微特电机考试复习题

一．名词解释
1.伺服电动机又称执行电机，它将电压信号转变为电机转轴的角位移或角速度输出。

在自动控制系统中作为执行元件。

2.机械时间常数定义：当电动机空载时电枢外施阶跃电压，其角速度从0上升到稳定角速度的6
3.2%时所需要的时间。

3.霍尔原理：在一块半导体薄片的相对两侧通入控制电流I,在薄片的垂直方向加以磁场B ，则在半导体薄片的另外两侧会产生一个电动势，这一现象叫做霍尔效应。

所产生的电动势叫霍尔电动势。

该导体薄片叫做霍尔元件。

4.
静转矩 静态时的反应转矩叫静转矩，在理想空载时静转矩为零；
失调角： 在扰动作用时，转子偏离初始平衡位置的电角度。

在反应式步进电动机中，转子一个齿距所对应的度数为2π电弧度或360°电角度；
矩角特性：在不改变通电状态(即控制绕组电流不变)时，步进电动机的静转矩与转子失调角的关系，即T =f (q)
5.起动频率 指在一定负载转矩下,电动机不失步的正常起动所能加的最高控制脉冲的频率,称为起动频率(或突跳频率).
连续运行频率 步进电动机在一定负载转矩下,不失步连续运行的最高频率称为电动机的连续运行频率.
6.自整角机失调角 通常定义a 相整步绕组和励磁绕组两轴线间的夹角为转子的位置角。

1为发送机转子位置角，2为接收机转子位置角，而 称为失调角。

整步转矩 当力矩式自整角机系统的失调角产生后，在电机转子上形成的转矩称为整步转矩（也称静态整步转矩） 二．问答题 1.直流伺服电机
由式子知在电磁转矩不变的情况下，改变电枢电压Ua 或励磁磁通Φ，都可以控制电机的转速。

两大特性 1机械特性
控制电压恒定时，电机转速随转矩的变化关系。

理想空载转速：
堵转转矩：
机械特性斜率：
随着电枢电压Ua 的增加，空载转速n0和堵转转矩 Td 增大，而斜率k 不变，所以，电枢控制时直流 伺服电动机的机械特性是相互平行的直线。

2.调节特性
负载转矩恒定时，转速随控制电压变化
2602Φ='=T e a e
T a m C C J R K K J R πτ21θθθ-=2
Φ-Φ=t e e a e a C C T R C U n e e T
e a e c kT n T K K R
K U n -=-=0
T n
e c K U n =
0c a
T d U R K T =e
T a k K K R T n k =
==0tan αl T
e a
e c T K K R K U n -=
调节特性与横坐标的交点，就表示在某一电磁 转矩时电动机的始动电压。

从原点到始动电压 点的一段范围，称为在某一电磁转矩值时伺服 电动机的失灵区，也称死区。

T2>T1>0 机电时间常数
电气时间常数 机械时间常数定义：当电动机空载时电枢外施阶跃电压，其角速度从0上升到稳定角速度的63.2%时所需要的时间。

机电时间常数τm 与下列因素有关：
1. 转动惯量J 越小，机电时间常数τm 越小。

2. 每极气隙磁通Φ越大，τm 越小。

3. 电枢电阻Ra 越小，τm 越小。

“自转”现象 在电机作为电动机运行的转差率范围内，0<s<1，T1>T2，合成转矩Te=T1-T2>0，所以，只要负载转矩不太大，转子仍能继续旋转，不会因控制信号的消失而停转，这种“自转”现象使伺服电动机失去控制，在自动控制系统中是不允许的。

消除自转现象的措施增大转子电阻，使sk>1，则合成单相转矩在电动机正向旋转范围内为负值，即T<0。

这就是说，控制信号消失后，处于单运行状态的电机由于电磁转矩为制动性质而能迅速停转。

因此，增大转子电阻是防止交流伺服电动机出现“自转”现象的有效措施。

增大转子电阻的三个好处：
1. 能消除自转现象
2. 可以增大调速范围
3. 使机械特性更加线性
交流伺服电机有下列几种控制方法：名词，图，运行方式，怎样运行
1. 幅值控制
控制电压与激磁电压之间保持90度相位差不变，通过改变控制信号（电压）的幅值来改变电机的转速。

n c
2
T
a m K J
R =τa
a
e R L
=τ
2.相位控制
控制电压的幅值保持不变，通过改变控制电压对激磁电压的相角来实现对电机的控制。

3.幅值相位控制（电容控制）
激磁回路串联电容后接到相位和幅值都不变的激磁电源，当改变控制电压幅值时，由于激磁回路电流发生变化，使激磁绕组及其串联电容上的电压分布发生变化，从而使控制电压与激磁绕组上的电压间的相位角也发生变化。

4.双相控制
激磁电压与控制电压间的相位固定为90度，而激磁电压的幅值随控制信号的改变而同样的改变，也就是说，不论控制信号大小，电机始终在圆形旋转磁场下工作，可获得最大输出功率和效率。

按转子结构的不同，同步伺服电动机分为磁阻式、永磁式、磁滞式三种。

其区别 1.转子材料，2工作原理。

P35—42.原理自己看看，总结。

三者区别在书47页。

三章
PPT上误差的原因和改进方法51
1.电枢反应
对策：
选用较大气生产隙和较小线负荷；
转速不超过最大线性工作速度，负载电阻不小于最小负载电阻；
补偿绕组；
2.电刷接触电压降
对策：选用导电性能较好的电刷
3.电刷位置的影响
4.温度的影响
对策：
将磁路设计的较饱和；
在励磁回路中串电阻；
在励磁回路中串联具有负温度系数的热敏电阻；
励磁回路由恒流源供电
5.纹波的影响
直流测速发电机在 和n固定时，输出电压也不是稳定的直流电压，而总带有微弱的波动，成为纹波
对策：增加支路元件数，电枢采用斜槽结构，无槽
直流与交流异步伺服电动机的比较
剩余电压（零速电压）
转速为零时输出绕组所产生的电压，包括基波分量和高次谐波分量。

一般几十毫伏。

1.剩余电压基波分量分为变压器分量、旋转分量和电容分。

产生变压器分量的原因：
励磁绕组轴线与输出绕组轴线不垂直；
定子加工不良，造成气隙不均匀。

旋转分量
由于铁心材料各向磁滞变化的情况不同，或者铁心片间短路以及空心杯转子的材料和壁厚不均匀，都会导致去磁效应不同，使电机气隙圆周上各点磁密相位不一致，而形成一个椭圆形旋转磁场，使输出绕组产生感应电动势，产生剩余电压。

电容分量
由于励磁绕组和输出绕组之间会存在寄生的分布电容,当励磁绕组加交流电压时，通过寄生的分布电容也会在输出绕组中产生电压。

2.剩余电压的高次谐波分量主要是由于两个原因产生：
1.励磁电源电压波形为非正弦波；
2.电机磁路的饱和。

减小剩余电压的措施
1. 改进制造材料和工艺
改进选用较低磁密的铁心，降低磁路饱和程度；
采用内外定子铁心可调结构；
采用补偿绕组（可补偿剩余电压的固定分量）；
2.外接补偿装置。

四．三相反应式步进电动机有三种运行方式：
(1)三相单三拍运行；
(2)三相双三拍运行；
(3)三相单、双六拍运行；
“三相”—指步进电机的相数；
“单”—指每次只给一相绕组通电；“双”则是每次同时给二相绕组通电；
“三拍”—指通电三次完成一个循环
工作原理73--76
步进电机典型驱动方式：
单极性驱动 1.单电压驱动方式，2双电压驱动方式，3定电流斩波驱动方式4调频调压驱动方式5细分驱动方式
双极性驱动（画线的重要）
五．自整角机
控制式自整角机与力矩式自整角机的比较
力矩式自整角机和控制式自整角机各自的工作原理100—106 108---111
六、畸变
正余弦旋转变压器负载后之所以输出特性曲线产生畸变，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补偿。

补偿的方法有两种，即二次侧补偿和一次侧补偿。

126----128
二次侧完全补偿的条件是转子正、余绕组的负载阻抗相等。

一次侧完全补偿的条件在定子励磁绕组与交轴绕组完全相同的条件下，当交轴绕组的负载阻抗Zq等于励磁电源的内阻抗Zi，即Zq=Zi时可实现对称补偿。

七．149图7-4的c,d 图的工作原理
157图7—15中节购组成及各部分功能。

八、单相串励电动机工作原理173
九、双凸极电机驱动系统工作原理183
B. 高速时的角度位置控制（Angular position control-APC。