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1、第六章 控制電動機6.1、有一臺交流伺服電動機，若加上額定電壓，電源頻率為50Hz，極對數(shù)p=1，試問它的理想空載轉速是多少？解：n0=60*f/p=60*50/1=3000r/min6.2、何謂“自轉”現(xiàn)象？交流伺服電動機是怎樣克服這一現(xiàn)象，使其當控制信號消失時能迅速停止？答：自轉是伺服電動機轉動時控制電壓取消，轉子利用剩磁電壓單相供電，轉子繼續(xù)轉動?？朔@一現(xiàn)象方法是把伺服電動機的轉子電阻設計的很大，使電動機在失去控制信號，即成單相運行時，正轉矩或負轉矩的最大值均出現(xiàn)在Sm1的地方。當速度n為正時，電磁轉矩T為負，當n為負時，T為正，即去掉控制電壓后，單相供電時的電磁轉矩的方向總是與轉子轉

2、向相反，所以是一個制動轉矩。由于制動轉矩的存在，可使轉子迅速停止轉動，不會存在自轉現(xiàn)象。6.3、有一臺直流伺服電動機，電樞控制電壓和勵磁電壓均保持不變，當負載增加時，電動機的控制電流、電磁轉矩和轉速如何變化？答：當負載增加時，電磁轉矩增大；由n=Uc/(Ke)-RT/(KeKt2)可知，負載增大后，轉速變慢。根據(jù)T= KtIa可知，控制電流增大。6.4、有一臺直流伺服電動機，當電樞控制電壓Uc=110V時，電樞電流Ia1=0.05A，轉速n1=3000r/min；加負載后，電樞電流Ia2=1A，轉速n2=1500r/min。試作出其機械特性n=f(T)。解：由電動機電壓平衡方程式得：Uc=E+

3、IaRa=Ken+ IaRa所以110=Ke3000+0.05Ra110=Ke1500+1Ra解得：Ke=0.0357；Ra=56.41所以T1=KtIa1=9.55 KeIa1=9.550.03570.05=0.017NmT2=KtIa2=9.55 KeIa2=9.550.03571=0.341Nmn30001500OT0.017Nm(0.05A)0.341Nm(1A)由（n=n1=3000r/min，T1=0.017 Nm）和（n=n2=1500r/min，T2=0.341 Nm）兩點在n-T平面上作直線，如下圖所示即為該直流伺服電動機的機械特性曲線，機械特性表達式為n=3079-4630

4、T。6.5、若直流伺服電動機的勵磁電壓一定，當電樞控制電壓Uc=100V時，理想空載轉速n0=3000r/min；當Uc=50V時，n0等于多少？解：根據(jù)直流伺服電動機的機械特性公式可知n0=Uc/( Ke)，所以理想空載轉速與電樞控制電壓成正比。所以當Uc=50V時，理想空載轉速n0等于1500r/min。6.6、為什么直流力矩電動機要做成扁平圓盤狀結構？答：直流力矩電動機的電磁轉矩為T=BIaNlD/2，在電樞體積相同的條件下，D增大時，鐵心長度l就應減?。黄浯?，在相同電流Ia以及相同用銅量的條件下，電樞繞組的導線粗細不變，則總導體數(shù)N應隨l的減小而增加，以保持Nl不變，故式中的BIaNl

5、/2近似為常數(shù)，故轉矩T與直徑D近似成正比例關系。電動機的直徑越大力矩就越大。6.7、為什么多數(shù)數(shù)控機床的進給系統(tǒng)宜采用大慣量直流電動機？答：因為在設計、制造上保證了電動機能在低速或堵轉下運行，在堵轉的情況下能產(chǎn)生足夠大的力矩而不損壞，加上它有精度高、反應速度快、線性度好等優(yōu)點，因此它常用在低速、需要轉矩調(diào)節(jié)和需要一定張力的隨動系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件。所以多數(shù)數(shù)控機床的進給系統(tǒng)適宜采用大慣量直流電動機。6.8、永磁式同步電動機為什么要采用異步啟動？答：因為永磁式同步電動機剛啟動時，雖然合上電源，其定子產(chǎn)生了旋轉磁場，但轉子具有慣性，跟不上磁場的轉動，定子旋轉磁場時而吸引轉子，時而又推斥轉子，因此，

6、作用在轉子的平均轉矩為零，轉子也就旋轉不起來了。6.9、磁阻式電磁減速同步電動機有什么突出的優(yōu)點？答：磁阻式電磁減速同步電動機無需加啟動繞組，它的結構簡單，制造方便，成本較低。它的轉速一般在每分鐘幾十轉到上百轉之間。它是一種常用的低速電動機。6.10、一臺磁阻式電磁減速同步電動機，定子齒數(shù)為46，極對數(shù)為2，電源頻率為50Hz，轉子齒數(shù)為50，試求電機的轉速。解：電動機的旋轉角速度為=(Zr-Zs)2f/(Zrp)=(50-46)*2*3.14*50/(50*2)=12.56rad/s因為=2n/60，所以轉速n=60*/(2)=60*12.56/(2*3.14)=120r/min6.11、交

7、流測速發(fā)電機在理想情況下為什么轉子不動時沒有輸出電壓？轉子轉動后，為什么輸出電壓與轉子轉速成正比？答：因為測速發(fā)電機的輸出電壓Uo=Kn=KKd/dt，所以轉子不動時沒有輸出電壓，轉子轉動時輸出電壓與轉速成正比。6.12、何謂剩余電壓、線性誤差、相位誤差？答：剩余電壓：指的是當測速發(fā)電機的轉速為零時的輸出電壓。線性誤差：嚴格來說，輸出電壓和轉速之間不是直線關系，由非線性引起的誤差稱為線性誤差。相位誤差：指在規(guī)定的轉速范圍內(nèi)，輸出電壓與勵磁電壓之間相位移的變化量。6.13、一臺直流測速發(fā)電機，已知Ra=180，n=3000r/min，RL=2000，U=50V，求該轉速下的輸出電流和空載輸出電壓

8、。解：Ia=Ua/RL=50/2000=0.025A測速發(fā)電機輸出特性方程為：Ua=Cen/(1+Ra/RL)。即：50= Cen/(1+180/2000)，所以Cen=54.5空載輸出電壓Uo=Cen/(1+Ra/)= Cen =54.5V6.14、某直流測速發(fā)電機，在轉速3000r/min時，空載輸出電壓為52V；接上2000的負載電阻后，輸出電壓為50V。試求當轉速為1500r/min，負載電阻為5000時的輸出電壓。解：因為在轉速n=3000r/min時，空載輸出電壓為Uao=52V根據(jù)輸出特性方程式Ua=Cen/(1+Ra/RL)，得：52= Ce3000，所以Ce=52/3000=

9、0.0173當接上2000的負載電阻后，輸出電壓為50V根據(jù)輸出特性方程式Ua=Cen/(1+Ra/RL)，得：50=52 /(1+ Ra/2000)，所以Ra=80當轉速為1500r/min，負載電阻為5000時的輸出電壓為：Ua=Cen/(1+Ra/RL)= (52/3000)*1500/(1+80/5000)=26/1.016=25.6V6.15、直流測速發(fā)電機與交流測速發(fā)電機各有何優(yōu)、缺點？答：直流測速發(fā)電機的主要優(yōu)點是：沒有相位波動，沒有剩余電壓，輸出特性的斜率比交流測速發(fā)動機的大。其主要缺點是：由于有電刷和換向器，因而結構復雜，維護不便，摩擦轉矩大，有換向火花，產(chǎn)生無線電干擾信號，

10、輸出特性不穩(wěn)定，且正、反轉時，輸出不對稱。交流測速發(fā)電機的主要優(yōu)點是：不需要電刷和換向器，因而結構簡單，維護容易，慣量小，無滑動接觸，輸出特性穩(wěn)定，精度高，摩擦轉矩小，不產(chǎn)生無線電干擾，工作可靠，正、反向旋轉時輸出特性對稱。其主要缺點是：存在剩余電壓和相位誤差，且負載的大小和性質會影響輸出電壓的幅值和相位。6.16、試簡述控制式自整角機和力矩式自整角機的工作原理。答：控制式自整角機的工作原理是：當發(fā)送機的勵磁繞組通入勵磁電流后，產(chǎn)生交變脈動磁通，在三相繞組中感應出感應電動勢，從而繞組中產(chǎn)生電流，這些電流都產(chǎn)生脈沖磁場，并分別在自整角變壓器的單相輸出繞組中感應出相同的電動勢。力矩式自整角機的工作

11、原理是：當接收機轉子和發(fā)送機的轉子對定子繞組的位置相同時，兩邊的每相繞組中的電動勢相等，因此在兩邊的三相繞組中沒有電流。若發(fā)送機轉子轉動一個角度，于是發(fā)送機和接收機相應的每相定子繞組中的兩個電動勢就不能相互抵消，定子繞組中就有電流，這個電流和接收機勵磁磁通作用而產(chǎn)生轉矩。6.17、力矩式自整角機與控制式自整角機有什么不同？試比較它們的優(yōu)缺點。各自應用在什么控制系統(tǒng)中較好。答：自整角機的輸出電壓需要交流放大器放大后去控制交流伺服電動機，伺服電動機同時帶動控制對象和自整角變壓器的轉子，它的轉動總是要使失調(diào)角減小,直到=0時為止。它適合于大轉矩的情況。力矩式自整角機既可以帶動控制對象，也可以帶動自整

12、角變壓器的轉子，由于負載很輕，所以不需要用伺服電動機，而是由自整角機直接來實現(xiàn)轉角隨動。6.18、一臺直線異步電動機，已知電源頻率為50Hz，極矩為10cm，額定運行時的滑差率S為0.05，試求其額定速度。解：次級額定速度為：v=2f(1-S)= *2*50*0.1*(1-0.05)=9.5m/s6.19、直線電動機較之旋轉電動機有哪些優(yōu)、缺點。答：直線電動機較之旋轉電動機的優(yōu)點是：1、直線電動機無需中間傳動機構，因而使整個機構得到簡化，提高了精度，減少了振動和噪聲；2、響應快速；3、散熱良好，額定值高，電流密度可取很大，對啟動的限制??；4、裝配靈活性大，往往可將電動機的定子和動子分別與其他機體合成一體。其缺點是存在著效率和功率因數(shù)低，電源功率大及低速性能差等缺點。