控制电机（第三版）考试简答题及答案.doc

PAGE PAGE 6 《控制电机》 一、简答题(每小题6分，共30分) 1.直流伺服电动机在不带负载时，其调节特性有无死区？若有，为什么？调节特性死区的大小与哪些因素有关？ 答：有死区。由，因为是空载，所以TL=0，但，故，所以有死区。由关系式，可知，死区的大小主要与空载电枢电流和电枢电阻有关。 2.直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？ 答： 起动瞬间转速n=0，电动势Ea=CeΦn=0，最初起动电流。若直接起动，由于Ra很小，Ist会达到十几倍 甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。 3.要得到圆形旋转磁场，加在励磁绕组和控制绕组上的电压应符合什么条件？ 答：当励磁绕组有效匝数和控制绕组有效匝数相等时，要求两相电压幅值相等，相位相差90度；当励磁绕组有效匝数和控制绕组有效匝数不相等时，要求两相电压相位相差90度，电压幅值应与匝数成正比。 4. 直流电动机的启动性能要求是什么？ 答：（1）启动时电磁转矩要大，以利于克服启动时的阻转矩； （2）启动时电枢电流不要太大； （3）要求电动机有较小的转动惯量和在加速过程中保持足够大的电磁转矩以利于缩短启动时间。 5. 为什么交流伺服电动机的转子转速总是比磁铁转速低？ 答： 因为电动机轴上总带有机械负载，即使在空载下，电机本身也会存在阻转矩。为了克服机械负载的阻力矩，转子绕组中必须要有一定大小的电流以产生足够的电磁转矩，而转子绕组中的电流是由旋转磁场切割转子导条产生的，那末要产生一定数量的电流，转子转速必须要低于旋转磁场的转速。 四、计算题(每小题10分，共30分) 1. 设一台直流电动机原来运行情况为：电机端电压Ua=220V，Ea=100V，Ra=20Ω，Ia=1A，n=1500r/min。如果电源电压降低一半，而负载转矩不变，试计算转速将降低到原来的百分之几？ 1. 解：当负载转矩不变时，电磁转矩不变，又由不变可知，不变。 若电压降低到一半后的感应电势、转速、电流用、、表示，则=110V时的转速对原来的转速之比为： ，即转速降低到原来的45%。 2. 已知一台交流伺服电动机的技术数据上标明空载转速是1000 r/min，电源频率为50Hz，请问这是几极电机？空载转差率是多少？ 2. 解：空载情况下，ns=n=1000r/min 由ns=60f/p 得p=60f/ns=60×50/1000=3 ∴2p=6 由此得该电机是六级电机; 在理想情况下，空载转差率s=(ns-n)/ns=(1000-1000)/1000=0 在非理想情况下，由n=5/6ns,得s=(ns-n)/ns=(ns-5/6ns)/ns =1/6 3. 一台他励直流电动机，PN=40KW，UN=220V，IN=207.5A，Ra=0.067。若电枢回路不串电阻直接起动，则起动电流为额定电流的几倍？若将起动电流限制为1.5IN，求电枢回路应串入的电阻大小。（保留两位有效数字） 3. 解：（1） （2） 《控制电机》（B） 一、简答题(每小题6分，共30分) 1.直流伺服电动机在不带负载时，其调节特性有无死区？若有，为什么？调节特性死区的大小与哪些因素有关？ 答：有死区。由，因为是空载，所以TL=0，但，故，所以有死区。由关系式，可知，死区的大小主要与空载电枢电流和电枢电阻有关。 2.直流电动机为什么不能直接起动？如果直接起动会引起什么后果？ 答：起动瞬间转速n=0，电动势Ea=CeΦn=0，最初起动电流。若直接起动，由于Ra很小，Ist会达到十几倍 甚至几十倍的额定电流，造成电机无法换向，同时也会过热，因此不能直接起动。 3.要得到圆形旋转磁场，加在励磁绕组和控制绕组上的电压应符合什么条件？ 答：当励磁绕组有效匝数和控制绕组有效匝数相等时，要求两相电压幅值相等，相位相差90度；当励磁绕组有效匝数和控制绕组有效匝数不相等时，要求两相电压相位相差90度，电压幅值应与匝数成正比。 4. 交流伺服电动机在控制系统中对它提出的要求有哪些？ 答：（1）转速和转向应方便地受控制信号的控制，调速范围要大； （2）整个运行范围内的特性应具有线性关系，保证运行的稳定性； （3）当控制信号消除时，伺服电动机应立即停转，也就是无“自转”现象； （4）控制功率要小，启动转矩应大； （5）机电时间常数要小，始动电压要低，反应应快速灵敏。 5. 为什么交流伺服电动机的转子转速总是比磁铁转速低？ 答：因为电动机轴上总带有机械负载，即使在空载下，电机本身也会存在阻转矩。为了克服机械负载的阻力矩，转子绕组中必须要有一定大小的电流以产生足够的电磁转矩，而转子绕组中的电流是由旋转磁场切割转子导条产生的，那末要产生一定数量