控制电机习题及答案

电机控制课后习题（部分答案）1-1.负载转矩的折算原则是什么？负载飞轮矩的折算是什么？答：负载转矩折算的原则是折算前后的功率不变；负载飞轮矩折算的原则是折算前后的动能不变。

1-2.什么是负载特性？什么是电动机的机械特性？答：电力拖动系统的负载转矩特性简称负载特性是指生产机械的负载转矩与转速的关系，典型的负载特性有恒转矩负载、通风机与泵类负载和恒功率负载等。

电动机的机械特性是电动机的输出扭矩与其转速之间的关系。

1-3. 电力传动系统稳定运行的充分必要条件是什么？答：为了保证电力系统稳定运行，电力系统必须满足以下要求：(1)为保持电力系统正常运行的稳定性和频率、电压的正常水平，系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量，并有必要的调节手段。

在正常负荷波动和调节有功、无功潮流时，均不应发生自发振荡。

(2)要有合理的电网结构。

(3)在正常方式(包括正常检修方式)下，系统任意一个元件(发电机、线路设备、变压器、母线)发生单一故障时，不应导致主系统发生非同步运行，不应发生频率崩溃和电压崩溃。

(4)在事故后经调整的运行方式下，电力系统仍应有符合规定的静稳定储备，其他元件按规定的事故过负荷运行。

(5)电力系统发生稳定破坏时，必须有预定措施，以缩小事故范围减少事故损失。

2-1.分析并比较交、直流电动机的特点？答：课本38页，表3-12-2.直流电动机有哪些励磁方式？各种励磁方式分别有何特点？答；直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励和复励等。

他励式的特点是励磁绕组单独接其他直流电源，这样励磁电流由该电源供给；并励式的特点是励磁绕组和电枢绕组并联，接同一个直流电源，励磁绕组上的电压就等于电枢绕组的端电压；串励式的特点是励磁绕组与电枢绕组串联连接，这样励磁绕组的电流就等于电枢绕组的电流；复励方式的特点是有两套励磁绕组：一套是与电枢绕组并联的并励绕组，另一套是与电枢绕组串联的串励绕组。

若串励绕组产生的磁动势与并励绕组产生的磁动势方向相同，就称为积复励式；若方向相反，则称为差复励式。

一、选择题：1.直流电机运行于电动机状态时的电磁转矩是（）A.拖动转矩，靠它向外输出机械功率B.制动转矩，其方向与转动方向相反C.轴上输出的机械转矩D.轴输出的制动转矩2.有一台380/36伏的变压器，在使用时不慎将高压侧和低压侧互相接错，当低压侧加上380伏电源后，将发生什么现象？（）A.高压侧有380伏的电压输出B.高压侧没有电压输出，绕组严重过热C.高压侧有高压输出，绕组严重过热D.高压侧有高压，绕组无过热现象3.以下电器属于主令电器的是（）A.接触器B.继电器C.行程开关D.自动开关4.通电延时时间继电器，它的动作情况是（）A.线圈通电时触点延时动作，断电时触点瞬时动作B.线圈通电时触点瞬时动作，断电时触点延时动作C.线圈通电时触点不动作，断电时触点瞬时动作D.线圈通电时触点不动作，断电时触点延时动作5.三相异步电动机在运行时出现一相电源断电，对电动机带来的影响主要是（）A.电动机立即停转B.电动机转速降低、温度升高C.电动机出现振动及异声6.理想双绕组变压器的变压比等于一、二次绕组的（）A.电压之比B.电动势之比C.匝数之比D.三种都对7.测定变压器的电压比应该在变压器处于______情况下进行。

（）A.空载状态B.轻载状态C.额定载荷状态D.短路状态8.要改变直流并励发电机的输出电压极性，应按______办法运行。

（）A.改变原动机的转向B.励磁绕组两端反接C.电枢绕组两端反接D.改变原动机转向同时也反接励磁绕组9.熔断器在电路中所起的作用是（）。

A.零压保护B.过载保护C.失压保护D.短路保护10.三相异步电动机在理想空载时，转差率为( )。

A.S=0B.S<SNC.S>SND.S=111.三相异步电动机在拖动恒转矩负载的运行中，减小供电电压，该电机的转速将会( )A.略有下降，但基本不变B.不受其影响C.很快降低D.短时下降后又恢复原速12.三相异步电动机机械负载加重时，其转子转速将( )。

● 1.自整角机可以把发送机和接收机之间的转角差转换成与角差成正弦关系的电压信号。

●2．控制式自整角机的比电压大，就是失调同样的角度所获得的信号电压大，系统的灵敏度就___越高_____。

● 3.无力矩放大作用，接收误差稍大，负载能力较差的自整角机是_________式自整角机。

（ A）● A.力矩 B.控制 C.差动 D.单机●4．自整角变压器的整步绕组中合成磁势的性质和特点分别是什么？从物理本质上来看,控制式自整角机的发送机定子合成磁场轴线在励磁绕组轴线上,是由于定子三相绕组是对称的(接收机定子三相绕组作为它的对称感性负载).如果把发送机励磁绕组作为初级,定子三相绕组作为次级,两侧的电磁关系类似一台变压器.因此,可以推想,发送机定子合成磁势必定对励磁磁场起去磁作用.当励磁电流的瞬时值增加时,发送机定于合成磁势的方向必定与励磁磁场的方向相反.合成磁势的特点主要有：(1). 合成磁场在励磁绕组轴线上,它的方向和励磁磁场的方向相反.(2). 由于合成磁场的位置在空间固定不变,其大小又是时间的正弦函数,所以合成磁场是一个脉振磁场.(3). 合成磁势的幅值恒为3/2,它与励磁绕组轴线相对于定子的位置角无关.●5．力矩式自整角发送机和接收机的整步绕组中合成磁势的性质和特点分别是什么？力矩式自整角机的整步绕组为星形连接的三相绕组.当发送机和接收机两机的励磁绕组均接上单相交流电源时,则分别在各自的气隙中形成一个正弦分布的脉振磁场,且分别在各自的三相定子绕组中感应出电势.当发送机和接收机励磁绕组处于相同的位置时,定子三相绕组中的感应电势大小和相位相同,因此定子回路中电势为零.若两机的转子位置不同时,就存在电势差.该电势差就产生电流,在定子绕组里通过.这些电流和转子励磁绕组磁通相互作用,产生转矩.它使接收机转子转动,直到两个转子有相同的位置为止.这个转矩就称为整步转矩.由于两机的励磁绕组接于同一正弦交流电源(频率为f), 因此在两机的励磁绕组轴线方向存在时间相位相同的脉振磁场.由此在发送机、接收机定子绕组上感应出变压器电势. 当整步绕组中有电流流过,将产生磁势.值得指出,虽然整步绕组是三相绕组,但这一组电流在时间上是同相位的.当它们流过接收机定子绕组时,将产生脉振磁势.●7. 何为比整步转矩？有何特点？比整步转矩表示接收机与发送机在协调位置附近的单位失调角所产生的转短.显然,比整步转矩愈大,整步能力就愈大.为了减小接收机的静态误差,应尽可能提高其值.同时,还要尽可能减小轴承、电刷和滑环摩擦力矩及转子不平衡力矩等三台自整角机如图接线。

控制电机课后练习题含答案一、选择题1.下列哪一个模块可以用于控制电机的转速和方向？A. 蓝牙模块B. 光敏电阻模块C. 直流无刷电机驱动模块D. 温湿度传感器模块正确答案：C2.下列哪一个语句可以将电机停止转动？A. digitalWrite(IN1, HIGH);B. digitalWrite(IN2, HIGH);C. digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);D. digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW);正确答案：D3.控制电机转速的方法有哪些？A. 改变电机的电压B. 改变电机的电流C. 改变电机的载荷D. 改变电机内部的导体数量正确答案：A二、填空题1.请用代码实现使用直流无刷电机驱动模块控制电机逆时针旋转。

digitalWrite(IN1, HIGH);digitalWrite(IN2, LOW);2.请用代码实现使用直流无刷电机驱动模块控制电机转速为50。

analogWrite(EN, 50);3.控制电机转速的单位是________。

正确答案：千转每分钟（RPM）三、简答题1.请简述直流无刷电机驱动模块控制电机转速的原理。

直流无刷电机驱动模块通过模拟方式控制电机转速，具体过程如下：–通过控制电机的输入电压来改变电机的转速；–使用PWM调制技术控制电机的输入电压，在不同的电压下引起电机的负载不同，从而改变其转速；–调整占空比大小以改变电机的转速；2.对于一个电机，它的转速越快，那么其________会越大。

正确答案：反电动势。

3.在控制电机转速时，如何实现电机的平滑加速和减速？可以采用线性加速和减速的方式，根据一定规律逐步改变PWM信号的占空比。

四、编程题使用Arduino UNO板卡和直流无刷电机驱动模块控制一个电机完成以下功能：•每隔1秒钟逆时针旋转3秒；•每隔2秒钟顺时针旋转2秒。

《电机与运动控制系统》课后习题参考答案第一章磁路（5题）1-1.一环形铁心，平均路径长度为36cm，横截面为3cm2,上绕400的线圈。

当励磁电流为1.4A时，铁心中的磁通为1.4⨯10-3Wb。

试求：（1）磁路的磁阻；（2）此时铁心的磁导率及相对磁导率。

[400⨯103A/Wb；0.003H/m，2400]解：①.R m=F/Φ=IW/Φ= 1.4⨯400/(1.4⨯10-3)=400000=400⨯103（A/Wb）；②.μ= l/(S⨯R m)=0.36/(0.0003⨯400⨯103) =0.003（H/m）；③.μr =μ/μ0 =0.003/（4π⨯10-7）=2387.3241。

答：（1）磁路的磁阻为：400⨯103A/Wb；（2）此时铁心的磁导率及相对磁导率分别为：0.003H/m和2400。

（答毕#）1-2.为了说明铁磁材料的磁导率随磁化状态而变化的情况，根据硅钢片的B-H曲线（图1-2-3）试计算：当磁密分别为0.8T、1.2T和1.6T 时，其磁导率和相对磁导率各为多少？说明磁导率与饱和程度有什么关系？[3.8⨯10-3H/m；3040；1.7⨯10-3H/m,1360；0.4⨯10-3H/m，320]解：①.由硅钢片的B-H曲线（图1-2-3）查得：当磁密分别为0.8T、1.2T和1.6T时，磁场强度分别为：0.2⨯103A/m、0.7⨯103A/M和4.25⨯103A/m。

根据μ=B/H和μr =μ/μ0，其磁导率和相对磁导率各为：4⨯10-3H/m、1.7⨯10-3H/m、0.4⨯10-3H/m和3180、1364、300（近似值，计算结果：0.004、0.0017、0.000376和3183.0989、1364.1852、299.5858）；②.由上述计算可知：硅钢片的磁导率随着饱和程度的增加而急剧减小[要得到0.8T的磁密，只需要磁场强度为：0.2⨯103A/m；而要得到1.6T的磁密，就需要磁场强度为：4.25⨯103A/m。

控制电机第一章旋转变压器 (1)第二章自整角机 (8)第三章测速发电机 (12)第四章伺服电动机 (18)第五章微特同步电动机 (26)第六章无刷直流电动机 (31)第七章步进电动机 (34)第八章直线电动机 (39)第九章超声波电动机 (43)第一章 旋转变压器1. 简述旋转变压器的工作原理。

答：旋转变压器是输出电压与转子转角成一定函数关系的特种电机。

以正余弦旋转变压器为例，在定子槽中安放两个相互垂直的绕组，其中直轴方向的S1—S2为励磁绕组，交轴方向的S3—S4为补偿绕组，如图1-1(a)所示。

在转子槽中也安放两个相互垂直的绕组R1—R2、R3—R4，它们是正余弦输出绕组，如图1-1(b)所示。

图1-1 旋转变压器的绕组结构首先分析空载运行时的情况，此时只有定子励磁绕组S1—S2施加交流励磁电压，其余三个绕组全部开路。

显然，励磁绕组将在气隙中产生一个脉振磁场，这个脉振磁场将在输出绕组中产生感应电动势，即式中，为转子输出绕组轴线与定子励磁绕组轴线重合时在输出绕组中感应电动势的有效值。

设在励磁绕组S1—S2中感应电动势的有效值为，则旋转变压器的变比为这样•U(a)(b)1•U D•Φ⎩⎨⎧==θθsin cos 2R22R1E E E E 2E D•ΦD•Φ1E 12u E E k =⎩⎨⎧==θθsin cos1u R21u R1E k E E k E与普通变压器类似，可以忽略定子励磁绕组的漏阻抗压降，即。

而空载时转子输出绕组的感应电动势在数值上就等于输出电压，所以上式表明，旋转变压器空载时其输出电压分别是转角的余弦函数和正弦函数，这样转子绕组R1—R2就称为余弦输出绕组，而绕组R3—R4称为正弦输出绕组。

2. 正余弦旋转变压器输出特性发生畸变的原因是什么？畸变补偿的方法有哪些？答：当正余弦旋转变压器输出绕组接了负载以后，其输出电压便不再是转角的正、余弦函数。

例如在图1-2中，正弦输出绕组R3—R4接有负载，其输出电压如图1-3所示，它偏离了期望的正弦值，这种现象称为输出特性的畸变。

《电机与控制》作业一（含习题解答）1. 直流电机定转子各由哪些主要部件组成？各部件的主要作用是什么？直流电机由定子和转子两部分组成。

定子部分包括∶（1）主磁极由主极铁心和套在铁心上的励磁绕组组成，它的作用是建立主磁场。

（2）换向（附加）极由换向极铁心和套在上面的换向极绕组组成，用来改善直流电机的换向。

（3）电刷装置由电刷、刷握和汇流条组成，它是将直流电引入或引出电枢的装置。

（4）机座即电机定子外壳，起固定与支撑的作用，同时又是主磁路的一部分。

（参照教材图1-1）2. 直流电机铭牌上的额定功率、额定电压、额定电流，对于发电机和电动机各指什么？直流电机的铭牌数据∶对发电机额定功率指能够输出的最大电功率，额定电压和额定电流指输出的最高电压和最大电流（P N=U N I N）；而对电动机额定功率指能够输出的最大机械功率，额定电压和额定电流指允许输入的最高电压和最大电流（P N=U N I NηN）。

3. 直流电机有哪几种励磁方式？不同励磁方式的电动机如何实现反转？直流电机的励磁方式分为∶他励、并励、串励、复励。

单独改变励磁绕组极性或者电枢绕组极性都可使电机实现反转，如果两者极性同时改变，电机仍将沿原方向运转。

4. 什么叫电枢反应？它对电机产生哪些影响？“电枢反应”就是电枢磁场对主磁场的影响。

产生的影响包括∶使主磁场发生畸变，磁力线不再对称于磁极轴线；物理中线偏离几何中线不再重合，几何中线处磁场不再为0；削弱了主磁场。

这些影响将对直流电机的正常运行产生恶劣作用，必须设法消除。

5. 串励直流电动机有哪些特点？串励直流电动机的机械特性曲线是一条非线性的软特性，当轴上负载为0时电机转速∞，所以串励直流电动机不允许轻载工作；由于它的电磁转矩与电枢电流的平方成正比，所以起动转矩大，过载能力强；由于电枢与励磁绕组串联，通入直流或交流电流电机都不受影响，所以在交流电源情况下亦可正常工作。

6. 直流发电机的电磁转矩与原动机的拖动转矩，电动机的感应电动势与电枢电压之间的方向相同还是相反？各有何物理意义？直流发电机的电磁转矩与原动机输入的拖动转矩方向相反，是一对作用力和反作用力的关系。

控制电机（2版）思考题与习题参考答案（机械工业出版社，李光友等编着）第1章 直流伺服电动机1. 一台直流电动机，其额定电压为110V ，额定电枢电流为0.4A ，额定转速为3600r/min ，电枢电阻为50Ω，空载阻转矩015.0T 0=N ·m ，试问电动机的额定负载转矩是多少？解：,=120,2. 一台型号为55SZ54的直流伺服电动机，其额定电压为110V ，额定电枢电流为0.46A ，额定转矩为093.0 N ·m ，额定转速为3000r/min 。

忽略电动机本身的空载阻转矩0T ，试求电机在额定运行状态时的反电动势a E 和电枢电阻a R 。

解：U= , , 1003. 伺服电动机型号为70SZ54，,V 110U U ,W 55P f N N ===效率m i n /r 3000n %,5.62N N ==η，空载阻转矩0714.0T 0= N ·m 。

试求额定运行时电动机的电枢电流aN I ，电磁转矩e T ，反电动势aN E 和电枢电阻a R 。

解：100，4. 由两台完全相同的直流电机组成的电动机-发电机组。

它们的励磁电压均为110V，电枢绕组电阻均为75Ω。

当发电机空载时，电动机电枢加110V电压，电枢电流为0.12A，机组的转速为4500r/min。

试求：（1）发电机空载时的输出电压为多少？（2）电动机仍加110V电压，发电机负载电阻为1kΩ时，机组的转速为多少?解：（1）（2）由得，, =0.12A, n=4500r/min.接负载时，U=，解得=4207r/min5. 试用分析电枢控制时的类似方法，推导出电枢绕组加恒定电压，而励磁绕组加控制电压时直流伺服电动机的机械特性和调节特性。

并说明这种控制方式有哪些缺点?答：磁场控制时电枢电压保持不变。

机械特性是指励磁电压不变时电动机转速随电磁转矩变化的关系，即 = 。

由公式可知，当控制电压加载励磁绕组上，即采用磁场控制时，随着控制信号减弱，减小，k增大，机械特性变软。

一、选择题：1.直流电机运行于电动机状态时的电磁转矩是（）A.拖动转矩，靠它向外输出机械功率B.制动转矩，其方向与转动方向相反C.轴上输出的机械转矩D.轴输出的制动转矩2.有一台380/36伏的变压器，在使用时不慎将高压侧和低压侧互相接错，当低压侧加上380伏电源后，将发生什么现象？（）A.高压侧有380伏的电压输出B.高压侧没有电压输出，绕组严重过热C.高压侧有高压输出，绕组严重过热D.高压侧有高压，绕组无过热现象3.以下电器属于主令电器的是（）A.接触器B.继电器C.行程开关D.自动开关4.通电延时时间继电器，它的动作情况是（）A.线圈通电时触点延时动作，断电时触点瞬时动作B.线圈通电时触点瞬时动作，断电时触点延时动作C.线圈通电时触点不动作，断电时触点瞬时动作D.线圈通电时触点不动作，断电时触点延时动作5.三相异步电动机在运行时出现一相电源断电，对电动机带来的影响主要是（）A.电动机立即停转B.电动机转速降低、温度升高C.电动机出现振动及异声6.理想双绕组变压器的变压比等于一、二次绕组的（）A.电压之比B.电动势之比C.匝数之比D.三种都对7.测定变压器的电压比应该在变压器处于______情况下进行。

（）A.空载状态B.轻载状态C.额定载荷状态D.短路状态8.要改变直流并励发电机的输出电压极性，应按______办法运行。

（）A.改变原动机的转向B.励磁绕组两端反接C.电枢绕组两端反接D.改变原动机转向同时也反接励磁绕组9.熔断器在电路中所起的作用是（）。

A.零压保护B.过载保护C.失压保护D.短路保护10.三相异步电动机在理想空载时，转差率为( )。

A.S=0B.S<SNC.S>SND.S=111.三相异步电动机在拖动恒转矩负载的运行中，减小供电电压，该电机的转速将会( )A.略有下降，但基本不变B.不受其影响C.很快降低D.短时下降后又恢复原速12.三相异步电动机机械负载加重时，其转子转速将( )。

复习题一判断题题意对的在（）打V,错的在（）打X1）直流电机1直流电机转子绕组通过的电流是交流电流。

（√））2串励直流电机可以空载试运行（X）3直流电机的换向器是安装在转轴端部，用于调配电枢绕组电源方向。

（√））4 直流电机转子绕组通过的电流是交流电流。

（√））1普通单相交流电焊机是特殊的降压变压器。

（√））2电压互感器的副边不可以开路。

（X）3任意三相电力变压器都可以并联运行。

（√））3）交流电动机及特种电动机1单相交流电动机调换电源的相线和中线接头，其运行反向。

（X）2三相步进电机不是三相交流电机，不可以接三相交流电源。

（√）3单相交流电动机一个定子绕组串电容器是用来分相的，不是为提高功率因数。

（√）4频敏变阻器是专用来启动绕线式三相交流异步电动机的设备（√）4）电气控制1交流接触器铁芯嵌有铜短路环可用于消除吸合震动和噪声（√）2直流接触器铁芯可以用普通钢整体做成，而不用硅钢片叠成。

（√）3交流接触器在控制电路中可以实施短路保护。

（X）4交流接触器的铁芯可以用普通钢片做制，不一定要用硅钢片制作。

（X）5直流接触器和交流接触器都是通过主触头分合控制电路，因此可以互相替代。

（X）二选择题1）直流电机1直流电动机的换向极作用是（B），A电源换向B平衡电枢磁场C加大主磁通D变速2直流电机电枢绕组通过的电流是（A）。

A交流 B 直流 C不确定3直流电动机可以作直流发电机用，发动机带动直流电动机可以发电。

（A）A 能 B不能4只改变串励直流电机电源的正负极，直流电机转动方向就会（A）A不变B反向Ｃ不确定2）交流电动机及特种电动机1三相笼型异步电动机相同电压下空载启动比满载启动转矩（C）。

A小B大C相同2大功率三相异步笼式电机可以（B）Ａ直接启动Ｂ降压启动C转子串电阻启动D同步启动3三相异步电机改变定子磁极对数P的调速方法适用（C）调速。

A绕线电机 B 直流电机 C 三相笼式异步电机D 步进电机4 三相异步电机额定转速为980r/min。

直流测速发电机：就物理本质来说，此电机是一种测量转速的微型直流发电机。

从能量转换的角度来看，它把机械能转换成电能，输出直流电；从信号转换的角度来看，它把转速信号转换成与转速成正比的直流电压信号输出，因而可以用来测速。

脉动电势：经换向器换向后，电刷间电势虽然方向不变，但却有很大的脉动，这样的电势不是直流电势。

为了减少电势的脉动程度，实际电机中不是只有一个线圈，而是由很多元件组成电枢绕组。

这些元件均匀分布在电枢表面，并按一定的规律连接。

直流电机总体结构可以分成两大部分：静止部分（定子）和旋转部分（转子）。

定子和转子之间存在间隙称为空隙。

定子由定子铁心、励磁绕组、机壳、端盖和电刷装置等组成。

转子由电枢铁心、电枢绕组、换向器、轴等组成。

直流测速发电机按照励磁方式划分有两种型式：永磁式和电磁式。

永磁式直流测速发电机按其应用场合不同，可分为普通速度电机和低速电机。

永磁式直流测速发电机的定子磁极由永久磁钢做成，没有励磁绕组。

它结构简单，省去励磁电源，便于使用，并且温度变化对励磁磁通的影响也小，但材料价格较贵。

电磁式直流测速发电机的定子励磁绕组由外部电源供电，通电时产生磁场。

自动控制系统对直流测速发电机的要求：（1）输出电压与转速的输出特性应为线性；（2）输出特性的斜率要大；（3）温度变化对输出特性的影响要小；（4）输出电压的纹波要小；（5）正、反转两个方向的输出特性要一致。

直流测速发电机的误差：温度影响、电枢反应影响、延迟换向去磁、纹波和电刷接触压降。

电枢反应的影响：负载电阻越小或转速越高，电枢电流就越大，电枢反应去磁作用越强磁通Φ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，在直流测速发电机的技术条件中给出最大线性工作转速max n 和最小负载电阻值。

在使用时，转速不得超过最大线性工作转速，所接负载电阻不得小于最小负载电阻，以保证线性误差在限定的范围内。

直流电动机的启动性能要求：（1）启动时电磁转矩要大，以利于克服启动时的阻转矩，包括总阻转矩s T 和惯性转矩dt J Ωd ；（2)启动时电枢电流不要太大；（3）要求电动机有较小的转动惯量和在加速过程中保持足够大的电磁转矩，以利于缩短启动时间。

一1-1变压器能否直接改变直流电的电压等级来传输直流电能？答：不能。

（3分）如果变压器原边绕组接直流电压，绕组中则产生大小一定的直流电流，建立直流磁动势，铁心中磁通也就是恒定不变的，因此副绕组中没有感应电动势，输出电压为零，即送不出有功功率。

（5分）一1-2变压器的额定电压为220/110V,如不慎将低电压侧误接到220V 电源后，将会发生什么现象？答：由m fN E U Φ=≈44.4，（3分）此时主磁通增加接近2倍，磁路饱和程度大增，励磁电阻和励磁电抗减小，励磁电流大大增加，铁耗和铜耗增大，变压器过热。

同时噪音增加，且有超常的振动。

（5分）一1-3变压器空载运行时，为什么功率因数很低？答：变压器空载运行时，原边电流就是励磁电流，由有功分量与无功分量组成。

由于铁损耗小，有功分量小，而主要是建立磁场的无功分量。

，由有功分量与原边电压.1U 近似同相位，无功分量与原边电压.1U 近似相差900，因此空载电流与原边电压.1U 也近似相差900，空载运行时功率因数很低，为落后性质的。

（4分） 一1-4一台变压器，若误把原边接到直流电源上，其电压大小与额定电压相同，电流大小将会怎样？答：不考虑带负载与否，变压器若误把原边接到直流电源上，则变压器原边电流就非常大，可使变压器过热而烧毁。

（3分）因为原边接直流电源后，铁心中只有恒定磁通，这样一来，（1）原绕组不产生感应电动势，励磁电抗和原边漏电抗均为零；（2）磁通不交变，铁心中没有铁损耗，励磁电阻为零。

因此所加直流电压全部在1r 上，原边电流（直流）为：111/r U I =，而1r 是很小的，电流很大，比交流时额定电流要大的非常多。

（5分）一1-5变压器的励磁阻抗与磁路的饱和程度有何关系？答：变压器的励磁阻抗是与主磁通相对应的阻抗，其大小和磁路的饱和程度密切相关。

（3分）一般来说，额定电压时的磁路已接近饱和，若磁路饱和程度增加，铁损耗就会加大，但励磁电流增加更快，故励磁电阻m R 变小；而相应的Fe μ变小，励磁电抗m x 变小，所以励磁阻抗m m m jx R Z +=变小。

复习题一判断题题意对的在（）打V,错的在（）打X1）直流电机1直流电机转子绕组通过的电流是交流电流。

（√））2串励直流电机可以空载试运行（X）3直流电机的换向器是安装在转轴端部，用于调配电枢绕组电源方向。

（√））4 直流电机转子绕组通过的电流是交流电流。

（√））1普通单相交流电焊机是特殊的降压变压器。

（√））2电压互感器的副边不可以开路。

（X）3任意三相电力变压器都可以并联运行。

（√））3）交流电动机及特种电动机1单相交流电动机调换电源的相线和中线接头，其运行反向。

（X）2三相步进电机不是三相交流电机，不可以接三相交流电源。

（√）3单相交流电动机一个定子绕组串电容器是用来分相的，不是为提高功率因数。

（√）4频敏变阻器是专用来启动绕线式三相交流异步电动机的设备（√）4）电气控制1交流接触器铁芯嵌有铜短路环可用于消除吸合震动和噪声（√）2直流接触器铁芯可以用普通钢整体做成，而不用硅钢片叠成。

（√）3交流接触器在控制电路中可以实施短路保护。

（X）4交流接触器的铁芯可以用普通钢片做制，不一定要用硅钢片制作。

（X）5直流接触器和交流接触器都是通过主触头分合控制电路，因此可以互相替代。

（ X）二选择题1）直流电机1直流电动机的换向极作用是（B），A电源换向B平衡电枢磁场C加大主磁通D变速2直流电机电枢绕组通过的电流是（A）。

A交流 B 直流 C不确定3直流电动机可以作直流发电机用，发动机带动直流电动机可以发电。

（A）A 能 B不能4只改变串励直流电机电源的正负极，直流电机转动方向就会（A）A不变B反向Ｃ不确定2）交流电动机及特种电动机1三相笼型异步电动机相同电压下空载启动比满载启动转矩（C）。

A小B大C相同2大功率三相异步笼式电机可以（B）Ａ直接启动Ｂ降压启动C转子串电阻启动D同步启动3三相异步电机改变定子磁极对数P的调速方法适用（C）调速。

A绕线电机 B 直流电机 C 三相笼式异步电机D 步进电机4 三相异步电机额定转速为980r/min。

第三章习题与答案1．双闭环调速系统在突加给定的起动过程中，转速调节器为什么能迅速达到限幅值，其限幅值是如何整定的？电流调节器是否应达到限幅值，其限幅值是如何整定的？双闭环调速系统在突加给定时，由于电机的机械惯性，转速为零，使转速反馈电压fn U 为零，这时加在转速调节器输入端的偏差电压n U ∆很大，而转速调节器的积分时间常数较小，所以转速调节器的输出能迅速达到限幅值，其限幅值按所要限制的最大电流值来整定，dm gi I U β=。

电流调节器不应达到限幅值，否则将失去调节作用，其限幅值应大于最大的输出控制电压，s fz gdm e K km K R I n C U U +=>。

2．双闭环调速系统对电网及负载扰动，其调节过程的特点是什么？对电网电压的扰动无需等到电机转速发生变化，只要电枢回路电流发生变化时，由电流调节器调节即可，有效减小电机转速的变化。

负载扰动要电机的转速发生变化后，由转速调节器来调节。

3－1开环系统额定静态速降是由什么因素决定的？ 开环系统的静态速降为e d C RI n =∆其中e C 为电机所固有的常数，因此开环系统额定静态速降主要由电机的额定电流、电枢回路总电阻决定。

3．转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是什么？转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是闭环系统的自动调节作用。

在开环系统中，当负载电流增大时，电枢电流Id 在电阻R 上的压降也增大，转速就要降下来。

现在引入了转速负反馈，转速稍有降落，反馈电压Un 就感觉出来了。

因给定电压Un*不变。

因此加到触发器上的控制电压Uc=Kp(Un*-Un)便会自动增加了，它可使晶闸管整流电压Ud0增加，电动机转速便相应回升。

由于电枢电压的增量ΔUd0，补偿ΔIdR 压降，就使转速基本维持不变。

4．有一V －M 调速系统，已知电动机的电势系数Ce ＝1.27(v/rpm)，IN ＝15A ，nN ＝150转／分，电枢回路总电阻R ＝3Ω，晶闸管整流装置的放大倍数Ks ＝30，要求调速范围D ＝20，S ＝10％，（1）计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的静态速降。

控制电机课后习题答案第2章直流测速发电机1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势为交流电势和电刷电势直流电势？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。

由于换向器的作用，无论线圈转到何处，电刷都只能通过换向器在一定极性下与导体连接。

例如，电刷a始终与N极下的导体连接，且导体在某一极性下的电位方向不变。

因此，电刷两端获得的电势极性不变，即直流电势。

2.如果图2-1中的电枢逆时针旋转，那么元件电势的方向以及电刷a和B的极性如何？A：在图中所示的时刻，N极下导线AB中的电势方向从B指向A，S极下导线CD中的电势方向从D指向C。

电刷A通过换向器与线圈A端接触，电刷B与线圈D端接触。

因此，电刷a为正极，电刷B为负极。

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.为什么直流转速表的速度不能超过规定的最大速度？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。

第三章1.直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定?答复直流电机的电枢电流不仅取决于施加的电压及其自身的内阻，还取决于与速度成正比的反电动势（当？=恒定时）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。