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华侨大学电气设备设计期末考试试卷考试日期：2009年月日院（系）班级学号姓名成绩题目一二得分一.填空题。【每小题2分，共50分】1．伺服电动机的机械特性，指控制电压一定时转速随转矩变化的关系；调节特性是在一定的负载转矩下，电动机稳态转速随控制电压变化的关系。2．空心杯形转子直流伺服电动机外定子可以由永久磁钢制成，也可以是通常的电磁式结构。内定子由软磁材料制成，以减小磁路的磁阻，仅作为主磁路的一部分。3．电机的机电过渡过程是一个复杂的电气、机械相交叠的物理过程，但是一般说来，电气过渡过程的时间要比机械过渡过程短得多。4．直流伺服电动机，转动惯量J越小，机电时间常数m越小；电枢电阻aR越小，m越小。5．高电阻率导条的笼形转子交流异步伺服电动机，转子结构与普通鼠笼式异步电动机类似，但是为了减小转子的转动惯量，做得细而长。6．增大转子电阻是克服交流异步伺服电动机“自转”现象的有效措施。7．测速发电机是一种检测机械转速的电磁装置。测速发电机的转轴和被测机械对象的转轴用联轴器连接在一起，它能把输入的机械转速变换成电压信号输出，通常要求输出电压与输入的转速成正比关系。8．步进电动机是将电脉冲信号转换为相应的角位移或直线位移的一种特殊执行电动机。每输入一个电脉冲信号，电机就转动一个角度，它的运动形式是步进式的，所以称为步进电动机。9．反应式步进电动机矩角特性指，在不改变通电状态(即控制绕组电流不变)时，步进电动机的静转矩与转子失调角的关系。10．控制式自整角机主要应用于由自整角机和伺服机构组成的随动系统中。11．一般，力矩式自整角机带动负载较轻，控制式自整角机带动负载较大。12．力矩式自整角机为了使气隙中磁场的分布接近正弦波，凸极式磁极做成极靴状。为了消除力矩式自整角机在指示工作状态时的转子振荡，一般都要在转子上装设交轴阻尼绕组。13．旋转变压器是一种将转子转角变换成与之呈某一函数关系电信号的元件，是自动控制系统中的精密控制微电机。14．旋转变压器结构与绕线式异步电机相似，定转子均由冲有齿和槽的电工钢片迭成，为了获得良好的电气对称性，以提高旋转变压器的精度，一般都设计成隐极式，定、转子之间的气隙是均匀的。定子和转子槽中各布置两个轴线相互垂直的交流分布绕组。15．单相交流串励电动机的起动转矩很大，既适用于电动工具，不易被卡住、制动，也适宜于作带重负载起动的伺服电动机。16．单相交流串励电动机的转速与电源频率和极数无关。17．开关磁阻电机的定子和转子均为凸极结构，定子极上放置集中式绕组，因此结构特别简单，可靠性高。18．双凸极永磁电机的工作转矩主要是永磁转矩，而磁阻转矩的平均值接近于零，作用很小。19．直线电动机是一种将电能转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的特种电机。20．平面步进电动机是由两台成正交排列的直线步进电动机组成，其中一台的动子沿X轴方向移动，另一台动子沿Y轴方向移动，两台电动机的动子装在同一支架上，这样支架就可在XY平面上的任一点定位，也可按任意几何轨迹运运。21．超声波电动机，是利用压电材料的逆压电效应为激励，使定子弹性体在超声频段产生微观机械振动(振动频率在20kHz以上)，并通过定子和转子(或动子)之间的摩擦作用，将定子的微观振动转换成转子(或动子)的宏观的单方向转动(或直线运动)。22．超声波电动机最大的优点在于能以极低的转速运转，并且能保持大转矩输出。23．超声波电动机的主要缺点是摩擦损耗大，效率低，输出功率小，寿命短。24．超声振动是超声波电动机工作的最基本的条件，起驱动源的作用，但是，并不是任意超声振动都具有驱动作用，它必须具备一定的形态，即振动位移的轨迹为一椭圆，才具有定向连续的驱动作用。25.自整角机通常是两台或多台组合使用，主令轴上装的是自整角发送机，从动轴上装的是自整角接收机，发送机与接收机在机械上互不相连，只有电路的连接。二.简答题。【每小题10分，共50分】1.下图为有负载无补偿正余弦旋转变压器原理图。请直接在图上分别画出一次侧补偿与二次侧补偿方法，并分别标明。答：二次侧补偿一次侧补偿2．直线感应电动机可以怎样调速？怎样改变运动方向？答：)1(21sf，PL2，改变电机一次侧二次侧相对的长度L，极对数P，供电频率1f，转差率s，均可以调速。改变供电电源相序，可以改变运动方向。3．结合下图，解释反应式步进电动机的工作原理(三相单三拍工作通电方式)。答：基于磁通总是沿磁导最大的路径闭合的原理，当定转子齿中心线不重合、磁导不为最大时，磁场就会产生磁拉力，形成磁阻转矩，使转子转到磁导最大的位置。三相单三拍每段时间只有一相绕组通电。A相通电，13与AA′对齐。A相断开B相通电，BB′与24不对齐，磁拉力带动转子转动，使24与BB′，转子逆时针旋转30°。B相断电，C相通电，CC′与13不对齐，磁拉力带动转子转动，使13与CC′，转子逆时针再旋转30°。C相断电，A相通电，AA′与24不对齐，磁拉力带动转子转动，使24与AA′，转子逆时针再旋转30°。依次类推，按A-B-C-A轮流通电，电机就旋转起来。4．盘式电枢直流伺服电动机结构图如下。请简单说明工作原理。1－软磁铁2－磁钢3－电枢绕组4－换向器答：2建立轴向磁场，3的径向通电导体切割轴向磁力线，产生的力带动电机旋转。AA'BB'CC'1234SNNNNSSS123415．下面两图为力矩式自整角机与控制式自整角机的工作原理图。请指出哪个图是力矩式，哪个是控制式，并说明力矩式与控制式的主要不同点。答：左图为力矩式，右图为控制式。不同点：（1）力矩式接收机与发送机的励磁绕组接在同一电源上，控制式接收机不接电源。（2）力矩式输出转矩，直接带动从动轴转动，消除失调角。控制式接收机不直接带负载，而是输出一个电压加在伺服电动机上，使伺服电动机转动，从而消除失调角。