控制电机与特种电机课后答案第
4 章
思考题与习题
A.定子和换向器
B.集电环和转子
C.定子和电刷
D.定子和转子
2. 与旋转变压器输出电压呈一定的函数关系的是转子
A.电流
B.转角
C.转矩
D.转速
A(定子、转子B.集电环、转子C.定子、电刷D.定子、换向器
4(线性旋转变压器正常工作时，其输出电压与转子转角在一定转角范围内成
。 5 、试述旋转变压器变比的含义 , 它与转角的关系怎样 ?
6、旋转变应器有哪几种 ?其输出电压与转子转角的关系如何 ,
7、旋转变压器在结构上有什么特点 ?有什么用途。
台正弦旋转变压器，为什么在转子上安装一套余弦绕组 ?定子上的补偿绕
组起什么作用 ? 9、说明二次侧完全补偿的正余弦旋转变压器条件，转子绕组产生
的合成磁动势和转子转角a 有何关系。
10、用来测量差角的旋转变压器是什么类型的旋转变压器
11、试述旋转变压器的三角运算和矢量运算方法
12、简要说明在旋转变压器中产生误差的原因和改进方法。
答案
1. D
2. B
3. A
1. 旋转变压器由
两大部分组成。 ( )
3(旋转变压器的原、副边绕组分别装在
上。( )
8、
4.正比
5.
旋转变压器的工作原理和一般变压器基本相似，从物理本质来看，旋转变压器可以看成是一种能转动的变压器。区别在于对于变压器来说，其原、副边绕组耦合位置固定，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原、副边绕组分别放置在定、转子上，由于原边、副边绕组间的相对位置可以改变，随着转子的转动，定、转子绕组间的电磁耦合程度将发生变化，电磁精确程度与转子的转角有关，因此，旋转变压器能将转角转换成与转角成某种函量关系的信号电压。输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。
6.
按着输出电压和转子转角间的函数关系，旋转变压器主要可以分: 正、余弦旋转变压器（代号为XZ）和线性旋转变压器（代号为XX）、比例式旋转变压器（代号为
XL）,矢量旋转变压器（代号为XS）及特殊函数旋转变压器等。其中，正余弦旋转
变压器当定子绕组外加单相交流电流激磁时其输出电压与转子转角成正余弦函数关系; 线性旋转变压器的输出电压在一定转角范围内与转角成正比，线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种; 比例式旋转变压器则在结构上增加了一个固定转子位置的装置，其输出电压也与
转子转角成比例关系。
按旋转变压器在系统中用途可分为解算用旋转变压器和数据传输用旋转变压
器。根据数据传输用旋转变压器在系统中的具体用途，又可分为旋变发送机（代号
为XF），旋变差动发送机（代号为XC），旋变变压器（又名旋变接收器）（代号为
XB）。
若按电机极对数的多少来分, 可将旋转变压器分为单极对和多极对两种。采用多极对是为了提高系统的精度。
若按有无电刷与滑环间的滑动接触来分类, 旋转变压器可分为接触式和无接触式两大类。
7.
为了使气隙磁通密度分布呈正弦规律，获得在磁耦合和电气上的良好对称性，从而提高旋转变压器的精度，旋转变压器大多设计成两极隐极式的定、转子的结构和定转子对称两套绕组。电磁部分仍然由可导电的绕组和能导磁的铁心组成，旋转变压器的定、转子铁心是采用导磁性能良好的硅钢片薄板冲成的槽状心片叠装而成。为提高精度，通常采用铁镍软磁合金或高硅电工钢等高磁导率材料，并采用频率为400Hz 的励磁电源。在定子铁心的内周和转子铁心外圆周上都冲有一定数量的规格均匀的槽，里面分别放置两套空间轴线互相垂直的绕组，以便在运行时可以得
到原边或副边补偿。
8.
正弦输出绕组接上负载实验结果证明，带负载以后的旋转变压器，其输出电压不再是转角的正弦或余弦函数，而是有一定的偏差，这种现象称为输出特性发生畸变，旋转变压器在空载和负载时的输出特性，旋转变压器的负载越大(1s 越大)。
输出特性的畸变也越严重。这种畸变是必须加以消除的，
旋转变压器正弦输出绕组Z3 - Z4 接上负载以后，除了仍存在的
EKU,,cos,cef
2 电势以外，还附加了正比于的电势。显然后者的出现破坏了输出电压随转
EBcos,q34Z
角作正弦函数变化的关系，造成输出特性的畸变。由式(4-17) 还可以看出，在一定的转角下E正比于，而又正比于绕组Z3 - Z4中的电流，所以负载电流愈
大，E也BBIq34q34R2ZZ
愈大，输出特性偏离正弦函数关系就愈远。
从以上升析可知，旋转变压器带负载后旋转变压器输出特性产生畸变是由于横轴（交轴）磁通势F 小于IWsin, 引起的。所以，若能消除消除主轴磁通的影响。，则带负载后输出特cc
性的畸变就能够被消除，消除畸变的方法称为补偿
9.
要使横轴磁通势完全抵消的条件是
ZZZZ，, ，CLSe
ZZZ,,ZZ, 由于绕组对称，所以，因此，只要即补偿绕组的所接阻抗Ze 与负载
CSLe
阻抗ZL 相等，则将得到完全补偿，即二次侧完全补偿条件是: 补偿阻抗等于负载阻抗。即
ZZ, eL
二次侧完全补偿的条件下，转子两绕组产生的合成磁通势的方向始终和励磁绕
组轴线相一致。转子两个绕组产生的合成直轴磁通势Fd与转角a无关，是一个
常数。
10.
用一对旋转变压器测角原理和控制式自整角机完全相同，因为这两种电机的气隙磁场都是脉振磁场，虽然定子绕组的组数不同，但都属于对称绕组，两者内部的电磁关系是相同的。所以有时把这种工作方式的旋转变压器叫作四线自整角机。
般说来，旋转变压器的精度要比自整角机为高。这是由于旋转变压器要满足输出电压和转角之间的正余弦关系而对绕组进行特殊的设计，再者旋转变压器发送机原边有短路补偿绕组，可以消除由于工艺上造成的两相同步绕组不对称所引起的交轴磁势。因此远距离高精度角度传输系统若采用自整机角度传输系统其绝对误差为
10~30分。若采用用两极正余弦旋转变压器作为发送机和接收机，其传输误差可下
降至1~5分。可见传输精度大大提高，但是旋转变压器用来测量差角时。发送机和接收机的同步绕组要有四根连接线，比自整角机多，而且旋转变压器价格比自整角机高。因此，在需要测量差角的场合，多数采用自整角机测量差角，只有高精度的随动系统，才米用旋转变压器。
利用一对旋转变压器测量角度差，具体接线如图 4.28所示，图中与发送轴耦
合的旋转变压器称为旋变发送机，与接收轴耦合旋转变压器称为旋变接收机或旋变
旋转变压器测量角度差的原理图
11.
三角运算
将正余弦旋转变压器的两个定子绕组中一个作为励磁绕组Wf,外接电压Uf，
另一个定
WV子绕组作为主轴补偿绕组，接成短路.转子余弦绕组为输出绕组，与外加电
压U串联qc
后接入放大器A 放大，使外接电压U 与余弦输出电压Us 相位相反。并将放大 器输出接到伺服电动机SM 的控制绕组。伺服电动机转子通过减速器与旋转变压器
转子机械耦合。带一个角度指示器
Q 。令旋转变压器的变比k=l 0
矢量运算
将定子的直轴绕细W 和主轴绕组W 作为两个相互垂直的纵轴分量U 和横轴分量 U 的输入dq Y
信号量；将转子余弦绕组 W 的输出电压U 送入放大器A ,放大器输出接到伺服
电动机 SM 的控 te
制统组上，伺服电动机转子与旋转变压器转子相连，并带角度指示器
Q 0 若进 行矢量
分解运算时，把需要分解的己知矢量模值 A ,转换成电压值作为励磁电压 U,输f
,U 入运算电路（即模值A 对应于），然后旋转旋转变压器的转子，使旋转变压器
的偏转角 f
等于已知矢量的幅角，作为角度输入，这时便可在旋转变庄器转子的余弦绕组
W 和正弦,t
U 绕组W 测得输出电压U 和U ，这输出的电压和就对应于需分解得出的横轴
和纵轴 UcsS
分量 X 和 y
12.
等几个方面，旋转变压器误差原因有绕组谐波、齿槽效应、 工艺、交轴磁场等方面的影响0改进措施为严格加工工艺， 弦绕组、短距绕组，斜槽设计等0
旋转变压器的误差有函数误差、零位误差、线性误差、
电气误差、输出相位移
磁路饱和、材料、制造
采取补偿方法、采用正
1) 、函数误差 函数误差的含意根据产品技术条件规定为正余弦旋转变压器的 输出电压和理论值 (即正弦函数值 ) 之差与最大输出电压之比。
,U ,100%, ， nUm
2). 零位误差
理论上正弦输出绕组的输出电压在 a =0?和 180?时应等于零，余弦输出绕组的
输出电压在a =90?及270?时应等于零，对应的角度称为理论电气零位。但实际上
当a 等于上述角度时输出电压不为零，我们称这个电压为零位电压。而当实际输 出电压为零时所对应的角度称为实际电气零位。实际电气零位与理论电气零位之差 就称为零位误差，以角分表示。 3). 线性误差
性旋转变压器在工作角范围内，不同转角时，实际输出电压与理论直线之差， 对理线
论最大输出电压之比。
误差范围一般为 o. 02%~0. 1% 。
4). 电气误差
a 时，两个输出绕组的输出电压之比所对应的正切或余切的
角度与实际转角之差，通常以角分表示。
5). 输出相位移
输出电压的基波分量与励磁电压的基波分量之间的相位差，称为输出相位移。
为了保证旋转变压器有良好的特性，在使用中必须注意
(1) 原边只用一相绕组激磁时，另一相绕组应连接一个与电源内阻抗相同的阻
抗或直接短接。
原边两相绕组同时激磁时，两个输出绕组的负载阻抗要尽可能相等。 (3) 使用中必须准确调整零位，以免引起旋转变压器性能变差。
UU',,, ,(%)100%, ，1U,,60, 在不同转子转角 (2)
第二章 1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势 P25 2. 如果图2 - 1中的电枢反时针方向旋转， 试问元件电势的方向和 A 、 B 电刷的极性如何 P7 3. 为了获得最大的直流电势， 电刷应放在什么位置 的电刷放在磁极轴线上 P 9-10 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上， 上, 如图2 - 29 输出特性的影响。 6. 具有16个槽， (1) (2) (3) (4) 会出现什么问题 为什么端部对称的鼓形绕组 负载电阻不能小于给定值 而在偏离几何中性线 分析在此情况下对测速机正、 （见图2 - 3） P23 a 角的直线 反转的 所示，试综合应用所学的知识， (提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 16个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30所示。 试画出其绕组的完整连接图； 试画出图示时刻绕组的等值电路图； 若电枢沿顺时 针方向旋转， 试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； 如果电刷不是位于磁极轴线上， 例如顺时针方向移动一个换向片的距离, ~魚、—_A 2~A__4<5~~p- L 5 卫 J _臂駅 --- W.——Wv ~_W J _Wv ~VA _■- 第三章 7 8 9 10 11 12 1.直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定 答 电也电渝嘉的农示式： / _匕一凤小 直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成 正比的反电势(当=常数时) 根据转矩平衡方程式， 当负载转矩不变时， 电磁转矩不变； 加上励磁电流If 不 变，磁通①不变， 所以电枢电流Ia 也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电 动机的总阻转矩决定。 T 二T 厂兀 2.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 当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻 么原因 RL 时，电动机的转速就下降。 (见图3 - 33),就会发现, 试问这是什 ^发 —— 如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变, 转速变化怎样 n 而仅仅提高电枢端 尺发 1 a 发 3. 一台他励直流电动机， 电压，试问电枢电流、 答：最终电枢电流不变，转速升高 4.已知一台直流电动机， 其电枢额定电压 Ua=110 V ，额定运行时的电枢电流 la= A ,转 速n=3600 r/m in,它的电枢电阻 Ra=50 Q, 空载阻转矩T0=15 mN m 。 试问该电动机额定 负载转矩是多少
国内外特种电机的种类及使用 一、特种电机的概念： 电机作为驱动的主要动力源，广泛应用于工业、农业、国防、公共设施、家用电器等各个领域。特种电机指为了满足各类机械设备对其拖动电机性能要求的不同，而专门针对某一类型的机械设备特殊需要而单独设计、制造的特殊专用电机，国民经济的增长为特种电机行业的持续快速发展奠定了良好的基础。 二、特种电机的种类 特种电机主要分为：新型旋转电机、直线电机、非电磁类电机三类。 1、新型旋转电机 （1）永磁无刷电机： 无刷电机的定义：一切具有直流电机外部特性的，采用电子换相的电机统称为“无刷电机”。无刷电机的优点：1、无电刷、低干扰。无刷电机去除了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。2、噪音低，运转顺畅。无刷电机没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多，这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持3、寿命长，低维护成本。少了电刷，无刷电机的磨损主要是在轴承上了，从机械角度看，无刷电机几乎是一种免维护的电动机了，必要的时候，只需做一些除尘维护即可。 （2）新型开关磁阻电机：开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。它具有两个基本特征：(l)开关性——电机必须工作在一个连续的开关模式，这也是为什么在各种新型功率半导体器件可以获得后这种电机才得以发展的主要原因。(2)磁阻性——定、转子具有可变磁阻回路，是真正的磁阻电机。 （3）磁悬浮电机：磁悬浮电动机是一种具有轴承支承功能的特殊电动机,它在运行时,不需要任何独立的轴承支承,因此具有无摩擦和磨损,无润滑油污染,寿命长等一系列优点。 （4）复式永磁电机：复式永磁同步电机将2个盘式电机的定子与外转子电机的定子构成一体，3个转子构成一个全封闭的筒形，将定子包围在其内部，它充分地利用了外转子式电机2个端面的空间。一般工况下该电机的输出功率不大，但输出转矩很大；因此，该结构电机以低速大转矩为主要特征，非常适合油田抽油等
《控制电机》2009～2010学年第一学期期末考试卷（B） 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号 内。每小题2分，共20分) 1. 按照励磁方式划分，直流测速发电机有几种励磁方式( )。 A. 一 B. 二 C. 三 D. 四 2. 在其它因素一定的情况下，直流测速发电机的负载电阻RL增大，则其输出电压Ua将( ) A. 增大 B. 减小 C.不变 D. 无法确定 3. 导体在磁场中作切割磁力线运动，导体两端产生感应电势的方向由______定则判定；通电导体在磁场中 运动，运动方向由______定则判定。( ) A. 左手，左手 B. 右手，右手 C.右手，左手 D. 左手，右手 4. 以下哪个选项不能 ．．改变电动机的转向是( ) A.改变磁通方向 B. 同时改变磁通方向和电枢电压方向 C.改变励磁电流方向 D. 改变电枢电压方向 5. 以下哪个因素不会影响电动机的机械特性硬度变化的是。( ) A. 放大器内阻Ri B. 励磁电流If C. 电枢电阻Ra D. 电枢电压Ua 6. 增大电机端电压Ua时，电机的转速将______（填增大或减小）；增大电枢回路的调节电阻Rtf时，电机 的转速将______。( ) A. 增大、减小 B. 增大、增大 C. 减小、增大 D. 减小、减小 7. 已知交流伺服电动机的极数对数为3，使用频率为50Hz的交流电压供电，则旋转磁场的转速为( )。 A. 3000 r/min B. 1800 r/min C. 1500 r/min D. 1000 r/min 8. 直流电动机的调节特性描述了( )的对应关系。
第二章 1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? 答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。 由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。 当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值? 答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，
为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL正比于单位时间内换向元件电流的变化量。基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eL∝n2。同样可以证明ea ∝n2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图； (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图； (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离，会出现什么问题?
电机控制技术期末考试试卷 班级：姓名：得分： 一、填空题（每空2分，共24分） ⑴、用万用表检测电路故障时，如所测电阻为零，则电路；如所测电阻为无穷大，则电路。 ⑵写出下面低压电器的名称。（每空1分） ①②③④⑤ ⑥⑦⑧⑨⑩ 二、选择题（每题2分，共20分） 1、万用表是综合性仪表，不可用来测量。 A、交、直流电压 B、元件电阻 C、绝缘电阻 D、电流 ２、万用表的转换开关是实现（ A ）。 Ａ、各种测量种类及量程的开关Ｂ、万用表电流接通的开关 Ｃ、接通被测物的测量开关 3、符号代码QS是指以下哪种电器。 A.刀开关 B.行程开关 C.空气开关 D.按钮 4、甲乙两个接触器欲实现互锁控制则应。 A．在甲接触器的线圈电路中串入乙接触器的动断触点 B．在两接触器电路中互串对方的动断触点 C．在两接触器电路中互串对方的动合触点 D．在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点 5、采用星－三角降压起动的电动机,正常工作时定子绕组接成（）. A.三角形 B.三星形 C.三星形或角形 D.定子绕组中间带抽头 6、下列低压电器能起短路保护作用的低压电器有（）A、断路器 B、熔断器 C、电流继电器 D、接近开关 7、下列说法正确的是（） A、欧姆表的测量范围是从零到无穷 B、用不同档次的欧姆表测量同一个电阻的阻值，误差是一样的 C、用欧姆表测电阻时，指针越接近中央时，误差越大 D、用欧姆表测电阻时，选不同量程时，指针越考近右端，误差越小。 8、三相异步电动机空载或轻载时的起动方法是（） A.定子串电阻起动 B.定子串自耦变压器起动 C.星--三角起动 D.全压起动 9、在动力设备中使用的一般是电动机 A、直流电动机 B、三相异步电动机 C、单相异步电动机 D、单相串励电动机 10、使用万用表测量两个定值电阻（已知它们的阻值越为R1=20欧和R2=30千欧），在下列的一系列操作中，选出尽 可能准确地测定各阻值，并符合万用表使用规则的各项操作，将它们的序号按合理的顺序填写在横线上的空白处。 （共4分） A. 转动选择开关使其尖端对准“?1K”挡 B. 转动选择开关使其尖端对准“?100”挡 C. 转动选择开关使其尖端对准“?10”挡 D. 转动选择开关使其尖端对准“?1”挡 E. 转动选择开关使其尖端对准“OFF”挡 F. 将两表笔分别接触R1的两端，读出阻值后，随即断开， G. 将两表笔分别接触R2的两端，读出阻值后，随即断开， H. 将两表笔短接，调节调零旋扭，使表针指在刻度线右端的“0”刻度。 所选操作的合理顺序是：、、、、、、。 三、判断题（每题1分，共6分） 1、点动是指按下按钮时，电动机转动工作；松开按钮时，电动机停止工作。( ) 2、电气原理图中，各元件不画实际的外形图，而采用国家的统一标准符号。（） 3、电机点动和长动的区别在于控制电机的接触器线圈电路是否有互锁。（） 4、自耦变压器降压起动的方法适用于频繁起动的场合.（） 5、把三相异步电动机中的电流相序任意调换其中的两相，都能使电动机反转。 6、三相异步电动机的Y/△减压起动方法，当正常运行时，定子绕组Y 联结的电动机，起动时改接成△联结。( ) 1 2 45 8 3 9 n 10
第二章 1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势P25 2. 如果图2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何P7 3. 为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置为什么端部对称的鼓形绕组(见图2 - 3)的电刷放在磁极轴线上P9-10 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速负载电阻不能小于给定值P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有16 个槽，16 个换向片的两极直流发电机结构如图2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图； (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图； (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离，会出现什么问题 第三章 1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定 答 直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势（当?=常数时） 根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变；加上励磁电流If不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。 2. 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3 - 33)，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 3. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样 答：最终电枢电流不变，转速升高 4. 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V，额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A，转速n=3600 r/m in, 它的电枢电阻Ra=50 Ω，空载阻转矩T0=15 m N·m。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110 V，电枢电阻 Ra=75 Ω。已知当发电机不接负载，电动机电枢电压加110 V时，电动机的电枢电流为0.12 A，绕组的转速为4500 r/m in。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110 V，而发电机接上0.5 kΩ的负载时，机组的转速n是多大(设空载阻转矩为恒值) 6. 一台直流电动机，额定转速为3000 r/m in。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=2500 r/m in下长期运转为什么 答：不能，因为根据电压平衡方程式，若电枢电压和励磁电压均为额定值，转速小于额定转速的情况下，电动机的电枢电流必然大于额定电流，电动机的电枢电流长期大于额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组 7. 直流电动机在转轴卡死的情况下能否加电枢电压如果加额定电压将会有什么后果 答：不能，因为电动机在转轴卡死的情况小，加额定的电枢电压，则电压将全部加载电枢绕组上，此时的电枢电流为堵转电流，堵转电流远远大于电枢绕组的额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组。 8. 并励电动机能否用改变电源电压极性的方法来改变电动机的转向 答：不能，改变电动机的转向有两种方法：改变磁通的方向和改变电枢电流的方向，如果同
机电传动控制复习提纲 第一章机电传动的动力学基础 1.机电传动运动方程的几种形式 2.1、2.2、2.3题 2.飞轮矩、转动惯量的折算 2.7、2.8 3.机电传动系统稳定平衡点的判断 2.11 第三章直流电机的工作原理与特性 1.基本方程 电动势方程：E k e n 电磁转矩方程：T k t I a 电枢回路电动势平衡方程：U E I aR 2.固有机械特性与人为机械特性（电枢串接电阻、改变电枢电压、改变磁通）的曲线与特点 3.计算题类型：3.10、3.15；分析题类型：3.21 第四章机电传动系统的过渡过程（略）
第五章交流电动机的工作原理及特性 1.固有机械特性（式5.27）与人为机械特性（降低电源电压、定子回路串接电阻或电抗、改变电源频率、转子回路串接电阻） 2.交流电机启动方法 3.三相异步电动机调速特性（式5.36） 4.单相异步电动机工作原理 5.计算题类型：5.6、5.11 第六章控制电机 1.两相交流伺服电机消除自转的方法 第七章机电传动控制系统中常用的检测元件 略 第八章继电器-接触器控制 1.继电器-接触器控制的基本线路 （直接启动、转子串接电阻启动、正反转控制、Y—△接法降压启动） 例题：8.18 第九章PLC控制 1.PLC基本结构 2.PLC等效继电器 3.梯形图编程 4.例题：三相异步电机启停控制、三相电机正反转控制、三相电机Y-△启动控制、搬运机械手控制
《机电传动控制》复习重点 第2xx机电传动的动力学基础 机电传动系统的运动方程式 会判断驱动力矩和负载力矩的正负号 并能够根据该方程式判断机电系统的运动状态 动态转矩的概念 机电传动的负载特性 什么是负载特性：电动机轴上的负载转矩与转速之间的关系 4种典型的负载特性曲线 恒转矩负载包括反抗性恒转矩负载和位能性负载 机电传动稳定运行的条件 充分必要条件 掌握判断稳定工作点的方法 第三章直流电机的工作原理及特性 直流电机既可以用作电动机也可以用作发电机 任何电机的工作原理都是建立在电磁力和电磁感应的基础上的 直流电机做发电运行和电动运行时都会产生电动势E和电磁转矩T，但是不同的运行方式下其作用是不同的 电势平衡方程 力矩平衡方程 并励发电机电压建立的三个条件是什么？
红色为重点（2016 年考题） 第一章 1-2 仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开闭的工作原理，并画出系统方框图。 解当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开启位置。反之，当合上关门开关时，电动机反转带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离开闭自动控制。系统方框图如下图所示。 1-4 题1-4 图为水温控制系统示意图。冷水在热交换器中由通入的蒸汽加热，从而得到一定温度的热水。冷水流量变化用流量计测量。试绘制系统方块图，并说明为了保持热水温度为期望值，系统是如何工作的？系统的被控对象和控制装置各是什么？ 解工作原理：温度传感器不断测量交换器出口处的实际水温，并在温度控制器中与给定温度相比较，若低于给定温度，其偏差值使蒸汽阀门开大，进入热交换器的蒸汽量加大，热水温度升高，直至偏差为零。如果由于某种原因，冷水流量加大，则流量值由流量计测得，通过温度控制器，开大阀门，使蒸汽量增加，提前进行控制，实现按冷水流量进行顺馈补偿，保证热交换器出口的水温不发生大的波动。 其中，热交换器是被控对象，实际热水温度为被控量，给定量（希望温度）在控制器中设定；冷水流量是干扰量。 系统方块图如下图所示。这是一个按干扰补偿的复合控制系统。 1-5 图为工业炉温自动控制系统的工作原理图。分析系统的工作原理，指出被控对象、被控量及各部件的作用，画出系统方框图。
解加热炉采用电加热方式运行，加热器所产生的热量与调压器电压Uc 的平方成正比，Uc 增高，炉温就上升，Uc 的高低由调压器滑动触点的位置所控制，该触点由可逆转的直流电动机驱动。炉子的实际温度用热电偶测量，输出电压Uf。Uf 作为系统的反馈电压与给定电压Ur 进行比较，得出偏差电压Ue，经电压放大器、功率放大器放大成au 后，作为控制电动机的电枢电压。 在正常情况下，炉温等于某个期望值T° C，热电偶的输出电压Uf 正好等于给定电压Ur。此时，Ue=Ur-Uf=0， 故U1=Ua=0，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某个合适的位置上，使Uc 保持一定的数值。这时，炉子 散失的热量正好等于从加热器吸取的热量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。 当炉膛温度T° C 由于某种原因突然下降（例如炉门打开造成的热量流失），则出现以下的控制过程,控制的结果是使炉膛温度回升，直至T°C 的实际值等于期望值为止。 系统中，加热炉是被控对象，炉温是被控量，给定量是由给定电位器设定的电压ru （表征炉温的希望值）。系 统方框图见下图。 注意:方框图中被控对象和被控量放在最右边,检测的是被控量,非被控对象 第二章 2-2 设机械系统如图2—57 所示，其中x i 为输入位移，x o为输出位移。试分别列写各系统的微分方程式及传递函数。
控制电机第三版课后习题答案 第二章 1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? P25 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B 电刷的极性如何? P7 3. 为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置? 为什么端部对称的鼓形绕组(见图 2 - 3)的电刷放在磁极轴线上? P9-10 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给 定值? P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示: 在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图; (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图; (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性; (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距 离，会出现什么问题? 4321161514N514 a,,1A513B 6132第三章 67891011121. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定? 答
直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势(当?=常数时) 根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变; 加上励磁电流If 不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。 2. 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 3 - 33)，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? RITTIn,,,,,,,,,,, La发发发电电1223. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样? 答:最终电枢电流不变，转速升高 4. 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V，额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A，转速n=3600 r/min, 它的电枢电阻Ra=50 Ω，空载阻转矩T0=15 mN?m。试问该电动机额定负载转矩是多少?
内江铁路机械学校（适用班级: 适用于铁供10C1\10C2） 11/12学年第1学期《电气控制技术》期末考试试卷A答案 一、填空题（每空2分，共20分） 1．在电动机控制电路中，是利用_熔断器__作为短路保护，利用热继电器作为过载保护。2．电磁式低压电器通常是由电磁系统、触头系统及灭弧装置等三大部分组成。3．在交流接触器的铁心上均装有短路环，它的作用是__消除噪音和振动__。 4．电动机的正反转控制是通过改变电动机_电源的相序_来实现。 5．Y-△降压起动方法仅适用于正常工作为三角形接法的电动机。 6．若车床运行过程中电压太低，由_交流继电器线圈__进行欠压保护。 7．普通车床没有反转控制，而车轴有反转要求，是靠_机械调速__实现的。 8．车床的调速是由__调速箱__实现的。 二、选择题（每题2分，共10分） 1．当某台电动机起动时，不要求限制起动电流及对机械的冲击采用（ A ）。 （A）全压直接起动；(B)降压起动。 2．三相异步电动机在切断工作电源后，只要加上（ B ）电磁转矩就能形成电力制动。 (A)和转子旋转方向相同的；(B)和转子旋转方向相反的；(C)为0的。 3．一台电动机需制动平稳、制动能量损耗小，应采用的电力制动方式是（ B ）。 (A)反接制动；(B)能耗制动；(C)发电制动。 4．多地控制电路的起动按钮和停止按钮其接线特点是 ( B ) 。 (A)起动按钮串联，停止按钮并联； （B)起动按钮并联，停止按钮串联； (C)根据需要可任意串并联。 5、Y-△降压起动时电动机所加电压为额定的( C )。 (A)1倍；（B ）（C）1/ 3 倍。 三、判断题（每题2分，共10分）1．刀开关、铁壳开关、组合开关等的额定电流要大于实际电路电流。（√ ） 2．按钮是手按下即动作，手松开即释放复位的小电流开关电器。（√ ） 3．为消除衔铁震动，交流接触器和直流接触器都装有短路环。（× ） 4.反接制动的关键在于；当电动机转速接近零时.能自动地立即将电源切断。（√ ） 5．欠电压继电器是当电压等于正常值时并不吸合，高于某一值时才吸合。（× ） 三、简答题（每题10分，共20分） 2、常用的控制电机有哪些交流伺服电动机有哪几种控制方式 答：伺服电动机、测速发电机、自整角机、旋转变压器、步进电动机；幅值控制、相位控制、幅-相控制 2、三相笼型异步电动机降压启动的方法有哪些 答：定子电路串电阻降压起动、Y-△降压起动、自耦变压器降压起动、△-△降压起动。 四、分析题（共20分） 分析如下电路的工作原理
《电机与控制》作业二（含习题解答） 1.一般单相异步电动机若无起动绕组时，能否自行起动？ 一般单相异步电动机无起动绕组时，是不能自行起动的。因为单相绕组通入正弦交 流电，只能建立随电源频率交变的脉振磁场，而不是旋转磁场，不可能使转子产生转矩。 2.一台定子绕组Y接的三相鼠笼式异步电动机轻载运行，若一相引出线突然断线，电动机还能否继续运行？停下来后能否重新起动？为什么？ 一台定子绕组Y接的三相鼠笼式异步电动机轻载运行，若一相引出线突然断线，电 动机会继续运行，但此时旋转磁场已由园形旋转磁场变成椭园形旋转磁场，转子的转矩变小，轻载可能继续运行，重载就可能带不动了。同样道理，若电动机停下来再重新起动，也要看轴上负载的大小，起动转矩若大于负载转矩电动机可以转起来，如果起动转矩小于负载转矩电动机就可能转不起来。 3.简述罩极式单相异步电动机的工作原理。罩极式单相异步电动机的转向如何确定？若不拆卸重新装配转子，是否可以使其反转？这种电动机的主要优缺点是什么？ 罩极式异步电动机的罩极部分与未罩部分产生的磁通之间，在空间相差一个电角 度，在时间上也差一个电角度，会在气隙中产生椭园形旋转磁场，切割转子导条建立转矩，而使电动机运转。电动机的旋转方向总是从超前相绕组的轴线，转向滞后相绕组的轴线，若不拆卸重新装配转子，电动机是不可能反转的。这种罩极式异步电动机的优点是结构简单、制造方便、价格便宜，常用于小风扇、电唱机等起动转矩要求不大的场合；其缺点是只能单方向运转。 4.电容分相式单相异步电动机有哪几种不同型式，各有什么优缺点？如何改变电容分相式单相异步电动机的转向？ 电容分相式单相异步电动机分为电容起动异步电动机、电容运转异步电动机和电容 起动与运转异步电动机三种。电容起动异步电动机所配电容使电动机在起动时旋转磁场是园形的，可产生较大的起动转矩。电容运转异步电动机所配电容使电动机在运转时旋转磁场是园形的，在运转时可产生较大的拖动转矩。电容起动与运转异步电动机配两个电容，使电动机在起动和运转时都可得到比较好的性能。 把工作绕组或起动绕组中的任一个绕组接电源的两个端子对调，即可实现电机的反转。 5.单相异步电动机主要分哪几种类型？ 单相异步电动机分为分相电动机和罩极电动机两大类。 6. 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、电枢电流和电磁转矩将如何变化？ 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。
控制电机复习题答案111 一、填空题 1. 控制电机主要是对控制信号进行传递和变换，要求有较高的控制性能，如要求运行可靠 动作迅速准确度高等。 2. 单相异步电动机的类型主要有反应式永磁式磁滞式 3. 磁滞式同步电动机最突出的优点是能够自启动而且启动转矩很大。 4. 40齿三相步进电动机在双三拍工作方式下步距角为3，在单、双六拍工作方式下步距角为 1.5。 5. 交流伺服电动机的控制方式有变极变频变转差率。 6. 自整角机是一种能对角度偏差自动整步的感应式控制电机，旋转变压器是一种输出电 压随角度变化的信号元件，步进电动机是一种把脉冲信号转换成角位移或直线位移的执行元件，伺服电动机的作用是将输入电压信号转换为轴上的角位移或角速度输出。 7. 无刷直流电动机转子采用永磁体，用电子开关线路和位置传感器组成的电子换向器 取代有刷直流电动机的机械换向器和电刷。 8. 直线电机按照工作原理来区分，可分为直线感应电机、直线直流电机和直线同步电机 三类。 9. 自整角机是一种能对角度偏差自动整步的感应式控制电机，它通过电的方式在两个或 两个以上无电联系的转轴之间传递角位移或使之同步旋转。 10.光电编码器按编码原理分有绝对式和增量式两种。
11.异步测速发电机性能技术指标主要有线性误差、相位误差、剩余电压和输出斜率。 12 同步电动机转子上的鼠笼绕组可起启动和阻尼作用。 13.小功率同步电动机可分为反应式永磁式磁滞式等。 14.反应式电磁减速同步电动机定转子齿数应满足_______，转速公式为_______；励磁式电 磁减速同步电动机定转子齿数应满足_______，转速公式为_____。 15. 电机产生过度过程的主要原因是电机中存在两种惯性：机械电磁。 16. 罩极式单相异步电动机的旋转方向总是固定不变的由罩住的部分向未罩住的方向旋转。 17.直流伺服电动机的电气制动有能耗回馈反接。 二、选择题 1．伺服电动机将输入的电压信号变换成（ D ），以驱动控制对象。 A.动力 B.位移 C.电流 D.转矩和速度 2.交流伺服电动机的定子铁芯上安放着空间上互成（ B ）电角度的两相绕组，分别为励磁绕组和控制绕组。 A.0o B. 90o C. 120o D.180o 3.为了减小（ C ）对输出特性的影响，在直流测速发电机的技术条件中，其转速不得超过规定的最高转速。 A.纹波 B.电刷 C.电枢反应 D.温度 4.在交流测速发电机中，当励磁磁通保持不变时，输出电压的值与转速成正比，其频率与转速（ D ）。 A.正比 B.反比 C.非线性关系 D.无关 5.影响交流测速发电机性能的主要原因是（ B ）。 A.存在相位误差 B.有剩余电压 C.输出斜率小 D.以上三点 6.步进电机是利用电磁原理将电脉冲信号转换成（ C ）信号。 A.电流 B.电压 C. 位移 D.功率
控制电机期末试卷及参考答案复习重点 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
《控制电机》2009～2010学年第一学期期末考试卷（B） 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号 内。每小题2分，共20分) 1. 按照励磁方式划分，直流测速发电机有几种励磁方式( )。 A. 一 B. 二 C. 三 D. 四 2. 在其它因素一定的情况下，直流测速发电机的负载电阻RL增大，则其输出电压Ua将( ) A. 增大 B. 减小 C.不变 D. 无法确定 3. 导体在磁场中作切割磁力线运动，导体两端产生感应电势的方向由______定则判定；通电导体在磁场 中运动，运动方向由______定则判定。( ) A. 左手，左手 B. 右手，右手 C.右手，左手 D. 左手，右手 ( ) 4. 以下哪个选项不能 ．．改变电动机的转向是 A.改变磁通方向 B. 同时改变磁通方向和电枢电压方向 C.改变励磁电流方向 D. 改变电枢电压方向 5. 以下哪个因素不会影响电动机的机械特性硬度变化的是。( ) A. 放大器内阻Ri B. 励磁电流If C. 电枢电阻Ra D. 电枢电压Ua 6. 增大电机端电压Ua时，电机的转速将______（填增大或减小）；增大电枢回路的调节电阻Rtf时， 电机的转速将______。( ) A. 增大、减小 B. 增大、增大 C. 减小、增大 D. 减小、减小 7. 已知交流伺服电动机的极数对数为3，使用频率为50Hz的交流电压供电，则旋转磁场的转速为 ( )。 A. 3000 r/min B. 1800 r/min C. 1500 r/min D. 1000 r/min 8. 直流电动机的调节特性描述了( )的对应关系。
第一章作业 课本(p.12)题2．计算机控制系统由哪几部分组成？请画出计算机控制系统的组成框图。 答：计算机控制系统由计算机主机系统、模拟量输入输出接口、数字量输入输出接口、键盘显示接口、打印接口和通信接口等部分组成。 课本(p.12)题4. 实时、在线方式和离线方式的含义是什么？ 在计算机控制系统中，生产过程和计算机直接连接，并受计算机控制的`方式称为在线方式或联机方式；生产
过程不和计算机直接连接，且不受计算机控制，而是靠人进行联系并做相应操作的方式称为离线方式或脱机方式。 所谓实时，是指信号的输入、计算和输出都要在一定的时间围完成，亦即计算机对输入信息，以足够快的速度进行控制，超出了这个时间，就失去了控制的时机，控制也就失去了意义。实时地概念不能脱离具体的过程，一个在线的系统不一定是一个实时系统，但一个实时控制系统必定是在线系统。 补充题1. 两种USB口的特点及区别？通用指标，传输模式，USB器件，硬件接口。 答： 两种USB的特点： (1)USB接口支持设备的热插拔功能,采用菊花式的连接. (2)USB有2电源线（5V）,2数据线,采用差分信号传输,可为连接在其上的设备提供5V电压/100mA电流的供电,最大可提供500mA的电流. (3)一个USB控制器可以连接多达127个外设,而两个外设间的距离（线缆长度）可达5米. 两种USB的区别:协议不同,USB1.1传输速率是12Mbps,USB2.0传输速率是480Mbps.
补充题2. 光驱、硬盘、软驱的总线形式。 答： (1)光驱:IDE，ATA/ATAPI，SCSI，USB，部并行总线. (2)硬盘:IDE，SATA，SCSI，部并行总线. (3)软驱:软驱分置和外置两种,置软驱使用专用的FDD接口, 而外置软驱一般用于笔记本电脑,使用USB接口. 补充题3. I2C、SPI、SCI总线的特点？ 答： (1)I2C总线由数据线SDA与时钟线SCL两条线构成通信线路，既可以发送数据也可以接收数据，在CUP与被控IC之间，IC与IC之间都可以进行双向传送，最高传输速度为400Kbps. (2)SPI是一个环形总线结构,是一种标准的四线同步双向串行总线,在SCK的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换,可以同时发出和接收串行数据. (3)SCI是一种通用异步通信接口UART. SCI模块采用标准非归零（NRZ）数据格式,能够实现多CPU之间或同其他具有兼容数据格式SCI端口的外设进行数据通信. 第二章作业 PC总线
控制电机与特种电机课后答案第4章思考题与习题 1. 旋转变压器由_________两大部分组成。( ) A.定子和换向器 B.集电环和转子 C.定子和电刷 D.定子和转子 2. 与旋转变压器输出电压呈一定的函数关系的是转子( )。 A.电流 B. 转角 C.转矩 D. 转速 3(旋转变压器的原、副边绕组分别装在________上。( ) A(定子、转子 B.集电环、转子 C.定子、电刷 D. 定子、换向器 4(线性旋转变压器正常工作时，其输出电压与转子转角在一定转角范围内成________。 5、试述旋转变压器变比的含义, 它与转角的关系怎样? 6、旋转变应器有哪几种?其输出电压与转子转角的关系如何, 7、旋转变压器在结构上有什么特点?有什么用途。 8、一台正弦旋转变压器，为什么在转子上安装一套余弦绕组?定子上的补偿绕组起什么作用? 9、说明二次侧完全补偿的正余弦旋转变压器条件，转子绕组产生的合成磁动势和转子转角α有何关系。 10、用来测量差角的旋转变压器是什么类型的旋转变压器? 11、试述旋转变压器的三角运算和矢量运算方法. 12、简要说明在旋转变压器中产生误差的原因和改进方法。 答案 1. D 2. B 3. A 4. 正比
5. 旋转变压器的工作原理和一般变压器基本相似，从物理本质来看，旋转变压器可以看成是一种能转动的变压器。区别在于对于变压器来说，其原、副边绕组耦合位置固定，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原、副边绕组分别放置在定、转子上，由于原边、副边绕组间的相对位置可以改变，随着转子的转动，定、转子绕组间的电磁耦合程度将发生变化，电磁精确程度与转子的转角有关，因此，旋转变压器能将转角转换成与转角成某种函量关系的信号电压。输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。 6. 按着输出电压和转子转角间的函数关系，旋转变压器主要可以分:正、余弦旋转变压器(代号为XZ)和线性旋转变压器(代号为XX)、比例式旋转变压器(代号为XL)，矢量旋转变压器(代号为XS)及特殊函数旋转变压器等。其中，正余弦旋转变压器当定子绕组外加单相交流电流激磁时其输出电压与转子转角成正余弦函数关系;线性旋转变压器的输出电压在一定转角范围内与转角成正比，线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种;比例式旋转变压器则在结构上增加了一个固定转子位置的装置，其输出电压也与 转子转角成比例关系。 按旋转变压器在系统中用途可分为解算用旋转变压器和数据传输用旋转变压器。根据数据传输用旋转变压器在系统中的具体用途，又可分为旋变发送机(代号为XF)，旋变差动发送机(代号为XC)，旋变变压器(又名旋变接收器)(代号为XB)。 若按电机极对数的多少来分, 可将旋转变压器分为单极对和多极对两种。采用多极对是为了提高系统的精度。
哈尔滨远东理工学院2015——2016学年第二学期（大补考）分院： 课程：特种电机及其控制 专业班级： 学号： 学生姓名： 分数： 2016年5月16日
一、简介 特种电机是相对于传统有刷直流电机和交流异步电机模糊概念。传统上，除有刷直流电机、交流异步电机外，所有电动机都叫做特种电机。而非运用于特种场合的电机才是特种电机。 发电机和电动机结构上基本相同，通电运行可为电动机；原动力拖动转子旋转，磁场切割定子绕组感生出电动势成为发电机。 结构构造，电机和发电机在综合结构上基本相同，两者具有可逆性。 电机结构构造：通过电线圈在磁场中受到安培力作用而转动，并在运动过程中带动其他的物体运动。发电机结构构造：利用物理外力驱动，转动线圈，使其切割磁力线，产生电流。 电机工作原理：利用电流转变成机械能，带动外部物体转动 发电机工作原理：利用电磁感应将机械能转变为电能。 电机和发电机之间不是对等关系!虽然电动机和发电机之间有可逆性!在使用过程中，我们将它们结合起来是不会成为永动机器的，因为有能量守恒。 随着中小型电机中产品结构的调整和优化，特种专用电机将成为电机行业发展的重点，其市场需求及发展速度将在本行业中处于领先地位。中小型电机行业内的大型企业生产电机的品种和系列较多，综合实力占优;规模略小的企业则关注于特定的一种或几种电机的生产，力争在细分产品市场取得优势。 我国长期以来中小型电机特种产品品种少，产品结构不合理，表现为基本系列多，派生专用系列少;一般品种多，专用品种少。各企业根据市场需要，也注重了专用电机的发展，经过“十五”、“十一五”技术改造，调整产品结构，特种专用电机都有不同程度的发展。预计“十二五”期间我国标准系列电机与特种专用电机比约为4：6，而国外普通标准系列电机与特种专用电机比为3：7。因此一些高效节能的电机、高品位的出口电机和机电一体化的特种电机将有很好的市场前景。 二、特种电机的种类与区别 无刷直流电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关电路三部分组成。电动机本体在结构上与永磁同步电动机相似，但没有笼型绕组和其他起动装置。其定子绕组一般制成多相(三相、四相、五相不等)，转子由永久磁钢按一定极对数(2p＝2，4，…)组成。 定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换向作用。 所以，所谓直流无刷电动机，就其基本结构而言，可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电动机以及位量传感器三者组成的“电动机系统”。 与电励磁直流电动机相比，永磁直流电动机的电枢结构基本相同，主要差别是在定子侧由永磁体代替了电励磁磁体。永磁直流电动机保留了电励磁直流电动机良好的调速特性和机械特性，又因省去了励磁绕组和励磁损耗而具有结构工艺简单、体积小、用铜量少和效率高等特点。功率在300W以内时，永磁直流电动
控制电机课后答案 第二章 1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。 由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。 2.如果图2-1中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。 3.为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置?为什么端部对称的鼓形绕组(见图2-3)的电刷放在磁极轴线上? 答：放在磁极轴线上。 具体见P9-10 4.为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速?负 载电阻不能小于给定值? 答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的 去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远， 线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流 测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能 低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。而 且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期 越短；e L正比于单位时间内换向元件电流的变化量。基于上述分析，e L必正比转速的平方，即e L∝n2。同样可以证明e a∝n2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。 5.如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图2-29所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 思路：假设是逆时针转，图见P7图2-1。 本来中性面是没有切割磁感线的，但是现在偏一个角，虽然还是没有切割磁感线但是却有电流通过，根据右手定则判断在偏角直线产生的感应磁场与原来的磁场方向相比较判断影响。 6.具有16个槽，16个换向片的两极直流发电机结构如图2-30所示。