秦曾煌《电工学
电工学秦曾煌第七版上册课后答案
电工学秦曾煌第七版上册课后答案【篇一：电工学第七版课后答案_秦曾煌第二章习题解答_2】2-3 试用叠加原理重解题2-2.2-4再用戴维宁定理求题2-2中i3。
【篇二：电工学(电子技术)课后答案秦曾煌】大作用的外部条件，发射结必须正向偏置，集电结反向偏置。
晶体管放大作用的实质是利用晶体管工作在放大区的电流分配关系实现能量转换。
2．晶体管的电流分配关系晶体管工作在放大区时，其各极电流关系如下：ic??ibie?ib?ic?(1??)ibicibicib3．晶体管的特性曲线和三个工作区域（1）晶体管的输入特性曲线：晶体管的输入特性曲线反映了当uce等于某个电压时，ib和ube之间的关系。
晶体管的输入特性也存在一个死区电压。
当发射结处于的正向偏压大于死区电压时，晶体管才会出现ib，且ib随ube线性变化。
（2）晶体管的输出特性曲线：ic随uce变化的关系曲线。
晶体管的输出特性曲线反映当ib为某个值时，在不同的ib下，输出特性曲线是一组曲线。
ib=0以下区域为截止区，当uce比较小的区域为饱和区。
输出特性曲线近于水平部分为放大区。
（3）晶体管的三个区域：晶体管的发射结正偏，集电结反偏，晶体管工作在放大区。
此时，ic=?ib，ic与ib成线性正比关系，对应于曲线簇平行等距的部分。
晶体管处于截止工作状态，对应输出特性曲线的截止区。
此时，ib=0，ic=iceo。
晶体管发射结和集电结都处于正向偏置，即uce很小时，晶体管工作在饱和区。
此时，ic虽然很大，但ic??ib。
即晶体管处于失控状态，集电极电流ic不受输入基极电流ib的控制。
14．3 典型例题例14．1 二极管电路如例14．1图所示，试判断二极管是导通还是截止，并确定各电路的输出电压值。
设二极管导通电压ud=0.7v。
25610v(a)(b)d1(c)(d)例14.1图1图（a）电路中的二极管所加正偏压为2v，大于u=0.7v，二极管处于导通状态，解：○d则输出电压u0=ua—ud=2v—0.7v=1.3v。
《电工学》_秦曾煌主编第六版下册 电子技术 直流稳压电路
第十八章直流稳压电源第十八章直流稳压电源§18.1 整流电路§18.2 滤波器§18.3 直流稳压电源◆整流变压器: 将交流电网电压u1变为合适的交流电压u2。
稳u1u2u3u4uo整流电路滤波电路压电路◆整流电路: 将交流电压u2变为脉动的直流电压u3。
◆滤波电路: 将脉动直流电压u3转变为平滑的直流电压u4。
◆稳压电路: 清除电网波动及负载变化的影响,保持输出电压u的稳定。
概述§18.1 整流电路整流电路任务：把交流电压转变为直流脉动电压。
常见的小功率整流电路有单相半波、全波、桥式和倍压整流等。
为分析方便起见，常将二极管作理想元件处理，即认为二极管的正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。
§18.1.1 单相半波整流电路u 2 >0 时，二极管导通。
i Lu 1u 2a TbDR L u o忽略二极管正向压降：u o =u 2u 1u 2aTDR Lu oi L =0u2<0时，二极管截止,输出电流为0。
u o =0u 1u 2aT bDR Lu oi L()⎰===ππωπ202245.02d 21U U t u U o o (4) 输出电压平均值U o ：(1) 输出电压波形：(2) 二极管上承受的最高电压：22U U RM=(3) 二极管上的平均电流：L D I I =tωu o(5) 整流二极管的选择平均电流I D 与最高反向电压U RM 是选择整流二极管的主要依据。
选管时应满足：I OM >I D ，U RWM >U RM优点：结构简单，使用的元件少。
缺点：仅利用了电源的半个周期，输出的直流成分比较低；输出波形的脉动大；变压器电流含有直流成分，容易饱和。
应用：只用在要求不高，输出电流较小的场合。
最大整流电流反向工作峰值电压§18.1.2 单相桥式整流电路桥式整流电路+-u 2正半周时电流通路u 1u 2TD 4D 2D 1D 3R L u o桥式整流电路-+u 0u 1u 2TD 4D 2D 1D 3R Lu 2负半周时电流通路u 2>0 时D 1,D 3导通D 2,D 4截止电流通路:A →D 1→R L →D 3→Bu 2<0 时D 2,D 4导通D 1,D 3截止电流通路:B →D 2→R L →D 4→A输出是脉动的直流电压！u 2tωtω桥式整流电路输出波形及二极管上电压波形u D 4,u D 2u D 3,u D 1tωu ou 2D 4D 2D 1D 3R Lu oAB(4) u o 平均值U o ：U o = 0.9U 2(1) 输出电压波形：(2) 二极管上承受的最高电压：22U U RM =t ωu o(3) 二极管上的平均电流：2/ L D I I =u 1u 2T D4D 2D 1D 3R Lu o输出直流电压高；脉动较小；二极管承受的最大反向电压较低； 电源变压器得到充分利用。
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
1 0 B A S E - T w a ll p la t e
开关
灯泡
电 池
导线 实际电路
开关 S
电
RS
池
US
导线
电路模型灯泡 R源自1.2 电流和电压的参考方向
i(t)limΔqdq Δt0 Δt dt
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电流强度定义说明图
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
单位：A（安培） kA、mA、A
1kA=103A 1mA=10-3A 1 A=10-6A
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电流的参考方向与实际方向的关系：
规定:正电荷的运动方向为电流的实际方向
i 参考方向
i
A
实际方向 B A
i>0
参考方向 实际方向 B
i <0
1. 用箭头表示： 箭头的指向为电流的参考方向。
2.用双下标表示： 如iAB,电流的参考方向由A点指向B点。
i
A
B
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2 .电压
两点之间的电位之差即是两点间的电压。从电场力做功概 念定义，电压就是将单位正电荷从电路中一点移至电路中另 一点电场力做功的大小，如图 所示。用数学式表示，即为
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电流的参考方向设成从a流向b, 电压的参考方向设成a 为高电位端，b为低电位端，这样所设的电流电压参考方向 称为参考方向关联。设在dt时间内在电场力作用下由a点移 动到b点的正电荷量为dq, a点至b点电压u意味着单位正电荷 从a移动到b点电场力所做的功，那么移动dq正电荷电场力 做的功为dw=udq。电场力做功说明电能损耗，损耗的这部 分电能被ab这段电路所吸收。
电工学(第七版)_秦曾煌_全套课件_18.直流稳压电源-2
18.3.1 稳压管稳压电路
1. 电路
R IO RL UO
+ u –
+ + C UI DZ –
+
–
2. 工作原理 UO = UZ IR = IO + IZ
设负载RL一定， UI 变化 UI UZ IZ IR UO 基本不变 IRR
输入与输 出之间的电 压不得低于 2V，一般在 5V左右。
用来抵消输入端接线 较长时的电感效应， 防止产生自激振荡。 即用以改善波形。
为了瞬时增减负载电流 时，不致引起输出电压 有较大的波动。即用来 改善负载的瞬态响应。
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(2) 同时输出正、负电压的电路
+ W7815 3 Ci 0.33F 1 2 CO 1F +15 V
稳压的实质： UCE 的自动调节使输出电压恒定
调整 比较 基准 元件 放大 电压
取样 电路
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稳压原理:
+
+ UCE1– – T1 R2 + UBE1 R3
R1
IO
Ui
–
+ " T R 2 P + UCE RP RL UO + + R'P 2 – U – – BE2 VB R2 UZ DZ 2 –
电路的稳压过程是：当输出电压UO因电网电压或负载的 变动而升高时，由取样电路取出误差电压加到T1基极，而 T1 发射极因稳压管D5的作用而保持稳定，所以 T1的基极电压降
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增大，管子的集电极电流IC随之增大，则在IC1负载电阻R1 、 R2上的压降也增大，结果使复合调整管T2、 T3 得基极电位下 降，管子内阻增大， T3的UCE增大，由于UO=18V–UCE ，使UO 下降，因而保持了UO的稳定。如果UO降低，则上述过程相反， 这时稳压电路使UO上升，以实现稳压。 R1 、C6 、 R2组成两节滤波电路，以滤除T2基极电压波纹。 T2基极所接电阻 R3的作用是防止电路自激。 R4为 T2 的射极负 载电阻, R5担任限流, C8为滤波电容, 用来进一步改善稳压性能。
优秀教材 电工学
优秀教材电工学
优秀的电工学教材有很多，其中一些比较经典的包括：
1. 《电工学》（第五版）——秦曾煌主编，高等教育出版社出版。
该教材内容比较全面，从电路分析到电机与控制都有涉及，是很多高校电工学课程的首选教材。
2. 《电工学基础》——王金花主编，电子工业出版社出版。
该教材注重电路理论和实际应用的结合，适合对电工学基础要求比较高的专业使用。
3. 《实用电工技术基础》——陈龙伟主编，高等教育出版社出版。
该教材注重实践应用，通过丰富的实例和实验帮助读者深入理解电工技术。
以上是一些比较知名的电工学教材，供您参考。
选择合适的教材需要根据自身的学习需求和实际情况进行选择。
电工学(第七版上册)秦曾煌主编
I
N匝
x
Hx S
故得： Hx
NI 2π x
NI lx
式中：N 线圈匝数；
N匝 xHale Waihona Puke Lx=2x是半径为x的圆周长；
Hx 半径x处的磁场强度； NI 为线圈匝数与电流的乘积。 I
Hx S
线圈匝数与电流的乘积NI ，称为磁通势，用字母 F 表示，则有
F = NI 磁通由磁通势产生，磁通势的单位是安[培]。
Rm 称为磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用； l 为磁路的平均长度；
S 为磁路的截面积。
2. 磁路的欧姆定律
若某磁路的磁通为，磁通势为F ，磁阻为Rm，则
F
Rm
此即磁路的欧姆定律。
3. 磁路与电路的比较 磁路
磁通势F
磁通
磁感应强度B
磁阻 R m l
S
I
N
F NI
Rm
l
S
电路
电动势 E 电流 I 电流密度 J 电阻 R l
线性关系。
2. 磁性物质 磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的
一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整
齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。
在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排 列杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。
磁
外
畴
磁
场
在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外
磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为 磁化。即磁性物质能被磁化。
是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。 B
剩磁感应强度Br (剩磁) ： 当线圈中电流减小到零(H=0)
Br•
时，铁心中的磁感应强度。
矫顽磁力Hc： 使 B = 0 所需的 H 值。
电工学第七版上册秦曾煌
20
)2
R22 (sX 20 )2
U1 4.44 f1 N1Φm
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电磁转矩公式
T
K
R22
sR2 (sX 20 )2
U12
由公式可知
1.
T
与定子每相绕组电压
U
2 1
成正比。U
1
T
2. R2 的大小对 T 有影响。绕线型异步电动机可外
接电阻来改变转子电阻R2 ，从而改变转距。
f2
n0 n 60
p
n0 n n0
n0 p 60
s
f1
定子感应电势频率 f 1 转子感应电势频率 f 2 通常, f2 = 0.5 ~ 4.5Hz (f1 = 50Hz)
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2. 转子感应电动势E 2
E2= 4.44 f 2N2 = 4.44s f 1N2
当电动机起动瞬间, n = 0, s = 1, f2 = f1 , 则 E2 最大
(2) Tst与 R2 有关， 适当使
R2 Tst 。对绕线式型
电机改变转子附加电阻
R´2 , 可使Tst =Tmax 。
n0 n
O
T
Tst
Tst体现了电动机带
载起动的能力。
若 Tst > T2电机能起 动，否则不能起动。
起动能力 st
Tst TN
一般st 1 ~ 1.2
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例1：一台三相异步电动机，其额定转速
n = 975 r/min，电源频率 f1=50 Hz。试求电动机的 极对数和额定负载下的转差率。
解：根据异步电动机转子转速与旋转磁场同步转速
电工学(第七版)-秦曾煌-全套完整-20门电路和组合逻辑电路
(1) 由逻辑状态表写出逻辑式 取 Y = 1 ( 或Y = 0 ) 列逻辑式
Байду номын сангаас取Y= 1
A BC Y
0 00 0 0 01 1
0 10 1
一种组合中，输入变量 之间是“与”关系，
0 11 0 1 00 1
1 01 0 对应于Y = 1，若输入变量为 1 1 0 0
1 ，则取输入变量本身(如 A)； 1 1 1 1
廊的A、B、C三地各有控制开关，都能独立进行控制。
任意闭合一个开关, 灯亮；任意闭合两个开关, 灯灭；
三个开关同时闭合，灯亮。设A、B、C代表三个开关
(输入变量)；Y 代表灯(输出变量) 。
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设：开关闭合其状态为 1 ，断开为 0
灯亮状态为 1 ，灯灭为 0
1. 列逻辑状态表
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第20章 门电路和组合逻辑电路
本章要求：
1. 掌握基本门电路的逻辑功能、逻辑符号、真值 表和逻辑表达式。了解 TTL门电路、CMOS门电 路的特点;
2. 会用逻辑代数的基本运算法则化简逻辑函数; 3. 会分析和设计简单的组合逻辑电路; 4. 理解加法器、编码器、译码器等常用组合逻辑
证明： A AB A AB AB A+AB = A
A B( A A) A B
（5）AB ( AB ) A
对偶式
（6）( A B)( A B ) A
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20. 5. 2 逻辑函数的表示方法
逻辑状态表 表示方法 逻辑式
逻辑图 卡诺图 下面举例说明这四种表示方法。 例：有一T形走廊，在相会处有一路灯, 在进入走
电工学秦曾煌第七版第一章课件
例：有一额定值为5W 500Ω的绕线电阻，其额定电流 是多少？在使用时电压不得超过多大的数值？
P18：例1.5.3 （1-34）
1.5.2 电源开路
I
开关断开
特征: I=0
E
-
U0
R
Ro
-
U = U0 = E
P= 0
1. 开路处的电流等于零 2. 开路处的电压 等于电源电动势
I
++
E
-
U0
R0
-
P19：例1.5.4
（1-37）
练习： 1：试问可否将110Ｖ100W和110V40W的两只白 炽灯串联在220V的电源上使用？
2：试问将40Ω10W和200Ω20W的两只电阻串联 使用，其两端最高允许电压应多大？
3：据日常观察，电灯在深夜要比黄昏时亮一些， 为什么？
（1-39）
§1.6 基尔霍夫定律
用来描述电路中各部分电压或电流间的关系， 包括电流(KCL)和电压(KVL)两个定律。
支路：电路中每一个分支
名
每条支路流过一个电流，称为支路电流
词 结点：三个或三个以上支路的联结点
回路：电路中任一闭合路径
（1-40）
支路、结点、回路
R1
R3
+
uS1
R2
_
支路数 结点数 回路数
负载大小的概念:
负载增加指负载取用的电流和功率增加*
0
I
（1-23）
功率与功率平衡 功率的概念
aI
U
R
b
P UI
如果U I方向不一 致结果如何？
（1-24）
功率与功率平衡
2024版电工学简明教程(秦曾煌)ppt课件
同步发电机励磁系统简介
励磁系统作用
为发电机提供直流励磁电流，建立发电机主 磁场，并通过调节励磁电流的大小和相位， 实现对发电机输出电压和无功功率的调节。
2024/1/29
励磁系统组成
主要包括励磁电源、励磁调节器、励磁变压 器及灭磁装置等部分。其中，励磁电源为发 电机提供直流电源；励磁调节器根据发电机 运行状态和电网要求，输出相应的控制信号； 励磁变压器将控制信号转换为适合发电机的 励磁电流；灭磁装置用于在发电机停机或故
4
教材作者秦曾煌简介
2024/1/29
5
课程目标与要求
2024/1/29
课程目标
通过本课程的学习，使学生掌握电路的基本理论、分析方法和 实验技能，具备分析和解决工程实际电路问题的能力，为后续 专业课程的学习和从事相关领域的科学研究或工程技术工作打 下坚实的基础。
课程要求
要求学生掌握电路的基本概念和基本定律，掌握电路的分析方 法和实验技能，了解电路理论的最新发展动态和前沿技术。同 时，要求学生具备独立思考、创新能力和团队协作精神。
2024/1/29
9
电源与负载
2024/1/29
电源
电源是将其他形式的能转换成电能 的装置。在电路中，电源提供电能， 驱动电荷流动。
负载
负载是指连接在电路中的电源两端 的电子元件。在电路中，负载消耗 电能，将电能转换为其他形式的能 量。
10
03
直流电路分析方法2024/1/2911电阻串联与并联
2024/1/29
特殊应用场合
除了上述应用外，变压器还被应用于一些特殊场合。例如，在铁路牵引供电系统中，为了减 小对通信线路的干扰，需要使用高阻抗变压器；在电子测量仪器中，为了减小测量误差和提 高测量精度，需要使用精密电压互感器等。
电工学,秦曾煌,第六版,第二章.
应用： 分流、调节电流等。
R2 I1 I R1 R2
R1 I2 I R1 R2
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例2.1.1有电视机180W，冰箱140W，空调160W，电饭锅750W ，照明灯合计 400W 。在这些电器同时都工作时，求电源的 输出功率、供电电流，电路的等效负载电阻，选择保险丝RF 。 解：画出供电电路如图2.6所示。 电源输出 P＝P1＋P2＋P3＋P4＋P5 ＝180＋140＋160＋750＋400 ＝1630W
Ra Rb
d
5
4
4
c
d
5
Rc
c
b + –
12V
b
+
–
12V
解：将联成形abc的电阻变换为Y形联结的等效电阻 Rab Rca 4 8 Ra Ω 2Ω Rab Rbc Rca 4 4 8 4 4 8 4 Rb Ω 1Ω Rc Ω 2Ω 448 44 8
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2.2 电阻星形联结与三角形联结的等效变换
Ia
a
Ra Rc
Ia
a
Rab RbcRca b
等效变换
c
Ib Ic
Ib
Ic
Rab Rbc Rca
b
Rb
c
Y
Ra Rb Rb Rc Rc Ra Rc Ra Rb Rb Rc Rc Ra Ra Ra Rb Rb Rc Rc Ra Rb
P 1630 7.4A U 220 U 220 R 29.7Ω 电路的等效电阻 I 7.4
电源的供电电流 I
民用供电选择保险丝RF的电流应等于或略大于电源输出的最 大电流，查手册取10A的保险丝。
2024版电工学(第七版上册)秦曾煌主编PPT课件
26
铁心线圈电路模型和分析方法
铁心线圈电路模型
将铁心线圈等效为一个电阻和一个电 感的串联电路，其中电阻表示线圈的 铜损，电感表示线圈的磁损。
铁心线圈电路的特点
由于铁心的存在，铁心线圈电路具有 非线性、饱和性和磁滞性等特点，使 得电路的分析和计算变得复杂。
2024/1/28
无功功率
比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功 率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场， 就要消耗无功功率。
视在功率
在电工技术中是指将单口网络端钮电压和电流有效值的乘积。只有单口网络完全由电阻混联 而成时，视在功率才等于平均功率，否则，视在功率总是大于平均功率（即有功功率），也 就是说，视在功率不是单口网络实际所消耗的功率。
4
第七版上册内容结构
第七版上册主要包括电路的基本概念和基本定律、电阻电路的分析、动态电路的时域分析、正弦稳态电 路的分析、含有耦合电感的电路分析、三相电路、非正弦周期电流电路和信号的频谱分析等内容。
本册内容在编排上注重系统性、连贯性和实用性，通过大量的例题和习题帮助学生巩固所学知识，提高分 析问题和解决问题的能力。
在并联电路中，总电阻的倒数等于 各电阻倒数之和，即 1/R=1/R1+1/R2+…+1/Rn，同时 电压相等，电流分配与电阻成反比。
13
电源等效变换方法
电压源等效变换
将电压源转换为等效的电流源，使得二者在外部电路中具有相同的电压和电流 表现。具体方法是通过计算电压源的内阻和开路电压，得到等效电流源的电流 和内阻。
秦曾煌主编 《电工学》(第七版)chapter3
3.1 换路定则与电压和电流初始值的确定
3.2 RC电路的响应
3.3 一阶线性电路暂态分析的三要素法
3.4 微分电路和积分电路
3.5 RL电路的响应
第3章 电路的暂态分析
教学要求： 1. 理解电路的暂态和稳态、零输入响应、零状 态响应、全响应的概念，以及时间常数的物 理意义。 2. 掌握换路定则及初始值的求法。 3. 掌握一阶线性电路分析的三要素法。 稳定状态： 在指定条件下电路中电压、电流已达到稳定值。 暂态过程： 电路从一种稳态变化到另一种稳态的过渡过程。
i (0 ) iC (0 ) i L (0 ) 8 2i (0 ) 4iC (0 ) 4 i (0 ) iC (0 ) 1
换路前电路处稳态。 例2： 试求图示电路中各个电压和电流的初始值。 i R R
+ _
2 U 8V t =0iC R1 + _ 4 uC R2 iL R3 + 4 4
2
ic
+
R1 4V _
i1
+ uL _
U _ 8V
R2 iL 4
1A
R3 4
解：解之得 iC ( 0 ) A 3 并可求出
1
t = 0+时等效电路
uL (0 ) R2 iC (0 ) uC (0 ) R3 i L (0 )
4
1
3
4 41 1
1
3
V
S C R2 + + U t=0 R1 (a) 电路 L U
+
-
i1(0+ )
R1
+ + u _ 1(0+) _ uL(0+)
秦曾煌《电工学
第8章直流电动机8.1复习笔记一、直流电机的构造直流电动机优点表现在调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动机驱动。
直流电机主要由下列三个部分组成：磁极、电枢和换向器（整流子），如图8-1所示。
1．磁极磁极用来在电机中产生磁场，大体可分为两种。
（1）永磁式：由永久磁铁做成；（2）励磁式：磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，形成电磁铁。
2．转子（电枢）转子由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。
图8-1直流电机的组成部分二、直流电机的基本工作原理1．工作原理电机具有一对磁极，电枢绕组只是一个线圈，线圈两端分别连在两个换向片上，换向片上压着电刷A和B。
图8-2直流发电机的工作原理图图8-3直流电动机的工作原理图（1）直流电机作发电机运行时，如图8-2所示，①电枢由原动机驱动而在磁场中旋转，在电枢线圈的两根有效边（切割磁通的部分导体）中便感应出电动势。
②换向器的作用在于将发电机电枢绕组内的交变电动势换成电刷之间的极性不变的电动势。
③当电刷之间接有负载时，在电动势的作用下就在电路中产生一定方向的电流。
（2）直流电机电刷间的电动势常用下式表示直流电机作电动机运行时，如图8-3所示，①将直流电源接在两电刷之间而使电流通入电枢线圈。
②线圈在磁场中旋转，将在线圈中产生感应电动势。
由右手定则，感应电动势的方向与电流的方向相反。
③直流电机电枢绕组中的电流（电枢电流，I a）与磁通Φ相互作用，产生电磁力和电磁转矩。
直流电机的电磁转矩常用下式表示2．比较表8-1发电机运行电动机运行E和I a方向相同E和I a方向相反E——电源电动势E——反电动势T——阻转矩T——驱动转矩T1＝T＋T0T＝T2＋T0三、直流电动机的机械特性1．分类直流电动机按励磁方式分为他励、并励、串励和复励四种。
（1）他励电动机的励磁绕组与电枢是分离的，分别由两个直流电源，即励磁电源电压U f和电枢电源电压U供电；（2）而在并励电动机中两者是并联的，由同一电压U供电，如图8-4所示；（3）串励电动机的励磁线圈与转子电枢串联接到同一电源上；（4）复励电动机的励磁线圈与转子电枢的联接有串有并，接在同一电源上。
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第9章控制电机
9.1复习笔记
一、伺服电机
伺服电动机又称执行电动机。
其功能是将输入的电压控制信号转换为轴上输出的角位移和角速度，驱动控制对象。
伺服电动机可控性好，反应迅速，是自动控制系统和计算机外围设备中常用的执行元件，可分为直流和交流两类。
1．交流伺服电机
（1）基本结构
交流伺服电机就是两相异步电动机。
它的定子上装有两个绕组，一个是励磁绕组，另一个是控制绕组。
它们在空间相隔90度。
图9-1杯形转子伺服电机的结构图
（2）工作原理
图9-2（a）所示是交流伺服电机采用电容分相的接线图。
励磁绕组1与电容C串联后接到交流电源上，其电压为控制绕组2常在电子放大器的输出端，控制电压即为放大
器的输出电压。
图9-2交流伺服电机的接线图和相量图
励磁绕组串联C的目的是为了分相而产生两相旋转磁场。
适当选择电容C的数值，使励磁电流超前于电压并使励磁电压与电源电压
之间有90度或近于90度的相位差，如图9-2（b）所示。
而控制电压与电源电压
相位相同或相反。
两个绕组中的电流和的相位差也应近于90度。
这样，就和单相异步电动机电容分相起动的情况相似。
在空间相隔90度的两个绕组，分别通入在相位上相差90度的两个电流，便产生两相旋转磁场。
在此旋转磁场作用下，转子便会转动起来。
交流伺服电机的输出功率一般是0.1～100W，其电源频率有50Hz和400Hz等多种。
（3）控制方法
①幅值控制
通过改变控制电压的大小来改变电机的转速。
当控制电压反相时，旋转磁场和转子也都反转，由此控制电机的转速和转向。
在运行时如果控制电压变为零，电机立即停转。
这是交流伺服电机的特点，也是工作所要求的。
图9-3所示是交流伺服电机在不同控制电压下的机械特性曲线，U2为额定控制电压。
由图可见：在一定负载转矩下，控制电压愈高，则转速也愈高；在一定控制电压下，负载增加，转速下降。
此外，由于转子电阻较大，机械特性曲线陡降较快，特性很软，不利于系统的稳定。
图9-3在不同控制电压下的机械特性曲线n=ƒ（T），U1=常数
②相位控制
控制电压与励磁电压的大小保持额定值不变，通过改变它们的相位差来改变电动机的转速。
这里，可用移相器改变控制电压的相位，与的相位差β在00～900间变化，
β越大，转速越高。
当β=00时与同相，如同单相励磁，电机停转。
相位控制的机械特性曲线与幅值控制的类似。
③幅相控制
幅相控制的接线图如图9-2（a）所示，采用电容分相。
当改变控制电压的大小时，
经过转子电路的耦合，引起励磁绕组中电流和电容电压相应变化。
因，
故的大小和相位均将随之变化。
这样，既改变了控制电压的大小，又改变了控制电压与励磁电压的相位差，实现幅相控制。
当控制电压变为零时，电动机立即停转。
2．直流伺服电机
（1）工作原理
直流伺服电机的结构和一般直流电动机一样，只是为了减小转动惯量而做得细长一些。
它的供电方式为他励供电，即励磁绕组和电枢分别由两个独立电源供电。
通常采用电枢控制，就是励磁电压U 1一定，建立的磁通φ也是定值，而将控制电压U 2，加在电枢上，其接线图如图9-4所示。
图9-4
直流伺服电机的接线图（2）机械特性直流伺服电机的机械特性和前述的他励电动机一样，也用下式表示
T K K R K U n T E E 2
a 2ΦΦ-=图9-5所示是直流伺服电机在不同控制电压（U 2为额定控制电压）下的机械特性曲线n=ƒ（T）。
由机械特性图可见：
①在一定负载转矩下，当磁通不变时，如果升高电枢电压，电动机的转速就升高；反之，降低电枢电压，转速就下降。
②当U 2=0时，电动机立即停转。
要电动机反转，可改变电枢电压的极性。
③与交流伺服电机比较，直流伺服电机的机械特性较硬。
通常应用于功率稍大的系统中，如随动系统中的位置控制等。
直流伺服电机输出功率一般为1～600W。
图9-5直流伺服电机的n=ƒ（T））曲线（U 1=常数）
二、步进电机
步进电机是一种利用电磁铁的作用原理将电脉冲信号转换为线位移或角位移的电机。
（1）特点:
①来一个脉冲，转一个步距角；
②控制脉冲频率，可控制电机转速；
③改变脉冲顺序，可改变转动方向。
（2）种类：励磁式和反应式两种。
①区别在于励磁式步进电机的转子上有励磁线圈，依靠电磁转矩工作。
②反应式步进电机的转子上没有励磁线圈。
依靠变化的磁阻生成磁阻转矩工作。
这里主要讨论三相反应式步进电动机的结构和工作原理。
1．基本结构
图9-6所示是反应式步进电机的结构示意图。
它的定子具有均匀分布的六个磁极，磁极上绕有绕组。
两个相对的磁极组成一相，绕组的接法如图所示。
转子具有均匀分布的四个齿。
图9-6反应式步进电机的结构示意图
2．基本原理
由于磁力线总是要通过磁阻最小的路径闭合，因此会在磁力线扭曲时产生切向力，而形
成磁阻转矩，使转子转动。
（1）单三拍
“三相”指三相步进电机；“单”指每次只能一相绕组通电；“三拍”指通电三次完成一个通电循环。
单三拍步骤：
①设U相首先通电（V，W两相不通电），产生U1-U2轴线方向的磁通，并通过转子形成闭合回路，这时U1、U2极就成为电磁铁的N、S极。
②在磁场的作用下，转子总是力图转到磁阻最小的位置，也就是要转到转子的齿对齐U1，U2极的位置[图9-7（a）]。
③接着V相通电（U，W两相不通电），转子便顺时针方向转过30度，它的齿和V1，V2极对齐[图9-7（b）]。
④随后W相通电（U，V两相不通电），转子又顺时针方向转过30度，它的齿和W1，W2极对齐[图9-7（c）]。
因此，当脉冲信号一个一个发来，如果按U→V→W→U→…的顺序轮流通电，则电机转子便顺时针方向一步一步地转动。
每一步的转角为30度（称为步距角）。
电流换接三次，磁场旋转一周，转子前进了一个齿距角（转子四个齿时为90度）。
如果按U→W→V→U→…的顺序通电，则电机转子便逆时针方向转动。
（a）U相通电；（b）V相通电；（c）W相通电。