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自动控制元件及线路

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自动控制元件及线路课后答案

自动控制元件及线路课后答案

自动控制元件部分课后题答案第一章直流伺服电动机1-1直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？答：a ：由T em =C m ΦI a 知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定。

b ：由T em =T 0+T 2=CmΦIa 控制电流由负载转矩(T 2)和空载转矩(T 0)大小决定。

1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？答：a ：电磁转矩T em =T 0+T 2可见电磁转矩也不变。

由T em =C m ΦI a 知控制电流I a 也不变b ：KeKtRaTem Ke Ua n -=知T em 不变可见U a 转速升高理想空载转速变大导致转速n 升高。

1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V ，额定运行时电枢电流Ia=0.4A ，转速n=3600rpm ，它的电枢电阻Ra=50欧姆，负载阻转矩To=15mN.m 。

试问该电动机额定负载转矩是多少？答：Ea=Ua-IaRa=110-0.4×50=90VEa=CeΦn,Ce=0.105Cm CmΦ=0.23836000.10590n 105.0=⨯=⨯Ea T em =T 0+T 2=CmΦIa→T 2=CmΦIa-T 0=0.40.238=0.0952-15×10-3=80.2mN.m 1-6当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化？并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。

答：磁转矩T em =T 0+T 2可见T 2↓电磁转矩也↓。

由T em =C m ΦI a 知控制电流I a ↓Ea=Ua-IaRa 可见I a ↓知Ea↑，由Ea=CeΦn 知Ea↑知n↑第二章直流测速发电机2-4某直流测速发电机，其电枢电压U=50V ，负载电阻R L =3000Ω，电枢电阻Ra=180Ω，转速n=3000rpm ，求该转速下的空载输出电压Uo 和输出电流Ia 。

自动控制元件及线路试题及答案

自动控制元件及线路试题及答案

自动控制元件一．（20分） 1. 1台永磁直流力矩电机，反电势系数),rad/s V/( 2=e K 摩擦转矩m N 2.0⋅=f T ，转动惯量3104-⨯=J kg •m 2，电感02.0=a L H 。

连续堵转时电流A 51=I ，电压V 201=U 。

（1）求机电时间常数m τ，电磁时间常数e τ，连续堵转的电磁转矩1T 。

（2）电枢电压2U =25V ，求起动时的输出转矩20T 和此电压对应的空载转速20ω。

（3）电机转速rad/s 103=ω，电磁转矩m N 23⋅=T 时，求电枢电压3U 和输出转矩30T 。

（4）写出该电机的传递函数)(/)(s U s a Ω。

2．输入信号是电枢电压a u ，输出信号是电机转角θ。

绘出直流电动机动态框图，标出)(s I a ，),(),(s T s E em a 及扰动力矩)(s T c 。

3．绘出直流电动机电枢控制的调节特性和机械特性曲线，标出始动电压、理想空载转速和堵转转矩，标出电动机、发电机和反接制动状态。

4．直流电动机的主要优点和缺点是什么？5.电机铁心多用硅钢片叠压而成。

采用片状材料的目的是什么？6.性能优良的永磁直流力矩电动机现在一般采用什么永磁材料？7.与直流伺服电动机相比，直流力矩电动机的e K 、t K 有什么特点？电枢的几何形状有什么特点？二．（20分）1.异步电动机等效电路图中ss r 1'2上的热损耗表示什么？2.简述两相对称绕组产生椭圆形旋转磁场的条件。

3画出两相电机幅相控制时的电路图。

3．磁场)F-=ω表示什么磁场？为什么？Asin(xt4.绘出圆形旋转磁场时异步电动机的两条典型机械特性曲线（转子电阻大和小）。

5．推导两相伺服电动机传递函数)ssGΩ=,并说明其中的参数与静态特性曲线(U/)(s()的关系。

6．绘出三相异步电动机从基频向下变频调速时的机械特性。

7.异步电动机从基频向下变频调速时，若电压保持不变将产生什么现象？用公式说明。

自动控制元件及线路)

自动控制元件及线路)

电磁学的基本概念
• 1.磁场 • 由于磁场在物理图象上，可以看成在空间的每一点上规定
了磁感应强度这个矢量，那么我们可以应用几何的方式， 给出一个更为直观的描述，类似于电场的电力线图象，对 于磁场也可以定义磁力线。 • 磁力线所通过的每一点的磁感应强度的方向就是在该点处 磁力线的切线方向。而该点的磁感应强度的大小由在该点 取一个与磁感应强度方向垂直的单位面积中所通过的磁力 线的数目决定。 • 在电场中，实际测量的电场强度是同时由场源的电荷分布 和电介质的分布决定的，而电位移矢量在无限大均匀介质 中就只由场源的电荷分布决定。同样在磁场中，相似于电 场强度的概念就是磁感应强度，而相似于电位移矢量的概 念则称为磁场强度。 H=B/μ
• 伺服系统是使物体的位置、方位、状态等 输出被控量跟随输入目标(或给定值)任意变 化的自动控制系统。
调谐马达
搜索/跟踪 转换器
峰值 检波器
可调谐磁 控管振荡器
至天线转换开关
视频 放大器
固定频率 稳定本振
AFC 混频器
中频 放大器
鉴频器
图 控制磁控管的自频控系统
控制元件的作用和分类
• 执行元件 • 测量元件 • 放大元件 • 补偿元件（校正元件）
电磁学的基本概念
• 设匀强磁场的磁感应强度为B，导线长为L， 切割磁感应线的运动速度为V，则在Δt时间 里，则ΔΦ＝ＢΔＳ，由法拉第电磁感应定 律：
电磁学的基本概念
• 磁路定律 • 磁高斯定律(magnetic Gauss′law)的表示式是电磁学的基本方程之一.
通过面积S的磁通量定义为 • • 磁通量的SI单位是Wb(韦伯)， • 1Wb＝1T·m2 • 对应于静电情形的表达式，我们有高斯面内的电荷作为电场线的源.现

自动控制元件及线路(DOC)

自动控制元件及线路(DOC)

绪论1. 控制元件的分类：按功能分类：执行元件、放大元件、测量元件、补偿元件*执行元件：功能是驱动控制对象，控制或改变被控量（输出量）。

（电机）执行元件---它是控制系统最基本的组成部分。

常见的执行元件有：电动机、液压马达或气动马达。

其中应用最广的是电动机。

系统对执行元件的基本要求是：（1）具有良好的静特性；（2）快速响应的动态特性；测量元件：功能是将被测量检测出来并转换成另一种容易处理和使用的量（例如电压）。

（电位器）。

测量元件一般称为传感器，过程控制中又称为变送器。

放大元件：功能是将微弱信号放大，分为前置放大元件和功率放大元件两种。

功率放大元件的输出信号具有较大的功率，可以直接驱动执行元件。

补偿元件（校正元件）：为了确保系统稳定并使系统达到规定的精度指标和其他性能指标，控制系统的设计者增加的元件。

作用是改善系统的性能，使系统能正常可靠地工作并达到规定的性能指标。

2. 从物理角度，磁场是由电流产生的。

磁场与电流的关系由安培环路定律（全电流定律）定律描述。

3. 描述H与I的关系。

nH d I =為I 、 Hh -NI 或NI:磁势。

1i生4. 电磁感应定律说明变化的磁场，可以产生电势，以及电流。

电磁力（力矩）是由磁场产生的。

第一章电动机及其控制1. 直流电机基本结构：按运动状态：定子和转子两部分。

按功能：磁极、电枢绕组、换向器和电刷（功能将电刷上的直流变为绕组内部的交流）三部分。

磁极在定子上，电枢绕组在转子上。

换向器在转子上，电刷在定子上。

2. 铁磁物质的特点有哪些？1）磁导率J大，是真空磁导率10的2000〜6000倍。

2）」不是恒量，随磁场强度H变化。

3）存在一个临界温度一一居里点，高于此温度时，磁导率降到真空磁导率。

3. 绝对磁滞回线曲线图形两个物理量是什么？Br :剩磁磁密（简称剩磁）He :矫顽磁力。

4. 铁耗主要包括是哪个方面的什么损耗？磁滞损耗加涡流损耗。

5. 直流电机工作原理6. 电磁力定律：大小：F = HB 方向：左手定则电磁感应定律：大小： e = vBI 方向：右手定则7. 电动机产生转矩的条件是什么？同性磁极下电流相同。

哈尔滨工业大学自动控制元件及线路 第一章 习题答案

哈尔滨工业大学自动控制元件及线路 第一章 习题答案

0.118 N m
3)
Tc1
0.03 N m
,
I1
Tc1 Kt
0 .03 0.219
0.137 A
Tc 2
0.04 N m
,
I2
Tc2 Kt
0.04 0.219
0.183 A
U a RIa Ke
U a RIa Ke
Tc 0.03 N m, I a 0.137 A T c 0.04 N m, I a 0.183 A
Ra I a1
Ke
2n01 60
110
80 0.055
2
4600 60
Ke
110
Ke 0.219 V s/rad, Kt 0.219 N m/s
1) U a
70
,
Ua
Ke
2n02 60
70
n02
70 60 2K e
70 60 2 219
3050
r/min
,或
02
70 Ke
1
长，电机就会发热导致损坏。所以直流电机必须在磁场正常时才
能加上电枢电压。
综上所述，为了避免磁通很低时接通电枢电压，电磁式直流电
动机起动时应先接通激磁绕组，然后再接电枢电压。停机时，应
先断开电枢电压，然后再切断激磁绕组。
13.
Ua
Ra I a
Ea
Ra
Tem Kt
Ke , U a不变时，Tem
增加,必有 下降，即，
2)
m
Ra J KeKt
200 3.7 10 6 0.19 0.19
0.02 s
3)
由
m
Ra J KeKt
知
m与U

自动控制元件及线路(DOC)

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绪论1.控制元件的分类: 按功能分类：执行元件、放大元件、测量元件、补偿元件＊执行元件：功能是驱动控制对象，控制或改变被控量（输出量）。

（电机）执行元件---它是控制系统最基本的组成部分。

常见的执行元件有：电动机、液压马达或气动马达。

其中应用最广的是电动机。

系统对执行元件的基本要求是：（1）具有良好的静特性；（2）快速响应的动态特性； 测量元件：功能是将被测量检测出来并转换成另一种容易处理和使用的量（例如电压）。

（电位器）。

测量元件一般称为传感器，过程控制中又称为变送器。

放大元件：功能是将微弱信号放大，分为前置放大元件和功率放大元件两种。

功率放大元件的输出信号具有较大的功率，可以直接驱动执行元件。

补偿元件（校正元件）：为了确保系统稳定并使系统达到规定的精度指标和其他性能指标，控制系统的设计者增加的元件。

作用是改善系统的性能，使系统能正常可靠地工作并达到规定的性能指标。

2.从物理角度，磁场是由电流产生的。

磁场与电流的关系由安培环路定律（全电流定律）定律描述。

3.描述 H 与 I 的关系。

4.电磁感应定律说明变化的磁场，可以产生电势，以及电流。

电磁力（力矩）是由磁场产生的。

第一章 电动机及其控制1．直流电机基本结构：按运动状态：定子和转子两部分。

按功能：磁极、电枢绕组、换向器和电刷（功能将电刷上的直流变为绕组内部的交流）三部分。

磁极在定子上，电枢绕组在转子上。

换向器在转子上，电刷在定子上。

2.铁磁物质的特点有哪些？1）磁导率μ 大，是真空磁导率 μ0 的2000～6000倍。

2）μ 不是恒量，随磁场强度H 变化。

3）存在一个临界温度——居里点 ，高于此温度时，磁导率降到真空磁导率 。

3.绝对磁滞回线曲线图形两个物理量是什么？B r ：剩磁磁密（简称剩磁）H c ：矫顽磁力。

4、铁耗主要包括是哪个方面的什么损耗？磁滞损耗加涡流损耗。

5.直流电机工作原理6.电磁力定律 ：大小： 方向： 左手定则电磁感应定律：大小： 方向： 右手定则7.电动机产生转矩的条件是什么？同性磁极下电流相同。

自动控制原理图、接线图

自动控制原理图、接线图
今天为大家整理了一些各类电气控制接线图、电子元件工作原理图，还有可控硅整流电路及负反馈调速装置原理等等，希望对大家的工作有所帮助，一起来了解一下吧。

可控硅调速电路
电磁调速电机控制图
三相四线电度表互感器接线
能耗制动
顺序起动，逆序停止
锅炉水位探测装置
电机正反转控制电路
电葫芦吊机电路
单相漏电开关电路
单相电机接线图
带点动的正反转起动电路
红外防盗报警器
双电容单相电机接线图
自动循环往复控制线路
定子电路串电阻降压启动控制线
按启动钮延时运行电路
星形-三角形启动控制线路
单向反接制动的控制线路
具有反接制动电阻的可逆运行反接制动的控制线路
以时间原则控制的单向能耗制动线路。

自动控制元件及线路 第五版 梅晓榕 课后答案

自动控制元件及线路第五版梅晓榕课后答案第一章简介1.1 自动控制的定义自动控制是指利用设备和线路来实现对系统或过程的自动管理和控制。

通过引入传感器、执行器和控制器等元件，可以使系统实现自动运行、自动调节和自动控制。

1.2 自动控制系统的组成自动控制系统主要由以下几个部分组成：•传感器：用于感知被控对象的状态或变量。

•执行器：用于执行控制信号，控制被控对象的状态或变量。

•控制器：通过对传感器的反馈信息进行处理，并生成控制信号，实现对被控对象的控制。

•信号调理电路：用于处理传感器信号，使其符合控制系统的输入要求。

•电源电路：为控制系统提供稳定的电源。

•通信线路：用于传输控制信号和传感器信号。

•被控对象：即需要被控制的系统或过程。

1.3 自动控制系统的分类自动控制系统可以按照不同的标准进行分类。

常见的分类方法包括按照控制方式、按照控制对象、按照控制任务等等。

按照控制方式可以分为开环控制和闭环控制。

开环控制是指控制器仅根据系统输入信号的设定值进行控制，不考虑被控对象的实际输出信号。

闭环控制则是根据系统输出信号与设定值的偏差来调节控制器的输出信号，实现对被控对象的精确控制。

按照控制对象可以分为连续控制系统和离散控制系统。

连续控制系统是指被控对象的输入与输出变量是连续变化的，如温度、压力等。

离散控制系统则是指被控对象的输入与输出是离散的，如开关等。

按照控制任务可以分为调节控制和跟踪控制。

调节控制是指对被控对象的输出变量进行调节，使其达到设定值。

跟踪控制则是指控制系统需要根据某个参考输入信号来跟踪输出信号，如跟踪轨迹等。

第二章传感器2.1 传感器的基本原理传感器是通过物理、化学、生物等效应来实现将被测量物理量转换为电信号的装置。

传感器的基本原理可以分为以下几种：•电阻性原理：根据被测量物理量对电阻的影响，如热敏电阻、应变电阻等。

•电容性原理：根据被测量物理量对电容的影响，如电容式湿度传感器等。

•压阻性原理：根据被测量物理量对压阻的影响，如压力传感器等。

自动化控制最常用的电路

点动控制线路原理图
各元件名称及电路符号
名称数量
按钮SB 1
熔断器FU 4
组合开关QS 1
热继电器KH 1
交流接触器KM 1
工作原理：按下按钮SB 线圈KM 得电然后KM常开触头动作(闭合) ;此时该电路导通电机开始运行。

松手后线圈KM 处无电流通过因此不能使KM常闭触头闭合所以电机不工作。

名称数量按钮SB 2 熔断器FU 4 组合开关QS 1 热继电器KH 1 交流接触器KM 1
所需元件
名称数量按钮SB 3
熔断器FU 4
组合开关QS 1
热继电器KH 1
交流接触器KM 1
双重连锁控制线路原理图
所需元件
名称数量
按钮SB 3
熔断器FU 4
组合开关QS 1
热继电器KH 1
交流接触器KM 2
自动往返控制线路原理图
所需元件
名称数量(个)
按钮SB 3
熔断器FU 4
组合开关QS 1
热继电器KH 1
交流接触器KM 2
行程开关SQ 4
顺启顺停控制线路原理图
所需元件
名称数量
按钮SB 3
熔断器FU 4
组合开关QS 1
热继电器KH 2
交流接触器KM 2
三台电机顺启逆停控制线路原理图
所需元件
名称数量(个)
按钮SB 3
熔断器FU 4
组合开关QS 1
热继电器KH 1
交流接触器KM 2
行程开关SQ 4
所需元件
名称数量按钮SB 3
熔断器FU 4
组合开关QS 1
热继电器KH 1
交流接触器KM 3
QS
KM KM KM
KM。

拿走不谢！75例自动控制原理图、接线图

拿走不谢！75例自动控制原理图、接线图今天为大家整理了一些各类电气控制接线图、电子元件工作原理图，还有可控硅整流电路及负反馈调速装置原理等等，希望对大家的工作有所帮助，一起来了解一下吧。

1.可控硅调速电路2.电磁调速电机控制图3.三相四线电度表互感器接线4.能耗制动5.顺序起动，逆序停止6.锅炉水位探测装置7.电机正反转控制电路8.电葫芦吊机电路9.单相漏电开关电路10.单相电机接线图11.带电动的正反转起动电路12.红外防盗报警器13.双电容单相电机接线图14.自动循环往复控制线路15.定子电路串电阻降压启动控制线16.按启动钮延时运行电路17.星星 - 三角形启动控制线路18.单向反接制动的控制线路19.具有反接制动电阻的可逆运行反接制动的控制线路20.以时间原则控制的单向能耗制动线路21.以速度原则控制的单向能耗制动控制线路22.电动机可逆运行的能耗制动控制线路23.双速电动机改变极对数的原理24.双速电动机调速控制线路25.使用变频器的异步电动机可逆调速系统控制线路26.正确连接电器的触点27.线圈的连接28.继电器开关逻辑函数29.三相半波整流电路图30.三相全波整流电路图31.三相全波6脉冲整流原理图32.六相12脉冲整流原理图33.负载两端的电压在一个周期中，每个二极管只有三分之一的时候导通（导通角为120度）。

负载两端的电压为线电压。

34.直流调速原理功能图35.电动机接线一般常用三相交流电动机接线架上都引出6个接线柱，当电动机铭牌上标为Y形接法时，D6、D4、D5相连接，D1~D3接电源；为△形接法时，D6与D1连接，D4与D2连接，D5与D3连接，然后D1~D3接电源。

可参见图1所示连接方法连接。

36.三相吹风机接线有部分三相吹风机有6个接线端子，接线方法如图2所示。

采用△形接法应接入220V三相交流电源，采用Y形接法应接入380V三相交流电源。

一般3英寸、3．5英寸、4英寸、4．5英寸的型号按此法接。

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Φ=
s
∫ B cos θ d S
B, θ 不变
Φ = Φm cosθ
可以认为磁密B与 可以认为磁密 与 磁场强度向量H 有关。 磁场强度向量 有关。 磁场强度向量H 的关系是: 磁场强度向量 与B 的关系是 B=µH
从物理角度，磁场是由？产生的？ 从物理角度，磁场是由？产生的？ 磁场是由电流产生的。 电流产生的 磁场是由电流产生的。 磁场与电流的关系由？定律描述？ 磁场与电流的关系由？定律描述？ 安培环路定律（全电流定律）。 安培环路定律（全电流定律）。 的关系。 描述 H 与 I 的关系。
自动控制技术应用广泛。 自动控制技术应用广泛。 从被控制的变量看，有机械转速，机械位移， 从被控制的变量看，有机械转速，机械位移， 温度，压力，流量， 重量。 温度，压力，流量，液位 ，重量。 从控制装置所在环境看， 从控制装置所在环境看，空中的飞行器 ， 大海中的现代化舰船， 地面上的自动化装置 ，大海中的现代化舰船， 深海中的潜艇。 深海中的潜艇。 有现代化设备的地方，就有自动控制技术。 有现代化设备的地方，就有自动控制技术。
Fem
1 2 dRδ = Φδ 2 dδ
3）磁极间的力 ） 同性相斥，异性相吸，与距离平方成反比。 同性相斥，异性相吸，与距离平方成反比。
0.3.5 圆柱面磁场间的力矩
θ
p =1
0
∼
+
90
o
0
+
0.3.5 圆柱面磁场间的力矩
θ 0 ∼ 90 p=1 0 + +
o
∼
180
o
+
0
0.3.5 圆柱面磁场间的力矩
3．放大元件 功能是将微弱信号放大。 ． 功能是将微弱信号放大。 分为前置放大元件和功率放大元件两种。 分为前置放大元件和功率放大元件两种。 功率放大元件的输出信号具有较大的功率， 功率放大元件的输出信号具有较大的功率， 可以直接驱动执行元件。 可以直接驱动执行元件。 4．补偿元件（校正元件） 为了确保系统稳 ．补偿元件（校正元件） 定并使系统达到规定的精度指标和其他性能 指标，控制系统的设计者增加的元件。 指标，控制系统的设计者增加的元件。 作用是改善系统的性能， 作用是改善系统的性能，使系统能正常可靠 地工作并达到规定的性能指标。 地工作并达到规定的性能指标。
0.5 电力技术发展回顾
1.发现、理论与早期应用 （1820-1880） 发现、 发现 ） 第一台商用电动机诞生于1880年左右。 年左右。 第一台商用电动机诞生于 年左右 从电磁学的重大发现，到电磁学理论， 从电磁学的重大发现，到电磁学理论，到电 动机的实际应用，大约经历了半个世纪。 动机的实际应用，大约经历了半个世纪。 个学时， 用10个学时，探讨，理论到实际电机的发展 个学时 探讨， 过程。 过程。
1.发现、理论与早期应用 （1820-1880） 发现、 发现 ） 1820年，奥斯特发现电流对磁针有力的 年 作用， 作用，安培确定通有电流的线圈的作用与磁 铁相似，揭示了磁现象的本质。 铁相似，揭示了磁现象的本质。1826年欧姆 年欧姆 发现了欧姆定律。 发现了欧姆定律。1831年法拉第发现电磁感 年法拉第发现电磁感 应定律。 应定律。 这些重大发现，奠定了电力技术的理论基础。 这些重大发现，奠定了电力技术的理论基础。
0.3.4 电磁力与电磁转矩
电机、 电机、电磁铁中力的产生 最准确的解释： 最准确的解释：
电磁力（力矩）是由 电磁力（力矩） 磁场产生的。 磁场产生的。
1）磁场中的载流导体所受的 ） 电磁力和力矩为
0.3.4 电磁力与电磁转矩
Fe = BlI
Te = BlIr
2）铁心表面的磁力(向外 ）铁心表面的磁力 向外 向外)
H 与I的关系是 的关系是: 的关系是
∫H dl = ∑ I
l
∑H l
i =1
n
i i
= NI
磁势。 ∑ I或NI：磁势。
H i li：第i段的磁压降或第i段的磁势。 段的磁势。
0.3.2 磁路定律 描述磁通与磁势之间的关系。 描述磁通与磁势之间的关系。 公式中一些物理量是近似值， 公式中一些物理量是近似值， 近似关系。 近似关系。 主要是定性关系。 主要是定性关系。
四大元件
1．执行元件，功能是驱动控制对象，控制或 ．执行元件，功能是驱动控制对象， 改变被控量（输出量）。 电机） 改变被控量（输出量）。（电机） 2．测量元件，功能是将被测量检测出来并转 ．测量元件， 换成另一种容易处理和使用的量（ 换成另一种容易处理和使用的量（例如电 电位器） 压）。（电位器） 测量元件一般称为传感器， 测量元件一般称为传感器，过程控制中又称 为变送器。 为变送器。
0.3.3 电磁感应定律
前面讲磁场是由电流产生的。 前面讲磁场是由电流产生的。 电磁感应定律说明， 电磁感应定律说明， 变化的磁场， 变化的磁场， 可以产生电势， 可以产生电势， 以及电流。 以及电流。
0.3.3 电磁感应定律
线圈的总磁链
Ψ =
∑W Φ
i
i
感应电势
dΨ dΨ e=dt
dΦ e = -W dt
0.3 电磁学的基本概念与定律
0.3.1 磁场 表示磁场强弱的物理量是磁通， 表示磁场强弱的物理量是磁通，Φ。 单位面积的磁通是磁密，B。 单位面积的磁通是磁密， 。
对某一截面S 法线与磁密 对某一截面 ，设θ是dS法线与磁密 的夹角 法线与磁密B的夹角
穿过截面S的磁通 为 穿过截面 的磁通Φ为 的磁通
e = Blv
电感不变的线圈
dI e = -L dt
0.3.4 电磁力与电磁转矩
电机、电磁铁中力的产生有两种说法： 电机、电磁铁中力的产生有两种说法： 1.磁场中的载流导线受力。 磁场中的载流导线受力。 磁场中的载流导线受力 2.磁场内产生的力。 磁场内产生的力。 磁场内产生的力 1）磁极间的相互作用力： ）磁极间的相互作用力： 同性相斥，异性相吸。 同性相斥，异性相吸。 2）磁场内的磁性物体受力： ）磁场内的磁性物体受力： 磁力（力矩）使磁路磁阻最小。 磁力（力矩）使磁路磁阻最小。
p
360 /p
o
展开成傅里叶级数，基波为： 展开成傅里叶级数，基波为： 2极磁场 极磁场 4极磁场 极磁场 2p极磁场 极磁场
T1 = K sin θ
T1 = K sin2 θ
T1 = Ksinpθ
0.4 运动控制系统的执行元件
对执行元件的基本要求：足够大的功率， 对执行元件的基本要求：足够大的功率，力 或力矩；快速响应。 或力矩；快速响应。 常用的执行元件是电动机、液压元件。 常用的执行元件是电动机、液压元件。 力或力矩最大的是液压元件。 力或力矩最大的是液压元件。 使用最方便、应用最广泛的是电动机， 使用最方便、应用最广泛的是电动机， 一台电机可作电动机用，也可作发电机用， 一台电机可作电动机用，也可作发电机用， 这被称为电机的可逆原理。 这被称为电机的可逆原理。 分类：直流，交流；大型，中小型，微型； 分类：直流，交流；大型，中小型，微型； 驱动用，控制用。 驱动用，控制用。
0.3.2 磁路定律 铁心的磁路。 路
主磁路与主磁通， 主磁路与主磁通， 漏磁路与漏磁通。 漏磁路与漏磁通。
磁路定律
Fm Φ= Rm
Fm = WI
Rm = ∑ Rmi 或
1 n n 1 1 =∑ Rm 1 Rmi
磁势
磁阻
段磁压降。 RmΦ：总磁压降， Rmi Φ：第i段磁压降。 总磁压降，
∂Ψ ∂Ψ dΨ = dt + dx ∂t ∂x
∂Ψ ∂Ψ dΨ = dt + dx ∂t ∂x
dψ ∂ψ ∂ψ dx e=== eT + eR dt ∂t ∂x dt
变压器电势
∂ψ eT = ∂t
∂ψ dx ∂ψ eR = = -V ∂x ∂x dt
旋转（速度） 旋转（速度）电势
导线切割磁力线产生电势
执行元件： 执行元件：电动机 测量元件： 测量元件：电位器 输出量： 输出量：转角
控制系统功能框图
0.2 本课的主要内容
执行元件，测量元件， 执行元件，测量元件，功率放大元件及有关 线路。 线路。 控制电机：专为控制系统制造的电机。 控制电机：专为控制系统制造的电机。可作 执行元件和测量元件。 执行元件和测量元件。 执行元件：电动机，液压元件。 执行元件：电动机，液压元件。 测量元件：控制电机，编码器， 测量元件：控制电机，编码器，阻容感传感 器，热电式传感器 。 功率放大元件：线性功率放大器， 功率放大元件：线性功率放大器，脉冲宽度 调制型放大器 。
0 ∼ 90 p =1 0 + + θ
o
∼ 180 + 0
o
− −
∼
270
∼
360
−
0
0.3.5 圆柱面磁场间的力矩
θ
0
∼
90o ∼ 180 o
p=2 0
+
0 − 0
∼ 270 + 0
o
∼ 360 − 0
o
0.3.5 圆柱面磁场间的力矩
θ 0 ∼ 90o ∼ 180o ∼ 270o ∼ 360o 周期 p=1 0 + + + 0 − − − 0 360o 180 o p=2 0 + 0 − 0 + 0 − 0
自动控制元件及线路
梅晓榕
2008 01
绪论
0.1 控制元件的作用和分类
从自动控制的发展历史看， 从自动控制的发展历史看，最初是控制机械 转速。 转速。 瓦特蒸汽机的转速控制被公认为是最早的自 动控制装置。 动控制装置。 现代发电厂对交流电压频率的控制， 现代发电厂对交流电压频率的控制，实质上 就是对发电机转速的控制。 就是对发电机转速的控制。 在现代机械制造业中和武器装备中， 在现代机械制造业中和武器装备中，对机械 位移的控制更多。很多高级装置的控制，实 位移的控制更多。很多高级装置的控制， 质上是对位移的控制 对位移的控制。 质上是对位移的控制。