自動(dòng)控制元件及線路課后題答案

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1、第 三 章 1.單 相 繞 組 通 入 直 流 電 形 成 恒 定 磁 場(chǎng) ， 氣 隙 磁 密 基 波 在 空 間按 正 弦 分 布 ， 位 置 和 大 小 不 隨 時(shí) 間 變 化 。 單 相 繞 組 通 入 交 流 電 形 成 脈 振 磁 場(chǎng) ， 基 波 在 空 間 按 正 余 弦 分布 ， 位 置 （ 對(duì) 稱 軸 、 幅 值 位 置 ） 固 定 ， 振 幅 （ 大 小 與 符 號(hào) ） 隨時(shí) 間 正 弦 變 化 。 兩 相 對(duì) 稱 繞 組 通 入 兩 相 對(duì) 稱 電 流 形 成 圓 形 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) ， 在 空間 按 正 弦 分 布 ， 波 形 最 大 幅 值 不 變 ， 幅 值 所 在

2、位 置 隨 時(shí) 間 勻 速變 化 。 2. 兩 相 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 通 常 是 橢 圓 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 。 兩 相 對(duì) 稱 繞 組 通 相 位 相 同 的 交 流 電 流 形 成 脈 振 磁 場(chǎng) 。 3.兩 相 繞 組 上 的 電 壓 和 電 流 應(yīng) 具 備 相 位 差 。 電 壓 和 匝 數(shù) 成正 比 ， 電 流 和 匝 數(shù) 成 反 比 。 4.使 一 相 繞 組 上 電 流 或 電 壓 相 位 改 變 。 ffcc WIWI 90 180 5. 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 的 轉(zhuǎn) 速 就 是 同 步 轉(zhuǎn) 速 。 50H z， 6極 1000 r/min 6.異 步 電 機(jī) 空 載 轉(zhuǎn) 速 應(yīng) 略

3、低 或 低 于 同 步 轉(zhuǎn) 速 。 s 60= fn p 2 4 6 3000 r/min 1500 r/min 1000 r/min極 極 極 1500-1200= =20%1500s0 =1200 r/minn4極 電 機(jī) 7.當(dāng) 電 機(jī) 的 軸 被 卡 住 不 動(dòng) ， 定 子 繞 組 仍 加 額 定 電 壓 ， 為 什 么 轉(zhuǎn) 子 電 流 會(huì) 很 大 ？ 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 從 啟 動(dòng) 到 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 轉(zhuǎn) 子 繞 組電 流 的 頻 率 、 電 勢(shì) 及 電 抗 會(huì) 有 什 么 變 化 ？ 為 什 么 會(huì) 有 這 些 變 化 ？ 7.1） 轉(zhuǎn) 子 不 動(dòng) 時(shí) ， n=0， s=1， 模

4、擬 電 阻等 效 電 路 中 轉(zhuǎn) 子 電 路 阻 抗 最 小 ， 只 有 轉(zhuǎn) 子本 身 的 電 阻 和 漏 抗 ， 故 電 流 很 大 。從 物 理 角 度 看 ， 轉(zhuǎn) 子 不 動(dòng) 時(shí) ， 轉(zhuǎn) 子 與 磁 場(chǎng)間 相 對(duì) 速 度 最 高 ， 感 應(yīng) 電 勢(shì) 最 大 ， 故 電 流也 最 大 。 2 1- =0sr s 7.2）物 理 定 性 解 釋 ： 轉(zhuǎn) 子 電 流 頻 率 取 決 于 轉(zhuǎn) 子 和 磁 場(chǎng) 的 相 對(duì) 轉(zhuǎn) 速 ， 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 越 高 ， 相 對(duì) 轉(zhuǎn) 速 越 低 ， 導(dǎo) 致 轉(zhuǎn) 子 電 流 頻 率 越 低 ，因 此 使 感 應(yīng) 電 勢(shì) 和 感 抗 越 小 。 s:0 , :1

5、 0n n s 2s 2 m 2= ( =4.44 ): 0E sE E fW E 2 1 1= : 0f sf f 2s 2 2s 2 2 2 2= ( = =2 ): 0 x sx x L f L x 8. 當(dāng) 有 效 信 號(hào) 系 數(shù) e 從 0 1變 化 時(shí) ， 電 機(jī) 磁 場(chǎng) 的 橢 圓 度 怎 樣 變 化 ？ 被 分 解 成 的 正 、 反 向 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 的 大 小 怎 樣 變 化 ？解 橢 圓 度 變 小 ， 變 大 ， 正 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 變 大 ， 反 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 變 小 。e :0 1 e :0 1 fm12+ +B = B + - B Be :0 1 fm1-2- B =

6、 B 9.兩 相 電 機(jī) 空 載 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí) ， 當(dāng) 一 相 控 制 信 號(hào) 為 0(Ic=0或 Uc=0） ， 轉(zhuǎn) 子 仍 旋不 止 ， 就 稱 為 自 轉(zhuǎn) 。 兩 相 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 單 相 供 電 時(shí) ， 機(jī) 械 特 性 應(yīng) 分 布 在 2、 4象 限 （ 不 在 1、 3象限 ） ， 且 通 過 s=1,n=0及 T=0 的 坐 標(biāo) 原 點(diǎn) 。 10.轉(zhuǎn) 子 電 阻 大 可 使 1） 圓 形 旋 轉(zhuǎn) 磁 場(chǎng) 時(shí) 的 機(jī) 械 特 性 在 第 1象 限 是 下 垂 的 ，在 0ns內(nèi) 可 穩(wěn) 定 運(yùn) 行 。 2） 避 免 單 相 自 轉(zhuǎn) 現(xiàn) 象 。 3） 機(jī) 械 特 性 線 性 度 好

7、 。 轉(zhuǎn) 子 電 阻 過 大 ， 效 率 太 低 ， 電 機(jī) 發(fā) 熱 ； 堵 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) 矩 過 小 。 11. 為 了 保 持 電 機(jī) 的 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 等 性 能 不 變 ， 應(yīng) 盡 量 使 m不 變 。若 f1下 降 ， 同 時(shí) 保 持 U1 成 比 例 下 降 即 U1 / f1 不 變 ， 則 m 可基 本 不 變 。 若 f 1下 降 而 U1 不 變 ， 則 m 增 加 ， 將 使 電 流 迅 速增 加 ， 導(dǎo) 致 電 機(jī) 過 熱 損 壞 。 12. 增 加 很 大 ， 導(dǎo) 致 I0 增 加 很 多 ， 從 而 I1增 加 很 多 ， I1可 增 大 到 額 定 值的 10倍 以

8、上 。 又 解 ： 轉(zhuǎn) 子 從 定 子 取 出 后 ， 定 子 繞 組 就 是 1個(gè) 電 感 ， 電 阻 和 電感 都 很 小 ， 所 以 電 流 很 大 。 2211111 cos, 44.4 ICTkWfEU mmw 10 IIRmmm RIfWfWEU 021111 44.444.4 mR 第 四 章 1.異 步 運(yùn) 行 時(shí) ， 鼠 籠 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 速 ， 產(chǎn) 生 轉(zhuǎn) 矩 。 若 較 大 ， 定 轉(zhuǎn) 子 磁 場(chǎng) 軸 線 夾 角 隨 t 迅 速 增 加 ， 由 ， 轉(zhuǎn)矩 是 t 的 周 期 函 數(shù) ， 短 時(shí) 間 內(nèi) 的 平 均 轉(zhuǎn) 矩 為 零 ， 永 磁 體 不 產(chǎn)生 轉(zhuǎn) 矩 。 同 步

9、 運(yùn) 行 時(shí) ， ， 鼠 籠 轉(zhuǎn) 子 與 磁 場(chǎng) 相 對(duì) 靜 止 ，無 轉(zhuǎn) 矩 。 由 ， ， T0。 2.電 機(jī) 起 動(dòng) 及 較 大 時(shí) ， 鼠 籠 轉(zhuǎn) 子 產(chǎn) 生 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 帶 動(dòng) 轉(zhuǎn) 子加 速 前 進(jìn) ， 使 。 3. 磁 力 線 產(chǎn) 生 的 轉(zhuǎn) 矩 互 相 抵 消 ， 總 轉(zhuǎn) 矩 為 零 。 4.異 步 狀 態(tài) ， snn nns sinKT snn 900 sinKT nn s snn 。，或， 090 0 2sin TKT 不 變 。不 變 ， 故 sinsin mm KKT 可 變 ?？?變 ， 故 同 步 狀 態(tài) ， sin0 KTm 5.磁 滯 轉(zhuǎn) 矩 與 磁 場(chǎng) 轉(zhuǎn)

10、動(dòng) 方 向 同 向 。 渦 流 轉(zhuǎn) 矩 與 異 步 電 動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn) 矩 相 同 ， 也 與 同 向 。 所 以 交 流 電 機(jī) 中 磁 滯 轉(zhuǎn) 矩 與 渦 流 轉(zhuǎn)矩 與 及 n 同 向 ， 與 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 同 向 ， 是 有 用 轉(zhuǎn) 矩 。 直 流 電 機(jī) 電 樞 鐵 心 中 的 磁 通 也 是 變 化 的 ， 所 以 也 有 渦 流 轉(zhuǎn) 矩與 磁 滯 轉(zhuǎn) 矩 。 圖 中 外 磁 場(chǎng) 本 是 不 動(dòng) 的 ， 轉(zhuǎn) 子 以 轉(zhuǎn) 速 n 轉(zhuǎn) 動(dòng) ， 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 同 向 。 為 判 定 磁 滯 轉(zhuǎn) 矩 與 渦 流 轉(zhuǎn) 矩 方 向 ， 設(shè) 轉(zhuǎn) 子 不 動(dòng) ， 外 磁 場(chǎng) 以 相 反 方 向 轉(zhuǎn) 動(dòng)

11、 ， 如 ， 兩 種 轉(zhuǎn) 矩 T的 方 向 同 ， 與 轉(zhuǎn) 子 轉(zhuǎn) 動(dòng) 方 向 n及 電 磁 轉(zhuǎn) 矩 反 向 ， 是 制 動(dòng) 轉(zhuǎn) 矩 ， 是 阻 轉(zhuǎn) 矩 。 渦 流 轉(zhuǎn) 矩 方 向 還 可 如 下 判 定 ， 先 用 右 手 定 則 求 感 應(yīng) 電 流 ， 再由 左 手 定 則 求 受 力 方 向 ， 與 n反 向 。snsnsn emT nTem 與 sn snemT 8.步 進(jìn) 電 機(jī) 最 大 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 與 運(yùn) 行 頻 率 的 關(guān) 系稱 為 運(yùn) 行 矩 頻 特 性 。 起 動(dòng) 頻 率 與 負(fù) 載 轉(zhuǎn) 矩 的關(guān) 系 是 起 動(dòng) 矩 頻 特 性 ， 起 動(dòng) 頻 率 與 負(fù) 載 轉(zhuǎn) 動(dòng)慣

12、量 的 關(guān) 系 是 起 動(dòng) 慣 頻 特 性 。 在 負(fù) 載 條 件 下能 無 失 步 運(yùn) 行 的 最 高 控 制 頻 率 稱 為 運(yùn) 行 頻 率 。 12. 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 的 驅(qū) 動(dòng) 器 包 括 哪 些 主 要 部 分 ？ 它 們 的 主 要 功 能 是 什 么 ？ 驅(qū) 動(dòng) 器 包 括 脈 沖 分 配 器 與 功 率 放 大 器 。 脈 沖 分 配 器 接 收 控 制 脈 沖 和 方 向 信 號(hào) ， 并 按 要 求 的 狀 態(tài) 順 序 產(chǎn) 生 各 相 控 制 繞 組 導(dǎo) 通 或 截 止 的 信 號(hào) 。 功 率 放 大 器 包 括 信 號(hào) 放 大 器 與 處 理 、 保 護(hù) 電 路 ， 推

13、 動(dòng) 放 大 級(jí) 和 功 率 輸 出 級(jí) 。 功 放 輸 出 級(jí) 直 接 與 步 進(jìn) 電 機(jī) 各 相 繞 組 連 接 ， 直 接 向 繞 組 提 供 所 要 的 電 壓 、 電 流 。 13. 步 進(jìn) 電 動(dòng) 機(jī) 的 功 率 放 大 電 路 有 哪 幾 種 常 用 類 型 ？ 它 們 各 有 什 么 特 點(diǎn) ？ 單 電 壓 功 放 電 路 ： 線 路 簡 單 ， 功 放 元 件 少 ， 成 本 低 。 效 率 低 。 用 于 小 功 率 及 要 求 不 高 的 場(chǎng) 合 。 高 低 壓 切 換 型 ： 有 較 大 的 動(dòng) 態(tài) 輸 出 轉(zhuǎn) 矩 ， 運(yùn) 行 矩 頻 特 性 好 ， 提 高 運(yùn) 行 頻

14、 率 ， 功 耗 較 少 。 低 頻 時(shí) 振 動(dòng) 噪 聲 較 大 。 細(xì) 分 功 放 電 路 ： 可 得 到 更 小 的 步 矩 角 ， 并 明 顯 減 小 電 機(jī) 的 振 動(dòng) 、 噪 聲 ， 改 善 低 頻 性 能 。 現(xiàn) 代 的 先 進(jìn) 步 進(jìn) 電 機(jī) 驅(qū) 動(dòng) 器 一 般 同 時(shí) 包 括 細(xì) 分 、 恒 流 斬 波 、 升 頻 升 壓 等 電 路 。 第 九 章 1.產(chǎn) 生 誤 差 的 主 要 原 因 是 負(fù) 載 電 流 磁 勢(shì) 的 交 軸 分 量 。 可 采 用 負(fù) 邊 補(bǔ) 償 和 原 邊 補(bǔ) 償 消 除 誤 差 。 2.線 性 旋 變 接 線 圖 3.旋 變 發(fā) 送 機(jī) 和 變 壓 器 的 轉(zhuǎn) 角 分 別 為 。 旋 變 變 壓 器 定 子 磁 密 與 定 子 繞 組 軸 線 的 夾 角 為 ， 與 轉(zhuǎn) 子 繞 組 軸 線 的 夾 角 為 ， 與 的 夾 角 為 。 所 以 中 的 感 應(yīng) 電 勢(shì) 有 效 值 為 故 可 測(cè) 出 兩 軸 轉(zhuǎn) 角 差 。 21 和 31s s1 42RR)(90 21 31RR21 42RR sin)sin()(90cos 2121 24 RRRR EEEE