控制电机复习

控制电机复习
名词解释：
机械特性：转速与电磁转矩之间的关系 n=f(T)
⽐电压：控制式⾃整⾓机在其协调位置失调⾓变化1°时输出电压的增量叫做⽐电压。

其数值越⼤越好，系统的灵敏度就越⾼。

⽐整步转矩：⼒矩式⾃整⾓机的失调⾓为1°时的静态⽐整步转矩称为⽐整步转矩。

其数值越⼤越好，⽐整步转矩越⼤，系统的灵敏度就越⾼。

步距⾓：每通⼀个脉冲转⼦转过⾓度。

矩⾓特性：步进电机在静⽌状态下，电磁转矩与失调⾓之间的关系。

脉振磁场：磁场轴线不变，幅值⼤⼩呈正弦规律变化。

圆形旋转磁场：磁感应强度幅值恒定不变，磁场幅值所经过的轨迹为圆形。

有效信号系数：交流伺服电动机若励磁绕组电压为额定电压,⽽调节控制电压的⼤⼩,则⽤有效信号系数表⽰控制状态(⼯作状态)⼆相的对称程度。

剩余电压（零速电压）：已励磁时的输出电压
电枢反应：电机空载时主磁场为励磁绕组产⽣(电枢回路开路)，负载时电枢绕组产⽣的电流产⽣磁场，对空载时的磁场作⽤，即为电枢反应。

直流电机的可逆性：⼀台直流电机原则上既可以作为电动机运⾏，也可以作为发电机运⾏，只是外界条件不同⽽已。

如果⽤原动机拖动电枢恒速旋转，就可以从电刷端引出直流电动势⽽作为直流电源对负载供电；如果在电刷端外加直流电压，则电动机就可以带动轴上的机械负载旋转，从⽽把电能转变成机械能。

这种同⼀台电机能作电动机或作发电机运⾏的原理，在电机理论中称为可逆原理。

max 2max
:LT x U U ?=δ线性误差 m a x U ?实际输出电压与线性输出电压的最⼤差值
max 2LT U 对应于最⼤转速（按技术条件规定）的线性输出电压
两相对称绕组：幅值相等，相位相差90°。

填空：
单轴拖动系统的组成：电机、联轴器、⽣产机械。

旋转系统的两种状态：稳态（T m =T L )、动态(T m ≠T L )。

负载特性分类：恒转矩负载特性、风机型负载特性、直线型负载特性、恒功率型负载特性。

旋转系统稳定运⾏的条件：必要条件，电动机的输出转矩T m 和负载转矩T L ⼤⼩相等，⽅向相反。

充分条件，系统受扰动n ↑时，T m T L 。

直流电机的组成：定⼦、转⼦、换向器。

直流电动机的⼯作原理：通电导体在磁场中会收到电磁⼒的作⽤。

步进电机⼯作原理：磁通总是⼒图⾛磁阻最⼩的路径。

交流电机⼯作原理：定⼦绕组通对称电流，产⽣旋转磁场→旋转磁场和转⼦作⽤使得转⼦运动。

直流电机分类：按励磁⽅式可分为他励式、永磁式、串励式和复励式。

制动状态可分为：反接制动（电源反接制动、倒拉反接制动）、反馈制动、能耗制动。

电枢反应的影响：畸变、去磁、⼏何中⼼线偏移。

减⼩⽅法：限制最⾼转速；限制最⼩负载电阻。

⾃整⾓机分类：控制式⾃整⾓机、⼒矩式⾃整⾓机。

控制式⾃整⾓机的作⽤：⾓度信号→电信号；⼒矩式⾃整⾓机的作⽤：⾓度随动。

⾃整⾓机结构：定⼦（三相对称绕组）、转⼦（单相绕组）。

控制式⾃整⾓机的失调⾓：接收机转⼦偏离协调位置的⾓度，有x+y=90°。

协调位置：感应电动势e 2=0的位置。

e 2实质：接收机定⼦绕组合成磁场在输出绕组轴线的投影分量所产⽣的感应电动势。

⼒矩式⾃整⾓机的协调⾓：δ=0的位置。

δ=θ1-θ2≠0，存在失调⾓δ。

提⾼步进电机提⾼带负载能⼒：增加拍数、增加相数。

交流伺服电机的结构：定⼦（励磁绕组和控制绕组，相互正交）、杯形转⼦。

步进电动机有反应式步进电动机、永磁式步进电动机和混合式步进电动机之分。

输出转矩⼤
形成圆形磁场的条件：f f k k W I j W I =，W ：匝数。

转差：△n=n s -n ，磁场转速与转⼦转速之差转差率：s s n n n S -=
，旋转磁场转速与转⼦转速之差⽐上磁场转速。

限制直流电动机的启动电流，⼀般有降压启动和电枢回路串电阻启动两种⽅式。

交流伺服电动机的控制⽅式：幅值、相位、幅值-相位控制。

直流伺服电机机械特性的改变包括电枢回路中串接附加电阻、改变电枢电压U 、改变磁通。

直流伺服电机启动⽅法：电枢电路串起动电阻，逐级切除；⽤调压电源。

直流电机按照⼯作⽅式的不同分为⽆刷直流电机和有刷直流电机。

直流电机的电枢绕组的元件中的电动势和电流是交流的。

三相反应式步进电机的通电状态包括三相单三拍、三相双三拍和三相六拍。

五相反应式步进电机多相通电时，其最⼤静转矩为m=5。

max max sin
sin
j n j T m m n T ππ=
n 为定⼦总
相数。

电动机的两种⼯作状态电动状态、制动状态。

解答：
1、改变步进电机、交流电机、直流电机转向的⽅法？
答：
步进电机：改变通电顺序。

交流电机：改变其中控制绕组的通电⽅向就能改变转向。

因为磁场旋转⽅向是从电流超前相绕组轴线→电流滞后相绕成轴线。

直流电机：改变励磁电流⽅向或电枢电流⽅向，两者只能改变其⼀。

2、正余弦旋转变压器负载时输出电压为什么会发⽣畸变？
答：Page ：147
3、正余弦旋转变压器采⽤⼆次侧补偿和⼀次侧补偿各有哪些特点？
答：
4、为什么随着通电频率的增加，步进电机的带负载能⼒会下降？
答：随着频率f 的增⼤每相电流I 的平均值变⼩，T jmax 与I 2成正⽐，导致驱动⼒矩减⼩，从⽽导致带负载能⼒下降。

5、如何判断转矩的正负？
答：以转速的⽅向为参考来确定转矩⽅向的正负。

Tm ：与n 的正⽅向⼀致时为正；TL ：与n 的正⽅向相反时为正。

6、变压器空载运⾏特性向量图？
答：⼀次侧：
1010110111r I x I j E r I E E U ++-=+--=σσ⼆次侧：220E U =
7、⾃整⾓机的⽤途？
答：控制式⾃整⾓机：作为⾓度和位置的检测元件，将机械⾓度转换为电信号或将⾓度的数字量转变为电压模拟量。

转换精度⾼，适⽤于⾼精度的闭环控制伺服系统。

⼒矩式⾃整⾓机：将机械⾓度变换为⼒矩输出，直接达到⾓度随动的⽬的。

接收误差较⼤，负载能⼒差，适⽤于轻负载及精度要求不⾼的开环控制伺服系统。

8、直流他励式电动机启动时，为什么⼀定要加上励磁？当电机运⾏在额定转速时，如果将励磁回路断开，会发⽣什么情况？答：空载或轻载“没加励磁”会飞车，负载较⼤是会“堵转”，若断开励磁回路时也会发⽣ “飞车”和“堵转”。

9、何谓拍？单拍制和双拍制有什么区别？
答：电源每切换⼀次，步进电动机便旋转15°，这种电源的通电⽅式每变换⼀次，称为⼀拍。

状态数等于相数的为单拍制分配⽅式，状态数等于相数两倍的称为双拍制分配⽅式。

10、什么是交流伺服电动机的⾃转现象？如何克服？
答：所谓⾃转现象就是转动中的伺服电动机在控制电压为零时继续转动的现象；⽆⾃转现象就是控制电压降到零时，伺服电动机⽴即⾃⾏停转。

增⼤转⼦电阻。

11、直流测速发电机的输出误差与减⼩⽅法
1）磁路设计得饱和或采⽤永磁
2）励磁回路串⼀个阻值⽐励磁绕组⼤
⼏倍的温度系数低的附加电阻
3）如要求严格，则在励磁回路中串负
温度系数的热敏电阻并联⽹络
4）最好采⽤恒流源供电
分析：
做出三相步进电机两相同时通电的矩⾓特性，并证明此时矩⾓特性的幅值不变。

注意要点：。

，，启动频率下降轴上转动惯量的增⼤启动频率下降
随着负载的增加续运⾏时为重
启动时电机的负担⽐连
合成磁场的磁感应强度幅值恒定不变，⽅向呈顺时针旋转，磁场幅值所经过的轨迹为圆形，该磁场为圆形旋转磁场。

两相对称交流电流⼊两相对称绕组时，在电机内会产⽣圆形旋转磁场。

a e a T N N N a
a e I C I C n P T R I E U n
C E φφφ55.955.9===+==
dt dn GD dt d J T T L 3752=Ω=-
直流伺服电动机的启动：
对启动性能的要求：
(1)启动时,电磁转矩要⼤(⾜够⼤)
(2)启动时,电枢电流不能太⼤(减少对电⽹的冲击)
注意：励磁先来后⾛
机械特性
T C C R C U n N t e a N e N 2Φ-Φ=步进电机：
min)
/
(
6
360
360
60
60
r
f
N
Z
f
N
Z
f
n
b
R
R
θ
=
=
=。