微特电机课后复习题

微特电机总复习

第二章伺服电动机

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？答：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。

2-4为什么两相伺服电动机的转子电阻要设计得相当大？若转子电阻过大，对电机的性能会产生那些不利影响？

答：原因有

1）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。

2-6若已知直流伺服电动机的转动惯量J，如何从机械特性上求出电机的机电时间常数？如何加快电机的动态响应？（5分）

答：根据机械特性求得n0及Td即可求得。

2-7 一台直流伺服电动机其电磁转矩为0.2倍额定电磁转矩时，测得始动电压为4V，并当点数电压Ua=49V时，电机转速为1500r/min。试求电机为额定电磁转矩，转速为3000日/min 时，应加多大的电枢电压？

2-8 一台型号为45SY006的直流伺服电动机，额定电压27V，转速9000r/min，功率28W，测得电枢的转动惯量J=6.228*10-6kg.m2。电枢电压Ua=13V时测得n0=4406r/min，堵转转矩

Tk0=0.1006N.m。按标准规定电动机的机电时间常数应不大于30ms。试问该电机的机电时间常数是否符合要求？

解：0=Φa U n Ce 得014406338.913

===Φa n Ce U Φ=T a d a C U T R 得 13129.20.1006

a a T d R U C T ===Φ 621

602 6.2281013 338.9129.260

2830a m T e R J C C ms ms

πτπ-=

ΦΦ⨯⨯⨯=⨯⨯=< 可见，该电机的机电时间常数符合要求。

2-10 已知一台直流伺服电动机的电枢电压Ua=110V ，空裁电流I0＝0．005A ，空载转速n0=4600 r ／min Ra=80。试求：

1）当电枢电压U=67.5aV 时的理想空载转速n0及堵转转矩Td ； 2）该电机若用放大器控制，放大器内阻Ri=80，开路电压Ui=67.5V ，求这时的理想空载转速n0和堵转转矩Td ；

3）当阻力转矩T1+T0由30×l0-3N ·m 增至40×l0-3N ·m 时、求上述两种情况下转速的变化△n 。

解：

01100.005800.02384600

a a a e U R I C n --⨯Φ=== 1）理想空载转速：067.52836/min 0.0238

a e U n r C ===Φ 堵转转矩：67.59.559.550.02380.192.m 80a d e a U T C N R =Φ=⨯= 2)理想空载转速：067.52386/min 0.0238

i e U n r C ===Φ 堵转转矩：67.59.559.550.02380.0959.8080i d e a i U T C N m R R =Φ

=⨯=++ 3）电源电压直接控制：

L 0L 22

321L2L122(T T )T 9.55()80(T T )(4030)10148/min 9.550.0238a a a a e e T e e a e T U R U R n C C C C C R n n n r C C -'=

-+=-ΦΦΦΦ''∆=-=--=--⨯=-Φ⨯ 负载增加后，转速下降了148r/min 。

经放大器控制：

L 0L 22321L2L122(T T )T 9.55()8080(T T )(4030)10296/min 9.550.0238i a i a a i e e T e e a i e T U R R U R R n C C C C C R R n n n r C C -++'=

-+=-ΦΦΦΦ++''∆=-=--=--⨯=-Φ⨯ 负载增加后，转速下降296r/min 。

第三章 测速发电机

3-1直流测速发电机按励磁方式分有哪几种？各有什么特点？

答：按励磁方式分为：电磁式、永磁式 。

电磁式：励磁绕组由外部直流电源供电，通电时产生磁场；

永磁式：没有励磁绕组，所以可省去励磁电源，结构简单、使用方便 。

3-2 直流测速发电机的输出特性，在什么条件下是线性特性？产生误差的原因和改进的方法是什么？P .51-54

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，斜率也是常数，输出特性便有线性关系。 改进方法：

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：调整电刷位置，使其严格位于几何中性线上

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

3-3 为什么直流测速发电机在使用时转速不宜超过规定的最高转速？而负载不能小于规定

值？

答：由于电枢反应的去磁效应使线性误差增加，并且负载电阻越小或转速越高，电枢电流越大，去磁效应越强，线性误差越大。故使用时转速不宜超过规定的最高转速，负载不能小于规定值。

3-5为什么异步测速发电机的转子都用非磁性空心杯结构，而不用鼠笼式结构？

答：根据结构特点笼形转子异步测速发电机输出斜率大，但线性度差，相位误差大，剩余电压高。而空心杯形转子异步测速发电机的精度较高，转子转动惯量也小，性能稳定好。因此，异步测速发电机的转子都用非磁性空心杯结构，而不用鼠笼式结构。

3-7．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?怎样确定线性误差的大小? 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