电机与拖动基础习题解答第五章

武汉纺织大学第五章5.1什么是直流伺服电机的电枢控制方式?什么是磁场控制方式?答:将直流伺服电机的电枢绕组接控制电压,励磁绕组接恒定电压的控制方式称为电枢控制方式;将励磁绕组接控制电压,电枢绕组接恒定电压的控制方式称为磁场控制方式。5.2为什么直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式?答:直流伺服电机采用电枢控制方式时,控制电压加在电枢绕组上,励磁绕组接恒定电压,控制精度高,线性度好;采用磁场控制方式时,电枢绕组接恒定电压,控制电压加在励磁绕组上,由于磁路的非线性,控制精度较差,性能较差,所以直流伺服电机常采用电枢控制方式而不采用磁场控制方式5.3直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压是多少?与负载大小有什么关系?答:直流伺服电机采用电枢控制方式时,始动电压0CU=TCRT,与负载大小成正比。5.4常有哪些控制方式可以对交流伺服电机的转速进行控制?答:或通过改变控制电压的幅值,或改变控制电压的相位,或同时改变控制电压的幅值和相位,都可以对交流伺服电机的转速进行控制,所以常有幅值控制、相位控制和幅值—相位控制等三种控制方式对交流伺服电机的转速进行控制。5.5何谓交流伺服电机的自转现象?怎样消除自转现象?直流伺服电机有自转现象吗?答:转动中的交流伺服电机在控制电压为零时继续转动而不停止转动的现象,称为交流伺服电机的自转现象。增加交流伺服电机的转子电阻可以消除自转现象。直流伺服电机没有自转现象。5.6幅值控制和相位控制的交流伺服电机,什么条件下电机气隙磁动势为圆形旋转磁动势?答:当控制电压CU与励磁电压fU大小相等、相位差为090时,幅值控制和相位控制的交流伺服电机,其气隙磁动势为圆形旋转磁动势。5.7为什么交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式?答:幅值-相位控制方式只需要电容器和电位器,不需要复杂的移相装置,控制设备简单;而幅值控制方式或者相位控制方式都需要移相装置,所以交流伺服电机常采用幅值-相位控制方式。5.8为什么直流测速发电机的转速不宜超过规定的最高转速?为什么所接负载电阻不宜低于规定值?答:直流测速发电机的转速愈高,感应电动势就愈大,当负载不变时,电枢电流也愈大,电枢反应的去磁作用就愈强,输出的端电压下降愈多,误差愈大。负载电阻愈小,电枢电流也就愈大,电枢反应的去磁作用就愈强,误差愈大。所以直流测速发电机的转速不宜超过规定的最高转速,所接负载电阻不宜低于规定值?5.9交流异步测速发电机输出特性存在线性误差的主要原因有哪些?答:交流异步测速发电机输出特性存在线性误差的主要原因是励磁绕组与输出绕组在空间不是严格地相差90°电角度,这时两绕组之间就有电磁耦合,当励磁绕组接电源,即使转子不转,电磁耦合会使输出绕组产生感应电动势,从而产生剩余电压,造成失控;转子旋转时,剩余电压叠加在输出电压上,使输出电压的大小及相位发生变化,造成误差。另外,输出绕组本身有漏阻抗,会产生漏阻抗压降,也带来误差。5.10为什么交流异步测速发电机转子采用非磁性空心杯转子而不采用笼型结构?答:交流异步测速发电机转子采用非磁性空心杯转子时,转子的转动惯量小,电阻大,漏电抗小,使输出特性线性度好。笼型结构转子的转动惯量大,漏阻抗大,会使输出特性线性度变差。所以交流异步测速发电机转子采用非磁性空心杯转子而不采用笼型结构。5.11步进电机的三相单三拍运行含义是什么?三相单双六拍?它们的步距角有怎样的关系?答:“三相”是指定子绕组是三相绕组;定子绕组每改变一次通电方式称为“一拍”;“单”是指每拍只有一相绕组通电;“三拍”是指每改变三次通电方式才能完成一次通电循环,转子转过一个齿。“三相单双六拍”中的“双”是指一拍中有两相绕组通电;“三相单双六拍”是指定子绕组要改变六次通电方式才能完成一次通电循环,为“六拍”,而且定子绕组通电方式为,前一拍是一相绕组通电,后一拍是两相绕组通电,交替进行,故而称之为“单双六拍”。单双六拍运行时的步距角是单三拍运行时的一半。5.12什么是步进电机的静态运行状态?什么是步进运行状态?什么是连续运行状态?答:步进电机通电后不改变通电方式的运行状态称为静态运行状态;来一个脉冲步进电机转过一步,再来一个脉冲再转过一步的运行状态称为步进运行状态;当输入的脉冲频率较高时,转子的步进运动变成了连续的旋转运动,这种运行状态称为连续运行状态。5.13步进电机的转速由哪些因素确定?与负载转矩大小有关系吗?答:步进电机的转速n=NZfr60r/min,转速与输入的脉冲频率f成正比,与转子齿数rZ和拍数N成反比。转速与负载转矩大小无关。5.14步距角为1.8°/0.9°的反应式四相八极步进电机的转子有多少个齿?若运行频率为2000Hz,求电动机运行的转速是多少?解:四相八极步进电机单拍运行时的拍数为4,步距角为1.8°;单双拍运行时的拍数为8,步距角为0.9°。步距角s与转子齿数rZ及运行拍数N之间的关系是s=NZr360当4N,08.1s时,508.1436036000srNZ单拍运行时(4N)转速为n=NZfr60=min/600450200060r,单双拍运行时的拍数为8,转速为300r/min。5.15直线电动机和旋转电动机的定子三相绕组在空间排列有什么不同?为什么?答:直线电动机的定子三相绕组在空间排列成直线,旋转电动机的定子三相绕组排列在定子圆周上。这样,直线电动机能产生直线运动磁场,带动转子作直线运动;旋转电动机能产生旋转磁场,带动转子作旋转运动。5.16直线电动机和旋转电动机的定子三相绕组通三相交流电时,为什么直线电动机产生直线方向的电磁力而旋转电动机产生电磁转矩?答:这是因为直线电动机的定子三相绕组在空间排列成直线,通入三相交流电时,能产生直线运动磁场,与转子作用产生直线方向的电磁力;而旋转电动机的定子三相绕组排列在定子圆周上,通入三相交流电时产生旋转磁场,与转子作用产生电磁转矩。5.17旋转电动机的同步转速与极对数成反比例关系,试问直线电动机的直线运行速度与极对数之间也有这种关系吗?答:由直线电动机的直线运行速度公式v=1v(1-s)=2τ1f(1-s)可知,运行速度v与极距τ和频率1f成正比,与极对数无关。5.18分析浮法玻璃生产线上的电磁搅拌机能搅拌熔融玻璃液的原理。答:浮法玻璃生产线上的锡槽中盛放着熔融锡液,在锡液上盛放着玻璃液。电磁搅拌机就是直线电动机,其定子置于锡槽中玻璃液的上方,槽中的锡液就是它的转子,当定子绕组接三相交流电时会产生直线运动磁场,带动转子即槽中的锡液及玻璃液作直线运动,起到搅拌熔融玻璃液的效果。5.19何谓磁悬浮力?有哪些方法能产生磁悬浮力?答:如果作用在重物上的电磁力,其方向与重物重力方向相反,其大小大到足以克服重物重力作用时,重物将在电磁力的作用下在空中悬浮起来,这种现象称为磁悬浮,简称为磁浮。产生磁悬浮的电磁力称为磁悬浮力,也简称为磁浮力。有多种方法能产生磁悬浮力:在导体上高速运动的磁极会受到磁悬浮力的作用;运行中的直线同步电动机也能够产生磁悬浮力。5.20现代的磁悬浮列车常用哪些方法产生磁悬浮力?答:现代的磁悬浮列车有多种方法产生磁悬浮力:一是将固定在铁路道床上的钢轨作为无限长的固定钢板,将磁极安装在列车车厢底部正对着钢轨,当列车由直线电动机拖动以很高的速度行驶时,车厢底部的磁极会以同样的速度从钢轨上方滑过而产生磁悬浮力。二是使用直线同步电动机作拖动电机,直线同步电动机既能产生水平方向的牵引力,又能产生垂直方向的磁悬浮力。