自动控制元件离线作业答案.doc

浙江大学远程教育学院《自动控制元件》课程作业—————————————————————————————第一章 直流伺服电动机1-1直流伺服电动机的电磁转矩和控制电流由什么决定？答：电磁转矩Tem=CmΦIa 由每极磁通量和绕组电流大小决定控制电流由负载转矩大小决定1-2当直流伺服电动机的负载转矩恒定不变时，控制电压升高将使稳态的电磁转矩、控制电流、转速发生怎样的变化？为什么？答：（1）控制电流由负载转矩大小决定，不变2）电磁转矩Tem=CmΦIa 可见电磁转矩也不变3）Ua-Ua0=Ea=CeΦn，可见转速变大1-3已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110V，额定运行时电枢电流Ia=0.4A，转速n=3600rpm，它的电枢电阻Ra=50欧姆，负载阻转矩To=15mN.m试问该电动机额定负载转矩是多少？解：Ea=Ua-IaRa=110-0.4*50=90VEa=CeΦnCe=0.105Cm得：90=0.105CmΦ*3600 则CmΦ=0.238T2+T0=Tem= CmΦIa代入得：T2=0.238*0.4-15*10-3=80mN.m1-6当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时，如将负载转矩减少，试问此时电动机的电枢电流、电磁转矩、转速将怎样变化？并说明由原来的状态到新的稳态的物理过程。

解：Ea=Ua-IaRa=CeΦnTem=T2+T0=CmΦIa电枢电流由负载转矩决定可得： 电枢电流减小、电磁转矩减小、转速增大第二章 直流测速发电机2-4某直流测速发电机，其电枢电压U=50V，负载电阻RL=3000Ω，电枢电阻Ra=180Ω，转速n=3000rpm，求该转速下的空载输出电压Uo和输出电流Ia解：U0=Ea/（1+Ra/Rf）=47.17VIa=U0/Rl=47.17/3000=0.015A第三章 步进电动机3-8某五相反应式步进电动机转子有48个齿，试分析其有哪几种运行方式及对应的步距角，并画出它们的矩角特性曲线族解：步矩角：2π/（48*5）=π/120五相单5拍 五相双5拍 五相三拍 五相四拍3-10四相反应式步进电动机，转子有50个齿，试计算各种运行方式的步距角并画出其单、双拍制的矩角特性曲线族若单相通电时的最大静态转矩为0.1N·m，试计算各种运行方式的起动转矩；并判断转子上负载为0.08N·m时哪种运行方式可使步进电动机正常运行解：步矩角：2π/（50*4）=π/100运行方式：四相单拍、四相双拍、单双八拍单拍制时：T1=-Tjmaxsin（ϴe） T2=-Tjmaxsin（ϴe-π/2） T3=-Tjmaxsin（ϴe-π）T4=-Tjmaxsin（ϴe-3π/2）双拍制时：TAB=-√2Tjmaxsin（ϴe-π/4） TAB=-√2Tjmaxsin（ϴe-3π/4） TAB=-√2Tjmaxsin（ϴe-5π/4） TAB=-√2Tjmaxsin（ϴe-7π/4）第四章 旋转变压器4-6用正余弦旋转变压器可以构成直角坐标系旋转θ角的变换，接线如图题图4-1，4-2所示（见书P119）。

试分析其工作原理解：Uc=Uxcosθ+Uysinθ Us=Uxsinθ+Uycosθ4-8有一只旋变发送机XF和一只旋变变压器XB定子绕组对应联接作控制式运行，如题图4-3所示（见书P119），已知：图中的θ1=15°°，θ2=10°°，试求：（1） 旋变变压器转子的输出绕组的协调位置XT；（2） 失调角r答：（1）θ2=θ1 （2）r=-5°；负号表示逆时针第五章 自整角机5-4三台自整角机如题图5-1所示（见书P147）接线中间一台为力矩式差动接收机，左右两台为力矩式发送机，试问：当左右边两台发送机分别转过θ2、θ1角度时，中间的接收机将转过的角度θ与θ2和θ1之间是什么关系？答：θ=θ2-θ1，若θ2-θ1大于0，顺时针转；若θ2-θ1小于0，逆时针转；若θ2-θ1等于0，不转5-6某力矩式自整角机接线如题图5-3所示（见书P148）（1） 画出接收机转子所受的转矩方向：（2） 画出接收机的协调位置；（3） 求失调角答：（1）逆时针方向（2）逆时针方向转过20度（3）逆时针-20度5-7对于题图5-4所示（见书P148）自整角测量线路，CX为自整角发送机，CT为自整角变压器，它们的转子的转角分别为θ1和θ2。

画出三相绕组合成磁场轴线的位置，并写出输出电势的有效值Eo和转角θ1、θ2的关系式解：Eo=4.44ƒWΦ*sin（θ1-θ2）ƒ为激磁电源交变频率;W为自整角变压器输出绕组有效匝数；Φ为自整角变压器的主磁通；第六章 交流伺服电动机6-8 交流伺服电动机的控制方法有几种？幅值控制转速变化的物理过程如何？答：控制方法：幅值控制、相位控制、幅相控制幅相控制就是将励磁绕组加上恒定的额定励磁电压Ujc，并保持励磁电压和控制电压的相位差90°不变，改变控制电压不变的大小，以实现对伺服电动机转速的控制6-13什么是自转现象？为了消除自转现象，交流伺服电动机在单相供电时应具有怎样的机械特性？答：控制信号消失后，电动机仍以某个转速稳定运行的现象，就是自转现象为消除自转，控制信号消失时，控制电路将：（1） 控制绕组直接短接（2） 控制绕组通过纯电阻或感性负载连接（3） 控制绕组开路（4） 控制绕组通过容性负载连接消除单相供电时机械特性位于一、三象限的情况。