班里要請我吃夜宵 2014控制電機復(fù)習(xí)提綱

1、控制電機復(fù)習(xí)提綱1、汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)一般采用 式。原因是其氣隙分布 ，以適應(yīng) （低速或高速）運行。2、同步電動機通常工作在 狀態(tài)下，從電網(wǎng)吸收 功率，向負(fù)載提供 功率，從而提高電網(wǎng)的功率因素。3、步進電動機是用 信號進行控制的，其轉(zhuǎn)速大小取決于控制繞組的 、 和 ，而與 、 、 等因素?zé)o關(guān)；其旋轉(zhuǎn)方向取決于控制繞組的 。4、同步電動機是通過轉(zhuǎn)子上裝置 來獲得起動轉(zhuǎn)矩。 5、無刷直流電動機可以通過改變 來實現(xiàn)無極調(diào)速。6、指針式電子鐘用 電動機驅(qū)動指針。錄音機、傳真機是用 電動機驅(qū)動的。一、填空題：1、同步電機負(fù)載運行時，氣隙中存在兩種磁勢分別是 隱極式 和 凸極式 。2、汽輪發(fā)電機的轉(zhuǎn)子結(jié)

2、構(gòu)一般采用 隱極 式。3、同步電動機通常工作在 過勵 狀態(tài)下，從電網(wǎng)吸收 容性的無功 功率，向負(fù)載提供 感性的無功 功率，從而提高電網(wǎng)的功率因素。4、同步調(diào)相機主要運行在 狀態(tài)下，專門向電網(wǎng)供給 功率，以提高功率因素。5、為了減小交流伺服電動機（或交流測速發(fā)電機）的轉(zhuǎn)動慣量，轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)采用 非磁性空心杯形 ，通常采用 高電阻率的硅錳青銅或錫鋅青銅 材料制成。6、步進電動機是用 脈沖電 信號進行控制的，其轉(zhuǎn)速大小取決于控制繞組的脈沖頻率 、轉(zhuǎn)子齒數(shù) 和 拍數(shù) ，而與 電壓 、 負(fù)載 、 溫度 等因素?zé)o關(guān)；其旋轉(zhuǎn)方向取決于控制繞組的 輪流通電的順序 。7、同步電動機是通過轉(zhuǎn)子上裝置 阻尼繞組 來獲得

3、起動轉(zhuǎn)矩。 8、要改變伺服電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，應(yīng)改變其 電機極數(shù)和電源頻率、電壓方向 。 9、交流伺服電動機為獲得圓形旋轉(zhuǎn)磁場，應(yīng)使控制電壓和勵磁電壓相位上相差 90 ，采用 兩相對稱繞組通入兩相對稱電流 方法獲得。10、無刷直流電動機可以通過改變 改變電源電壓 來實現(xiàn)無極調(diào)速。11、測速發(fā)電機能夠?qū)⑤斎氲?轉(zhuǎn)速信號 轉(zhuǎn)換為輸出的 電壓信號 。12、控制式自整角機應(yīng)用于 角度和位置的檢測元件 ，實現(xiàn) 機械角度 和 電信號 之間的轉(zhuǎn)換。13、旋轉(zhuǎn)變壓器主要應(yīng)用于 解算裝置和高精度隨動系統(tǒng)中 。14、磁懸浮高速列車是應(yīng)用了 同步直線 電動機的原理，它將初級線圈和鐵心裝在 列車 上， 鐵軌 作為次級

4、線圈。15、磁盤存儲器中應(yīng)用的是 音圈式直線直流 電動機，用它控制磁頭可以代替原來的 步進電動機及齒條機構(gòu) 。16、舉例說明下列幾種控制電機的實際應(yīng)用：步進電動機： 數(shù)控機床、繪圖機 、軋鋼機的自動控制、自動記錄儀表、數(shù)模變化 ；微型同步電動機：驅(qū)動儀器儀表中的走紙、打印記錄機構(gòu)、自動記錄儀、電子鐘、電唱機、錄音機、錄像機、磁帶機、電影攝影機、放映機、傳真機、無線電通訊設(shè)備 ；無刷直流電動機： 高級電子設(shè)備、 機器人、 航空航天技術(shù)、 數(shù)控裝置、 醫(yī)療化工等高新技術(shù)領(lǐng)域 ；直線異步電動機： 低速磁懸浮列車 。17、指針式電子鐘用 步進電機 電動機驅(qū)動指針，二、問答題：緒論 同步電機 微型同步電

5、動機！1、雷達天線控制系統(tǒng)應(yīng)用了哪些控制電機？簡單說明系統(tǒng)工作原理。敏感元件自整角發(fā)送機和接收機執(zhí)行元件直流伺服電動機校正元件直流測速發(fā)電機轉(zhuǎn)換元件放大器和解調(diào)器放大元件直流放大器和可控硅控制線路 控制對象雷達天線雷達天線通過控制系統(tǒng)作用隨自整角發(fā)送機轉(zhuǎn)動，自整角接收機轉(zhuǎn)軸和天線相連，搖動手輪7，使得自整角發(fā)送機和自整角接收機產(chǎn)生一個轉(zhuǎn)角差，這時自整角接收機就有交流電壓U1輸出， 經(jīng)過交流放大器放大后，由環(huán)形解調(diào)器轉(zhuǎn)換成直流電壓U2，并送入直流放大器放大，放大后的直流電壓U3被輸入到可控硅控制線路的差動放大器，去控制可控硅的導(dǎo)通和截止。當(dāng)可控硅VD1和VD4導(dǎo)通時，就有一定極性的信號電壓通入直

6、流伺服電動機5，立即向一個方向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)手輪7向另一方向轉(zhuǎn)動，輸入信號相位相反，伺服電動機向另一方向旋轉(zhuǎn)。直流伺服電動機應(yīng)該是朝著天線和發(fā)送機之間的轉(zhuǎn)角差減小的方向旋轉(zhuǎn)，直到=。這時U1、 U2、 U3都等于零，伺服電動機停止轉(zhuǎn)動。雷達天線的轉(zhuǎn)角就能自動地跟隨手輪而轉(zhuǎn)動，以達到手控天線的目的。2、同步電機的主要類型？同步發(fā)電機，同步電動機，同步調(diào)相機3、一水電站供應(yīng)一遠距離用戶，為改善功率因素添置一臺同步調(diào)相機，此機應(yīng)裝在水電站內(nèi)還是裝在用戶（受電端）附近？為什么？應(yīng)裝在在用戶（受電端）附近，以減少線路上的損耗和電壓降，改善功率因素，可使各種工況下的受電端電壓基本保持不變。若裝在水電站內(nèi)，輸電線

7、很長，電壓波動較大。4、同步電動機能否自行起動？為什么？同步電動機不能夠自行起動因為在一個周期內(nèi)，作用在同步電動機轉(zhuǎn)子上的平均起動轉(zhuǎn)矩為零。！5、簡述同步電動機的異步起動法？異步起動法就是在凸極式同步電動機的轉(zhuǎn)子極靴上裝一個起動繞組(阻尼繞組)來獲得起動轉(zhuǎn)矩。具體步驟如下：(1)首先將同步電動機的勵磁繞組通過一個附加電阻短接，該附加電阻約為勵磁繞組電阻的10倍，并且勵磁繞組不能開路。(2)將定子繞組通以三相交流電源，建立旋轉(zhuǎn)磁場，在轉(zhuǎn)子的起動繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢及電流，此電流與定子旋轉(zhuǎn)磁場相互作用而產(chǎn)生異步電磁轉(zhuǎn)矩異步起動。(3)當(dāng)同步電動機的轉(zhuǎn)速接近同步轉(zhuǎn)速時（達95%n1時），將附加電阻切

8、除，勵磁繞組與直流電源連接，依靠同步轉(zhuǎn)矩保持電動機同步運行牽入同步。同步電動機異步起動法的原理接線圖： ！6、什么是功率角？功率角的物理意義？同步電動機什么時候出現(xiàn)失步現(xiàn)象？圖中滯后 于一個夾角，稱為功率角，其物理定義是合成等效磁極與轉(zhuǎn)子磁極軸線之間的夾角，角的大?。罕碚髁送诫妱訖C電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩的大小。當(dāng)90，會出現(xiàn)“失步”現(xiàn)象，同步電動機不能正常運行。！7、應(yīng)用同步電動機如何提高系統(tǒng)的功率因數(shù)？由于電網(wǎng)上的負(fù)載多為感性負(fù)載（感應(yīng)電動機和變壓器），它們從電網(wǎng)中吸收感性的無功功率。同步電動機工作在過勵狀態(tài)下，從電網(wǎng)中吸收容性的無功功率，則可向其它感性負(fù)載提供感性的無功功率，從而提高功率因數(shù)

9、，這是同步電動機的最大優(yōu)點。因此，為改善電網(wǎng)功率因數(shù)和提高電機過載能力，同步電動機的額定功率因數(shù)一般設(shè)計為10.8(超前)。8、同步調(diào)相機的作用？同步調(diào)相機專門用來改善電網(wǎng)的功率因數(shù)，以提高電網(wǎng)的運行經(jīng)濟性及電壓的穩(wěn)定性。9、微型同步電動機的應(yīng)用？其轉(zhuǎn)速的特點？應(yīng)用于自動和遙控裝置，無線電通訊設(shè)備，同步聯(lián)絡(luò)系統(tǒng)，磁帶錄音和鐘表工業(yè)等特點：具有恒定不變的轉(zhuǎn)速，即電動機的轉(zhuǎn)速不隨負(fù)載和電壓的變化而變化。?。?0、過去常用永磁材料有哪些？高性能的稀土永磁材料有哪些？其主要特點？軟磁材料？硬磁材料？*永久磁鋼釹鐵硼(NdFeB)稀土永磁材料(如釹鐵硼NdFeB ) 主要特點：具有高剩磁、高矯頑力、高磁

10、能積、高性價比等特性軟磁材料：磁導(dǎo)率高，剩磁Br小，磁滯回線窄而長，如：鑄鋼、硅鋼、坡莫合金，制作電機鐵心；硬磁材料：不高，剩磁Br大，磁滯回線寬而胖、高矯頑力和高剩磁，如：鐵鈷釩（FeCoV）、鐵鈷鉬（FeCoMo）、錳鉍（MnBi）及稀土永磁材料鐵氧體、釹鐵硼、釤鈷(SmCo)、釹鎳鈷（NdNiCO），制造永久磁鐵。11、什么是居里點溫度？居里點溫度是衡量磁性材料的重要指標(biāo)，是指磁性材料永久失去磁性的溫度，一旦環(huán)境溫度超過居里點溫度，即使時間很短，永磁材料也會退磁！12、永磁材料在什么情況下會發(fā)生退磁現(xiàn)象？永磁材料在受到振動、高溫和過載電流作用時，其導(dǎo)磁性能可能會下降或發(fā)生退磁現(xiàn)象，將降低

11、永磁電動機的性能，嚴(yán)重時還會損壞電動機。直流測速發(fā)電機 交流測速發(fā)電機1、交流測速發(fā)電機的用途？在自動控制系統(tǒng)中作為敏感元件和校正元件，將輸入的轉(zhuǎn)速信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘栞敵觯妷篣與轉(zhuǎn)速n成正比。廣泛應(yīng)用在國防工業(yè)和科研的精密自動控制技術(shù)中。！2、與直流測速發(fā)電機相比，交流測速發(fā)電機有哪些優(yōu)缺點？與直流測速發(fā)電機比較，交流異步測速發(fā)電機的主要優(yōu)點是： (1) 不需要電刷和換向器，構(gòu)造簡單，維護容易， 運行可靠； (2) 無滑動接觸，輸出特性穩(wěn)定，精度高； (3) 摩擦力矩小，慣量??； (4) 不產(chǎn)生干擾無線電的火花； (5) 正、反轉(zhuǎn)輸出電壓對稱。主要缺點是： (1)存在相位誤差和剩余電壓； (

12、2)輸出斜率?。?(3)輸出特性隨負(fù)載性質(zhì)(電阻、電感、電容)而不同。 ！3、為什么與直流測速發(fā)電機相比，交流測速發(fā)電機更適合作為解算元件？*用作解算元件的應(yīng)著重考慮精度要高，輸出電壓穩(wěn)定性要好；由于直流測速機有電刷、 換向器接觸裝置，可靠性差，精度較低，因此交流異步測速機更適合作解算元件。!4、如何減小交流測速發(fā)電機的線性誤差？引起直流測速發(fā)電機線性誤差有哪些？為了減少電刷接觸壓降引起線性誤差，電刷應(yīng)采用什么材料？*減小線性誤差的方法：(1)在測速發(fā)電機的技術(shù)條件中規(guī)定了最大線性工作轉(zhuǎn)速nmax ，當(dāng)電機在轉(zhuǎn)速nnmax情況下工作時，其線性誤差不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍。(2)應(yīng)盡可能減小勵磁繞組

13、的漏阻抗，并且采用由高電阻率材料制成的非磁杯形轉(zhuǎn)子，可減少轉(zhuǎn)子漏抗的影響，并使引起勵磁電流變化的轉(zhuǎn)子磁通削弱。 (3)轉(zhuǎn)子電阻值不宜過大。轉(zhuǎn)子電阻值選得過大，又會使測速發(fā)電機輸出電壓降低(即輸出斜率指標(biāo)降低)，電機靈敏度隨之減小。 1溫度影響2電樞反應(yīng)3延遲換向的影響4 紋波電壓的影響5 電刷接觸壓降的影響采用接觸壓降較小的銀-石墨電刷、高精度測速發(fā)電機采用銅電刷。并在電刷與換向器接觸的表面上鍍上銀層，使換向器不易磨損 直流伺服電動機 交流伺服電動機交流伺服小結(jié) (1) 單相繞組通入單相交流電后，產(chǎn)生脈振磁場。 (2) 兩相對稱繞組通入兩相對稱電流就能產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場；即空間上相差90電角度，

14、時間上90相位差，幅值又相等的兩個脈振磁場必然形成圓形旋轉(zhuǎn)磁場。(3) 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向是從超前相的繞組軸線轉(zhuǎn)到滯后相的繞組軸線。把兩相繞組中任意一相繞組上所加的電壓反相(即相位改變180)，就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向。 (4) 旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速稱為同步速n1，只與電機極數(shù)和電源頻率（交流伺服電動機使用的電源頻率通常是標(biāo)準(zhǔn)頻率f=400 Hz或50 Hz）有關(guān)，其關(guān)系為！1、與交流伺服電動機比較，直流伺服電動機具有哪些優(yōu)缺點？（1）直流伺服電動機的機械特性和調(diào)節(jié)特性線性度好，轉(zhuǎn)矩隨著轉(zhuǎn)速的增大而均勻下降；而交流伺服電動機的機械特性是非線性的。（2）直流伺服電動機無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象；而交流伺服電動機若參數(shù)選擇

15、不當(dāng)，制造工藝不良，單相狀態(tài)下會產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。（3）直流伺服電動機適用于大功率系統(tǒng)，但由于有電刷和換向器，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，影響電機穩(wěn)定性；交流伺服電動機結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便，但體積大、效率低（轉(zhuǎn)子電阻很大，損耗大），只適用于小功率系統(tǒng)。（4）直流伺服電動機的控制繞組由直流放大器供電，有零點漂移現(xiàn)象，影響系統(tǒng)工作精度和溫定性。直流放大器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積、質(zhì)量比交流放大器大得多。！2、什么是伺服電動機的“自轉(zhuǎn)現(xiàn)象”？如何消除？只要阻轉(zhuǎn)矩小于單相運行時的最大轉(zhuǎn)矩， 電動機仍將在轉(zhuǎn)矩T作用下繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。 這樣就產(chǎn)生了自轉(zhuǎn)現(xiàn)象， 造成失控為了消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，交流伺服電動機零信號時的機械特性必須如圖7 - 4

16、4所示零信號機械特性必須在第二象限和第四象限，這也就要求有相當(dāng)大的轉(zhuǎn)子電阻。3、什么是直流伺服電動機的始動電壓Ua0？調(diào)節(jié)特性死區(qū)的大小與什么因素有關(guān)？繪制直流伺服電動機不同負(fù)載下的調(diào)節(jié)特性。Ua0 始動電壓，是電動機處于待動而未動的臨界狀態(tài)下的控制電壓，控制電壓從 0 到Ua0范圍內(nèi)，電機不動，稱為死區(qū)(失靈區(qū)）負(fù)載越大，死區(qū)越大。圖 3 - 17 直流伺服電動機的調(diào)節(jié)特性曲線組 圖3 -19 可變負(fù)載時的調(diào)節(jié)特性 （負(fù)載為常數(shù)時的調(diào)節(jié)特性） 4、繪制交流伺服電動機不同控制電壓下的機械特性。 圖 762 幅值控制伺服電動機的機械特性 圖 7 - 63 電容伺服電動機的機械特性??？5、如何改變

17、直流伺服電動機以及交流伺服電動機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向？任意一個繞組上所加的電壓反相時(電壓倒相或繞組兩個端頭換接)， 則流過該繞組的電流也反相， 由原來超前電流的就變成滯后電流，原來是滯后電流的則變成超前電流，這樣就改變了伺服電動機的轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速決定于定子繞組極對數(shù)和電源的頻率。？改變控制電壓的極性和大小, 便可改變伺服電動機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速！6、交流伺服電動機如何獲得圓形旋轉(zhuǎn)磁場？*做實驗時采用的具體方法？當(dāng)兩相對稱交流電流通入兩相對稱繞組時， 在電機內(nèi)會產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)兩相繞組有效匝數(shù)不等時， 若要產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場， 這時兩個繞組中的電流值也應(yīng)不等， 且應(yīng)與繞組匝數(shù)成反比？！7、采用非磁性

18、空心杯轉(zhuǎn)子的控制電機有哪幾種？有哪些優(yōu)點？非磁性空心杯轉(zhuǎn)子的材料？*直流伺服電動機，交流伺服電動機，交流異步測速發(fā)電機，直流測速發(fā)電機優(yōu)點：1）轉(zhuǎn)動慣量小，軸承摩擦阻轉(zhuǎn)矩小，快速響應(yīng);2）由于它的轉(zhuǎn)子沒有齒和槽，所以定、轉(zhuǎn)子間沒有齒槽粘合現(xiàn)象，轉(zhuǎn)矩不會隨轉(zhuǎn)子不同的位置而發(fā)生變化，恒速旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)子一般不會有抖動現(xiàn)象，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)；3）線性誤差小，精度較高材料：高電阻率的硅錳青銅或錫鋅青銅，它的杯壁極薄， 一般在0.3 mm左右自整角機 旋轉(zhuǎn)變壓器！1、自整角機的類型和應(yīng)用。說明控制式和力矩式自整角機的區(qū)別和應(yīng)用。自整角機的應(yīng)用：將轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)角變換為電氣信號，或?qū)㈦姎庑盘栕儞Q為轉(zhuǎn)軸上的轉(zhuǎn)角，使機械上互

19、不相聯(lián)的兩根或幾根轉(zhuǎn)軸同步偏轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)角度的傳輸、變換和接收。廣泛應(yīng)用于遠距離的指示裝置和伺服系統(tǒng)。類型：1、按使用要求可分為：（1）力矩式自整角機：指示系統(tǒng)（2）控制式自整角機：隨動系統(tǒng)2、按結(jié)構(gòu)、原理的特點分為：控制式、力矩式、霍爾式、多極式、固態(tài)式、無刷式、四線式等七種?？刂剖胶土厥綄儆谟薪佑|式：結(jié)構(gòu)簡單、性能良好，廣泛使用。無接觸式：沒有電刷和滑環(huán)，可靠性高、壽命長，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電氣性能差。控制式自整角機的應(yīng)用：作為角度和位置的檢測元件，它可將機械角度轉(zhuǎn)換為電信號或?qū)⒔嵌鹊臄?shù)字量轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷耗M量。在伺服系統(tǒng)中作為敏感元件力矩式自整角機的應(yīng)用 ：廣泛用作測位器。直接達到轉(zhuǎn)角隨動的

20、目的，即將機械角度變換為力矩輸出，2.旋轉(zhuǎn)變壓器的應(yīng)用用途：進行坐標(biāo)變換、三角函數(shù)計算和數(shù)據(jù)傳輸、 將旋轉(zhuǎn)角度轉(zhuǎn)換成信號電壓等等。 又是一種精密測位用的機電元件, 在伺服系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)和隨動系統(tǒng)中也得到了廣泛的應(yīng)用。無刷直流電動機！1、無刷直流電動機的優(yōu)點？作用？改變無刷直流電動機轉(zhuǎn)向的方法？優(yōu)點：1）既具有直流電動機的特性，2）又具有交流電動機結(jié)構(gòu)簡單、 運行可靠、 維護方便等；3）轉(zhuǎn)速不再受機械換向的限制，若采用高速軸承，還可以在高達每分鐘幾十萬轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速中運行。作用：無刷直流電動機用途非常廣泛：可作為一般直流電動機、伺服電動機和力矩電動機等使用，尤其適用于高級電子設(shè)備、 機器人、 航空

21、航天技術(shù)、 數(shù)控裝置、 醫(yī)療化工等高新技術(shù)領(lǐng)域。 方法：1）改接位置傳感器的輸出電壓信號 2）變換電樞電流方向 ！2、無刷直流電動機的組成？關(guān)鍵部分？無刷直流電動機是由電動機、 轉(zhuǎn)子位置傳感器和電子開關(guān)線路三部分組成關(guān)鍵部分：轉(zhuǎn)子位置傳感器3、位置傳感器的作用是什么?分為哪幾種類型？ 位置傳感器作用是檢測轉(zhuǎn)子磁場相對定子繞組的位置。主要結(jié)構(gòu)形式：電磁式、光電式和霍爾式步進電動機 ！1、步進電動機的優(yōu)點？如何實現(xiàn)反應(yīng)式步進電動機的無級調(diào)速？優(yōu)點: 1）在負(fù)載能力范圍內(nèi)這些關(guān)系不因電源電壓、 負(fù)載大小、 環(huán)境條件的波動而變化。 可適用于開環(huán)系統(tǒng)中作執(zhí)行元件， 使控制系統(tǒng)大為簡化。 2）步進電動機可

22、以在很寬的范圍內(nèi)通過改變脈沖頻率來調(diào)速；能夠快速啟動、反轉(zhuǎn)和制動。它不需要變換,能直接將數(shù)字脈沖信號轉(zhuǎn)換為角位移，很適合采用微型計算機控制。 改變脈沖頻率可以改變轉(zhuǎn)速，故可進行無級調(diào)速， 調(diào)速范圍很寬。！2、如何控制步進電動機輸出的角位移或線位移量，轉(zhuǎn)速或線速度? 旋轉(zhuǎn)方向由什么決定？步進電動機的角位移量或線位移量s與脈沖數(shù)k成正比；它的轉(zhuǎn)速n或線速度v與脈沖頻率f成正比，步進電動機的轉(zhuǎn)速取決于各控制繞組通電和斷電的頻率(即輸入的脈沖頻率)；旋轉(zhuǎn)方向取決于控制繞組輪流通電的順序！3、如何提高步進電動機的工作精度？為了提高工作精度， 就要求步距角很小。 1）減小步距角可以增加拍數(shù)N。 相數(shù)增加相

23、當(dāng)于拍數(shù)增加， 對同一相數(shù)既可以采用單拍制， 也可采用雙拍制。 采用雙拍制時步距角減小一半。 所以一臺步進電動機可有兩個步距角， 如1.5/0.75、1.2/0.6、 3/1.5等。2）增加轉(zhuǎn)子齒數(shù)ZR，步距角也可減小。 反應(yīng)式步進電動機的轉(zhuǎn)子齒數(shù)一般是很多的，步距角為零點幾度到幾度。 4、步進電動機的專門驅(qū)動電源的基本組成？驅(qū)動電源的基本部分包括變頻信號源、脈沖分配器和脈沖功率放大器。 5、從數(shù)控機床加工過程來看，對步進電動機有什么基本要求？(1) 步進電動機在電脈沖的控制下能迅速啟動、正反轉(zhuǎn)、 停轉(zhuǎn)及在很寬的范圍內(nèi)進行轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)； (2) 為了提高精度，要求一個脈沖對應(yīng)的位移量小，并要準(zhǔn)確、

24、均勻。這就要求步進電動機步距小、 步距精度高，不得丟步或越步； (3) 動作快速。即不僅啟動、停步、反轉(zhuǎn)快，并能連續(xù)高速運轉(zhuǎn)以提高勞動效率； (4) 輸出轉(zhuǎn)矩大，可直接帶動負(fù)載。 直線電機1、與旋轉(zhuǎn)電機相比，直線電機的主要優(yōu)點？(1) 直線電機由于不需要中間傳動機械， 因而使整個機械得到簡化，提高了精度，減少了振動和噪音； (2) 快速響應(yīng)：用直線電機驅(qū)動時，由于不存在中間傳動機構(gòu)的慣量和阻力矩的影響，因而加速和減速時間短，可實現(xiàn)快速啟動和正反向運行； (3) 儀表用的直線電機，可以省去電刷和換向器等易損零件，提高可靠性，延長使用壽命； (4) 直線電機由于散熱面積大，容易冷卻，所以允許較高的

25、電磁負(fù)荷，可提高電機的容量定額； (5) 裝配靈活性大，往往可將電機和其它機件合成一體。 ！2、直線電機的主要類型及典型應(yīng)用*按照工作原理可分為三種：直線感應(yīng)電機(直線交流電機)；直線直流電機；直線同步電機(包括直線步進電機) 。1）應(yīng)用：在機械工業(yè)、儀器儀表工業(yè)、軌道交通、電梯、航空母艦飛機發(fā)射、電磁炮、導(dǎo)彈發(fā)射架、電磁推進潛艇等方面？2）主要類型：平板型、管型和圓盤式【應(yīng)用：在交通運輸、 機械傳輸裝置中得到廣泛應(yīng)用，如磁懸浮高速列車（將初級繞組和鐵心裝置在列車上，而利用鐵軌充當(dāng)次級）、液態(tài)金屬電磁泵、閥門、自動生產(chǎn)線上的傳送帶、機械手等?！?圓盤型直線電機可用在旋轉(zhuǎn)車臺，實現(xiàn)無接觸傳動，結(jié)

26、構(gòu)簡單、應(yīng)用靈活。！3、如何改變直線電機的運動方向和速度？直線感應(yīng)電動機的速度與電機極距及電源頻率成正比， 因此改變極距或電源頻率都可改變電機的速度。 改變直線電機初級繞組的通電相序， 可改變電機運動的方向， 因而可使直線電機作往復(fù)直線運動。 ！4、直線感應(yīng)電機的基本工作原理？工作原理 （參考） 當(dāng)初級的多相繞組中通入多相電流后， 也會產(chǎn)生一個氣隙基波磁場， 但是這個磁場的磁通密度B是直線移動的， 故稱為行波磁場， 如圖12-7所示。 顯然， 行波的移動速度與旋轉(zhuǎn)磁場在定子內(nèi)圓表面上的線速度是一樣的， 即為vs， 稱為同步速度， 且 vs=2f cm/s (12 - 1) 式中， 為極距(cm

27、)， f為電源頻率(Hz)。 在行波磁場切割下，次級導(dǎo)條將產(chǎn)生感應(yīng)電勢和電流，所有導(dǎo)條的電流和氣隙磁場相互作用，便產(chǎn)生切向電磁力。如果初級是固定不動的，那末次級就順著行波磁場運動的方向作直線運動。三、計算題：1、一臺五相十拍運行的步進電動機，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Zr=48，在A相繞組中測得電流頻率為600 Hz，求： (1) 電機的步距角； (2) 轉(zhuǎn)速；*2、見同步電動機的例題及習(xí)題*例題某工廠電源電壓為6000V，廠中使用了多臺異步電動機，設(shè)其總輸出功率為1500 kW，平均效率為70% ，功率因數(shù)為0.7(滯后)，由于生產(chǎn)需要又增添一臺同步電動機。設(shè)當(dāng)該同步電動機的功率因數(shù)為0.8(超前)時，將全廠

28、的功率因數(shù)調(diào)整到1，求此同步電動機承擔(dān)多少視在功率和有功功率。習(xí)題設(shè)有一臺發(fā)電機帶有一感性負(fù)載，負(fù)載需要有功分量電流IP=1000A，無功分量電流IQ=1000A。為了減少發(fā)電機和線路中的無功電流，在用戶端安裝一臺同步調(diào)相機，自電網(wǎng)吸收容性無功電流IC=250A，試求補償后發(fā)電機和線路中的無功電流和功率因素。 3、見直流伺服電動機習(xí)題12、13習(xí)題一臺直流伺服電動機帶一恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運行，測得始動電壓為4V，當(dāng)電樞電壓Ua=50V時，其轉(zhuǎn)速n=1500r/min，若要求轉(zhuǎn)速提高到3000r/min，試求要加多大的電樞電壓？4、有一臺初級固定次級運動的直線異步電動機，電源頻率f為50Hz，同步速度v

29、s為1000cm/s，額定運行時的滑差率s=0.05。試計算該直線異步電動機的極距和額定運行時次級移動速度v。 部分課后題第2章 直流測速發(fā)電機1. 為什么直流發(fā)電機電樞繞組元件的電勢是交變電勢而電刷電勢是直流電勢? 答：電樞連續(xù)旋轉(zhuǎn)， 導(dǎo)體ab和cd輪流交替地切割N極和S極下的磁力線， 因而ab和cd中的電勢及線圈電勢是交變的。 由于通過換向器的作用， 無論線圈轉(zhuǎn)到什么位置， 電刷通過換向片只與處于一定極性下的導(dǎo)體相連接， 如電刷A始終與處在N極下的導(dǎo)體相連接， 而處在一定極性下的導(dǎo)體電勢方向是不變的， 因而電刷兩端得到的電勢極性不變，為直流電勢。2. 如果圖 2 - 1 中的電樞反時針方向

30、旋轉(zhuǎn)， 試問元件電勢的方向和A、 B電刷的極性如何?答：在圖示瞬時，N極下導(dǎo)體ab中電勢的方向由b指向a，S極下導(dǎo)體cd中電勢由d指向c。電刷A通過換向片與線圈的a端相接觸，電刷B與線圈的d端相接觸，故此時A電刷為正，B電刷為負(fù)。 當(dāng)電樞轉(zhuǎn)過180以后，導(dǎo)體cd處于N極下，導(dǎo)體ab處于S極下，這時它們的電勢與前一時刻大小相等方向相反，于是線圈電勢的方向也變?yōu)橛蒩到d，此時d為正，a為負(fù)，仍然是A刷為正，B刷為負(fù)。4. 為什么直流測速機的轉(zhuǎn)速不得超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速? 負(fù)載電阻不能小于給定值?答：轉(zhuǎn)速越高，負(fù)載電阻越小，電樞電流越大，電樞反應(yīng)的去磁作用越強，磁通被削弱得越多，輸出特性偏離直線越遠，

31、線性誤差越大，為了減少電樞反應(yīng)對輸出特性的影響，直流測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)速不得超過規(guī)定的最高轉(zhuǎn)速，負(fù)載電阻不能低于最小負(fù)載電阻值，以保證線性誤差在限度的范圍內(nèi)。而且換向周期與轉(zhuǎn)速成反比，電機轉(zhuǎn)速越高，元件的換向周期越短；eL正比于單位時間內(nèi)換向元件電流的變化量。基于上述分析，eL必正比轉(zhuǎn)速的平方，即eLn2。同樣可以證明ean2。因此，換向元件的附加電流及延遲換向去磁磁通與n2成正比，使輸出特性呈現(xiàn)非線性。所以，直流測速發(fā)電機的轉(zhuǎn)速上限要受到延遲換向去磁效應(yīng)的限制。為了改善線性度，采用限制轉(zhuǎn)速的措施來削弱延遲換向去磁作用，即規(guī)定了最高工作轉(zhuǎn)速。第3章 直流伺服電動機1. 直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和電樞電

32、流由什么決定?答：直流電動機的電磁轉(zhuǎn)矩表達式：T=CTIa（1） 電樞電流的表達式：Ia=（Ua-Ea）/Ra=（Ua- Cen）/Ra（2） 由表達式（1）知道，電磁轉(zhuǎn)矩在不變的情況下，由電樞電流Ia決定。 由表達式（2）知道，在不變的情況下，電樞電流由外加電壓，電樞內(nèi)阻及電動機轉(zhuǎn)速共同決定，且穩(wěn)態(tài)時T=TS，由表達式（1）得到，電樞電流由負(fù)載總阻轉(zhuǎn)矩決定。3. 一臺他勵直流電動機， 如果勵磁電流和被拖動的負(fù)載轉(zhuǎn)矩都不變， 而僅僅提高電樞端電壓， 試問電樞電流、 轉(zhuǎn)速變化怎樣?答：當(dāng)直流伺服電動機負(fù)載轉(zhuǎn)矩、勵磁電流不變時，僅將電樞電壓增大，此時由于慣性，轉(zhuǎn)速來不及變化，Ea=Cen，感應(yīng)電勢

33、不變，電樞電壓增大，由電壓平衡方程式：Ia=（Ua-Ea）/Ra=（Ua-Cen）/Ra可知，電樞電流Ia突然增大；又T=CTIa，電磁轉(zhuǎn)矩增大；此時，電磁轉(zhuǎn)矩大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，由T=TL+Tj=TL+Jd/dt知道，電機加速；隨著轉(zhuǎn)速n的增加，感應(yīng)電勢Ea增加，為保持電壓平衡，電樞電流Ia將減少，電磁轉(zhuǎn)矩T也將減少，當(dāng)電磁轉(zhuǎn)矩減小到等于總的負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩時，電機達到新的穩(wěn)態(tài)，相對提高電樞電壓之前狀態(tài)，此時電機的轉(zhuǎn)速增加、電磁轉(zhuǎn)矩、電樞電流不變。4. 已知一臺直流電動機， 其電樞額定電壓Ua=110 V， 額定運行時的電樞電流Ia=0.4 A， 轉(zhuǎn)速n=3600 r/min, 它的電樞電阻Ra=50

34、， 空載阻轉(zhuǎn)矩T0=15 mNm。 試問該電動機額定負(fù)載轉(zhuǎn)矩是多少?解：由Ea=Ua-IaRa（1） Ea=Cen（2） CT=60*Ce/(2*)（3） T=Ts=T0+TL（4） T=CTIa（5）聯(lián)立5個式子，可得到TL=80.5mNm7. 直流電動機在轉(zhuǎn)軸卡死的情況下能否加電樞電壓? 如果加額定電壓將會有什么后果? 答：當(dāng)直流電動機在轉(zhuǎn)軸卡死的情況下不能加電樞電壓。因為電動機轉(zhuǎn)軸卡死時，電樞電流很大，再由于通風(fēng)條件差，將會使電機繞組過熱而損壞。如果加額定電壓，其電樞電流必定超過其額定電流，若長期工作，將會使電機繞組和換向器損壞。8. 并勵電動機能否用改變電源電壓極性的方法來改變電動機的

35、轉(zhuǎn)向?答：不能。因為當(dāng)改變并勵電動機的電源極性時，勵磁磁通的方向改變，同時，電樞電流Ia的方向改變，因此，由電磁轉(zhuǎn)矩公式T=CTIa可知道，T的方向不變，因此不能改變電動機的轉(zhuǎn)向。9. 當(dāng)直流伺服電動機電樞電壓、 勵磁電壓不變時， 如將負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少， 試問此時電動機的電樞電流、 電磁轉(zhuǎn)矩、 轉(zhuǎn)速將怎樣變化? 并說明由原來的穩(wěn)態(tài)到達新的穩(wěn)態(tài)的物理過程。答：此時，電動機的電樞電流減小，電磁轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速增大。由原來的穩(wěn)態(tài)到達新的穩(wěn)態(tài)的物理過程分析如下：開始時，假設(shè)電動機所加的電樞電壓為Ua1，勵磁電壓為Uf，電動機的轉(zhuǎn)速為n1，產(chǎn)生的反電勢為Ea1，電樞中的電流為Ia1，根據(jù)電壓平衡方程式：Ua1

36、=Ea1+Ia1Ra=Cen1+Ia1Ra則此時電動機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T=CTIa1，由于電動機處于穩(wěn)態(tài)，電磁轉(zhuǎn)矩T和電動機軸上的總阻轉(zhuǎn)矩Ts平衡，即T=Ts。當(dāng)保持直流伺服電動機的勵磁電壓不變，則不變；如果負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少，則總的阻轉(zhuǎn)矩Ts=TL+T0將減少，因此，電磁轉(zhuǎn)矩T將大與總的阻轉(zhuǎn)矩，而使電動機加速，即n將變大；n增大將使反電勢Ea變增大。為了保持電樞電壓平衡（Ua=Ea+IaRa），由于電樞電壓Ua保持不變，則電樞電流Ia必須減少，則電磁轉(zhuǎn)矩也將跟著變小，直到電磁轉(zhuǎn)矩小到與總阻轉(zhuǎn)矩相平衡時，即T=Ts，才達到新的穩(wěn)定狀態(tài)。與負(fù)載轉(zhuǎn)矩減少前相比，電動機的電樞電流減小，電磁轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速增大。12. 一臺直流伺服電動機帶動一恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載(負(fù)載阻轉(zhuǎn)矩不變)， 測得始動電壓為 4，當(dāng)電樞電壓Ua=50V時， 其轉(zhuǎn)速為1500 r/min。 若要求轉(zhuǎn)速達到 3000 r/min， 試問要加多大的電樞電壓?解：Ea=Cen, Ua-Ua0=Ea,當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩不變時,Ua0不變，則n1/n2=(Ua1-Ua0)/(Ua2-Ua0)，即1500/3000=（50-4）/（Ua2-4），得到Ua2=96V，所以要加96V的電樞電壓，轉(zhuǎn)速才會到達3000r/min。第4章 變壓器1. 某臺變壓器，額定電壓U1