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浙江大学远程教育学院 《自动控制元件》课程作业 姓名： 阮骆焱 学 号： 712070202005 年级： 2012秋 学习中心： 余杭学习中心 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：1. 由Tem=CmΦIa 可知电磁转矩由每极磁通量和绕组电流大小决定 2. 由Tem =T0 +T2 =CmΦIa 控制电流由负载转矩(T2)和空载转矩(T0)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. 电磁转矩Tem =T0 +T2可见电磁转矩不变; 由Tem=CmΦIa知控制电流Ia也不变; 2. 可见Ua 升高使得理想空载转速变大导致转速n升高。 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？ 答：Ea= Ua- IaRa=110-0.4×50=90V Ea=CeΦn, Ce=0.105Cm 所以CmΦ=90/0.105/3600= 0.238; Tem =T0 +T2=CmΦIa, 所以T2=CmΦIa-T0 =0.4*0.238 – 15*10-3=0.0952-15×10-3=80.2mN.m 1-6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。 答：电磁转矩Tem =T0 +T2可见T2 ↓电磁转矩也↓; 由Tem=CmΦIa知控制电流Ia ↓; Ea= Ua- IaRa可见Ia ↓知Ea↑，由Ea=CeΦn 知Ea↑知n↑; 当电磁转矩降低到和新的负载转矩相等后, 系统即进入新的平衡状态. 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。 答: 发电机Ea = Ua +IaRa 输出电流: Ia=50/3000=0.0167A Ea =50+0.0167×180=53; 所以空载电压Uo =Ea =53 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。 答: 5相单5拍A→B→C→D→E→A Θb= 360/5/48= 1.5° TemA =-Tjmaxsin(Θe) TemB =-Tjmaxsin(Θe-) TemC =-Tjmaxsin(Θe-) TemD =-Tjmaxsin(Θe-) TemE =-Tjmaxsin(Θe-) 5相双5拍AB→BC→CD→DE→EA→AB Θb= 360/5/48= 1.5° TemAB=-1.62Tjmaxsin(Θe-) TemBC=-1.62Tjmaxsin(Θe-) TemCD =-1.62Tjmaxsin(Θe-π) TemDE=-1.62Tjmaxsin(Θe-) TemEA =-1.62Tjmaxsin(Θe-) 5相10拍 A→AB→B→BC→C→CD→D→DE→E→EA→AB Θb= 360/10/48= 0.75° 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: 1. 四相单四拍步距角Θb=360/4/50= 1.8°， Θbe= , 如下图四相单四拍相邻2相矩角特性曲线交点q1转矩 Temq1=TTjmaxsin=0.1×0.707=0.0707N·m＜0.08N·m 电机不能正常运行 2. 四相双四拍步距角Θb=360/4/50=1.8°, Θbe= ， Temq1= 1.414Tjmaxsin=1.414×0.0707=0.1N·m＞0.08N·m ， 电机能正常运行 3.四相八拍步距角Θb=360/8/50=0.9°, Θbe= Temq1= 1.414Tjmaxsin=1.414×0.0707=0.1N·m＞0.08N·m ， 电机能正常运行 旋转变压器 4-