控制电机_第二版_杨渝钦主编_习题解答
控制电机课后习题答案
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。
控制电机期末试卷)与参考答案--复习重点
《控制电机》2009～2010学年第一学期期末考试卷（B）一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号内。
每小题2分，共20分)1. 按照励磁方式划分，直流测速发电机有几种励磁方式( ) 。
A. 一B. 二C. 三D. 四2. 在其它因素一定的情况下，直流测速发电机的负载电阻RL增大，则其输出电压Ua 将( )A. 增大B. 减小C. 不变D. 无法确定3. 导体在磁场中作切割磁力线运动，导体两端产生感应电势的方向由______定则判定；通电导体在磁场中运动，运动方向由______定则判定。
( )A. 左手，左手B. 右手，右手C. 右手，左手D. 左手，右手4.以下哪个选项不能改变电动机的转向是()．．A.改变磁通方向B. 同时改变磁通方向和电枢电压方向C.改变励磁电流方向D. 改变电枢电压方向5. 以下哪个因素不会影响电动机的机械特性硬度变化的是。
( )A. 放大器内阻RiB. 励磁电流IfC. 电枢电阻RaD. 电枢电压Ua6. 增大电机端电压Ua时，电机的转速将______（填增大或减小）；增大电枢回路的调节电阻Rtf时，电机的转速将______。
( )A. 增大、减小B. 增大、增大C. 减小、增大D. 减小、减小7. 已知交流伺服电动机的极数对数为3，使用频率为50Hz的交流电压供电，则旋转磁场的转速为( ) 。
A.3000r/minB.1800r/minC.1500r/minD.1000r/min8. 直流电动机的调节特性描述了( ) 的对应关系。
A.转矩和电压B.转速和电流C.转速与电压D.转速和转矩9. 交流伺服电动机的负载转矩增大时，则转子转速就下降，转差率S( )A.减小B.增大C.不变D.无法确定10. 对幅值和转速都在变化的椭圆形旋转磁场，可以用分解法分解为 ( ) 。
A.两个正向圆形磁场B.无法确定 C.一个正向圆形磁场和一个反向圆形磁场D. 两个反向圆形磁场 二、填空题(每小题2分，共20分)1. 变压器变比K=_________=________=________。
控制电机第二版课程设计
控制电机第二版课程设计一、课程设计目的本课程设计的目的是让学生掌握控制电机的基本原理和方法，了解电机在不同场合应用的不同控制策略，并能够使用相应的工具和技术进行电机的控制设计、仿真和实现。
二、课程设计内容1. 电机的基础知识•电机的种类和特点；•电机的结构和工作原理；•电机的性能参数和测试方法。
2. 电机的控制原理和方法•电机的速度控制方法；•电机的位置控制方法；•电机的电流控制方法；•电机的磁场控制方法；•电机控制策略的选择和设计。
3. 电机控制的仿真与实现•电机控制系统的建模和仿真方法；•电机控制系统的实现方法；•控制电机的硬件和软件设计与实现；•电机控制的调试和测试。
三、课程设计步骤1.学生根据课程设计要求，选择控制电机系统的控制策略和方法；2.学生进行电机控制系统的建模和仿真，并根据仿真结果进行参数调整和优化；3.学生进行控制器的设计和实现，包括电路设计和程序编写；4.学生进行控制电机系统的调试和测试，并分析测试结果；5.学生撰写控制电机系统设计报告和实验报告。
四、课程设计要求1.学生要学好课本中有关控制电机的知识，掌握课本上电路的基本设计方法和程序编写技巧，并能够在实践中加以应用；2.学生要根据实验要求，选择合适的实验器材，进行电路的设计、模拟、实现和测试，达到掌握基本实验技能的目的；3.学生要认真做好实验记录，记录下实验的过程和结果，并进行分析和处理；4.学生要完成实验报告和课程设计报告，做到文字表述清楚、条理分明、叙述连贯，采用规范的科技文献引用方法。
五、课程设计参考书目1.《电机控制技术基础与应用》（主编：王世泽、贾学文，机械工业出版社，2014）；2.《电机控制与实验》（主编：王新生，高等教育出版社，2012）；3.《现代电机控制技术》（主编：赵福祥、欧阳志鹏，机械工业出版社，2013）；4.《MATLAB/Simulink仿真与控制系统设计》（主编：陈明，机械工业出版社，2013）。
电机学第二版习题答案
电机学第二版习题答案电机学是电气工程中的重要学科，它研究的是电动机的原理、设计和应用。
对于学习电机学的学生来说，理解和掌握习题的答案是非常重要的。
本文将为大家提供《电机学第二版》习题的答案，帮助大家更好地学习和应用电机学知识。
第一章：电动机基础知识1. 电动机是将电能转化为机械能的装置。
它由定子和转子两部分组成，其中定子是不动的，转子则可以旋转。
2. 电动机的分类有直流电动机和交流电动机两种。
直流电动机是通过直流电源供电，交流电动机则是通过交流电源供电。
3. 电动机的工作原理是根据洛伦兹力的作用，使得定子和转子之间产生力矩，从而实现转动。
4. 电动机的效率可以通过输入功率和输出功率的比值来计算。
效率越高，表示电动机的能量转化效率越高。
第二章：直流电动机1. 直流电动机的主要特点是转子上有一个或多个永磁体，通过改变电流的方向和大小来改变转子的转动方向和速度。
2. 直流电动机的转矩与电流成正比，转速与电压成正比。
根据这个特性，可以通过改变电流和电压来控制直流电动机的转速和转矩。
3. 直流电动机的速度调节方式有电枢电阻调速、电压调速和外加磁场调速等。
第三章：交流电动机1. 交流电动机的主要特点是转子上没有永磁体，而是通过定子上的电流产生的磁场来实现转动。
2. 交流电动机根据转子类型的不同，分为异步电动机和同步电动机两种。
3. 异步电动机的转速略低于同步速度，转速与电源频率成反比。
同步电动机的转速与电源频率成正比。
4. 交流电动机的启动方式有直接启动、星三角启动和自耦变压器启动等。
第四章：电动机的保护与控制1. 电动机的保护主要包括过载保护、短路保护和过热保护等。
这些保护装置可以保护电动机在工作过程中不受损坏。
2. 电动机的控制方式有手动控制、自动控制和远程控制等。
根据实际需要选择合适的控制方式。
第五章：电动机的应用1. 电动机广泛应用于各个领域，如工业生产、农业生产和家庭用电等。
它们在生产和生活中起着重要的作用。
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。
《电机与电气控制技术》第2版 习题解答 第三章 直流电机
《电机与电气控制技术》第2版习题解答第三章直流电机3-1直流电机中为何要用电刷和换向器，它们有何作用？答：直流发电机与直流电动机的电刷是直流电压、电流引出与引入的装置.在发电机中换向器是将电枢元件中的交变电势度换为电刷向直流电势；在电动机中换向器使外加直流电流变为电枢元件中的交流电流,产生恒定方向的转矩，使电枢旋转.3—4阐明直流电动机电磁转矩和电枢电动势公式T=C tφI a1，E a=C eφn中各物理量的涵义。
答：直流电动机电磁转矩T=C TφI a式中C T：与电动机结构有关的常数，称转矩系数；φ:每极磁通；I a：电枢电流、T：电磁转矩.直流电动机电枢电动势公式E a=C eφn式中:C e：与电动机结构有关的另一常数，称电动势系数；φ:每极磁通；n：电动机转速；E a：电枢电动势。
3—5直流电动机电枢电动势为何称为反电动势？答:直流电动机电枢转动时，电枢绕组导体切割磁力线，产生感应电动势，由于该电动势方向与电枢电流的方向相反,故称为反电动势。
3-6试写出直流电动机的基本方程式，它们的物理意义各是什么？答：直流电动机的基本方程式有电动势平衡方程式、功率平衡方程式和转矩平衡方程式。
1)电动势平衡方程式：U=E a+I a R a式中U：电枢电压；E a：电枢电动势；I a：电枢电流;R a：电枢回路中内电阻。
2)功率平衡方程式：电动机的输入电功率P1=P em+P cua式中P em：电磁功率P cua：电枢绕组的铜损电动机输出的机械功率：P2=P em-P Fe-P m=P1-P cua-P Fe-P m式中P Fe：电枢铁心损耗；P m：机械损耗;P1：电动机输入的电功率.3）转矩平衡方程式：T2=T-T0式中T2：电动机轴上输出的机械转矩；T：电动机电磁转矩；T0:空载转矩。
3。
7。
何谓直流电动机的机械特性，写出他励直流电动机的机械特性方程式。
答：直流电动机的机械特性是在稳定运行情况下，电动机的转速n与机械负载转矩T L之间的关系,即n=f（T L)。
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。
《自动控制原理》第二版课后习题答案
k (x x ) f ( dx1 dy )
（1）
1
1
dt dt
对B点有
f ( dx1 dy ) k y dt dt 2
（2）
联立式（1）、（2）可得：
dy k1k2 y k1 dx dt f (k1 k2 ) k1 k2 dt
电压。
在正常情况下，炉温等于某个期望值T °C，热电偶的输出电压u f 正好等于给定电压ur 。 此时， ue ur u f 0 ，故u1 ua 0 ，可逆电动机不转动，调压器的滑动触点停留在某 个合适的位置上，使uc 保持一定的数值。这时，炉子散失的热量正好等于从加热器吸取的热
量，形成稳定的热平衡状态，温度保持恒定。
第一章 自动控制的一般概念 习题及答案
1-1 根据题 1-15 图所示的电动机速度控制系统工作原理图，完成： (1) 将 a，b 与 c，d 用线连接成负反馈状态； (2) 画出系统方框图。
解 （1）负反馈连接方式为： a d ， b c ；
（2）系统方框图如图解 1-1 所示。
1-2 题 1-16 图是仓库大门自动控制系统原理示意图。试说明系统自动控制大门开、闭的 工作原理，并画出系统方框图。
图 1-16 仓库大门自动开闭控制系统
1
解 当合上开门开关时，电桥会测量出开门位置与大门实际位置间对应的偏差电压，偏 差电压经放大器放大后，驱动伺服电动机带动绞盘转动，将大门向上提起。与此同时，和大 门连在一起的电刷也向上移动，直到桥式测量电路达到平衡，电动机停止转动，大门达到开 启位置。反之，当合上关门开关时，电动机带动绞盘使大门关闭，从而可以实现大门远距离 开闭自动控制。系统方框图如图解 1-2 所示。
当炉膛温度T °C 由于某种原因突然下降(例如炉门打开造成的热量流失)，则出现以下
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 。
电机与电气控制技术 第2版 第2章教学检测及答案
第2章教学检测及答案一、填空题1. 变压器的主要结构包括（器身、油箱、冷却装置、保护装置、出线装置和变压器油）。
2. 铁心是变压器的磁路部分，为了提高磁路的导磁率和降低铁心的涡流损耗，铁心采用了（高导磁率的冷轧硅钢片），其厚度一般为（0.25~0.35）mm。
3. 绕组是变压器的电路部分，它一般用（绝缘的铜或铝导线）绕制。
4. 变压器（套管）是将线圈的高、低压引线引到箱外的绝缘装置，它起到引线对地（外壳）绝缘和固定引线的作用。
5. 当电源电压和负载的功率因数等于常数时，二次端电压随负载电流变化的规律为变压器的（外特性）。
6. 当电源电压不变时，变压器主磁通的幅值基本不变，因此当频率恒定时，变压器的铁损耗只和（外加电源电压的大小）有关。
当电源电压一定时，其铁损耗基本（不变）和（负载大小基本无关），故称之为“不变损耗”。
7. 变压器的铜损耗与（负载系数的平方）成正比。
8. 一般变压器的最大效率出现在负载系数为（0.5~0.6）时。
二、判断题（错的画×对的画√）1. 电力变压器是应用电磁感应原理，在频率不变的基础上将电压升高或降低，以利于电力的输送、分配和使用。
（√）2. 电力变压器的绕组采用同心式结构，同心式的高、低压绕组同心地套在铁心柱上，在一般情况下，总是将高压绕组放在靠近铁心处，将低压绕组放在外面。
（×）3. 变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质。
（√）4. 储油柜的作用保证变压器油箱内充满油，减少了油与空气的接触面积，适应绝缘油在温度升高或降低时体积的变化，防止绝缘油的受潮和氧化。
（√）5. 气体继电器安装在储油柜与变压器的联管中间。
当变压器内部发生故障产生气体或油箱漏油使油面降低时，可使断路器自动跳闸，对变压器起保护作用。
（×）6. 压器的温度计直接监视着变压器的下层油温。
（×）7. 呼吸器内装有硅胶，硅胶受潮后会变成红色，应及时更换或干燥。
（√）8. 变压器调压的方法是在低绕组上设置分接开关，用以改变线圈匝数，从而改变变压器的变压比，进行电压调整。
控制电机(2版)思考题与习题参考答案
控制电机（2版）思考题与习题参考答案（机械工业出版社，李光友等编着）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：,=120,2.093N ·m ，a 和电枢电阻a R 。
解：,,1003.矩.0T 0=a R 。
解：100，4.75Ω。
当发电机空载时，电动机电枢加110V 电压，电枢电流为0.12A ，机组的转速为4500r/min 。
试求：（1）发电机空载时的输出电压为多少？（2）电动机仍加110V 电压，发电机负载电阻为1kΩ时，机组的转速为多少?解：（1）（2）由得，,=0.12A,n=4500r/min. 接负载时，U=，解得=4207r/min5.试用分析电枢控制时的类似方法，推导出电枢绕组加恒定电压，而励磁绕组加控制电压时直流伺服电动机的机械特性和调节特性。
并说明这种控制方式有哪些缺点?答：磁场控制时电枢电压保持不变。
机械特性是指励磁电压不变时电动机转速随电磁转矩变化的关系，即=。
由公式可知，当控制电压加载励磁绕组上，即采用磁场控制时，随着控制信号减弱，减小，k n与6.答：电枢控制时，若励磁电压下降，减小，7.I流a答：励磁电压不变，可近似认为不变。
负载转矩减小时，由，8.?答：直流伺服电动机的机械特性为当控制电压和励磁电压均不变时，都是常数，转速和电磁转矩之间是线性关系，且随着电磁转矩放大器的内阻对机械特性来说，与电枢电阻是等价的，电阻越大，直线斜率9.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答：有死区。
,死区电压与起始负载转矩，电枢电阻，励磁电压，电机结构有关。
10.当直流伺服电机运行在电动机、发电机、反接制动、能耗制动四个状态时，电磁转矩与转速的方向成什么关系？它们的能量流向有什么特点?答：电动机：电磁转矩与转速方向相同，电能转化为机械能。
电机与电气控制技术 第2版 第1章教学检测及答案
第1章教学检测及答案一、填空题1. 直流发电机的工作原理是基于（电磁感应）原理，直流电动机的工作原理是基于（电磁力）定律。
2. 电磁力与转子半径之积即为（电磁转矩）3. 直流电机主磁极的作用是产生恒定、有一定空间分布形状的气隙磁通密度。
主磁极由（主磁极铁心和放置在铁心上的励磁绕组）构成。
4. 主磁极上的线圈是用来产生主磁通的，称为（励磁绕组）。
5. （电刷装置与换向片）一起完成机械整流，把电枢中的交变电流变成电刷上的直流或把外部电路中的直流变换为电枢中的交流。
6. 在电机中每一个线圈称为一个（元件），多个元件有规律地连接起来形成（电枢绕组）。
7. 电刷位于几何中性线上时的电枢反应特点为（电枢反应使气隙磁场发生畸变）和（对主磁场起去磁作用）。
8. 直流电机的感应电动势与（电机结构、每极气隙磁通和电机转速）有关。
9. 制造好的直流电机其电磁转矩仅与（电枢电流和每极气隙磁通成正比）。
10. 他励直流电动机的制动有（能耗制动、反接制动和回馈制动）三种方式。
11.反接制动分为（电压反接制动和倒拉反转反接制动）两种。
二、判断题（对的画√，错的画×）1. 直流发机的电枢线圈内部的感应电动势是交变的。
（√）2. 直流电动机获得反转的方法是改变磁场极性同时改变电源电压的极性使流过导体的电流方向改变。
（×）3. 电磁转矩阻碍发电机旋转，是制动转矩。
原动机必须用足够大的拖动转矩来克服电磁转矩的制动作用，以维持发电机的稳定运行。
此时发电机从原动机吸取机械能，转换成电能向负载输出。
（√）4. 电动机的电枢电动势是一反电动势，它阻碍电流流入电动机。
直流电动机要正常工作，就必须施加直流电源以克服反电动势的阻碍作用，把电流送入电动机。
此时电动机从直流电源吸取电能，转换成机械能输出。
（√）5. 无论发电机还是电动机，由于电磁的相互作用，电枢电动势和电磁转矩是同时存在的, 电动机的电枢电动势是一正向电动势。
（×）6. 换向极用来改善直流电机的换向，电机均应安装换向极。
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
电机与电气控制技术第版习题解答三相异步电动机精编版
电机与电气控制技术第版习题解答三相异步电动机文件编码（008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256）《电机与电气控制技术》第2版习题解答第二章三相异步电动机2-1三相异步电动机的旋转磁场是如何产生的答：在三相异步电动机的定子三相对称绕组中通入三相对称电流，根据三相对称电流的瞬时电流来分析由其产生的磁场，由于三相对称电流其大小、方向随正弦规律变化，由三相对称电流建立的磁场即合成磁极在定子内膛中随一定方向移动。
当正弦交流电流变化一周时，合成磁场在空间旋转了一定角度，随着正弦交流电流不断变化，形成了旋转磁场。
2-2三组异步电动机旋转磁场的转速由什么决定对于工频下的2、4、6、8、10极的三相异步电动机的同步转速为多少答：三相异步电动机旋转磁场的转速由电动机定子极对数P交流电源频率f1决定，具体公式为n=60f1/P。
1对于工频下的2、4、6、8、10极的三相异步电动机的同步转速即旋转磁场的转速n分别为3000r/min、1500r/min、1000r/min、750r/min、600r/min。
12-3试述三相异步电动机的转动原理，并解释“异步”的意义。
答：首先，在三相异步电动机三相定子绕组中通入三相交流电源，流过三相对称电流，在定子内膛中建立三相旋转磁场，开始转子是静止的，由于相对运动，转子导体将切割磁场，在转子导体中产生感应电动势，又由于转子导体是闭合的，将在其内流过转子感应电流，该转子电流与定子磁场相互作用，由左手定则判断电磁力方向，转子将在电磁力作用下依旋转磁场旋转方向旋转。
之间必须所谓“异步”是指三相异步电动机转子转速n与定子旋转磁场转速n1。
有差别，且nn12-4旋转磁场的转向由什么决定如何改变旋转磁场的方向答：旋转磁场在空间的旋转方向是由三相交流电流相序决定的，若要改变旋转磁场的方向，只需将电动机三相定子绕组与三相交流电源连接的三根导线中的任意两根对调位置即可。
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4
Ua1 49
Ua2
Ua
• 1-14解：
(1)电动机 : U a1 Ea I a1 Ra K e n I a1 Ra
U a1 I a1 Ra 110 0.12 75 101 Ke n 4500 4500 101 发电机 : U a1 Ea K e n 4500 101V 4500 (2)空载时： 2 P p Cu1 Pem1 110 0.12 0.12 75 4500 Tem1 1 60 Tem1 2.6 10 2，Pem1 12 .12W
入阻抗不随转子转角的改变而变化，这是应用二 次侧对称补偿时的优点，但必须使正、余弦输出 绕组的负载阻抗保持相等。对于变动的负载阻抗 时，二次侧对称补偿就不易实现。
采用一次侧对称补偿时，励磁绕组电流随转子转角的 改变而变化，相应输入功率和输入阻抗也都随转子转角而 改变。这时，输出电压随转子转角呈正弦函数变化，且不 受负载阻抗变动的影响，这是—次侧对称补偿的优点。
2
Tem1 T01 T21 Tem1 T21 T02 Tem 2 T01 T02 1.3 10 2 2 Tem 2 0 p 01 p 02 T01 6.13W
负载时： P p Cu1 p 01 p 02 p Cu 2 P2 1 110 I a1 75 I 2 a1 575 I a22 12 .26 101 110 n 75 I a1 n 3843 r / min 4500 101 n 575 I a 2 4500
2 5答 : 不能互换使用。因两者存在区别：测速发电机要求比伺服 电机电阻大，转动惯量小，以获得良好的线性输出特性和控制精度 通常应选用电阻率较大和温度系数较低的材料制成。
2 6答：异步测速发电机产生的误差原因有： 1、直轴磁通的变化 2、剩余电压3、励磁电源和温度变化的影响。线性误差U U m
第一章 习题解答
• 1-2 答：由n=Ua/Ceφ-RaTem/CeCtφ2,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。
• 1-12 解：
n
3000 1500 0.2Tem Tem
Ra 4 0.2TemN Ke Ke Kt U a1 20V U a1 Ra TemN Ke Ke Kt 49 4 U a 2 U a1 U a 2 20 1500 3000 3000 U a 2 110V
• 1-15解：
U a 2400 Ke 2 10 3 n0 12000 K t K e' 9.55 K e 19 .1 10 3 U a K e n 24 2 10 9000 Ra 2.4 Ia 2.5
5 Ra J 2.4 0.7585 10 m 0.048 3 3 K e K t 2 10 19 .110 3
3-6答：交轴阻尼绕组除了使自整角机的交轴短路阻 抗值减小外，还可以使整步绕组交轴短路阻抗中 的电阻分量 增大，电抗分量 减小。使自整机 得到合理的参数，从而比整步转矩增大，精度提 高，力矩式自整角接收机中一般装设交轴阻尼绕 组。 • 交轴阻尼绕组还可以抑制转子振荡，起到电气阻 尼的作用。若从减小阻尼时间，避免不衰减的振 荡发生，往往也要增大交轴短路电阻。
E2 a Ecos 2 E1b Ecos（1 120 ） （发） E2 b Ecos（ 2 120 ） （接） E1c Ecos（1 120 ） E2 c Ecos（ 2 120 ）
1 2 Ea 2 Ecos 2 cos 2 1 2 Eb 2 Ecos（ 120 ）cos 2 2 1 2 Ec 2 Ecos（ 2 120 ）cos 2
1 2 I a Icos 2 cos 2 1 2 I b Icos（ 120 ）cos 2 2 1 2 I c Icos（ 2 120 ）cos 2 1 2 F1a F2a Fm cos 2 cos 2 1 2 F1b F2b Fm cos（ 120 ）cos 2 2 1 2 F1c F2c Fm cos（ 2 120 ）cos 2
• 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， Tem T1 T2 0 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：
Ua Ra Ra n Tem 0 4406 0.1006 Ke Ke Kt Ke Kt Ra Ra J 44060 m 44060 6.228 10 6 Ke Kt Ke Kt 24 ms 30 ms , 满足要求
• 1-16解：
(1)幅值控制时，圆形旋转磁场，堵转转矩 2 Tko1 Rck 2 2 2 9.55 U1 X ck ' Tko 2 X ck 幅控相制时Tko 2 2 Rrmk 2 2 ns Z ck Rck 2 3 X mc Rr' 4 X mc 4 X mc ' ' Rck Rsc Rrmk Rrmk '2 , ( s 1) 2 2 Rr X mc 17 X mc 17 9.55 U 12 ' Tko1 2 Rrmk 2 ns Z ck
• 3-8答：自整角变压器三相整步绕组的空间 合成磁势F2的大小与失调角 无关，并等 于每相最大磁势幅值的1.5倍。而合成磁势 的空间位置则由失调角 所决定。
第四章 习题解答
• 4-1答：正余弦旋转变压器在负载时输出电压发生畸变， 其原因在于负载电流产生的交轴磁场。为了消除输出电压 的畸变，就必须在负载时对电机中的交轴磁势予以补偿。 通常可以采用二次侧补偿和一次侧补偿两种方法 。 • 4-2答：二次侧对称补偿的正余弦旋转变压器其输
3 5答：假设a相开路 E1a Ecos1
E2 a Ecos 2 E1b Ecos（1 120 ） （发） E2 b Ecos（ 2 120 ） （接） E1c Ecos（1 120 ） E2 c Ecos（ 2 120 ） Ea 0 1 2 Eb E2 b E 1b 2 Esin（ - 120 ）sin 2 2 1 2 120 sin Ec E2 c E 1c 2 Esin 2 2 按上题步骤继续推导得出结论。
3 4答： E1a Ecos1
E2 a Ecos 2 E1b Ecos（1 120 ） （发） E2 b Ecos（ 2 120 ） （接） E1c Ecos（1 120 ） E2 c Ecos（ 2 120 ） 1 2 120 120 sin Ea E2b E 1a 2 Esin 2 2 1 2 240 Eb E2 c E 1b 2 Esin sin 2 2 1 2 120 120 sin Ec E2 a E 1c 2 Esin 2 2 按上题步骤继续推导得出结论。
' ' X ck X c X rmk X rmk
X mc Rr'2 16 X mc '2 , ( s 1) 2 Rr X mc 17
Tko1 1 Tko 2 16
(2) X ca
2 2 2 ' Rck X ck 17 Rck 17 Rrmk X ck 4 Rck 4
F1d F1a cos1 F1b cos( 1 120 ) F1c cos( 1 120 ) 3 F (1 cos ) m 4 F2d F2a cos 2 F2b cos( 2 120 ) F2c cos( 2 120 ) 3 Fm (1 cos ) 4 F1q F1a sin 1 F1b sin(1 120 ) F1c sin(1 120 ) 3 Fm sin 4 F F sin F sin( 120 ) F sin( 120 ) 2a 2 2b 2 2c 2 2q 3 4 Fm sin 直轴分量大小相同方向相反说明直轴电枢反应相互抵消。 交轴分量大小相同方向相同说明，失调角永远保持在初始位置， 到不了协调位置。
' U rm第Fra bibliotek章 习题解答3 1答：力矩式自整角发送机和接收机 3 整步绕组中合成磁势F2 Fmsin 为空间 2 2 脉振磁势：其大小与发送机和接收机的位 1) 置角无关，仅与失调角有关2）直轴分量小 3)发送机与接收机直轴分量大小相等而方向 相同，交轴分量大小相等而方向相反。
3 3答：发送机或接收机励磁绕组电源接反，则 可认为两励磁电源相位差180 度，则感应电势也存在 180 度相位差。 E1a Ecos1
' 4 X mc X ca 1 R2 17 , ' ' 4 Rrmk R2 4 X mc 17
• 1-18解：
60 f 60 50 (1)ns 3000 p 1 U c U cN 110V 2ns 60U c ( p) 1 / K e' 2.73 F ( p) U C ( p) m S 1 0.1047 Jns p 1 0.025 p 1 Tko 5.7 (2) F ( p) U C 55 0.03 p 1 2.85 (3) F ( p) U C 20 0.03 p 1