第五章电机与拖动基础课后习题答案全解 第二版 徐建华

第五章

5 . 1 什么是直流伺服电机的电枢控制方式?什么是磁场控制方式?

答: 将直流伺服电机的电枢绕组接控制电压,励磁绕组接恒定电压的控制方式称为电枢控

制方式;将励磁绕组接控制电压, 电枢绕组接恒定电压的控制方式称为磁场控制方式。

5 . 2 为什么直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式?

答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时, 控制电压加在电枢绕组上, 励磁绕组接恒定电压,

控制精度高,线性度好; 采用磁场控制方式时, 电枢绕组接恒定电压, 控制电压加在励磁绕组

上,由于磁路的非线性, 控制精度较差,性能较差,所以直流伺服电机常采用电枢控制方式而不

采用磁场控制方式

5 . 3 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压是多少?与负载大小有什么关系?

答: 直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压 0C U =

T C RT ,与负载大小成正比。

5 . 4 常有哪些控制方式可以对交流伺服电机的转速进行控制?

答: 或通过改变控制电压的幅值,或改变控制电压的相位,或同时改变控制电压的幅值和相

位,都可以对交流伺服电机的转速进行控制,所以常有幅值控制、相位控制和幅值—相位控制

等三种控制方式对交流伺服电机的转速进行控制。

5 . 5 何谓交流伺服电机的自转现象?怎样消除自转现象?直流伺服电机有自转现象吗?

答: 转动中的交流伺服电机在控制电压为零时继续转动而不停止转动的现象,称为交流伺

服电机的自转现象。增加交流伺服电机的转子电阻可以消除自转现象。直流伺服电机没有自

转现象。

5 .

6 幅值控制和相位控制的交流伺服电机,什么条件下电机气隙磁动势为圆形旋转磁

动势?

答: 当控制电压C U 与励磁电压f

U 大小相等、相位差为090时, 幅值控制和相位控制的交

流伺服电机,其气隙磁动势为圆形旋转磁动势。

5 . 7 为什么交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式?

答: 幅值-相位控制方式只需要电容器和电位器,不需要复杂的移相装置, 控制设备简单;而

幅值控制方式或者相位控制方式都需要移相装置,所以交流伺服电机常采用幅值-相位控制

方式。

5 . 8 为什么直流测速发电机的转速不宜超过规定的最高转速?为什么所接负载电阻不

宜低于规定值?

答: 直流测速发电机的转速愈高,感应电动势就愈大,当负载不变时,电枢电流也愈大, 电枢

反应的去磁作用就愈强,输出的端电压下降愈多,误差愈大。负载电阻愈小, 电枢电流也就

愈大, 电枢反应的去磁作用就愈强, 误差愈大。所以直流测速发电机的转速不宜超过规定

的最高转速,所接负载电阻不宜低于规定值?

5 . 9 交流异步测速发电机输出特性存在线性误差的主要原因有哪些?

答: 交流异步测速发电机输出特性存在线性误差的主要原因是励磁绕组与输出绕组在空间不是严格地相差90 °电角度,这时两绕组之间就有电磁耦合,当励磁绕组接电源,即使转子不转,电磁耦合会使输出绕组产生感应电动势,从而产生剩余电压, 造成失控;转子旋转时, 剩余电压叠加在输出电压上,使输出电压的大小及相位发生变化,造成误差。另外, 输出绕组本身有漏阻抗,会产生漏阻抗压降,也带来误差。

5 . 10 为什么交流异步测速发电机转子采用非磁性空心杯转子而不采用笼型结构?

答: 交流异步测速发电机转子采用非磁性空心杯转子时, 转子的转动惯量小,电阻大,漏电抗小,使输出特性线性度好。笼型结构转子的转动惯量大, 漏阻抗大, 会使输出特性线性度变差。所以交流异步测速发电机转子采用非磁性空心杯转子而不采用笼型结构。

5 . 11 步进电机的三相单三拍运行含义是什么?三相单双六拍?它们的步距角有怎样的关系? 答: “三相”是指定子绕组是三相绕组; 定子绕组每改变一次通电方式称为“一拍”; “单”是指每拍只有一相绕组通电; “三拍”是指每改变三次通电方式才能完成一次通电循环,转子

转过一个齿。“三相单双六拍”中的“双”是指一拍中有两相绕组通电; “三相单双六拍” 是

指定子绕组要改变六次通电方式才能完成一次通电循环,为“六拍”,而且定子绕组通电方式

为,前一拍是一相绕组通电, 后一拍是两相绕组通电,交替进行,故而称之为“单双六拍”。单双

六拍运行时的步距角是单三拍运行时的一半。

5 . 12 什么是步进电机的静态运行状态?什么是步进运行状态?什么是连续运行状态?

答: 步进电机通电后不改变通电方式的运行状态称为静态运行状态;来一个脉冲步进电机

转过一步,再来一个脉冲再转过一步的运行状态称为步进运行状态;当输入的脉冲频率较高

时,转子的步进运动变成了连续的旋转运动,这种运行状态称为连续运行状态。

5 . 13 步进电机的转速由哪些因素确定?与负载转矩大小有关系吗?

答: 步进电机的转速 n=N Z f

r 60 r/min , 转速与输入的脉冲频率f 成正比,与转子齿数r Z 和

拍数N 成反比。转速与负载转矩大小无关。

5 . 14 步距角为1 . 8 °/0 . 9 °的反应式四相八极步进电机的转子有多少个齿?若运行频率为2 000 Hz ,求电动机运行的转速是多少?

解: 四相八极步进电机单拍运行时的拍数为4, 步距角为1 . 8 °;单双拍运行时的拍数为8,

步距角为0.9°。步距角s θ与转子齿数r Z 及运行拍数N 之间的关系是

s θ=N Z r 360 当4=N ,08.1=s θ时, 508.1436036000=⨯==

s r N Z θ 单拍运行时(4=N )转速为 n=N Z f

r 60=min /600450200060r =⨯⨯,

单双拍运行时的拍数为8,转速为300 r/min 。

5 . 15 直线电动机和旋转电动机的定子三相绕组在空间排列有什么不同?为什么?

答: 直线电动机的定子三相绕组在空间排列成直线, 旋转电动机的定子三相绕组排列在定

子圆周上。这样,直线电动机能产生直线运动磁场,带动转子作直线运动; 旋转电动机能产生

旋转磁场, 带动转子作旋转运动。

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6 直线电动机和旋转电动机的定子三相绕组通三相交流电时,为什么直线电动机产生直

线方向的电磁力而旋转电动机产生电磁转矩?

答: 这是因为直线电动机的定子三相绕组在空间排列成直线,通入三相交流电时,能产生直

线运动磁场,与转子作用产生直线方向的电磁力;而旋转电动机的定子三相绕组排列在定子圆

周上, 通入三相交流电时产生旋转磁场, 与转子作用产生电磁转矩。

5 . 17 旋转电动机的同步转速与极对数成反比例关系,试问直线电动机的直线运行速度与极