控制电机复习题

《控制电机》复习提纲

一、填空题：

1、同步电机负载运行时，气隙中存在两种磁势分别是隐极式和凸极式。

2、汽轮发电机的转子结构一般采用隐极式。

3、同步电动机通常工作在过励状态下，从电网吸收容性的无功功率，向负载提供感性的无功功率，从而提高电网的功率因素。

4、同步调相机主要运行在状态下，专门向电网供给功率，以提高功率因素。

5、为了减小交流伺服电动机（或交流测速发电机）的转动惯量，转子结构采用非磁性空心杯形，通常采用高电阻率的硅锰青铜或锡锌青铜

材料制成。

6、步进电动机是用脉冲电信号进行控制的，其转速大小取决于控制绕组的脉冲频率、转子齿数和拍数，而与电压、负载、温度等因素无关；其旋转方向取决于控制绕组的轮流通电的顺序。

7、同步电动机是通过转子上装置阻尼绕组来获得起动转矩。

8、要改变伺服电动机的转速和转向，应改变其电机极数和电源频率、电压方向。

9、、交流伺服电动机为获得圆形旋转磁场，应使控制电压和励磁电压相位上相差90°，采用两相对称绕组通入两相对称电流方法获得。

10、无刷直流电动机可以通过改变来实现无极调速。

11、测速发电机能够将输入的转速信号转换为输出的电压信号。

12、控制式自整角机应用于角度和位置的检测元件，实现机械角度

和电信号之间的转换。

13、旋转变压器主要应用于解算装置和高精度随动系统中。

14、磁悬浮高速列车是应用了同步直线电动机的原理，它将初级线圈和铁心装在列车上，铁轨作为次级线圈。

15、磁盘存储器中应用的是音圈式直线直流电动机，用它控制磁头可以代替原来的步进电动机及齿条机构。

16、举例说明下列几种控制电机的实际应用：

步进电动机：数控机床、绘图机、轧钢机的自动控制、自动记录仪表、数模变化；微型同步电动机：驱动仪器仪表中的走纸、打印记录机构、自动记录仪、电子钟、电唱机、录音机、录像机、磁带机、电影摄影机、放映机、传真机、无线电通讯设备；

无刷直流电动机：高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗化工等高新技术领域；直线异步电动机：低速磁悬浮列车。

17、指针式电子钟用电动机驱动指针，

二、问答题：

《绪论》《同步电机》《微型同步电动机》

1、雷达天线控制系统应用了哪些控制电机？简单说明系统工作原理。

自整角发送机和接收机——敏感元件

*直流伺服电动机——执行元件

直流测速发电机——校正元件

2、同步电机的主要类型？

同步发电机，同步电动机，同步调相机

3、一水电站供应一远距离用户，为改善功率因素添置一台同步调相机，此机应装在水电站内还是装在用户（受电端）附近？为什么？

4、同步电动机能否自行起动？为什么？

同步电动机不能够自行起动

因为在一个周期内，作用在同步电动机转子上的平均起动转矩为零。

5、简述同步电动机的异步起动法？**

***异步起动法就是在凸极式同步电动机的转子极靴上装一个起动绕组(阻尼绕组)来获得起动转矩。具体步骤如下：

(1)首先将同步电动机的励磁绕组通过一个附加电阻短接，该附加电阻约为励磁绕组电阻的10倍，并且励磁绕组不能开路。

(2)将定子绕组通以三相交流电源，建立旋转磁场，在转子的起动绕组中产生感应电动势及电流，此电流与定子旋转磁场相互作用而产生异步电磁转矩——异步起动。

(3)当同步电动机的转速

接近同步转速时（达95%n1

时），将附加电阻切除，励磁

绕组与直流电源连接，依靠同

步转矩保持电动机同步运行

——牵入同步。

同步电动机异步起动法的原

理接线图：

6、什么是功率角？功率角的

物理意义？同步电动机什么时候出现失步现象？**

图中滞后于一个夹角δ，称为功率角，

其物理定义是合成等效磁极与转子磁极轴线之间的夹

角，

***δ角的大小：表征了同步电动机电磁功率和电磁转

矩的大小。

当δ＞90°，会出现“失步”现象，同步电动机不能正常运行。

7、应用同步电动机如何提高系统的功率因数？**

***由于电网上的负载多为感性负载（感应电动机和变压器），它们从电网中吸收感性的无功功率。

同步电动机工作在过励状态下，从电网中吸收容性的无功功率，则可向其它感性负载提供感性的无功功率，从而提高功率因数，这是同步电动机的最大优点。

因此，为改善电网功率因数和提高电机过载能力，同步电动机的额定功率因数一般设计为1~0.8(超前)。8、同步调相机的作用？

同步调相机专门用来改善电网的功率因数，以提高电网的运行经济性及电压的稳定性。

9、微型同步电动机的应用？其转速的特点？

应用于自动和遥控装置，无线电通讯设备，同步联络系统，磁带录音和钟表工业等

特点：具有恒定不变的转速，即电动机的转速不随负载和电压的变化而变化。

10、过去常用永磁材料有哪些？高性能的稀土永磁材料有哪些？其主要特点？软磁材料？硬磁材料？**

稀土永磁材料(如钕铁硼NdFeB ) 主要特点：具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积、高性价比等特性

软磁材料：磁导率μ高，剩磁Br小，磁滞回线窄而长，如：

铸钢、硅钢、坡莫合金，制作电机铁心；

硬磁材料：μ不高，剩磁Br大，磁滞回线宽而胖、高矫

顽力和高剩磁，如：

铁钴钒（FeCoV）、铁钴钼（FeCoMo）、锰铋（MnBi）及稀土永磁材料铁氧体、钕铁硼、钐钴(SmCo)、钕镍钴（NdNiCO），制造永久磁铁。

11、什么是居里点温度？

居里点温度是衡量磁性材料的重要指标，是指磁性材料永久失去磁性的温度，一旦环境温度超过居里点温度，即使时间很短，永磁材料也会退磁

12、永磁材料在什么情况下会发生退磁现象？**

永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降或发生退磁现象，将降低永磁电动机的性能，严重时还会损坏电动机。

《直流测速发电机》《交流测速发电机》

1、交流测速发电机的用途？

在自动控制系统中作为敏感元件和校正元件，将输入的转速信号转变为电压信号输出，电压U与转速n成正比。广泛应用在国防工业和科研的精密自动控制技术中。

2、与直流测速发电机相比，交流测速发电机有哪些优缺点？**

与直流测速发电机比较，交流异步测速发电机的主要优点是：

(1) 不需要电刷和换向器，构造简单，维护容易，运行可靠；

(2) 无滑动接触，输出特性稳定，精度高；

(3) 摩擦力矩小，惯量小；

(4) 不产生干扰无线电的火花；

(5) 正、反转输出电压对称。

主要缺点是：

（1）存在相位误差和剩余电压；

（2）输出斜率小；

（3）输出特性随负载性质(电阻、电感、电容)而不同。

3、为什么与直流测速发电机相比，交流测速发电机更适合作为解算元件？**

用作解算元件的应着重考虑精度要高，输出电压稳定性要好；由于直流测速机有电刷、换向器接触装置，可靠性差，精度较低，因此交流异步测速机更适合作解算元件。

4、如何减小交流测速发电机的线性误差？

减小线性误差的方法：

1）、在测速发电机的技术条件中规定了最大线性工作转速nmax ，当电机在转速n＜nmax情况下工作时，其线性误差不超过标准规定的范围。

2）、应尽可能减小励磁绕组的漏阻抗，并且采用由高电阻率材料制成的非磁杯形转子，可减少转子漏抗的影响，并使引起励磁电流变化的转子磁通削弱。

3）、转子电阻值不宜过大。转子电阻值选得过大，又会使测速发电机输出电压降低(即输出斜率指标降低)，电