控制电机与特种电机课后答案第6章
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。
控制电机课后答案
第3章直流伺服电动机1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定?答:直流电动机的电磁转矩表达式:T=C TφI a (1)电枢电流的表达式:I a=(U a-E a)/R a=(U a- C eφn)/R a (2)由表达式(1)知道,电磁转矩在φ不变的情况下,由电枢电流I a决定。
由表达式(2)知道,在φ不变的情况下,电枢电流由外加电压,电枢内阻及电动机转速共同决定,且稳态时T=T S,由表达式(1)得到,电枢电流由负载总阻转矩决定。
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:当直流伺服电动机负载转矩、励磁电流不变时,仅将电枢电压增大,此时由于惯性,转速来不及变化,E a=C eφn,感应电势不变,电枢电压增大,由电压平衡方程式:I a=(U a-E a)/R a=(U a-C eφn)/R a可知,电枢电流I a突然增大;又T=C TφI a,电磁转矩增大;此时,电磁转矩大于负载转矩,由T=T L+T j=T L+JdΩ/dt知道,电机加速;随着转速n的增加,感应电势E a增加,为保持电压平衡,电枢电流I a将减少,电磁转矩T也将减少,当电磁转矩减小到等于总的负载阻转矩时,电机达到新的稳态,相对提高电枢电压之前状态,此时电机的转速增加、电磁转矩、电枢电流不变。
4. 已知一台直流电动机,其电枢额定电压Ua=110 V,额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A,转速n=3600 r/m in, 它的电枢电阻Ra=50 Ω,空载阻转矩T0=15 m N·m。
试问该电动机额定负载转矩是多少?解:由E a=U a-I a R a (1)E a=C eφn (2)C T=60*C e/(2*π) (3)T=T s=T0+T L (4)T=C TφI a (5)联立5个式子,可得到T L=80.5mN·m7. 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:当直流电动机在转轴卡死的情况下不能加电枢电压。
机电传动与控制(第四版)第6章课后习题参考答案
第六章6.1 有一台交流伺服电动机,若加上额定电压,电源频率为50Hz,极对数P=1,试问它的理想空在转速是多少?n0=60*f/p=60*50/1=3000r/min理想空在转速是3000 r/min6.2何谓“自转”现象?交流伺服电动机时怎样克服这一现象,使其当控制信号消失时能迅速停止?自转是伺服电动机转动时控制电压取消,转子利用剩磁电压单相供电,转子继续转动.克服这一现象方法是把伺服电动机的转子电阻设计的很大,使电动机在失去控制信号,即成单相运行时,正转矩或负转矩的最大值均出现在Sm>1的地方.当速度n 为正时,电磁转矩T为负,当n为负时,T为正,即去掉控制电压后,单相供电似的电磁转矩的方向总是与转子转向相反,所以是一个制动转矩.可使转子迅速停止不会存在自转现象6.3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?当副在增加时, n=U c/K eΦ-RT/K e K tΦ2电磁转矩增大,转速变慢,根据n=U c/K eΦ-R a I a/K e Φ控制电流增大.6.4有一台直流伺服电动机,当电枢控制电压Uc=110V时,电枢电流I a1=0.05A,转速n1=3000r/min;加负载后,电枢电流I a2=1A, 转速n2=1500r/min。
试做出其机械特性n=f (T)。
电动机的电磁转矩为T=BI a NLD/2,n300015000.05A6.5n0=3000r/min;当n0=120Uc/πNBLD6.6细不变,式中的BI a Nl/2紧思维常数,故转矩T与直径D近似成正比.电动机得直径越大力矩就越大.6.7 为什么多数数控机床的进给系统宜采用大惯量直流电动机?因为在设计.制造商保证了电动机能造低速或阻转下运行,在阻转的情况下,能产生足够大的力矩而不损坏,加上他精度高,反应快,速度快线性好等优点.因此它常用在低俗,需要转矩调节和需要一定张力的随动系统中作为执行元件.6.8 永磁式同步电动机为什么要采用异步启动?因为永磁式同步驶电动机刚启动时,器定子长生旋转磁场,但转子具有惯性,跟不上磁场的转动,定子旋转时而吸引转子,时而又排斥转子,因此作用在转子的平均转矩为零,转子也就旋转不起来了.6.9 磁阻式电磁减速同步电动机有什么突出的优点?磁阻式电磁减速同步电动机无需加启动绕组,它的结构简单,制造方便.,成本较低,它的转速一般在每分钟几十转到上百专职践踏是一种常用的低速电动机.6.10 一台磁组式电磁减速同步电动机,定子齿数为46,极对数为2,电源频率为50Hz,转子齿数为50,试求电机的转速。
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。
控制电机中国电力出版社(习题解答)谢卫 答案
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。
答: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。
图1-1 旋转变压器的绕组结构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,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,这个脉振磁场将在输出绕组中产生感应电动势,即式中,为转子输出绕组轴线与定子励磁绕组轴线重合时在输出绕组中感应电动势的有效值。
设在励磁绕组S1—S2中感应电动势的有效值为,则旋转变压器的变比为这样•U(a)(b)1•U D•Φ⎩⎨⎧==θθsin cos 2R22R1E E E E 2E D•ΦD•Φ1E 12u E E k =⎩⎨⎧==θθsin cos1u R21u R1E k E E k E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。
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,所以上式表明,旋转变压器空载时其输出电压分别是转角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。
2. 正余弦旋转变压器输出特性发生畸变的原因是什么?畸变补偿的方法有哪些?答:当正余弦旋转变压器输出绕组接了负载以后,其输出电压便不再是转角的正、余弦函数。
例如在图1-2中,正弦输出绕组R3—R4接有负载,其输出电压如图1-3所示,它偏离了期望的正弦值,这种现象称为输出特性的畸变。
机电传动与控制第五版答案第六章
,第六章从接触器的结构特征上如何区分交流接触器与直流接触器为什么直流接触器与交流接触器相比,直流接触器的铁心比较小,线圈也比较小,交流电磁铁的铁心是用硅钢片叠柳而成的.线圈做成有支架式,形式较扁.因为直流电磁铁不存在电涡流的现象.为什么交流电弧比直流电弧容易熄灭因为交流是成正旋变化的,当触点断开时总会有某一时刻电流为零,此时电流熄灭.而直流电一直存在,所以与交流电相比电弧不易熄灭.若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源,或直流电器的线圈误接入同电压的交流电源,会发生什么问题若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源,会因为交流线圈的电阻太小儿流过很大的电流使线圈损坏. 直流电器的线圈误接入同电压的交流电源,触点会频繁的通短,造成设备的不能正常运行.交流接触器动作太频繁时为什么会过热%因为交流接触启动的瞬间,由于铁心气隙大,电抗小,电流可达到15倍的工作电流,所以线圈会过热.在交流接触器铁心上安装短路环为什么会减少振动和噪声在线圈中通有交变电流时,再铁心中产生的磁通是与电流同频率变化的,当电流频率为50HZ时磁通每秒有100次通过零,这样所产生的吸力也为零,动铁心有离开趋势,但还未离开,磁通有很快上来,动铁心有被吸会,造成振动.和噪声,因此要安装短路环.两个相同的110V交流接触器线圈能否串联接于220V的交流电源上运行为什么若是直流接触器情况又如何为什么两个相同的110V交流接触器线圈不能串联接于220V 的交流电源上运行,因为在接通电路的瞬间,两各衔铁不能同时工作,先吸合的线圈电感就增大,感抗大线圈的端电压就大,另一个端电压就小,时间长了,有可能把线圈烧毁.若是直流接触器,则可以.电磁继电器与接触器的区别主要是什么接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路.继电器主要是传递信号,根据输入的信号到达不同的控制目的.电动机中的短路保护、过电流保护和长期过载(热)保护有何区别-电动机中的短路保护是指电源线的电线发生短路,防止电动机过大的电枢电路而损坏.自动切断电源的保护动作.过电流保护是指当电动机发生严重过载时,保护电动机不超过最大许可电流.长期过载保护是指电动机的短时过载保护是可以的,但长期过载时电动机就要发热,防止电动机的温升超过电动机的最高绝缘温度.过电流继电器与热继电器有何区别各有什么用途过电流继电器是电流过大就断开电源,它用于防止电动机短路或严重过载. 热继电器是温度升高到一定值才动作.用于过载时间不常的场合.为什么热继电器不能做短路保护而只能作长期过载保护而熔断器则相反,为什么因为热继电器的发热元件达到一定温度时才动作,如果短路热继电器不能马上动作,这样就会造成电动机的损坏.而熔短期,电源一旦短路立即动作,切断电源.自动空气断路器有什么功能和特点"功能和特点是具有熔断器能直接断开主回路的特点,又具有过电流继电器动作准确性高,容易复位,不会造成单相运行等优点.可以做过电流脱扣器,也可以作长期过载保护的热脱扣器.时间继电器的四个延时触点符号各代表什么意思机电传动装置的电器控制线路有哪几种各有何用途电器控制线路原理图的绘制原则主要有哪些电器控制线路有1:启动控制线路及保护装置.2正反转控制线路.3:多电动机的连锁控制线路.4:电动控制线路.5:多点控制线路.6:顺序控制线路.7:多速异步电动机的基本控制线路.8:电磁铁.电磁离合器的基本控制线路.电器控制线路原理图的绘制原则主要有1:应满足生产工艺所提出的要求.~2:线路简单,布局合理,电器元件选择正确并得到充分.3操作,维修方便4设有各种保护和防止发生故障的环节.5能长期准确,稳定,可靠的工作.为什么电动机要设有零电压和欠电压保护零电压和欠电压保护的作用是防止当电源暂时供电或电压降低时而可能发生的不容许的故障.,在装有电器控制的机床上,电动机由于过载而自动停车后,若立即按钮则不能开车,这可能是什么原因有可能熔短器烧毁,使电路断电.或者是热继电器的感应部分还未降温,热继电器的触点还处于断开状态.'要求三台电动机1M、2M、3M按一定顺序启动:即1M启动后,2M才能启动;2M启动后3M才能启动;停车时则同时停。
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。
电工学课后习题第6章电动机习题及答案
6.2.4 某三相异步电动机,定子电压为 380 V,三角形联
结。当负载转矩为 51.6 N · m 时,转子转速为 740 r/min,效率为 80
%功率因数为 0.8。求:(1)输出功率;(2)输入功率;(3)定子 线流和相电流
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第6章 电 动 机
6.3.1 某三相异步电动机,PN=30 kW,nN= 980 r/min, KM= 2.2,KS=2.0,求: (1)U1l=UN 时的 TM 和 TS;(2) U1l=0.8 UN 时的 TM 和 TS。
频率 f2 。
【解】
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返 回练习题题集
下一题
第6章 电 动 机
6.2.2 某三相异步电动机, p=1, f1=50 Hz, s=0.02,
P2=30 kW,T0 = 0.51N · m 。求: (1)同步转速;(2)转子转 速;(3 )输出转矩;(4)电磁转矩。
【解】 (1)
(2)
【解】 (1) 由于TN<TL,故不能带此负载长期运行。 (2) 由于 ,故可以带此负载短时运行。 (3)
第十八页, 共返三十回一页练。习题题集
上一题
下一页
下一题
第6章 电 动 机
虽然
, 但由于
, 故不可带此负载直接起动。
第十九页, 共三返十回一回页练。习 题题集
上一题
上一页
下一题
第6章 电 动 机
(2) (3)
第九页, 共三十一页。 返 回练习题题集
上一题
下一页
下一题
(4)
第6章 电 动 机
第十页, 共三十一页返。 回练习题题集
上一题
控制电机与特种电机课后答案第9章
控制电机与特种电机课后答案第9章思考题与习题1(直线电动机有哪些优点?又有哪些缺点?2(直线感应电动机有哪几种结构形式?其运动速度如何确定?3(直线感应电动机与旋转感应电动机在电磁性能上有什么不同?4(永磁式直线直流电动机可分为哪几种?它们各有什么特点?5(直线同步电动机与直线感应电动机相比有什么特点?6(感应子式直线步进电动机的推力与哪些因素有关?为什么?7(什么是音圈电动机和平面电动机?其工作原理各如何?8(直线电动机有哪些主要用途?试举例说明。
,,109(一台直线异步电动机,其初级固定、次级运动,极距cm,电源频率为50Hz,额定运行时的滑差率=0.05,试求: s(1)同步速度; vs(2)次级的移动速度。
v答案1.答:直线电机的优点如下:采用直线电机驱动的传动装置,不需要任何转换装置而直接产生推力,因此,它保(1)证了运行的可靠性,提高传递效率,降低制造成本,易于维护。
据(2)直线电机运行时,它的零部件和传动装置不像旋转电机那样会受到离心力的作用,因而它的直线速度可以不受限制。
(3)直线电机运动时可以无机械接触,故整个装置或系统噪声很小或无噪声;并且使传动零部件无磨损,从而大大减少了机械损耗。
(4)直线电机结构简单,且它的初级铁心在嵌线后可以用环氧树脂等密封成整体,所以可以在一些特殊场合中应用,例如可在潮湿环境甚至水中使用,或在有腐蚀性气体中使用。
(5)由于散热面积大,容易冷却,直线电机的散热效果比较好,直线电机可以承受较高的电磁负荷,容量定额较高。
直线电机的缺点,以直线感应电动机为例:(1)直线感应电动机的初级三相绕组在空间位置上是不对称的,三相电抗是不相等的。
因此,三相绕组电流也不对称。
(2)直线感应电动机初、次级之间的气隙存在着始端和终端。
当次级的一端进入或退出气隙时,都会在次级导体中感应附加电流,这就是所谓的“边缘效应”。
由于边缘效应的影响,直线感应电动机与旋转感应电动机在运行特性上有较大的不同。
控制电机与特种电机课后答案第4章
控制电机与特种电机课后答案第4 章思考题与习题A.定子和换向器B.集电环和转子C.定子和电刷D.定子和转子2. 与旋转变压器输出电压呈一定的函数关系的是转子A.电流B.转角C.转矩D.转速A(定子、转子B.集电环、转子C.定子、电刷D.定子、换向器4(线性旋转变压器正常工作时,其输出电压与转子转角在一定转角范围内成。
5 、试述旋转变压器变比的含义 , 它与转角的关系怎样 ?6、旋转变应器有哪几种 ?其输出电压与转子转角的关系如何 ,7、旋转变压器在结构上有什么特点 ?有什么用途。
台正弦旋转变压器,为什么在转子上安装一套余弦绕组 ?定子上的补偿绕组起什么作用 ? 9、说明二次侧完全补偿的正余弦旋转变压器条件,转子绕组产生的合成磁动势和转子转角a 有何关系。
10、用来测量差角的旋转变压器是什么类型的旋转变压器11、试述旋转变压器的三角运算和矢量运算方法12、简要说明在旋转变压器中产生误差的原因和改进方法。
答案1. D2. B3. A1. 旋转变压器由两大部分组成。
( )3(旋转变压器的原、副边绕组分别装在上。
( )8、4.正比5.旋转变压器的工作原理和一般变压器基本相似,从物理本质来看,旋转变压器可以看成是一种能转动的变压器。
区别在于对于变压器来说,其原、副边绕组耦合位置固定,所以输出电压和输入电压之比是常数,而旋转变压器的原、副边绕组分别放置在定、转子上,由于原边、副边绕组间的相对位置可以改变,随着转子的转动,定、转子绕组间的电磁耦合程度将发生变化,电磁精确程度与转子的转角有关,因此,旋转变压器能将转角转换成与转角成某种函量关系的信号电压。
输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系,或保持某一比例关系,或在一定转角范围内与转角成线性关系。
6.按着输出电压和转子转角间的函数关系,旋转变压器主要可以分: 正、余弦旋转变压器(代号为XZ)和线性旋转变压器(代号为XX)、比例式旋转变压器(代号为XL),矢量旋转变压器(代号为XS)及特殊函数旋转变压器等。
《电机与电气控制》教材(四版)参考答案
电机与电气控制技术(四版)习题解答 2016年3月第一章 变压器1 ×;2 电力变压器、电焊变压器、整流变压器、输入变压器、电源变压器、整流变压器、脉冲变压器、仪用互感器等。
3 ×;4 ○;5 ×;6 从理论上讲用滑线电阻串在电路中可以降低交流电压,但由于在电阻上会发热产生能量损耗,因此一般不采用。
7 ○; 8 C ; 9 C ; 10 ×;11 ○;12 由公式21I I = 12U U = 12N N 可求得 U 2 = 38.8V I 2 = 2.58A 该变压器的容量 S = U 1I 1 = 380×0.263 V ·A = 99.94 V ·A 因此可以给一盏60W 照明灯供电; 13 50盏 ;I 1 = S /U 1 =2000/ 380 A = 5.26 A I 2 = S /U 2 =2000/ 36 A = 55.56A ; 14 可以得到220V 输出电压,因为变压器既可以用来降压,也可以用来升压;15 输出电压12V ;16 鉄心的接缝越小,磁路的磁阻就越小,鉄心的损耗就越小;17 因为冷轧硅钢片的导磁性能好,鉄损耗小:18 ×;19 代入公式%100%N 222N ⨯-=∆U U U U 可得2N2N220%100%5%U U U -∆=⨯= 则 2N 231.5V U =20 由公式 %100%100%100FeCu 222212⨯++=⨯∆+=⨯=P P P P P P P P P η 将2P = 50 kW ; η=98%; e P F = 0.5 kW ;代入公式,可得Cu P = 0.5 kW ;21 ×; 22 ×; 23 ○; 25 C ;26 自耦变压器在使用时必须正确接线,且外壳必须接地,并规定安全照明变压器不允许采用自耦变压器结构形式。
若使用自耦调压器,则在自耦调压器接电源之前,必须把手柄转到零位,使输出电压为零,以后再慢慢顺时针转动手柄,使输出电压逐步上升。
《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。
特种电机原理及应用课后答案
1 简述特种电机的特点及发展趋势。
特点:工作原理、励磁方式、技术性能以及结构上有较大特点,且种类繁多、功能多样化,种类繁多,功能多样化,而且不断产生功能特性,性能优越的新颖电机。
发展趋势:机电一体化、智能化、大功率化、小型化、微型化、励磁材料永磁化、高功能化。
2 电机中常用的永磁材料有哪几类,各有何特点?①铝镍钴永磁材料:温度系数小,剩余磁场强度较高,但矫顽力很低;退磁曲线呈非线性;使用前要进行稳磁处理。
②铁氧体永磁材料:价格低廉,制造工艺简单,质量较轻;温度系数较大,剩磁密度不高,矫顽力较大;退磁曲线大部分接近直线;不能进行电加工。
③稀土永磁材料:高剩磁密度,高矫顽力,高磁能积;稀土钴永磁价格昂贵,温度系数小,退磁曲线基本上是一条直线;钕铁硼永磁价格较便宜,温度系数较大,容易腐蚀,在高温下使用时退磁曲线的下半部分要产生弯曲。
1.永磁直流电动机与电励磁直流电动机结构上有什么相似和不同之处?两者相比,永磁直流电动机有什么优点?相似之处:在电枢结构上基本相同。
不同之处:在定子侧永磁直流电动机为永磁体,而电励磁直流电动机为电励磁磁极。
优点:永磁电动机没有励磁绕组铜耗,因此相对而言效率更高;永磁电动机体积小质量轻、机械特性硬、电压调整率小。
2.永磁材料的性能对永磁直流电动机磁极结构和永磁体尺寸有什么影响?永磁材料的性能对磁极的结构形式和尺寸有决定性影响。
由于永磁材料的性能差异很大,为达到某一要求,所选用不同材料的磁极的结构形式和尺寸不相同。
铁氧体在性能上具有Br小、Hc相对高的特点,所以常做成扁而粗的瓦片形或圆筒形的磁极结构;铝镍钴永磁具有Br高、Hc低的特点,一般做成细而长的弧形或端面式的磁极结构;稀土永磁的Br、Hc及(BH)max都很高,适宜做成磁极面积和磁化长度都很小的结构。
3.永磁直流电动机有极靴的磁极结构有什么优点和缺点?原因何在?有极靴磁极结构既可起聚磁作用,提高气隙磁通密度,还可调节极靴形状以改善空载气隙磁场波形;负载时交轴电枢反应磁通路径经极靴闭合,对永磁磁极的影响较小。
控制电机与特种电机课后答案第6章
控制电机与特种电机课后答案第6章控制电机与特种电机课后答案第6章思考题与习题1(步进电动机是数字控制系统中的一种执行元件,其功用是将________变换为相应的角位移或直线位移。
( )A(直流电信号 B.交流电信号C. 计算机信号D.脉冲电信号2. 在步进电机的步距角一定的情况下,步进电机的转速与__ __成正比。
3(步进电动机与一般旋转电动机有什么不同,步进电动机有哪几种?4(试以三相单三拍反应式步进电动机为例说明步进电动机的工作原理(为什么步进电动机有两种步距角,5. 步进电动机常用于_________系统中作执行元件,以有利于简化控制系统。
( )A.高精度B.高速度C.开环D.闭环6. 步进电动机的角位移量或线位移量与输入脉冲数成_ _。
7. 步进电动机的输出特性是( )A.输出电压与转速成正比B.输出电压与转角成正比C.转速与脉冲量成正比D.转速与脉冲频率成正比、如何控制步进电动机输出的角位移、转速或线速度, 89、反应式步进电动机与永磁式及感应式步进电动机在作用原理方面有什么共同点和差异,步进电动机与同步电动机有什么共同点和差异, oo10、一台反应式步进电动机步距角为0.9/1.8,问(1)这是什么意思,(2)转子齿数是多少,11(采用双拍制的步进电动机步距角与采用单拍制相比( )A(减小一半 B.相同C.增大一半D.增大一倍12. 有一四相八极反应式步进电机,其技术数据中有步距角为1.8?/0.9?,则该电机转子齿数为( )A.75B.100C.50D.不能确定13(一台三相反应式步进电动机,采用三相六拍运行方式,在脉冲频率f为400Hz时,其转速n为100r/min,试计算其转子齿数Z和步距角θ。
若脉冲频率不变,采用三相三拍运行Rb方式,其转速n和步距角θ又为多少, 1b114. 一台三相反应式步进电动机,其转子齿数Z为40,分配方式为三相六拍,脉冲频率fR为600Hz,要求:(1)写出步进电动机顺时针和逆时针旋转时各相绕组的通电顺序;(2)求步进电动机的步距角θ; b(3)求步进电动机的转速n。
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控制电机与特种电机课后答案第 6 章A. 高精度B. 高速度C. 开环D. 闭环6. 步进电动机的角位移量或线位移量与输入脉冲数成输出特性是 ( ) A. 输出电压与转速成正比 B. 输出电压与转角成正比C. 转速与脉冲量成正比D. 转速与脉冲频率成正比 、如何控制步进电动机输出的角位移、转速或线速度 , 89、反应式步进电动机与永磁式及感应式步进电动机在作用原理方面有什么共同点和差异 , 步进电动机与同步电动机有什么共同点和差异台反应式步进电动机步距角为 0.9/1.8 ,问 (1) 这是什么意思 ,(2) 转子齿数是多少 , 思考题与习题 1(步进电动机是数字控制系统中的一种执行元件,其功用是将 变换为 相应的角位移或直线位移。
( ) A( 直流电信号 B. 交流电信号 C. 计算机信号 D. 脉冲电信号 2. 在步进电机的步距角一定的情况下,步进电机的转速与 成正比。
3( 步进电动机与一般旋转电动机有什么不同 , 步进电动机有哪几种 ? 4( 试以三相单三拍反应式步进电动机为例说明步进电动机的工作原理 (为什么 步进电动机有两种步距角 , 5. 步进电动机常用于 系统中作执行元件,以有利于简化控制系统。
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7. 步进电动机的oo10、11(采用双拍制的步进电动机步距角与采用单拍制相比( )A(减小一半B.相同C.增大一半D.增大一倍12. 有一四相八极反应式步进电机,其技术数据中有步距角为1.8?/0.9? ,则该电机转子齿数为( )A.75B.100C.50D. 不能确定13(一台三相反应式步进电动机,采用三相六拍运行方式,在脉冲频率f 为400Hz时,其转速n为100r/min ,试计算其转子齿数Z和步距角0。
若脉冲频率不变,采用三相三拍运行Rb方式,其转速n 和步距角0又为多少, 1b114. 一台三相反应式步进电动机,其转子齿数Z为40,分配方式为三相六拍,脉冲频率fR为600Hz,要求:(1) 写出步进电动机顺时针和逆时针旋转时各相绕组的通电顺序(2) 求步进电动机的步距角0; b(3) 求步进电动机的转速n。
15. 有一脉冲电源,通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子绕组,测得步进电机的转速为100rpm,已知转子有24个齿。
(5分)求:(1) 步进电机的步距角0(2) 脉冲电源的频率f16(有一台二相反应式步进电机,按A—AB— B— BC—C— CA方式通电,转子齿数为80个,如控制脉冲的频率为800Hz求该电机的步距角和转速。
(6分)17.为什么步进电机的脉冲分配方式应尽可能采用多相通电的双拍制? 18、步进电机带载时的启动频率与空载时相比有什么变化,19、步进电动机连续运行频率和启动频率相比有什么不同20、步进电动机在什么情况下会发生失步, 什么情况下会发生振荡,21、设计一个完整的三相步进电动机的驱动电路,并设计一套单片机的控制程序,包括调速(启动、加速、恒速、减速)及正反转过程。
答案2、脉冲频率3(答:步进电动机一种可由电脉冲控制运动的特殊电动机,可以通过脉冲信号转换控制的方法将脉冲电信号变换成相应的角位移或线位移。
与一般旋转电动机相比,步进电动机不能直接使用通常的直流或交流电源来驱动,而是需要使用专门的步进电动机驱动器。
步进电动机按转矩产生的原理分为a. 反应式步进电动机。
b. 激磁式步进电动机。
这类步进电动机又分为电磁式与永磁式c. 混合式步进电动机。
同时混合使用前两种方式。
4(答: 三相单三拍磁阻式步进电动机的结构如图 6.3a 所示: 其定子铁心上有六个形状相同o 的大齿,相邻两个大齿之间的夹角为60。
每个大齿上都套有一个线圈,径向相对的两个线圈串联起来成为—相绕组。
六个电极共构成三相绕组,即相对的UU WWVV齿极分别缠有两个相互串联的线圈从而构成三相绕组。
转子有两个磁极。
绕组电路原理如图6.3b 所示。
这种形式的步进电动机即是三相步进电动机。
对三相步进电动机来说,当某一相的磁极处于最大磁导位置时,另外两相必处于非最大磁导位置(如图6.2b所示即定子与转子小齿不对齐的位置)。
,当定子绕组通电及换相时,将会产生使转子转动的力矩并使转子转动。
根据通电及换相的方法的不同,可以有以下几种转动方式1)通电方式为U— V—W—U,的顺序轮流供电且一相通电、两相断电的方式。
此60。
如果按U—W—V—时o 步进电动机每换一次通电方式,转子按顺时针方向转过U,顺序轮流供电,则步进电动机逆时针转动。
称这种方式为“三相三位”或“单三拍”分配方式。
2)通电方式为U-UV-V—VV—W—WU-U,(或反顺序),则称为“三相六位”或0 “三相六拍”。
此时,步进电动机每步为30,步距角减小一半。
03)如果通电方式为UV-VW-W—UV,,则称为‘双三伯”,步距角仍为60。
从上可知当通电换向的方式不同,步进机电动机可以有两种步距角。
5、C6、正比7、D8、答: 步进电动机的运动是受走步脉冲信号控制的,它的直线位移量或角位移量与电脉冲数成正比,所以电机的线速度或转速与脉冲频率成正比。
通过改变脉冲频率的高低,就可以在很大的范围内调节电机的转速,并能实现快速启动、制动和反转。
9、答: 同步电机在同步转动时由定子线圈通过电流产生的磁场吸引转子形成转动所需的作用力,磁场的旋转带动转子的运动,属可变磁阻电动机,在这一方面,与步进电动机是相同的。
不同之处是控制方式上步进电机应归属于他控式,通常采用开环控制,无转子位置反馈。
多用于伺服控制系统,对步距精度要求很高,对效率指标要求不严格,只作电动状态运行。
而开关磁阻电动机则归属于自控式,即在转动时电流的换向要与转子的转动速度相匹配,利用转子位置反馈信号运行于自同步状态,相绕组电流导通时刻与转子位置有严格的对应关系, 并且绕组电流波形的前后沿可以分别独立控制,即电流脉冲宽度可以任意调节。
多用于功率驱动系统,对效率指标要求很高,并可运行于发电状态。
在应用上步进电机基本上都用作控制电机而开关磁阻电机则主要是拖动用电机。
o10、答:当以单相通电交替换向的方式驱动时(即整步工作时),步距角是1.8 ,当采用一相o通电,两相通电间隔交替驱动方式时(即半步工作时),步距角是0.9。
0360OO根据可得,当K=1及K=2时的步距角分别是1.8/0.9,设步进电机的相数为,,,mQK0360m, 则可得转子齿数。
,Qm,K11、A12、C13、解:三相六拍运行因为n=60*f/N/Z ,所以Z=60*f/N/n=60*400/(2*3)/100=40; RR0 =360?/N/Z=360?/(2*3)/4 0=1.5?; bR三相三拍运行n1=60*f/N/Z=60*400/3/40=200(r/min); R=360?/N/Z=360?/3/40=3? 。
b1R14、解:(2) 0 =360?/N/Z=360?/(2*3)/40=1 .5?; bR(3)n=60*f/N/Z=60*600/(2*3)/40=150(r/min) R15、解:(1) 0 =360?/N/Z=360?/(2*5)/24=1.5? R(2) 因为n=60*f/N/Z ,所以f=n*N*Z/60=100*(2*5)*24/60=400(Hz) RR16、解:0 =360?/N/Z=360?/(2*3)/80=0.75? bRn=60*f/N/Z=60*800/(2*3)/80=100(r/min) R17. 答: 使用多相通电的双拍制时可以在任何时刻都至少有一相绕组有电流通过,可以减少转动时的振动,减小步进的角度,增加控制精度,并保持定子对转子的引力不间断。
三相步进电动机两相运行和单相运行的特性不变。
其合成的电磁转矩的幅值T 仍不变,只是相位mo 落后60 电角度。
但对于更多相的步进电动机,其多相通电时合成的电磁转矩的幅值可以大于单相时的合成转矩,从而可以提高步进电动机的最大转矩。
18. 答: 由于转动力矩大小有一定范围,其起动加速度也会在一定范围内,过高的起动频率会使转子的转动速度跟不上输入脉冲控制要求的转动速度,从而导致转子转动落后于定子磁场的转速,这种情况称为步进电动机的失步。
失步可能导致步进电动机不能起动或堵转。
电机的启动频率是步进电动机不失步起动的最高频率。
当负载惯量一定时,随着负载的增加,起动频率要下降。
随着起动频率增加,转距下降较慢的是起动频矩特性较好的步进电动机。
19、答:步进电动机的最高起动频率(突跳频率)一般为几百Hz到三四千Hz,而最高运行频率则可以达到几万Hz。
以超过最高起动频率的频率直接起动,将出现失步”(失去同步)现象,有时根本就转不起来。
而如果先以低于最高起动频率的某一频率起动,再逐步提高频率,使电机逐步加速(则可以到达最高运行频率。
20、答:步进电动机起动频率不能过高,当起动频率过高时,由于转动力矩大小有一定范围,其起动加速度也会在一定范围内,过高的起动频率会使转子的转动速度跟不上输入脉冲控制要求的转动速度,从而导致转子转动落后于定子磁场的转速,这种情况称为步进电动机的失步。
当步进电动机的控制脉冲等于或接近步进电动机的振荡频率的1/k(k = 1 ,2,3…)倍时,电机就会出现强烈的振荡现象,甚至出现失步或无法工作,这种现象就是低频共振和低频失步现象。
低频失步的原因是转子在步进运动时,由于惯性会在一个步进脉冲到来达到新的位置之后在平衡位置来回摆动,如果步进脉冲的频率恰好符合前述条件,则就会出现振荡。
为了消除这种低频振荡,可以采用的方法除了不允许电机在振荡频率下工作外,还可以通过增加系统阻尼,限制振荡的幅度的方法来减弱振荡的幅度。