控制电机课后习题答案
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习题与思考题第二章机电传动系统的动力学基础说明机电传动系统运动方程中的拖动转矩,静态转矩和动态转矩。
拖动转矩是由电动机产生用来克服负载转矩,以带动生产机械运动的。
静态转矩就是由生产机械产生的负载转矩。
动态转矩是拖动转矩减去静态转矩。
从运动方程式怎样看出系统是处于加速,减速,稳态的和静态的工作状态。
TM-TL>0说明系统处于加速,TM-TL<0 说明系统处于减速,TM-TL=0说明系统处于稳态(即静态)的工作状态。
试列出以下几种情况下(见题图)系统的运动方程式,并说明系统的运动状态是加速,减速,还是匀速(图中箭头方向表示转矩的实际作用方向)TM< TLTM-TL<0说明系统处于减速。
TM-TL<0 说明系统处于减速T M T L T M T LT M> T L系统的运动状态是减速系统的运动状态是加速T M T L T T L T M= T系统的运动状态是减速多轴拖动系统为什么要折算成单轴拖动系统转矩折算为什么依据折算前后功率不变的原则转动惯量折算为什么依据折算前后动能不变的原则因为许多生产机械要求低转速运行,而电动机一般具有较高的额定转速。
这样,电动机与生产机械之间就得装设减速机构,如减速齿轮箱或蜗轮蜗杆,皮带等减速装置。
所以为了列出系统运动方程,必须先将各转动部分的转矩和转动惯量或直线运动部分的质量这算到一根轴上。
转矩折算前后功率不变的原则是P=Tω, p 不变。
转动惯量折算前后动能不变原则是能量守恒MV=ω2为什么低速轴转矩大,高速轴转矩小因为P= Tω,P不变ω越小T越大,ω越大T 越小。
为什么机电传动系统中低速轴的GD2比高速轴的GD2大得多因为P=Tω,T=GD2/375. P=ωGD2/375. ,P不变转速越小GD2越大,转速越大GD2越小。
如图(a)所示,电动机轴上的转动惯量J M=, 转速n M=900r/min; 中间传动轴的转动惯量J L=16kgm2,转速n L=60r/min。
机电传动控制第五版课后答案--最全版机电传动控制是一门涉及机械、电气和控制等多领域知识的重要学科,对于相关专业的学生和从业者来说,掌握这门课程的知识至关重要。
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第一章绪论1、机电传动控制的目的是什么?答:机电传动控制的目的是将电能转变为机械能,实现生产机械的启动、停止、调速、反转以及各种生产工艺过程的要求,以满足生产的需要,提高生产效率和产品质量。
2、机电传动系统由哪些部分组成?答:机电传动系统通常由电动机、传动机构、生产机械、控制系统和电源等部分组成。
电动机作为动力源,将电能转化为机械能;传动机构用于传递动力和改变运动形式;生产机械是工作对象;控制系统用于控制电动机的运行状态;电源则为整个系统提供电能。
3、机电传动系统的运动方程式是什么?其含义是什么?答:运动方程式为 T M T L =J(dω/dt) 。
其中,T M 是电动机产生的电磁转矩,T L 是负载转矩,J 是转动惯量,ω 是角速度,dω/dt 是角加速度。
该方程式表明了机电传动系统中电动机的电磁转矩与负载转矩之间的平衡关系,当 T M > T L 时,系统加速;当 T M < T L 时,系统减速;当 T M = T L 时,系统以恒定速度运行。
第二章机电传动系统的动力学基础1、为什么机电传动系统中一般需要考虑转动惯量的影响?答:转动惯量反映了物体转动时惯性的大小。
在机电传动系统中,由于电动机的转速变化会引起负载的惯性力和惯性转矩,转动惯量越大,系统的加速和减速过程就越困难,响应速度越慢。
因此,在设计和分析机电传动系统时,需要考虑转动惯量的影响,以确保系统的性能和稳定性。
2、多轴传动系统等效为单轴系统的原则是什么?答:多轴传动系统等效为单轴系统的原则是:系统传递的功率不变,等效前后系统的动能相等。
3、如何计算机电传动系统的动态转矩?答:动态转矩 T d = T M T L ,其中 T M 是电动机的电磁转矩,TL 是负载转矩。
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。
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. D2. B3. A4. 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。
● 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。
控制电机第4版习题答案控制电机第4版习题答案在学习控制电机这门课程时,习题是非常重要的一部分,通过解答习题可以帮助我们巩固所学的知识,提高我们的理解能力和应用能力。
然而,有时候我们可能会遇到一些难题,不知道如何下手。
因此,我将在这篇文章中为大家提供一些控制电机第4版习题的答案,希望能够帮助大家更好地学习和掌握这门课程。
1. 问题:什么是电机控制系统的闭环控制?答案:闭环控制是一种通过反馈信号来调整系统输出的控制方法。
在电机控制系统中,闭环控制主要通过传感器获取电机的实际运行状态,然后与期望的运行状态进行比较,根据比较结果来调整控制信号,使电机的输出能够尽可能接近期望值。
闭环控制可以提高电机系统的稳定性和精度。
2. 问题:什么是电机的速度控制?答案:电机的速度控制是指通过调节电机的输入信号,使电机的转速能够达到期望值的控制方法。
在电机控制系统中,常用的速度控制方法包括开环控制和闭环控制。
开环控制是通过直接控制电机的输入信号来调节电机的转速,但由于外部干扰等因素的存在,开环控制往往无法保证电机的转速精度。
闭环控制则通过传感器获取电机的实际转速,并与期望转速进行比较,根据比较结果来调节控制信号,使电机的转速能够尽可能接近期望值。
3. 问题:什么是电机的位置控制?答案:电机的位置控制是指通过调节电机的输入信号,使电机的位置能够达到期望值的控制方法。
在电机控制系统中,常用的位置控制方法包括开环控制和闭环控制。
开环控制是通过直接控制电机的输入信号来调节电机的位置,但由于外部干扰等因素的存在,开环控制往往无法保证电机的位置精度。
闭环控制则通过传感器获取电机的实际位置,并与期望位置进行比较,根据比较结果来调节控制信号,使电机的位置能够尽可能接近期望值。
4. 问题:什么是电机的力矩控制?答案:电机的力矩控制是指通过调节电机的输入信号,使电机的输出力矩能够达到期望值的控制方法。
在电机控制系统中,常用的力矩控制方法包括开环控制和闭环控制。
第1章直流电机及电力拖动习题答案1.简述直流电动机的工作原理、主要结构及各部分的作用。
答:1)直流电动机的工作原理:直流电动机的工作原理是基于电磁力定律的。
若磁场B x与导体互相垂直,且导体中通以电流i,则作用于载流导体上电磁力f。
此电磁力与转子半径之积即为电磁转矩。
该电磁转矩使电动机旋转。
通过换向器和电刷的作用,流经线圈的电流方向改变,这样导体所受的电磁力方向不变,从而保持电动机沿着一个固定的方向旋转。
2)直流电机主要由定子和转子部分组成。
定子主要由主磁极、机座、换向磁极、电刷装置和端盖组成。
主磁极的作用是产生恒定、有一定空间分布形状的气隙磁通密度。
整体机座是用导磁效果较好的铸钢材料制成,该种机座能同时起到导磁和机械支撑作用。
换向极用来改善直流电机的换向。
电刷装置把电机电枢中的电流与外部静止电路相连或把外部电源与电机电枢相连。
电刷装置与换向片一起完成机械整流,把电枢中的交变电流变成电刷上的直流或把外部电路中的直流变换为电枢中的交流。
2.直流电机的电枢绕组的连接方式中单叠绕组和单波绕组各有何特点?答:单叠绕组的特点是相邻元件相互叠压,合成节距与换向节距均为1,即y=y k=1。
单叠绕组有以下特点:1)同一主磁极下的元件串联在一起组成一个支路,这样有几个主磁极就有几条支路,主磁极对数等于之路对数,p =a。
2)电刷数等于主磁极数,电刷位置应使支路感应电动势最大。
3)电刷间电动势等于并联支路电动势,即等于每条并联支路中每根导体电动势之和。
4)电枢电流等于各并联支路电流之和。
单波绕组:线圈连接呈波浪形,所以称作波绕组。
单波绕组直接相连的两个线圈的对应边不是在同一个主磁极下面,而是分别处于相邻两对主磁极中的同极性的磁极下面,合成节距约等于两个极距。
单波绕组只有一对并联支路,支路对数与磁极对数p无关,即a=1。
3.直流电机的励磁方式有几种?画图说明。
答:励磁方式分为他励、并励、串励和复励。
a)b)c)d)a)他励b)并励c)串励d)复励4.什么是电枢反应,对电机有何影响?答:电枢磁场对主磁场的影响称为电枢反应。
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。
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Ø=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。
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:答:当直流伺服电动机负载转矩、励磁电流不变时,仅将电枢电压增大,此时由于惯性,转速来不及变化,Ea=Ceφn,感应电势不变,电枢电压增大,由电压平衡方程式:Ia=(Ua-Ea)/Ra=(Ua-Ceφn)/Ra可知,电枢电流Ia突然增大;又T=CTφIa,电磁转矩增大;此时,电磁转矩大于负载转矩,由T=TL+Tj=TL+JdΩ/dt知道,电机加速;随着转速n的增加,感应电势Ea增加,为保持电压平衡,电枢电流Ia将减少,电磁转矩T也将减少,当电磁转矩减小到等于总的负载阻转矩时,电机达到新的稳态,相对提高电枢电压之前状态,此时电机的转速增加、电磁转矩、电枢电流不变。
6. 一台直流电动机,额定转速为3000 r/min。
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/min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,如果同时改变磁通的方向和电枢电流的方向,则电动机的转向不变。
并励电动机若改变电源电压的极性,将同时改变磁通的方向和电枢电流的方向,则电动机的转向不变。
第4章变压器(P75)1. 某台变压器,额定电压U1n/U2n=220/110(V),额定频率fn=50 Hz,问原边能否接到下面的电源上?试分析原因。
(1)交流380V,50Hz;(2)交流440V;100Hz;(3)直流220V。
答:(1)不可以。
由U=E=4.44Wfφm,在电源频率均为50Hz的条件下,主磁通φm决定于外加电压U,380V的电压比额定的原边电压220V大很多,则加电后必然导致铁心严重饱和,变压器主磁通一般就设计的比较饱和,增加很小的磁通将引起空载电流I0急剧增加,即使变压器不带负载,变压器也会因此损坏。
(2)可以。
由U=E=4.44Wfφm,电压增加一倍,频率也增加一倍,则主磁通φm基本不变,因此,对变压器的影响很小。
但不是最理想。
(3)不可以。
变压器对于直流电源相当于短路,因此,一旦接上直流220V,变压器将很快烧毁。
3. 某台单相变压器原边有两个额定电压为110 V的线圈,如图4 - 27 所示,图中副边绕组未画。
若电源电压为交流220 V和110 V两种,问这两种情况分别将1 , 2 , 3 , 4 这四个端点如何联接,接错时会产生什么后果?答:(1)220V电压可以接在1,4两端,而把2和3两端相连;110V电压可以接在1,2两端及3,4两端(2)若220V电压按110V的接法,则变压器原边电压将超过额定电压,变压器空载电流I0就会急剧增加,若超过不允许的的电流值,会导致变压器过热烧毁;若110V电压按220V接法,原边电压将低于额定电压,接负载工作时若负载要求电压比副边能够提供的电压高,则变压器不能正常工作。
第七章1. 单相绕组通入直流电、交流电及两相绕组通入两相交流电各形成什么磁场? 它们的气隙磁通密度在空间怎样分布,在时间上又怎样变化?答:单相绕组通入直流电会形成恒定的磁场,单相绕组通入交流电会形成脉振磁场;两相绕组通入两相交流电会形成脉振磁场或旋转磁场。
恒定磁场在磁场内部是一个匀强磁场,不随时间变化。
脉振磁场的幅值位置不变,其振幅永远随时间交变;对某瞬时来说,磁场的大小沿定子内圆周长方向作余弦分布,对气隙中某一点而言,磁场的大小随时间作正弦变化。
圆形旋转磁场的特点是:它的磁通密度在空间按正弦规律分布,其幅值不变并以恒定的速度在空间旋转。
2. 何为对称状态? 何为非对称状态? 交流伺服电动机在通常运行时是怎样的磁场? 两相绕组通上相位相同的交流电流能否形成旋转磁场?答:一般地,当两相绕组产生圆形旋转磁场时,这时加在定子绕组上的电压分别定义为额定励磁电压和额定控制电压,并称两相交流伺服电动机处于对称状态。
当两相绕组产生椭圆形旋转磁场时,称两相交流伺服电动机处于非对称状态。
两相绕组通上相位相同的交流电流不能形成旋转磁场,只能形成脉振磁场3. 当两相绕组匝数相等和不相等时,加在两相绕组上的电压及电流应符合怎样条件才能产生圆形旋转磁场?答:当两相绕组匝数相等时,加在两相绕组上的电压及电流值应相等才能产生圆形旋转磁场。
当两相绕组有效匝数不等时,若要产生圆形旋转磁场,电流值应与绕组匝数成反比,电压值应与绕组匝数成正比。
4. 改变交流伺服电动机转向的方法有哪些? 为什么能改变?答:把励磁与控制两相绕组中任意一相绕组上所加的电压反相(即相位改变180°),就可以改变旋转磁场的转向。
因为旋转磁场的转向是从超前相的绕组轴线(此绕组中流有相位上超前的电流)转到落后相的绕组轴线,而超前的相位刚好为90°。
5. 什么叫作同步速”如何决定? 假如电源频率为60 Hz,电机极数为6,电机的同步速等于多少?答:旋转磁场的转速常称为同步速,以ns表示。
同步速只与电机极数和电源频率有关,其关系式为:,假如电源频率为60 Hz,电机极数为6,电机的同步速等于1200r/min。
6. 为什么交流伺服电动机有时能称为两相异步电动机? 如果有一台电机,技术数据上标明空载转速是1 200 r/min,电源频率为50 Hz,请问这是几极电机? 空载转差率是多少?答:因为交流伺服电动机的定子绕组有励磁绕组和控制绕组两相组成,交流伺服电动机转速总是低于旋转磁场的同步速,而且随着负载阻转矩值的变化而变化,因此交流伺服电动机又称为两相异步伺服电动机。
空载转速是1200 r/min,电源频率为50 Hz的电机是4极电机,空载转差率是20%。
7. 当电机的轴被卡住不动,定子绕组仍加额定电压,为什么转子电流会很大? 伺服电动机从启动到运转时,转子绕组的频率、电势及电抗会有什么变化? 为什么会有这些变化?答:当电机的轴被卡住不动,定子绕组仍加额定电压,此时电动机处于堵转状态,感应电势ER较大,所以转子电流会很大。
伺服电动机从启动到运转时,转子绕组的频率、电势及电抗会变小,因为电机转动时,转子导体中感应电流的频率、电势及电抗分别等于转子不动时的频率、电势及电抗乘上转差率9. 什么是电源移相,什么是电容移相,电容移相时通常移相电容值怎样确定? 电容伺服电动机转向怎样?答:直接将电源移相或通过移相网络使励磁电压和控制电压之间有一固定的90°相移,这些移相方法通称为电源移相。
在交流伺服电动机内部采用励磁相串联电容器移相的移相方法叫电容移相。
电容伺服电动机转向是从励磁绕组转向控制绕组。
10. 怎样看出椭圆形旋转磁场的幅值和转速都是变化的? 当有效信号系数αe从0~1变化时,电机磁场的椭圆度怎样变化? 被分解成的正、反向旋转磁场的大小又怎样变化?答:椭圆形旋转磁场的幅值和转速都是变化的详见课本151页,当有效信号系数αe从0~1变化时,电机磁场的椭圆度将变小,被分解成的正向旋转磁场增大,反向旋转磁场减小。
11. 什么是自转现象? 为了消除自转,交流伺服电动机零信号时应具有怎样的机械特性? 答:当伺服电动机的控制电信号Uk=0时,只要阻转矩小于单相运行时的最大转矩,电动机仍将在电磁转矩T作用下继续旋转的现象叫自转现象。
为了消除自转,交流伺服电动机零信号时的机械特性应位于二、四象限12. 与幅值控制时相比,电容伺服电动机定子绕组的电流和电压随转速的变化情况有哪些不同? 为何它的机械特性在低速段出现鼓包现象?答:与幅值控制时相比,电容伺服电动机定子绕组的电流和电压随转速的增加而增大,励磁电压Uf的相位也增大。
因机械特性在低速段随着转速的增加转矩下降得很慢,而在高速段,转矩下降得很快,从而使机械特性在低速段出现鼓包现象(即机械特性负的斜率值降低)。