎn)矩如何變化，為什么？答：整步轉(zhuǎn)矩T1

14、=K1（Uf2/f）（Xq/Zq2）sin減小不解釋。5-3 簡要說明力矩式自整角接收機中整步轉(zhuǎn)矩是怎樣產(chǎn)生的？它與哪些因素有關(guān)？答：由兩種作用產(chǎn)生：整步繞組電流的交軸分量與勵磁繞組磁通的直軸分量作用 以及：整步繞組電流的直軸分量與勵磁繞組磁通的交軸分量作用 相關(guān)因素：勵磁電壓，勵磁電源頻率，交直軸阻抗。5-4 力矩式自整角機比整步轉(zhuǎn)矩的數(shù)值大好還是小好？為什么？答：大好。因為比整步轉(zhuǎn)矩越大，則系統(tǒng)越靈敏。5-5 在一定轉(zhuǎn)速下，為了減小傳輸誤差、保證系統(tǒng)精度，自整角機電源的頻率高一些還是低一些好？為什么？答：低些好。因為電源的頻率低，則在一定轉(zhuǎn)速下，發(fā)送機引起一定的失調(diào)角所產(chǎn)生的整步轉(zhuǎn)矩就大，

15、從而接收機轉(zhuǎn)過的角度也就大，從而減小了傳輸誤差，提高了系統(tǒng)精度。5-6 為什么力矩式自整角機采用凸極式結(jié)構(gòu)，而自整角變壓器采用隱極式結(jié)構(gòu)？答：力矩式自整角機采用凸極式結(jié)構(gòu)是為了能獲得較好的參數(shù)配合關(guān)系，以提高運行性能。自整角變壓器轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可是是凸極式也可以是隱極式，因此采用隱極式以節(jié)約工藝成本。5-7 說明控制式自整角機的工作原理。答：發(fā)送機勵磁繞組接單相交流電源，其整步繞組上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，由于發(fā)送機和接收機整步繞組按相序相接，故產(chǎn)生的電流流過接收機整步繞組，其三相繞組的合成磁動勢與輸出繞組匝鏈，從而在輸出繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，輸出電壓。5-8 自整角變壓器的比電壓大好還是小好？為什么？答：

16、大好。因為比電壓越大，則表示系統(tǒng)的精度和靈敏度越高。5-16說明將自整角變壓器輸出繞組的軸線預(yù)先轉(zhuǎn)過90°的必要性。答：若不這么做，則當(dāng)失調(diào)角為零的時候，輸出電壓有效值將達(dá)到最大，并且無論失調(diào)角為正或負(fù)，輸出低壓均為正。應(yīng)用中，通常希望當(dāng)失調(diào)角為零時，輸出電壓亦為零，而只要出現(xiàn)失調(diào)角，則有電壓輸出，使伺服電動機轉(zhuǎn)動。其次，希望控制電壓能反映發(fā)送機的轉(zhuǎn)動方向。·原創(chuàng)5-1 為什么力矩式自整角機的發(fā)送機和接收機三相整步繞組間可不接中性線？答：因為無論失調(diào)角為何值，三相整步繞組中電流的總和始終為零。5-2 為什么在實際使用自整角變壓器時。總是預(yù)先把轉(zhuǎn)子由協(xié)調(diào)位置轉(zhuǎn)動90°

17、;？答：一方面是為了使輸出電壓正比于失調(diào)角，另一方面是為了使輸出電壓能反映發(fā)送機的轉(zhuǎn)動方向。差動式自整角機5-3 在雙通道自整角機系統(tǒng)中，為什么說少極對數(shù)系統(tǒng)為粗讀通道，多極對數(shù)系統(tǒng)為精讀通道？答：對于多極對數(shù)系統(tǒng)，轉(zhuǎn)子在機械角度上轉(zhuǎn)動一圈，則相當(dāng)于在電氣角度上轉(zhuǎn)了p（極對數(shù)）圈，輸出電壓更大，控制伺服電動機轉(zhuǎn)動角度更大，從而使失調(diào)角更小，提高了精度。故多極對數(shù)系統(tǒng)為精讀通道。5-4 自整角機在自動控制系統(tǒng)中主要實現(xiàn)什么功能？答：角度的傳輸、變換和指示，如角位置的遠(yuǎn)距離指示、遠(yuǎn)距離定位和遠(yuǎn)距離控制等。5-5 舉出三個自整角機的應(yīng)用。答：位置指示器，火炮自動瞄準(zhǔn)，軋鋼機軋輥控制系統(tǒng)。·

18、正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器原理：略。輸出特性：畸變：產(chǎn)生原因：轉(zhuǎn)子磁勢交軸分量得不到補償。消除措施：二次側(cè)補償，一次側(cè)補償。·線性旋轉(zhuǎn)變壓器原理：略。輸出特性：·感應(yīng)移相器原理：略。輸出特性：·感應(yīng)同步器原理：略。輸出特性：（鑒幅）輸出處理：（鑒相）輸出處理：·課后6-3 簡要說明旋轉(zhuǎn)變壓器產(chǎn)生誤差的原因和改進(jìn)方法。答：帶負(fù)載時出現(xiàn)了交軸磁勢且無法自動補償，從而破壞了輸出繞組與轉(zhuǎn)角之間的規(guī)律，產(chǎn)生了誤差。改進(jìn)的方法有二次補償和一次補償。6-4 感應(yīng)移相器在實際使用時為什么要在電容支路中加補償電阻Rcp？答：考慮到實際工作時轉(zhuǎn)子繞組總是有電阻和漏抗的，并且也總是要帶

19、一定的負(fù)載的，為了保證感應(yīng)移相器有足夠的精度，故在電容支路中加補償電阻Rcp。6-8感應(yīng)同步器有哪幾種工作方式？答：鑒幅工作方式和鑒相工作方式。6-10多極旋轉(zhuǎn)變壓器提高測角精度的原理是什么？答：略。·原創(chuàng)6-1 計算用旋轉(zhuǎn)變壓器按輸出特性可分為哪幾種？答：正余弦，線性，比例式。6-2 帶負(fù)載無補償?shù)恼嘞倚D(zhuǎn)變壓器其交直軸合成磁勢較空載時有何變化？為什么？答：直軸合成磁勢與空載時一樣，因為外施勵磁電壓一定，并且略去勵磁阻抗壓降。交軸合成磁勢較空載時減少，因為負(fù)載電流的磁勢的交軸分量的去磁作用。6-3 為什么正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器負(fù)載后輸出特性會產(chǎn)生畸變？應(yīng)采取什么措施？答：因為轉(zhuǎn)子磁勢的

20、交軸分量得不到補償。應(yīng)進(jìn)行二次補償或一次補償。6-4 簡述二次完全補償和二次完全補償?shù)臈l件。答：轉(zhuǎn)子正余弦繞組的負(fù)載阻抗相等；定子勵磁繞組交直軸阻抗相等。6-5 如何充分利用線性旋轉(zhuǎn)變壓器輸出特性的線性部分？答：可在線性旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出電壓上疊加一個=60°時的輸出電壓的偏置電壓，并令=-60°的位置為新的橫坐標(biāo)原點，即=0°，則新的輸出特性UR1=f（）將在0°120°范圍內(nèi)保持良好線性關(guān)系。6-6 多極旋轉(zhuǎn)變壓器為什么能提高測角精度？答：假設(shè)在0時，兩極旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的電壓已經(jīng)不能驅(qū)動交流伺服電動機以使失調(diào)角減小，而在同樣的0時，多極旋轉(zhuǎn)變壓器輸出的電壓比二極的大了p倍，故能驅(qū)動交流伺服電動機以使失調(diào)角進(jìn)一步減小，從而使系統(tǒng)的精度進(jìn)一步提高。·術(shù)語伺服電動機：或執(zhí)行電動機，將電壓信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡姍C轉(zhuǎn)軸的角速度或角位移輸出?！白赞D(zhuǎn)”現(xiàn)象：控制電壓為零時，電機輸出不為零的現(xiàn)象。始動電壓（直流