自动控制元件作业+答案

《自动控制元件》作业

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？

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？

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？

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。

第二章直流测速发电机

2-4某直流测速发电机，其电枢电压U=50V，负载电阻R L=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。

第三章步进电动机

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。

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。

第四章旋转变压器

4-6用正余弦旋转变压器可以构成直角坐标系旋转θ角的变换，接线如图题图4-1，4-2所示（见书P119）。试分析其工作原理。

4-8有一只旋变发送机XF和一只旋变变压器XB定子绕组对应联接作控制式运行，如题图4-3所示（见书P119），已知：图中的θ1=15°°，θ2=10°°，试求：

（1）旋变变压器转子的输出绕组的协调位置XT；

（2）失调角r。

第五章自整角机

5-4三台自整角机如题图5-1所示（见书P147）接线。中间一台为力矩式差动接收机，左右两台为力矩式发送机，试问：当左右边两台发送机分别转过θ2、θ1角度时，中间的接收机将转过的角度θ与θ2和θ1之间是什么关系？

5-6某力矩式自整角机接线如题图5-3所示（见书P148）

（1）画出接收机转子所受的转矩方向：

（2）画出接收机的协调位置；

（3）求失调角。

5-7对于题图5-4所示（见书P148）自整角测量线路，CX为自整角发送机，CT为自整角变压器，它们的转子的转角分别为θ1和θ2。画出三相绕组合成

磁场轴线的位置，并写出输出电势的有效值Eo和转角θ1、θ2的关系式。

第六章交流伺服电动机

6-8 交流伺服电动机的控制方法有几种？幅值控制转速变化的物理过程如何？

6-13什么是自转现象？为了消除自转现象，交流伺服电动机在单相供电时应具有怎样的机械特性？

《自动控制元件》作业参考答案

第一章

习题1－1

由负载总转矩决定

习题1－2

稳态电磁转矩、控制电流（电枢电流）不变；转速升高。

习题1－3

80.5 mN•m

习题1－6

电枢电流减少；电磁转矩减少；转速升高。

第二章

习题2－4

空载输出电压 53 V；

输出电流 0.01667 A

第三章

习题3－8

2－2通电，步距角 1.5º；

2－3通电，步距角 0.75º

习题3－10

步距角 1.8º/0.9º

单双八拍运行时，起动转矩为 0.1N•m；步距角 0.9º

双四拍运行时，起动转矩为 0.1N•m；步距角 1.8º

单四拍运行时，起动转矩为 0.0707N•m；步距角 1.8º

第四章

习题4－6

习题4－8

（1）

（2），负号表示逆时针。

第五章

习题5－4

，

若大于0，顺时针转；

小于0，逆时针转；

等于0，不转。

习题5－6

（1）逆时针方向；

（2）逆时针方向转过20°；

（3）不做

（4）－20°（逆时针）

习题5－7

为激磁电源交变频率；为自整角变压器输出绕组有效匝数；为自整角变压器的主磁通。

第六章

习题6－8

幅值控制、相位控制、幅相（复合）控制。

习题6－13

控制信号（电压）消失时，伺服电动机不能停转，这种现象称为自转现象。见书中图6－28实线所示机械特性。