微特电机答案全解

2-2若直流伺服电动机的励磁电压下降，对电动机的机械特性和调节特性会有哪些影响？励磁电压下降则电枢电压减小，又由于机械特性是线性的，所以将导致理想空载转速降低，电磁转矩减小；调节特性是指：电机负载转矩恒定时，电机转速值控制电压变化的关系，所以励磁电压下降将导致电机转速n下降2-3交流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？如果得到圆形旋转磁场，两相绕组的外施电压要满足什么条件？不能；即控制电压和励磁电压大小相等相位差90°电角度2-41）为了增大调速范围（和起动转矩）；（2）为了使机械特性更接近线性；(3)两相交流伺服电动机在控制信号消失后会产生自转现象，如果转子电阻足够大，则电动机转子在脉振磁场作用下的合成电磁转矩始终为制动转矩，可以消除自转现象，并且可以扩大其稳定运行范围。

不过若转子电阻过大，会降低启动转矩同时也会导致机械特性变硬，更多的能量将消耗在电阻上，电机发热大，且快速响应性能变差。

2-73-2答：测速发电机输出电压和转速的关系称为输出特征性即Ua=f(u) 当不考虑电枢反应，且认为Φ、Ra 和Rl都能保持为常数，斜率C=LRRaKe+1也是常数，输出特性便有线性关系。

原因：1.电枢反应的影响：（1）对电磁式直流测速发电机，在定子磁极上安装补偿绕组Wc。

（2）在设计电机时，选择较小的线负荷和较大的空气隙。

（3）在使用时，转速不应超过最大线性工作转速，所以负载电阻不应小于最小负载电阻。

2.电刷接触电阻的影响，为了减小电刷接触电压的影响，缩小不灵敏区，在直流测速发电机中，常常采用导电性能好的黄铜-石墨电刷或含银金属电刷。

实际使用时，选用较大的负载电阻和适当的转子转速。

3.电刷位置的影响 4.温度的影响：1设计电机时，磁路比较饱和，使励磁电流的变化所引起磁通的变化较小2在励磁回路中串联一个阻值比励磁绕组电阻大几倍的附加电阻来稳流；对测试精度要求比较高的场合，可在励磁回路中串联具有负温度系数的热敏电阻并联网络3励磁回路由恒流源供电 5.纹波的影响：增加每条支路中串联的元件数，可以减小纹波；电枢采用斜槽结构1、电枢反应，2电刷接触电压3、电刷位置4、温度的影响5纹波的影响3-3答：因为电枢反应和延迟换向的去磁效应使线性误差随着转速的增高或负载电阻的减少而增大。

因此，在使用时必须注意发电机的转速不能超过规定的最高转速，负载电阻不能小于规定的最小电阻值。

3-4．答：当直流测速发电机带负载运行时，若电刷没有严格地位于几何中性线上，会造成测速发电机正反转时输出电压不对称，即在相同的转速下，测速发电机正反向旋转时，输出电压不完全相等。

因为，当电机正转时，电刷顺转子旋转方向偏离几何中性线，电枢直轴磁动势起去磁作用，使气隙磁通减小，电枢绕组的感应电动势减少，输出电压也随之减少；当电机反转时，电刷逆转子旋转方向偏离几何中性线，电枢直轴磁动势起增磁作用，使气隙磁通增加，电枢绕组的感应电动势增大，输出电压也随之增大；所以此时电机正、反转时的输出特性是不一样的。

3-7．答：异步测速发电机理想的输出特性也是一条直线，但实际上并非如此。

引起误差的主要原因是：dΦ&的大小和相位都随着转速而变化，负载阻抗的大小和性质，励磁电源的性能，温度以及剩余电压，其中剩余电压是引起误差的主要原因。

将实际输出电压与理想（线性）输出电压的最大差值mU∆与对应最大转速maxn（技术条件规定的）的最大理想（线性）输出电压m2U之比定义为线性误差。

即：%1002×∆=mmUUδ 3-8何为线性误差、相位误差、剩余电压和输出斜率？线性误差：实际输出电压与线性输出电压的最大差值与对应最大转速（技术条件规定的）的线性输出电压之比的百分数，称为线性误差。

即： %100max2max×∆=LTxUUδ相位误差：在规定的转速范围内，输出电压与励磁电压之间的相位移ϕ∆称为相位误差。

剩余电压：当测速发电机的励磁绕组已经供电，转子处于不动状态下输出绕组所产生的电压称为剩余电压，剩余电压又称零速电压。

输出斜率：输出斜率通常指规定为转速1000r/min时的输出电压nu。

P603-9答：交流异步测速发电机当励磁绕组加电压而转子处于静止状态时，输出绕组产生的电压称为剩余电压。

产生剩余电压的主要原因有：磁路不对称、气隙不均匀、输出绕组与励磁绕组不正交、以及温升增加、绕组匝短路，绕组端部藕合，铁芯片间短路、转子杯材料不均匀、形状不规格等P61~634-44-6步进电动机的负载转矩必须小于最大负载转矩（或起动转矩），才能保证步进电动机的正常步进运行。

因为如果负载转矩大于最大负载转矩，初始平衡位置就会处在动稳定区之外，即在下一个通电状态下电磁转矩会小于负载转矩，从而无法保证正常步进运行。

4-7由于起动时，电磁转矩不仅要克服负载转矩，同时还要克服转子系统的惯性转矩（Jd Ω/dt ），因而起动频率要比运行频率低。

因为控制绕组中有电感，绕组中的电流不能突变，故绕组中平均电流会随频率增高而减小，即电磁转矩也相应减小，所以反应式步进电动机连续运行频率随负载转矩增高而减小P84 5-2答：力矩式自整角接收机产生的最大整步转矩221m 1qqf Z X f U K T =，它和励磁电压的平方成正比，和电源的频率成反比，因此，励磁电压降低或频率升高使最大整步转矩减小。

5-3力矩式自整角机的失调角定义为发送轴和接收轴的转角差θ。

接收机定子交轴磁密Bq （即与转子绕组轴线垂直的分量）与其励磁磁密相互作用产生整步转矩。

整步转矩与失调角θ的正弦函数成正比，在失调角很小时，Tem 近似与失调角θ成正比。

凸极式自整角机的整步转矩由两个不同性质的分量所组成，一个是整步绕组中的电流和励磁绕组建立的主磁通相互作用而产生的电磁整步转矩θsin 2211qq f ZX f U K T =；另一个是由于直轴和交轴磁阻不同而引起的反应转矩θsin2T m 22=T 。

隐极式自整角机无反应整步转矩，只有电磁整步转矩。

5-101）当自整角变压器的转于处0=θ的位置上，发送机向正方向转动，则控制电压为正，伺服电动机正向转动，带动接收机的转子也正向转动，使失调角减小，直到0=θ为止。

同理发送机向负方向转动，伺服电动机带动接收机的转子也向负方向转动，直到0=θ为止。

这说明0=θ是稳定协调位置。

（2）假如接收机的转于处于180=θ的位置上，当发送机向正方向转动、其控制电压为负值，伺服电动机带动接收机转子向负的方向转动，失调角趋向增大，不能回到180=θ位置，反之亦然。

这说明180=θ不是稳定的协调位置。

P1116-1产生畸变：是由于转子磁势的交轴分量得不到补偿所引起的，因此为了消除畸变，不仅转子的直轴磁势必须补偿，转子的交轴磁势也必须完全予以补偿。

补偿方法有两种：二次侧补偿和一次侧补偿 6-2二次侧完全补偿的条件是转子正、余绕组的负载阻抗相等。

二次侧补偿是把二次侧补偿绕组接上一个与负载阻抗相等的阻抗；一次侧补偿是把一次侧补偿绕组接上一个与电源内阻抗相等的阻抗或直接短接；一、二次同时补偿弥补了一次侧补偿和二次侧补偿的不足，对于减少误差，提高系统性能更有利。

优点：二次侧补偿是把二次侧补偿绕组接上一个一与负载阻抗相等的阻抗，在二次侧时，不管转子转到什么位置，即不管α为何值，二次侧绕组产生的合成磁动势总是沿着励磁绕组轴线的方向，而且数值不变，因此转子电流所产生直轴磁场和转角α无关，这是二次侧补偿的优点。

7-9 P1607-10 P160~162 8-18-4简述单相串励电动机的调速方法。

P178~179 （1）改变电源电压（2）改变励磁磁通（3）串电阻旋转磁场4-21 试分析下列情况下是否会产生旋转磁动势，转向怎样？（1）对称两相绕组内通以对称 两相正序电流时；（2）三相绕组一相（例如C 相）断线时。

解：(1) 设t I i m A ωcos =, 则)90cos(-=t I i m B ωAi ABB it x F f A ωφcos cos 11=)90cos()90cos(11 --=t x F f B ωφ所以合成磁势)]180cos()[cos(21)]cos()[cos(21)90cos()90cos(cos cos 1111111 -++-+++-=--+=+=x t x t F x t x t F t x F t x F f f f B A ωωωωωωφφφφ)cos(1x t F +=ωφ即合成磁势为正向旋转的圆形磁势，且幅值等于为单相基波 （2）C 相断线的情况下 0=C i设t I i m A ωcos =, 则t I i m B ωcos -= t x F f A ωφcos cos 11=t x F f B ωφcos )120cos(11 --=所以合成磁势)30cos(cos 3)]120cos([cos cos cos )120cos(cos cos 1111111 +=--=--=+=x t F x x t F t x F t x F f f f B A ωωωωφφφφ即合成磁势为脉振磁势，且幅值为单相基波幅值的3倍。

4-25 两个绕组A 和B ，其匝数和绕组因数均相同，A 在空间超前于B90。

+α电角，若t I i m A ωcos =，问要使A 和B 的基波合成磁动势成为正向推移（从A 到B ）的恒幅旋转磁动势时，B i 的表达式应是怎样的？ 解：设)cos(βω-=t I i m BA 相：t I i m A ωcos = ⇒ t x F f A ωφcos cos 11=B 相：)cos(βω-=t I i m B ⇒)c o s ()90cos(11βωαφ---=t x F f B所以)]90cos()90[cos(21)]cos()[cos(21)cos()90cos(cos cos 1111111αβωαβωωωβωαωφφφφ---++++--+++-=---+=+= x t x t F x t x t F t x F t x F f f f B A 逆向旋转波相互抵消,则)90cos()90cos()cos(αβωαβωω-+-+=---+-=+ x t x t x t得αβ-= 90此时 )]90(cos[αω--= t I i m B)]2cos()[cos(2111αωωφ+-+-=x t x t F f补充题：解析法证明三相绕组通以负序电流时将形成反向推移的旋转磁动势 证明：)120cos(2)240cos(2cos 2 -=⇒-==t I i t I i tI i C B A ωωωφφφ )120cos()240cos()240cos()120cos(cos cos 111111 --=--==t x F f t x F f tx F f C B A ωωωφφφ 所以1111C B A f f f f ++=)cos(23)]360cos()120[cos(21)]360cos()120[cos(21)]cos()[cos(21)120cos()240cos()240cos()120cos(cos cos 1111111x t F x t x t F x t x t F x t x t F t x F t x F t x F +=-+++-+-++--+++-=--+--+=ωωωωωωωωωωφφφφφφφ 幅值点1)cos(=+x t ω 即0=+x t ωω-=td dx即该磁动势为反向推移的圆形旋转磁动势。