控制电机 课后答案
控制电机(第四版)陈隆昌 阎治安 课后参考答案
第二章1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? 答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。
由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。
2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何?答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。
电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。
当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。
4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值? 答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。
而且换向周期与转速成反比，电精心整理精心整理机转速越高，元件的换向周期越短；eL 正比于单位时间内换向元件电流的变化量。
基于上述分析，eL 必正比转速的平方，即eL ∝n2。
同样可以证明ea ∝n2。
因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。
所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。
为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。
控制电机与特种电机课后答案第5章
控制电机与特种电机课后答案第5章思考题与习题1.可以决定直流伺服电动机旋转方向的是, ,A.电机的极对数B.控制电压的幅值C.电源的频率D.控制电压的极性2. 有一台直流伺服电动机～电枢控制电压和励磁电压均保持不变～当负载增加时～电动机的控制电流、电磁转矩和转速如何变化,3.如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性,见图5-101)～就会发现～当其他条件不变～而只是减小发电机负载电阻R时～电动机的转速就下降。
试问这是什么L原因,图5-101 用直流发电机作为直流电动机的负载4.已知一台直流电动机～其电枢额定电压U=110V～额定运行时的电抠电流I=0.4A～转速aan=3600r/min～它的电枢电阻R,50Ω～空载阻转矩T=15mN〃m。
试问该电动机额定负载转a0矩是多少,5.用一对完全相同的直流机组成电动机-发电机组～它们的励磁电压均为110V ～电抠电阻R=75Ω。
已知当发电机不接负载～电动机电枢电压加120 V时～电动机的电枢电流为0.12A～a绕组的转速为4500 r/min。
试问:,1,发电机空载时的电枢电压为多少伏,,2,电动机的电枢电压仍为110V～而发电机接上0.5kΩ的负载时～机组转速n 多大,设空载阻转矩为恒值,,6.一台直流电动机～额定转速为3000r/min。
如果电枢电压和励磁电压均为额定值～试问该电机是否允许在转速n=2500r/min下长期运转,为什么,7.直流伺服电动机在不带负载时～其调节特性有无死区,调节特性死区的大小与哪些因素有关,8.一台直流伺服电动机其电磁转矩为0.2倍的额定电磁转矩时～测得始动电压为4V～当电枢电压增加到49V时～其转速为1500 r/min。
试求当电动机为额定转矩～转速n=3000r/min时～电枢电压U=, a9.已知一台直流伺服电动机的电枢电压U=110 v～空载电流I=0.055A～空载转速aa0n=4600r/min～电枢电阻R=80Ω。
控制电机课后习题答案
第2章直流测速发电机1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd 中的电势及线圈电势是交变的。
由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。
2. 如果图2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。
电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。
当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。
4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。
而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL正比于单位时间内换向元件电流的变化量。
基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eL ∝n2。
同样可以证明ea∝n2。
因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。
所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。
为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。
第三章1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定?答;直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势（当Ø=常数时）根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变；加上励磁电流If不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。
控制电机课后练习题含答案
控制电机课后练习题含答案一、选择题1.下列哪一个模块可以用于控制电机的转速和方向？A. 蓝牙模块B. 光敏电阻模块C. 直流无刷电机驱动模块D. 温湿度传感器模块正确答案：C2.下列哪一个语句可以将电机停止转动？A. digitalWrite(IN1, HIGH);B. digitalWrite(IN2, HIGH);C. digitalWrite(IN1, HIGH); digitalWrite(IN2, LOW);D. digitalWrite(IN1, LOW); digitalWrite(IN2, LOW);正确答案：D3.控制电机转速的方法有哪些？A. 改变电机的电压B. 改变电机的电流C. 改变电机的载荷D. 改变电机内部的导体数量正确答案：A二、填空题1.请用代码实现使用直流无刷电机驱动模块控制电机逆时针旋转。
digitalWrite(IN1, HIGH);digitalWrite(IN2, LOW);2.请用代码实现使用直流无刷电机驱动模块控制电机转速为50。
analogWrite(EN, 50);3.控制电机转速的单位是________。
正确答案：千转每分钟（RPM）三、简答题1.请简述直流无刷电机驱动模块控制电机转速的原理。
直流无刷电机驱动模块通过模拟方式控制电机转速，具体过程如下：–通过控制电机的输入电压来改变电机的转速；–使用PWM调制技术控制电机的输入电压，在不同的电压下引起电机的负载不同，从而改变其转速；–调整占空比大小以改变电机的转速；2.对于一个电机，它的转速越快，那么其________会越大。
正确答案：反电动势。
3.在控制电机转速时，如何实现电机的平滑加速和减速？可以采用线性加速和减速的方式，根据一定规律逐步改变PWM信号的占空比。
四、编程题使用Arduino UNO板卡和直流无刷电机驱动模块控制一个电机完成以下功能：•每隔1秒钟逆时针旋转3秒；•每隔2秒钟顺时针旋转2秒。
大学控制电机重点总结及课后习题答案
直流测速发电机(电磁感应)：1、当原动机拖动电枢旋转时，电枢线圈边切割磁场，产生交变的感应电动势，通过换向器与电刷的“换向”作用，使电刷间能够获得方向不变的直流电动势和电流。
2、在发电机工作时，电机外电路中负载电阻上的电压、和电流为直流性质，而电枢线圈中的电流和电动势却是交流性质。
3、在发电机运行时，换向器与电刷的作用是将电枢线圈中的交变电动势和电流进行“换向”，变换为电刷间的直流电动势和电流。
直流电势的形成：由电磁感应定律，一根导体切割磁场产生的感应电势为：e=Bxlv,在电机中，当转速一定时，切割线速度为常数V=πDan/60因此，感应电势正比于磁通密度e正比于Bx .一个线圈产生的感应电势应为导体电势的两倍。
电刷间的电势为随时间大小变化的脉动电势。
直流电机的基本结构可分为定子和转子两大部分定子部分1）主磁极：包括主磁极铁心和励磁绕组。
作用：主磁极用于产生电机内部的磁场。
2）换向极：包括换向极铁心和换向极绕组。
作用：用于改善换向。
位置：安装在两个相邻的主磁极之间。
其中换向极绕组与转子的电枢绕组串联。
3）机座：由钢板焊接而成。
作用：一是起机械支撑、固定作用；二是作为主磁路的一部分。
（该部分通常称为磁轭。
）4）电刷装置：作用：将电流引入或引出电机。
转子部分1）电枢铁心作用：作为主磁路的一部分，同时用于嵌放电枢绕组。
组成：由0.35~0.5mm厚的硅钢冲片叠装组成。
采用冲片。
叠装的目的是为了减小铁心损耗。
2、电枢绕组作用：构成电机的主要电路部分，是实现机电能量转换的关键结构部件。
组成：由许多按一定规律连接的单匝或多匝线圈组成的转子绕组。
每一个线圈是用带绝缘的圆形或矩形截面铜导线绕成。
3、换向器作用：在电动机中，将电刷上通过的直流电流转换为绕组内的交变电流；而在发电机中，将绕组内的交流电动势转变为电刷上的直流电动势。
组成：由许多一定形状的换向片组成，换向片与换向片之间用云母绝缘。
每一个线圈的两个出线端分别焊接在两个换向片上。
控制电机第四版陈隆昌、阎治安版课后答案.doc
第二章1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。
由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。
2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何?答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。
电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。
当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。
4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。
而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL正比于单位时间内换向元件电流的变化量。
基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eL∝n2。
同样可以证明ea ∝n2。
因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。
所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。
为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。
5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。
控制电机课后答案
控制电机课后答案1-3 异步伺服电动机的两相绕组匝数不同时，若外施两相对称电压，电机气隙中能否得到圆形旋转磁场,如要得到圆形旋转磁场，两相绕组的外施电压要满足什么条件, 答:不能。
如要得到圆形旋转磁场，两相绕组的外施电压应与绕组匝数成正比。
1-4异步伺服电动机在幅值控制时，有效信号系数由0变化到1，电动机中的正序、负序磁势的大小将怎样变化,答:异步伺服电动机在幅值控制时，有效信号系数越接近1，负序磁势越小，而正序磁势越大;反之若有效信号系数接近0，负序磁势越大，正序磁势就越小，但无论有效信号系数多大，负序磁势幅值总是小于正序磁势幅值，只有当有效信号系数为0时，正序、负序磁势幅值才相等。
1-5幅值控制异步伺服电动机，当有效信号系数α?1时，理想空载转速为何低于同步转速,当控制电压发生变化时，电动机的理想空载转速为什么会发生改变, 答:当有效信号系数αe?1，即椭圆形旋转磁场时，电动机的理想空载转速将低于同步转速。
这是因为在椭圆形旋转磁场中，存在的反向旋转磁场产生了附加制动转矩T2，使电动机输出转矩减小。
同时在理想空载情况下，转子转速已不能达到同步转速ns，只能是小于ns的n0。
正向转矩T1与反向转矩T2正好相等，合成转矩Te,T1- T2=0，转速n0为椭圆形旋转磁场时的理想空载转速。
有效信号系数αe 越小，磁场椭圆度越大，反向转矩越大，理想空载转速就越低。
1-6为什么异步伺服电动机的转子电阻要设计得相当大,若转子电阻过大对电动机的性能会产生哪些不利影响,答:为了得到更接近于直线的机械特性，但不能过分增加。
当最大转差率大于1后，若继续增加转子电阻，堵转转矩将随转子电阻增加而减小，这将使时间常数增大，影响电机的快速性能。
同时由于转矩的变化对转速的影响增大，电机运行稳定性变差。
此外，转子电阻取得过大，电动机的转矩会显著减小，效率和材料利用率大大降低。
1-7什么叫“自转”现象,对异步伺服电动机应采取哪些措施来克服“自转”现象, 答:当伺服电动机处于单相供电时，电动机仍然转动，这就是伺服电动机“自转”现象。
电机与电气控制技术课后习题答案
边学边做部分答案项目1 变压器认知与分析1.填空题(1) 绝缘、冷却 (2)12 (3) 磁滞损耗涡流损耗外加电压(4) 变电压变电流变阻抗(5) 并串(6) 不变增大(7) 绝对不允许2.判断题(1)×(2) ×(3)×项目2 三相异步电动机分析与控制1.填空题(1) 旋转磁场(2) 丫(3) 1/3 (4) 铁耗铜耗机械损耗(5) 增大不变增大(6) 减小减小不变(7) 鼠笼型绕线型(8) 能耗制动反接制动回馈制动(9) 改变绕组的相序(10) 同步转速(11) 0＜s＜1 驱动s＜0 制动(12 ) n=60f（1−s）变极变频变转差率p(13) 降低(14) 常开触点常闭触点(15) 短路保护过载保护(16) 通电延时型断电延时型(17) 硅钢片磁滞损耗涡流2.判断题(1) ×(2) ×(3) ×(4) √(5) √(6) ×(7) ×(8) ×(9) ×(10) ×(11) √项目3 直流电机分析与控制1.填空题(1) 交变直流(2) 一致(3)他励并励串励复励(4) 可逆电能机械能机械能电能(5) 电磁转矩转速(6) 降压电枢回路串电阻(7) 定子转子主磁极(8) E a=C eΦn T em=C TΦI a(9) 将励磁绕组反接电枢绕组反接(10) 不一定(11) 理想空载转速2.判断题(1) √(2) √(3) ×3.选择题(1) A (2) D (3) C (4) B (5) C项目5 典型机床电气控制系统分析1.选择题(1)D (2)A (3) D (4) D (5)B (6)A (7)D (8)B (9)A (10)B (11)A2.分析题(1) 略(2)①起动：定子饶组串电阻，正反转：按纽—接触器双重互锁，制动：反接制动。
②电阻R在制动过程中的作用限制制动电流。
控制电机教材参考答案
控制电机教材参考答案控制电机教材参考答案电机控制是电气工程中一个重要的领域，它涉及到电机的运行、调速、定位等方面。
掌握电机控制的知识对于电气工程师来说是至关重要的。
在学习电机控制的过程中，参考答案是一个非常有用的工具，它可以帮助我们更好地理解和掌握相关的知识。
一、电机控制的基础知识1. 什么是电机控制？电机控制是指通过各种控制方法和技术，对电机的运行状态进行调节和控制的过程。
它可以实现电机的启动、停止、调速、定位等功能。
2. 电机控制的分类电机控制可以根据不同的控制目的和控制方式进行分类。
按照控制目的可以分为速度控制、位置控制、力矩控制等；按照控制方式可以分为开环控制和闭环控制。
3. 电机控制的基本原理电机控制的基本原理包括控制系统的建立、信号的采集和处理、控制算法的设计等。
其中，控制系统的建立是电机控制的基础，它包括建立数学模型、确定控制目标等。
二、电机控制的常用方法1. 开环控制开环控制是指在控制过程中没有反馈信号的控制方式。
它根据预先设定好的控制量来控制电机的运行状态。
开环控制简单直接，但是对于外界干扰和参数变化敏感。
2. 闭环控制闭环控制是指在控制过程中通过反馈信号来实现对电机运行状态的控制。
它可以根据实际情况对控制量进行修正，提高控制的精度和稳定性。
闭环控制常用的方法有PID控制、模糊控制、自适应控制等。
3. 调速控制调速控制是电机控制的一种常见方式，它可以实现对电机转速的调节。
调速控制可以通过改变电机的电压、频率、极数等参数来实现。
4. 位置控制位置控制是指对电机的位置进行控制。
它可以通过编码器等装置来获取电机的位置信息，并根据设定的位置目标来控制电机的运行。
5. 力矩控制力矩控制是指对电机的输出力矩进行控制。
它可以根据实际需要来调节电机的输出力矩，以满足不同的工作要求。
三、电机控制的实际应用电机控制在工业生产中有着广泛的应用。
例如，电机控制可以用于机械加工中的数控机床，通过控制电机的运行状态来实现对工件的加工；电机控制还可以用于电梯、风扇等家用电器中，通过控制电机的转速和运行状态来实现不同的功能。
控制电机 第四版 陈隆昌 阎治安 课后答案
第二章1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。
由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。
2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B 电刷的极性如何?答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd 中电势由d指向c。
电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。
当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。
4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。
而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL正比于单位时间内换向元件电流的变化量。
基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eL∝n2。
同样可以证明ea∝n2。
因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。
所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。
为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。
5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。
控制电机第四版陈隆昌阎治安 课后答案
第二章1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。
由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。
2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何?答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。
电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。
当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。
4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值?答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。
而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL正比于单位时间内换向元件电流的变化量。
基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eL∝n2。
同样可以证明ea∝n2。
因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。
所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。
为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。
5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。
控制电机答案
1-2 答：由n=Ua/Ce φ-RaTem/CeCt φ2,以及φ=NUf/RmZ 可知：（1）Uf↓→φ↓ →机械特性斜率↑ →Tst ↓（2） Uf↓→φ↓→调节特性斜率↑ →调节范围减小。
1-6答：优点:(1)机械特性更接近线性化（2）能防自转缺点: (1)机电时间常数增加（2）效率和材料利用率降低1-7答：若转子电阻较小，两相伺服电动机的机械特性如图(a)当电动机正向旋转，即S<l 时， 只要负载转矩小于最大电磁转矩，转子仍能继续运转，并不会因控制电压的消失而停转。
这种现象称作“自转”现象。
1-9电动机的机械时间常数可定义为：当电动机空载时电枢外施阶跃电压，其角速度从0升到稳定角速度的63.2%时所需要的时间，它反映了电动机过渡过程的长短，即电动机转速跟控制电压变化的快慢。
他是伺服电动机的一项重要性能指标。
2-1.为什么直流测速发电机的使用转速不超过规定的最高转速？负载电阻不能小于规定值？答：Δu=1/(1+R1/Kn),因此当n 越大时，误差Δu 越大；R1越小时，Δu 越大。
负载电阻过小会加剧电枢反应的去磁影响。
考虑到电枢反应，电刷接触压降影响后，输出特性在低速时有不灵敏区；在高速时，又向下弯曲。
速度过高会引起电压脉动，因输出电压中交变分量幅值和频率一转速有关。
2-4.为什么交流异步测速发电机输出电压大小与电机转速成正比，而频率却与转速无关？答：转子转动后，转子切割直轴磁能φd ，并产生电势Er ，由于直轴磁通φd 为脉振磁通，Er 为交变电势，其交变频率为φd 的脉振频率f ，Er=C2*n φd ，Er 产生短路电流Ir ，产生脉振磁势Fr 。
Fr 可分解为励磁磁势Frd 和交轴磁势Frq 。
交轴磁势Frq 产生频率为f 的脉振磁通φq 。
又φq-Frq-Fr-Er-n ，因交轴脉冲φq 空间位置和输出绕组轴线一致，他将感应出频率为f 的输出电势E2，所以E2-φq-n 。
控制电机第二版杨渝钦主编习题解答
(1) n s
60 f p
60 50 1
3000
U c U cN 110 V
2ns
F(p)
( p)
1
/
K
' e
60U c
2.73
U C ( p ) m S 1 0.1047 Jn s p 1 0.025 p 1
Tko
5.7 (2) F ( p ) U C 55 0.03 p 1
• 1-6答：优点:(1)机械特性更接近线性化
•
（2）能防自转
•
缺点: (1)机电时间常数增加
•
（2）效率和材料利用率降低
• 1-7答：若转子电阻较小，两相伺服电动机的机械特性 如图(a)当电动机正向旋转，即S<l时， TemT1T20
只要负载转矩小于最大电磁转矩，转子仍能继续运 转，并不会因控制电压的消失而停转。这种现象称作 “自转”现象。 措施见教材p44
• 1-13解：
n
Ua Ke
Ra KeKt
Tem
0 4406
Ra KeKt
0.1006
Ra KeKt
44060m
Ra J KeKt
440606.228106
24ms 30ms,满足要求
• 1-16解：
(1)幅值控制时，圆形旋转
磁场，堵转转矩
T ko 1
9 .55 2
ns
U
2 1
Z
2 ck
E 2c E cos （ 2 120 ）
Ea
E2b
E 1a
2 Esin
1
2 120
2
sin
120 2
E
b
E2c
E 1b
电机控制技术 罗文广课后习题答案
电机控制课后习题（部分答案）1-1.负载转矩的折算原则是什么？负载飞轮矩的折算是什么？答：负载转矩折算的原则是折算前后的功率不变；负载飞轮矩折算的原则是折算前后的动能不变。
1-2.什么是负载特性？什么是电动机的机械特性？答：电力拖动系统的负载转矩特性简称负载特性是指生产机械的负载转矩与转速的关系，典型的负载特性有恒转矩负载、通风机与泵类负载和恒功率负载等。
电动机的机械特性是电动机的输出扭矩与其转速之间的关系。
1-3. 电力传动系统稳定运行的充分必要条件是什么？答：为了保证电力系统稳定运行，电力系统必须满足以下要求：(1)为保持电力系统正常运行的稳定性和频率、电压的正常水平，系统应有足够的静态稳定储备和有功、无功备用容量，并有必要的调节手段。
在正常负荷波动和调节有功、无功潮流时，均不应发生自发振荡。
(2)要有合理的电网结构。
(3)在正常方式(包括正常检修方式)下，系统任意一个元件(发电机、线路设备、变压器、母线)发生单一故障时，不应导致主系统发生非同步运行，不应发生频率崩溃和电压崩溃。
(4)在事故后经调整的运行方式下，电力系统仍应有符合规定的静稳定储备，其他元件按规定的事故过负荷运行。
(5)电力系统发生稳定破坏时，必须有预定措施，以缩小事故范围减少事故损失。
2-1.分析并比较交、直流电动机的特点？答：课本38页，表3-12-2.直流电动机有哪些励磁方式？各种励磁方式分别有何特点？答；直流电动机的励磁方式有他励、并励、串励和复励等。
他励式的特点是励磁绕组单独接其他直流电源，这样励磁电流由该电源供给；并励式的特点是励磁绕组和电枢绕组并联，接同一个直流电源，励磁绕组上的电压就等于电枢绕组的端电压；串励式的特点是励磁绕组与电枢绕组串联连接，这样励磁绕组的电流就等于电枢绕组的电流；复励方式的特点是有两套励磁绕组：一套是与电枢绕组并联的并励绕组，另一套是与电枢绕组串联的串励绕组。
若串励绕组产生的磁动势与并励绕组产生的磁动势方向相同，就称为积复励式；若方向相反，则称为差复励式。
完整word版控制电机答案第四版
1•为什么直流发电机电枢绕纶元件的电势是交变电势而电別电势是直流电势？答：电枢连续旋转.导体吕b和cd轮流交替地切劃工极和S极下的磁力线，因而Eb和匸d中的电英及线圈电势是交变的。
由于通过换向器的作AL 无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体胡连接，如电刷A始荚与处在\极下的导体ffi连姿，而处在一定极性下的导体电势方向足不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为S流电势。
2.妇果图2 - 1中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和B电刷的极性如何7答：在图示瞬时.\极下导体Elb中电势的方向tb抬向巧S极下导体cd中电势由d指向5电刷I A通过换向片与线圏的a端相接触,电刷B与浅圈的d端胡接触.故此时A电剧为正.B'电刷为负，当电枢转过18旷以后，寻体fd处于、极下，导体QD处于S极下*这时它们的电势与前一时刻犬小相等方向相反，于是线Ift电势的方向也变为由a到山此对d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。
4.为什么直流测速杠的转速不得超过规宦的最高转速？负载电阻不能小于绘定®?答：转速越爲员载电阻越小，电枢电沢越大，电枢反应的去磁作乐越强.碗通被削弱得越多.输出特性线越远，线性误羌越大，为了诚少屯枢反应对输出特性的影响，直涼测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负較电S不能低于最小负载电aa，以保证线性误差在限度的范S内。
而且换向周期与转速成反比，电机转速越高, 元件的换向周期越短匚eL正比于单位时间内殃向元件电流的变化量。
基于上述分析，亂必正比转速的平方.Bq eL«n2o同样可以证明e日ocn2口因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通弓n2成正比，使输岀特性呈现徘线性.所以，直流测速发电机的转速上眼要受到延迟换冋去磁效应的限制.为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱廷迟换向±碗作用，即规定了最高工作转速口5.如果电刷通过换向器所连麦的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线"角的直线上，如圏2-29所示，试综合应用所学的知识，分祈在此情况下对测速机丘、反笑的输岀特性的影响.（提示：在S中作一辅助线.）正反向特性不一致n6.具有16个槽.16个换向片的两极官流发电机结构如图2-30试画出其绕组的完整连接图: 试画岀图示时刻绕组的等值电路图;若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标岀感应电势方向和电刷极性;（4）如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离，会出现什么问题?4 3 2 1 16 15 II1_\Vw_VA T A VA_W>_VA~~g；辛56-* -Wv ---- V/J -- V A* -- P2—WV ------- VAf -- VA6 7 S 9 10 11 12第三章b直流电动机的电磁转矩和电枢电流由件么决定？B流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻,而且还取决于与转速成正比的反邑势（当W常数时）根揭转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩木变:加上fe琏电流及不变*磁通①不变，所以电枢电流帀也不变，a 流电动机的电®转矩和电枢电滾由a流电动机的总咀转矩决定。
控制电机习题解答
控制电机第一章旋转变压器 (1)第二章自整角机 (8)第三章测速发电机 (12)第四章伺服电动机 (18)第五章微特同步电动机 (26)第六章无刷直流电动机 (31)第七章步进电动机 (34)第八章直线电动机 (39)第九章超声波电动机 (43)第一章 旋转变压器1. 简述旋转变压器的工作原理。
2. 答：3. 旋转变压器是输出电压与转子转角成一定函数关系的特种电机。
以正余弦旋转变压器为例，在定子槽中安放两个相互垂直的绕组，其中直轴方向的S1—S2为励磁绕组，交轴方向的S3—S4为补偿绕组，如图1-1(a)所示。
在转子槽中也安放两个相互垂直的绕组R1—R2、R3—R4，它们是正余弦输出绕组，如图1-1(b)所示。
4.•U(a)(b)5. 图1-1 旋转变压器的绕组结构6. 首先分析空载运行时的情况，此时只有定子励磁绕组S1—S2施加交流励磁电压1•U ，其余三个绕组全部开路。
显然，励磁绕组将在气隙中产生一个脉振磁场D •Φ，这个脉振磁场将在输出绕组中产生感应电动势，即 7. ⎩⎨⎧==θθsin cos 2R22R1E E E E8. 式中，2E 为转子输出绕组轴线与定子励磁绕组轴线重合时D •Φ在输出绕组中感应电动势的有效值。
9. 设D •Φ在励磁绕组S1—S2中感应电动势的有效值为1E ，则旋转变压器的变比为 10. 12u E E k = 11. 这样12. ⎩⎨⎧==θθsin cos 1u R21u R1E k E E k E13. 与普通变压器类似，可以忽略定子励磁绕组的漏阻抗压降，即11U E ≈。
而空载时转子输出绕组的感应电动势在数值上就等于输出电压，所以 14. ⎩⎨⎧==θθsin cos 1u R21u R1U k U U k U15. 上式表明，旋转变压器空载时其输出电压R2R1U U 、分别是转角θ的余弦函数和正弦函数，这样转子绕组R1—R2就称为余弦输出绕组，而绕组R3—R4称为正弦输出绕组。
《控制电机》参考答案(李光友)
控制电机（2版）思考题与习题参考答案 （机械工业出版社，李光友等编著）第1章 直流伺服电动机1. 一台直流电动机，其额定电压为110V ，额定电枢电流为0.4A ，额定转速为3600r/min ，电枢电阻为50Ω，空载阻转矩015.0T 0=N ·m ，试问电动机的额定负载转矩是多少？解：T L =T e −T 0 , T e =E a I a Ω=90×0.4120π=0.0955N.mΩ=2πn 60=120π, E a =U −R a I a =110−50×0.4=90VT L =0.0955−0.015=0.0805N.m2. 一台型号为55SZ54的直流伺服电动机，其额定电压为110V ，额定电枢电流为0.46A ，额定转矩为093.0 N ·m ，额定转速为3000r/min 。
忽略电动机本身的空载阻转矩0T ，试求电机在额定运行状态时的反电动势a E 和电枢电阻a R 。
解：U=E a +I a R a , T e =E a I a /Ω , Ω=2πn 60=100πE a =T e ΩI a=0.093×100π0.46=63.51V ，R a =U−E a I a=110−63.50.46=101.1Ω3. 伺服电动机型号为70SZ54，,V 110U U ,W 55P f N N ===效率m in /r 3000n %,5.62N N ==η，空载阻转矩0714.0T 0= N ·m 。
试求额定运行时电动机的电枢电流aN I ，电磁转矩e T ，反电动势aN E 和电枢电阻a R 。
解： I aN =P N U N ηN=55110×0.625=0.8A ，T LN =P N Ω=55100π=0.175N.m ，Ω=2πn 60=100πT e =T LN +T 0=0.175+0.0715=0.2465N.m ，E aN =T e ΩI aN=0.2465×110π0.8=96.75VR a =U−E aN I aN=110−96.80.8=16.5Ω4. 由两台完全相同的直流电机组成的电动机-发电机组。
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控制电机课后答案第二章1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。
由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。
2.如果图2-1中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何?答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。
电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。
3.为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置?为什么端部对称的鼓形绕组(见图2-3)的电刷放在磁极轴线上?答：放在磁极轴线上。
具体见P9-104.为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速?负载电阻不能小于给定值?答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。
而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；e L正比于单位时间内换向元件电流的变化量。
基于上述分析，e L必正比转速的平方，即e L∝n2。
同样可以证明e a∝n2。
因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。
所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。
为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。
5.如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图2-29所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。
(提示：在图中作一辅助线。
)正反向特性不一致。
思路：假设是逆时针转，图见P7图2-1。
本来中性面是没有切割磁感线的，但是现在偏一个角，虽然还是没有切割磁感线但是却有电流通过，根据右手定则判断在偏角直线产生的感应磁场与原来的磁场方向相比较判断影响。
6.具有16个槽，16个换向片的两极直流发电机结构如图2-30所示。
(1)试画出其绕组的完整连接图；(2)试画出图示时刻绕组的等值电路图；(3)若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性；(4)如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离，会出现什么问题?图2–29图2-30结构简图第三章1.直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定?答直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成12N a =−正比的反电势（当Ø=常数时）根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变；加上励磁电流If 不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia 也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。
2.如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性(见图3-33)，就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL 时，电动机的转速就下降。
试问这是什么原因?3.一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样?答：最终电枢电流不变，转速升高4.已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua =110V ，额定运行时的电枢电流Ia =0.4A ，转速n =3600r/m in ,它的电枢电阻Ra =50Ω，空载阻转矩T 0=15m N ·m 。
试问该电动机额定负载转矩是多少?5.用一对完全相同的直流机组成电动机—发电机组，它们的励磁电压均为110V ，电枢电阻Ra =75Ω。
已知当发电机不接负载，电动机电枢电压加110V 时，电动机的电枢电流为0.12A ，绕组的转速为4500r/m in 。
试问：(1)发电机空载时的电枢电压为多少伏?(2)电动机的电枢电压仍为110V ，而发电机接上0.5k Ω的负载时，机组的转速n 是多大(设空载阻转矩为恒值)?122L a R I T T I n ↓⇒↑⇒↑⇒↑⇒↑⇒↓发发发电电6.一台直流电动机，额定转速为3000r/m in。
如果电枢电压和励磁电压均为额定值，试问该电机是否允许在转速n=2500r/m in下长期运转?为什么?答：不能，因为根据电压平衡方程式，若电枢电压和励磁电压均为额定值，转速小于额定转速的情况下，电动机的电枢电流必然大于额定电流，电动机的电枢电流长期大于额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组7.直流电动机在转轴卡死的情况下能否加电枢电压?如果加额定电压将会有什么后果?答：不能，因为电动机在转轴卡死的情况小，加额定的电枢电压，则电压将全部加载电枢绕组上，此时的电枢电流为堵转电流，堵转电流远远大于电枢绕组的额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组。
8.并励电动机能否用改变电源电压极性的方法来改变电动机的转向?答：不能，改变电动机的转向有两种方法：改变磁通的方向和改变电枢电流的方向，如果同时改变磁通的方向和电枢电流的方向，则电动机的转向不变。
并励电动机若改变电源电压的极性，将同时改变磁通的方向和电枢电流的方向，则电动机的转向不变。
9.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?并说明由原来的稳态到达新的稳态的物理过程。
10.请用电压平衡方程式解释直流电动机的机械特性为什么是一条下倾的曲线?为什么放大器内阻越大，机械特性就越软?11.直流伺服电动机在不带负载时，其调节特性有无死区?调节特性死区的大小与哪些因素有关?12.一台直流伺服电动机带动一恒转矩负载(负载阻转矩不变)，测得始动电压为4Ｖ，当电枢电压Ua=50V时，其转速为1500r/m in。
若要求转速达到3000r/m in，试问要加多大的电枢电压?13.已知一台直流伺服电动机的电枢电压Ua=110V，空载电流Ia0=0.055A，空载转速n ′0=4600r/m in，电枢电阻Ra=80Ω。
试求：(1)当电枢电压Ua=67.5V时的理想空载转速n0及堵转转矩T d;(2)该电机若用放大器控制，放大器内阻Ri=80Ω，开路电压Ui=67.5V，求这时的理想空载转速n0及堵转转矩T d;(3)当阻转矩TL+T0由30×10-3N·m增至40×10-3N·m时，试求上述两种情况下转速的变化Δn。
第五章1.各种自整角机的国内代号分别是什么?自整角机的型号中各量含义是什么?答：常见自整角机的国内代号：力矩式发送机：ZLF，力矩式接收机：ZLJ，控制式发送机：ZKF，控制式变压器：ZKB，差动发送机：ZCF，差动接收机：ZCJ，控制式差动发送机：ZKC。
型号中前两位数字(由左向右排列)表示机座号,中间三个字母表示产品名称代号,后两位数字表示性能参数序号。
2.何为脉振磁场?它有何特点和性质?答：脉振磁场：是一种空间位置固定而幅值在正负最大值之间变化的磁场。
单相绕组，通入单相交流电时，便产生两极脉振磁场。
单相基波脉振磁场的物理意义可归纳为如下两点：(1)对某瞬时来说，磁场的大小沿定子内圆周长方向作余弦分布；(2)对气隙中某一点而言，磁场的大小随时间作正弦变化。
3.自整角变压器的转子绕组能否产生磁势?如果能，请说明有何性质?答：若自整角变压器的转子绕组电路闭合，则会有输出电流产生，该电流也为单相正弦交流电，则该电流通过自整角变压器的转子绕组（单相绕组）必然产生两极脉振磁场。
该磁场具备脉振磁场的两个性质：(1)对某瞬时来说，磁场的大小沿定子内圆周长方向作余弦分布；(2)对气隙中某一点而言，磁场的大小随时间作正弦变化。
4.说明ZK F的定子磁密的产生及特点。
如果将控制式运行的自整角机中定子绕组三根引出线改接,例如图5-19中的D1和D′2联,D2和D′1联,而D3仍和D′3联接,其协调位置和失调角又如何分析?答：控制式发送机的转子励磁绕组产生的励磁磁场气隙磁通密度在空间按余弦波分布，它在定子同步绕组中分别感应出时间相位相同、幅值与转角θ1有关的变压器电势，这些电势在ZKF的定子绕组中产生电流，形成磁场。
其特点是：(1)定子三相合成磁密相量和励磁绕组轴线重合,但和励磁磁场反向。
(2)故定子合成磁场也是一个脉振磁场。
(3)定子三相合成脉振磁场的幅值恒为一相磁密最大值的3/2倍,它的大小与转子相对定子的位置角θ1无关。
其协调位置将超前原位置120°，失调角γ=-［30°+（θ2-θ1）］5.三台自整角机如图5-34接线。
中间一台为力矩式差动接收机,左右两台为力矩式发送机,试问：当左、右边两台发送机分别转过θ1、θ2角度时,中间的接收机转子将转过的角度θ和θ1、θ2之间是什么关系?答：有图可知，θ1<θ2，他们都是顺时针方向旋转；所以θ=θ2-θ1，则中间的接收机将顺时针转过θ=θ2-θ1的角度。
原、副边都补偿的正余弦旋转变压器原边和副边都补偿时的正余弦旋转变压器如图6-7所示,此时其四个绕组全部用上,转子两个绕组接有外接阻抗Z L和Z′,允许Z L有所改变。
和单独副边或单独原边补偿的两种方法比较,采用原、副边都补偿的方法,对消除输出特性畸变的效果更好。
这是因为,单独副边补偿时补偿所用阻抗Z′的数值和旋转变压器所带的负载阻抗Z L的值必须相等。
对于变动的负载阻抗来说,这样不能实现完全补偿。
第六章1.消除旋转变压器输出特性曲线畸变的方法是什么?答：原边补偿和副边补偿。
2.正余弦旋转变压器副边全补偿的条件是什么?原边全补偿的条件又是什么?答：副边全补偿的条件是：转子另一输出绕组接一个等于负载阻抗Z L的阻抗；原边全补偿的条件是：定子交轴绕组外接阻抗Z等于励磁电源内阻抗Z n。
3.旋转变压器副方全补偿时只产生与转角如何(有关;无关)的直轴磁场?而能否(不;可以)产生交轴磁场,其原因是什么?答：旋转变压器副方全补偿时只产生与转角有关的直轴磁场，不产生交轴磁场,其原因是：对称绕组不产生交轴磁场或者说它们产生的交轴磁场相互抵消。
4.采用原方全补偿时,旋转变压器在工作时交轴磁通在某绕组中感生电流,该电流所产生的磁通对交轴磁通有什么作用?单独原边全补偿时,负载阻抗改变将能否(不;可以)影响其补偿程度,即与负载阻抗值的改变是否有关?答：感生电流所产生的磁通对交轴磁通有去磁作用，单独原边全补偿时,负载阻抗改变不影响其补偿程度,即与负载阻抗值的改变无关。