控制电机-第二版-杨渝钦主编-习题解答

第一章习题解答•1-2答：由n=Ua/Ceφ-RaTem/CeCtφ2,以及φ=NUf/RmZ可知：（1）Uf↓→φ↓→机械特性斜率↑→Tst↓（2）Uf↓→φ↓→调节特性斜率↑→调节范围减小。•1-12解：nUa0.2Tem4491500Tem3000Ua1Ua2VUUUUVUTKKRKUTKKRKaaaaaemNteaeaemNteae11030002030001500449202.04221211•1-14解：WTTTTTTTTTTTWPTTPPVnKEUnRIUKRInKRIEUCeaaaaaeaaeaaaa13.6pp103.12012.12106.245006027512.012.0110p)2(10145004500101:450010145007512.0110:)1(10201021em20102em2em201212101em1em21em1em21em1u1111111，空载时：发电机电动机min/r3843n575n450010175n450010111026.1257575110pppp2a1a22a1a21a22u20101u1IIIIIPPCC负载时：•1-15解：1048.035.521/1)(048.0101.19102107585.04.24.25.2900010224101.1955.9102120002400'33533'30SSKsFKKJRInKURKKKnUKmeteamaeaaeetae•1-3解：度，且相位相差应使为零，即不能，条件是负序电流’901102120002400ff30NNUUnUKCCae•1-6答：优点:(1)机械特性更接近线性化•（2）能防自转•缺点:(1)机电时间常数增加•（2）效率和材料利用率降低•1-7答：若转子电阻较小，两相伺服电动机的机械特性如图(a)当电动机正向旋转，即Sl时，120emTTT只要负载转矩小于最大电磁转矩，转子仍能继续运转，并不会因控制电压的消失而停转。这种现象称作“自转”现象。措施见教材p44•1-13解：满足要求,302410228.644060440601006.0440606msmsKKJRKKRKKRTKKRKUnteamteateaemteaea•1-16解：161)1(,1716)1(,17417455.9255.92)1(2ko1ko22'2''rmk'rmkcck2322''2'rmk'rmkscck2ck2ck2ko1ko'2ck2ck2212ko'2211koTTsXXRRXXXXXsXXXXRRXRRRRXRTTRRXZUnTRZUnTmcmcrrmcmcmcmcmcrrmcrmkcksrmkcks幅控相制时磁场，堵转转矩幅值控制时，圆形旋转41,171744417417)2('2'rmk'2'rmk222RXXXRRRRRXXRXcamcmcckckckckckca103.085.2)()3(103.07.5)()2(1025.073.211047.06021/1)()()(11030001506060)1(2055'ppFppFppTJnUnSKpUppFVUUpfnCCUUkoscsmeCcNcs•1-18解：第二章习题解答太小。速不能太高，负载不能相对误差变大。所以转太小都会使得输出电压无论速度太大还是负载知答：由:1112KnRUl所以与转速无关。磁通的交换周期一致，越高，而频率只与。所以他们的电压输出切割磁力线的速度越快，转速越快机输出电压为切割电势答：因交流异步测速电42'rmm32162:52UUU的影响。线性误差、励磁电源和温度变化、剩余电压、直轴磁通的变化生的误差原因有：答：异步测速发电机产制成。和温度系数较低的材料通常应选用电阻率较大输出特性和控制精度小，以获得良好的线性电机电阻大，转动惯量要求比伺服存在区别：测速发电机不能互换使用。因两者答第三章习题解答等而方向相反。相同，交轴分量大小相量大小相等而方向发送机与接收机直轴分）直轴分量小有关置角无关，仅与失调角机的位其大小与发送机和接收脉振磁势：为空间整步绕组中合成磁势机和接收机答：力矩式自整角发送)32)12sin2313m2FF2cos1202cos22cos1202cos22cos2cos2120cos120coscos120cos120coscos1801803321c21b21a2c22b22a21c11b11a1）（）（（接））（）（（发））（）（度相位差。度，则感应电势也存在差可认为两励磁电源相位磁绕组电源接反，则答：发送机或接收机励EEEEEEEEEEEEEEEEEE2cos1202cos2cos1202cos2cos2cos2cos1202cos2cos1202cos2cos2cos212c1c212b1b212a1a21c21b21a）（）（）（）（mmmFFFFFFFFFIIIIII到不了协调位置。保持在初始位置，相同说明，失调角永远交轴分量大小相同方向相互抵消。相反说明直轴电枢反应直轴分量大小相同方向sin43)120sin()120sin(sinsin43)120sin()120sin(sin)cos1(43)120cos()120cos(cos)cos1(43)120cos()120cos(cosm22c22b22a2qm11c11b11a1qm22c22b22a2dm11c11b11a1dFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF出结论。按上题步骤继续推导得（接））（）（（发））（）（答：2120s2120s22240s2s22120s2120s2120cos120coscos120cos120coscos432112c2112b2112a2c22b22a21c11b11a1ininEEEEininEEEEininEEEEEEEEEEEEEEEEcabcab出结论。按上题步骤继续推导得）（（接））（）（（发））（）（相开路答：假设2s2120s22s120-2s20120cos120coscos120cos120coscosa53211c2c211b2ba2c22b22a21c11b11a1ininEEEEininEEEEEEEEEEEEEEEEEcb3-6答：交轴阻尼绕组除了使自整角机的交轴短路阻抗值减小外，还可以使整步绕组交轴短路阻抗中的电阻分量增大，电抗分量减小。使自整机得到合理的参数，从而比整步转矩增大，精度提高，力矩式自整角接收机中一般装设交轴阻尼绕组。•交轴阻尼绕组还可以抑制转子振荡，起到电气阻尼的作用。若从减小阻尼时间，避免不衰减的振荡发生，往往也要增大交轴短路电阻。•3-8答：自整角变压器三相整步绕组的空间合成磁势F2的大小与失调角无关，并等于每相最大磁势幅值的1.5倍。而合成磁势的空间位置则由失调角所决定。•4-1答：正余弦旋转变压器在负载时输出电压发生畸变，其原因在于负载电流产生的交轴磁场。为了消除输出电压的畸变，就必须在负载时对电机中的交轴磁势予以补偿。通常可以采用二次侧补偿和一次侧补偿两种方法。•4-2答：二次侧对称补偿的正余弦旋转变压器其输入阻抗不随转子转角的改变而变化，这是应用二次侧对称补偿时的优点，但必须使正、余弦输出绕组的负载阻抗保持相等。对于变动的负载阻抗时，二次侧对称补偿就不易实现。采用一次侧对称补偿时，励磁绕组电流随转子转角的改变而变化，相应输入功率和输入阻抗也都随转子转角而改变。这时，输出电压随转子转角呈正弦函数变化，且不受负载阻抗变动的影响，这是—次侧对称补偿的优点。第四章习题解答•4-3答：一次侧补偿的线性旋转变压器接线图如下。当正弦输出绕组开路时，并选取了最佳变比Ku，则在一定的转角范围内输出电压Ur10和转子转角α能满足线性函数关系。cos1sin110ufurrKUKEU4-4答：产生误差的原因：当绕组中有电流通过时，它产生的磁势在空间为非正弦分布，引起磁场的绕组谐波。因定、转子铁心齿槽的影响，引起绕组中感应电势的齿谐。因铁心磁路的饱和影响，使电机中气隙磁通密度在空间为非正弦分布，由此引起谐波电势。材料和制造工艺的影响。(如定、转子偏心，引起气隙不均匀；铁心冲片上齿槽分度不均匀，造成两套绕组不对称等。）在实际使用时，由于接入电机的阻抗未能完全满足补偿条件而使电机中存在着交轴磁场，造成输出电压的误差。设计旋转变压器时，应从精度要求出发来选择绕组的型式，定、转子的齿槽配合，铁芯的材料和电机中各部分的磁通密度大小相等，保证电机气隙磁场按正弦规律分布。4-6答：令Uy=a，Ux=b1uKarctanyxUU4-6答：将下图中的放大器与伺服电机改接到余弦输出绕组。arcsinfUU•4-7答：将正余弦旋转变压器按下图接线，则输出电压方程如下，即构成了感应移向控制器。加补偿绕组是为了消除移向控制器的误差。)45(202)]45sin()45[cos(21)cos(sinsinojfuoofufueUKjUKjjUKU第五章习题解答msfTHzJTZfZZZsm52011120110725.1686.04021212,4033360m36065485.15360m360m36025005r00srsrrs解：解：•5-7答：反应式步进电机起动频率与脉冲的间隔时间、步距角、最大静转矩值、电路时间常数、电机内部或外部阻尼转矩有关。•5-9答：负载转动惯量会影响步进电机的起动频率，转动惯量越高则起动频率越低，电机越易失步。连续运行时转动惯量升高则起动频率先降低后升高至一稳定点。•5-10答：低频共振现象：如果脉冲频率等于电动机的自然频率,则在第一脉冲间隔时间内,转子恰好振荡一个周期,即转子角位移又回到接近零的位置.在这一瞬间加入第二个脉冲时,转子因而离开新的平衡位置为二倍步距角.其振幅为二倍步距角了,但振动频率不变.这样下去,转子的振幅越来越大,电机起动不起来,这种现象.