自動(dòng)控制元件及線(xiàn)路試題及答案

.(20分)1.1臺(tái)永磁直流力矩電機(jī)，反電勢(shì)系數(shù)K=2V/(rad/s),摩擦轉(zhuǎn)矩e電感L=0.02Ho連續(xù)堵轉(zhuǎn)時(shí)電流I=5A，a 1T二0.2N?m，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=4x10-3kg?m2，f電壓U=20V。求機(jī)電時(shí)間常數(shù)t，電磁時(shí)間常數(shù)Tm答案：T=4X10-3S,T=5X10-3S,m e，連續(xù)堵轉(zhuǎn)的電磁轉(zhuǎn)矩T。1T=10N?mi電樞電壓U=25V,求起動(dòng)時(shí)的輸出轉(zhuǎn)矩T和此電壓對(duì)應(yīng)的空載轉(zhuǎn)速o、22020答案：T=12.3N?m，o=12.3rad/s2020電機(jī)轉(zhuǎn)速o=10rad/s，電磁轉(zhuǎn)矩T=2N?m時(shí)，求電樞電壓U和輸出3 3 3轉(zhuǎn)矩T。30答案：U=24V，T=1.8N?m3 30寫(xiě)出該電機(jī)的傳遞函數(shù)0(s)/U(s)。a答案：\o"CurrentDocument"(4)他= 沁U(s) (0.04s+1)(0.005s+1) 0.00002s2+0.04s+1a2.輸入信號(hào)是電樞電壓u,輸出信號(hào)是電機(jī)轉(zhuǎn)角也繪出直流電動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)框圖，標(biāo)出I(s),\o"CurrentDocument"a aE(s),T(s),及擾動(dòng)力矩T(s)。a em c答案：0.50.5繪出直流電動(dòng)機(jī)電樞控制的調(diào)節(jié)特性和機(jī)械特性曲線(xiàn)，標(biāo)出始動(dòng)電壓、理想空載轉(zhuǎn)速和堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，標(biāo)出電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和反接制動(dòng)狀態(tài)。答案：

4?直流電動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)是什么？?jī)?yōu)點(diǎn)：力矩大，控制容易。缺點(diǎn)：有機(jī)械換向器，有火花，摩擦大，維護(hù)較復(fù)雜，價(jià)高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。電機(jī)鐵心多用硅鋼片疊壓而成。采用片狀材料的目的是什么？5?減小渦流損耗。6?性能優(yōu)良的永磁直流力矩電動(dòng)機(jī)現(xiàn)在一般采用什么永磁材料？釹鐵硼。7?與直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，直流力矩電動(dòng)機(jī)的K、K有什么特點(diǎn)？電樞的幾何形狀e t有什么特點(diǎn)？K、K大，電樞扁平狀。e t二.(20分)異步電動(dòng)機(jī)等效電路圖中r一-上的熱損耗表示什么？2s答案.電機(jī)一相繞組產(chǎn)生的機(jī)械功率。簡(jiǎn)述兩相對(duì)稱(chēng)繞組產(chǎn)生橢圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的條件。答案?兩相電流相位差：0°<0<90。兩相電壓相位差90°,幅值不等。3畫(huà)出兩相電機(jī)幅相控制時(shí)的電路圖。繪出圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)時(shí)異步電動(dòng)機(jī)的兩條典型機(jī)械特性曲線(xiàn)(轉(zhuǎn)子電阻大和小)。5?推導(dǎo)兩相伺服電動(dòng)機(jī)傳遞函數(shù)G(s)=0(s)/U(s)，并說(shuō)明其中的參數(shù)與靜態(tài)特性曲線(xiàn)的關(guān)系。答案：T=J空,w=w(U,T)ndt

G=O（s）= 「U（s）-J型s+1QT竺:調(diào)節(jié)特性斜率。竺:機(jī)械特性斜率。QU QT6.繪出三相異步電動(dòng)機(jī)從基頻向下變頻調(diào)速時(shí)的機(jī)械特性。7?異步電動(dòng)機(jī)從基頻向下變頻調(diào)速時(shí)，若電壓保持不變將產(chǎn)生什么現(xiàn)象？用公式說(shuō)明。

答案：U沁E=4.44fW①電機(jī)額定工作狀態(tài)時(shí)鐵心磁密接近飽和，如圖。U不變，fIn①TnITT。電流過(guò)大，電機(jī)過(guò)熱損壞。8.—臺(tái)三相異步電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)速是1450r/min,電源頻率50Hz。這是幾極電機(jī)？為什么？答案：4極，n=60f，p=2nn=1500r/mins p s三、（7分）簡(jiǎn)述永磁同步電機(jī)同步運(yùn)行時(shí)的工作原理，畫(huà)出必要的圖形，寫(xiě)出電磁轉(zhuǎn)矩公式。答案：T二Ksin9寫(xiě)出磁阻同步電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩表達(dá)式并說(shuō)明參數(shù)的含義。答案：工作原理見(jiàn)圖。T二K（R-R）sin29mq mdR、R:交軸和直軸磁阻。mqmd哪種同步電動(dòng)機(jī)不加鼠籠繞組就能自行起動(dòng)并具有較大的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩？（磁滯同步電機(jī)）繪出它的機(jī)械特性曲線(xiàn)。

四、（11分）1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)角的大小取決于控制脈沖的（個(gè)數(shù) ）,轉(zhuǎn)速大小取決于控制脈沖的（頻率）。控制脈沖頻率增高，步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載能力下降，主要原因是：繞組電感的影響。2?磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)有A、B、C、D四相。繪出A和B極下，當(dāng)A通電，B通電，和AB通電時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子齒的相對(duì)位置。A極 B樣A通I-UAB通電3?磁阻式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)小失調(diào)角時(shí)的傳遞函數(shù)（輸出是轉(zhuǎn)角6）是:答案:4?兩相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)給出步距角為1.8°,若采用8細(xì)分驅(qū)動(dòng)電路，步距角是（0.225°）。5?從用戶(hù)使用角度看，在位置伺服系統(tǒng)中，全數(shù)字交流伺服系統(tǒng)與直流伺服電動(dòng)機(jī)有什么不同之處？答案：數(shù)字交流伺服系統(tǒng)：控制簡(jiǎn)單，用脈沖做輸入信號(hào)，直接控制位置。內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，產(chǎn)生高頻電壓擾動(dòng)。直流電動(dòng)機(jī)：需要另外配置傳感器，功率放大器，補(bǔ)償電路組成系統(tǒng)。6.目前批量生產(chǎn)的無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)（交流伺服電動(dòng)機(jī)）常用的位置傳感器有哪兩類(lèi)？答案：霍爾元件；旋轉(zhuǎn)變壓器，光電碼盤(pán)2?兩相繞組匝數(shù)都是W，電流分別為=、2Isinst,i=-J21sin@t—90）。證明合成C f磁場(chǎng)是圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。（提示sinacosP=sin（a+P）+sin（a—P））答 案 :F—