自動控制元件部分課后題答案

1、自動控制元件部分課后題答案第一章直流伺服電動機1- 1直流伺服電動機的電磁轉(zhuǎn)矩和控制電流由什么決定？答：a： |I|T=CbOI.知電磁轉(zhuǎn)矩山每極磁通量和繞組電流大小決定。b： III Tea=T0+T:=CmOIa控制電流山負載轉(zhuǎn)矩（Tj和空載轉(zhuǎn)矩（T。）大小決 定。1-2當直流伺服電動機的負載轉(zhuǎn)矩恒定不變時，控制電壓升高將使穩(wěn)態(tài)的電磁 轉(zhuǎn)矩、控制電流、轉(zhuǎn)速發(fā)生怎樣的變化？為什么？答：a：電磁轉(zhuǎn)矩Tg二T°+T：可見電磁轉(zhuǎn)矩也不變。山知控制電流I也 不變b：川=竺-竺包知T“不變可見U.轉(zhuǎn)速升島理想空載轉(zhuǎn)速變大導(dǎo)致轉(zhuǎn) Ke KeKt速n升高。1-3已知一臺直流電動機，其電樞額定電壓

2、Ua=110V,額定運行時電樞電流 Ia=0. 4A,轉(zhuǎn)速n=3600rpm,它的電樞電阻Ra=5O歐姆，負載阻轉(zhuǎn)矩To二15mNm。 試問該電動機額定負載轉(zhuǎn)矩是多少？答：Ea= Ua- IaRa=110-0. 4X50=90VFagoEa=CeOn, Ce=O. 105Cm CmO = 0.2380.105 x n 0.105x 3600Tco =To +T：=CmO Ia-T：=CmO Ia-T0 =0. 40. 238=0. 0952-15 X 10'Mo. 2mN m1-6當直流伺服電動機電樞電壓、勵磁電壓不變時，如將負載轉(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

3、樣變化？并說明山原來的狀態(tài)到 新的穩(wěn)態(tài)的物理過程。答：磁轉(zhuǎn)矩T =To +T：可見T： J電磁轉(zhuǎn)矩也lo lllTeo=C.0L知控制電流I. I Ea二 Ua- IaRa 可見 L I 知 Ea t , ill Ea二CeCn 知 Ed f 知 n f第二章直流測速發(fā)電機2- 4某直流測速發(fā)電機，其電樞電壓U二50V,負載電阻&二3000Q,電樞電阻 Ra二180 Q,轉(zhuǎn)速n二3000rpm,求該轉(zhuǎn)速下的空載輸出電壓Uo和輸出電流la。Ea 二 Ua IaRa Ia=-=0. 0167A Ea二503000Ea =30+2x180=53 空載 Uo =Ea =533000第三章步進電

4、動機3- 8某五相反應(yīng)式步進電動機轉(zhuǎn)子有48個齒，試分析其有哪兒種運行方式及 對應(yīng)的步距角，并畫岀它們的矩角特性曲線族。答：5 相單 5 拍 A-BfCfD-E-A360360, _叫二=一 1.5NZr5x48z 、z2兀、z _ 4n .T® 二一T“sin（歐）T® 二-T昨sin（歐一）J -Tsin（歐一）.6兀、/8"、Teon 二Tsin（歐一）J 二-Tsin（化） w/5 相雙 5 拍 AB-BC-CD-DE-EA-AB門 360360。二=1. 5NZr 5x48Tz二T. 62TJMSsin（歐一丄）T應(yīng)二T. 62Tjnassin（->

5、;e）Tg 二T. 621昨$込（乞一刃）Tde二T. 62TgSin（ ®e一蘭）/ 9n、Tg =-1.62TjBMsin（-_）5 相 10 拍 A-ABf B-BC-C-CDD-DE-E-EAABNZr 10x48=0. 75°em3- 10四相反應(yīng)式步進電動機，轉(zhuǎn)子有50個齒，試訃算各種運行方式的步距角。 并畫出其單、雙拍制的矩角特性曲線族。若單相通電時的最大靜態(tài)轉(zhuǎn)矩為 0. 1N - m,試計算各種運行方式的起動轉(zhuǎn)矩；并判斷轉(zhuǎn)子上負載為0. 08N - m時 哪種運行方式可使步進電動機正常運行。解a：四相單四拍步距角6),= = -=1.8° , 磯尸

6、丄，如下圖四相單 NZr 4x502四拍相鄰 2 相矩角特性曲線交點 Q1 轉(zhuǎn)矩Tt二TTjgSin丄二0 1X0. 707=0. 0707N m<0. 08N m4電機不能正常運行b:四相雙四拍步距角 磯二型=竺-二1.8° ,磯尸T®二1. lllTgSinNZr 4x502-=1.414X0. 0707=0. IN m>0. 08N m ,電機能正常運行4四相八拍步距角 如二=- =0.9° , %二 -J二 NZr 8x5041 414TjMXsin-=l. 414X0. 0707=0. IN m>0. 08N m ,電機能正常運行 4第

7、四章旋轉(zhuǎn)變圧器4- 6用正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器可以構(gòu)成直角坐標系旋轉(zhuǎn)0角的變換，接線如圖題 圖4-1, 4-2所示（見書PU9）o試分析其工作原理。解：Uxs二 Ussin 0 , Uys 二 Uscos 0 , Uxc= Uccos 0 , Uyc = Ucsin 0 , Ux= Uxs- Uxc, Uy= Uys +Uyc ,/ Ux= Ussin 0 -Uccos 0 » Uy= Uscos 0 +Ucsin 0 ,如p點與坐標系uov相當于正余弦旋轉(zhuǎn)變壓器轉(zhuǎn)子，當其順時針旋轉(zhuǎn)0, 坐標系順UOV時針旋轉(zhuǎn)0就會輸出新的坐標（Ux 、Uy ）4- 8有一只旋變發(fā)送機XF和一只旋變變壓器

8、XB定子繞組對應(yīng)聯(lián)接作控制式運 行，如題圖4-3所示（見書P119）,已知：圖中的"1二15° , "2二10° ,試 求：（1）旋變變壓器轉(zhuǎn)子的輸出繞組的協(xié)調(diào)位置XT；解:協(xié)調(diào)位置XT在轉(zhuǎn)子逆時針旋轉(zhuǎn)93°（2）失調(diào)角cr二-"1一（90-02）二-95°第五章自整角機5- 4三臺自整角機如題圖5-1所示（見書P147）接線。中間一臺為力矩式差動 接收機，左右兩臺為力矩式發(fā)送機，試問：當左右邊兩臺發(fā)送機分別轉(zhuǎn)過"2、 01角度時，中間的接收機將轉(zhuǎn)過的角度與"2和"1之間是什么關(guān)系？解：r= 0

9、2-,02- 1>0則順時針轉(zhuǎn)動02- 1二0則不動02- 01<0則逆時針轉(zhuǎn)動3-6某力矩式自整角機接線如題圖5-3所示（見書P148）（1）畫出接收機轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)矩方向：解：收機轉(zhuǎn)子所受的轉(zhuǎn)矩方向是逆時針方向（2）畫出接收機的協(xié)調(diào)位置；AA11111V1解：接收機轉(zhuǎn)了逆時針旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角度：（15-35= -20° ）（3）求失調(diào)角。解：r= 01- 02=15°-35° 二-20°5- 7對于題圖5-4所示（見書P148）自整角測量線路，CX為自整角發(fā) 送機，CT為自整角變壓器，它們的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)角分別為"1和"2。畫出三 相繞組合成磁場軸線的位置，并寫出輸出電勢的有效值E。和轉(zhuǎn)角"1、"2 的關(guān)系式。（1）合成磁場軸線的位置：91E（） = 4.44/W sin（q）6- 8交流伺服電動機的控制方法有兒種？幅值控制轉(zhuǎn)速變化的物理過程如 何？答：控制方法：幅值控制、相位控制、幅相控制幅值控制就是將勵磁繞組加上恒定的額定勵磁電爪Ujc,并保持勵磁電圧和控 制電壓的相位差90。不變，改變控制電壓的大小，以實現(xiàn)對伺服電動機轉(zhuǎn)速 的控制。負載不變時，改變控制電壓a如Ud -a t橢圓磁場越園