《电机与电气控制技术》第2版 习题解答 第四章 常用控制电机

《电机与电气控制技术》第2版习题解答

第四章常用控制电机

4-1为什么交流伺服电动机的转子电阻值要相当大？

答：交流伺服电动机在制造时，适当加大转子电阻可以克服交流伺服电动机的“自转”现象，同时还可改善交流伺服电动机的性能。

4-2当直流伺服电动机励磁电压和控制电压不变时，若将负载转矩减小，试问此时电枢电流、电磁转矩、转速将如何变化？

答：当直流伺服电动机励磁电压和控制电压不变时，若负载转矩减小，电磁转矩也减小，电枢电流减小，转速上升。

4-3如何改变两相交流伺服电动机的转向，为什么能改变其转向？

答：交流伺服电动机励磁绕组的轴线与控制绕组的轴线在空间相差90°电角度，励磁绕组接在恒定电压的单相交流电源上，改变控制绕组中电流的相位，就可以改变伺服电动机的旋转方向。

根据旋转磁动势理论可知，旋转磁动势的旋转方向是从电流超前的那一相绕组的轴线转到滞后的那一相绕组的轴线。如果将交流伺服电动机控制电压的相位改变180°电角度，则控制绕组与励磁绕组中的电流的超前滞后关系也会颠倒过来，原来的超前相变为滞后相，原来的滞后相变为超前相，所以旋转磁动势的旋转方向和转子的旋转方向也随之改变了。

4-4为什么直流测速发电机使用时不宜超过规定的最高转速？负载电阻又不能低于额定值？

答：直流测速发电机当负载电阻较小或电枢电势很大（转速很高）时，测速发电机的负载电流比较大，因而电枢反应的去磁作用就比较显著。电枢反应会使气隙磁通减小，这就使直流测速发电机输出特性的线性关系遭到破坏，造成线性误差。

为了使直流测速发电机输出电压与轻速的线性误差不超过规定值，在使用时转速不应超过产品的额定转速，负载电阻不应小于规定的额定电阻值。

4-5何谓步进电动机的步距角Q？一台步进电动机可以有两个步进角，如3°/1.5°是什么意思？

答：控制绕组每改变一次通电状态，转子转过的角度叫步距角Q。对于采用三相单三拍控制的步进电机的步距角为30°，采用三相六拍控制时步距角为15°。这种结构简单的步进电机的步距角太大，不能满足精度要求。为了减小步距角，通常将转子与定子磁极都加工成齿形结构。

若步进电机转子齿数Zr=40个，齿沿转子圆周均匀分布，齿了槽的宽度相等，定子上有六个磁极，每极的极弧上各有五个齿，齿宽和槽宽相等。极上装有控制绕组，相对的两个磁极上的绕组串联起来再连接成三相星形。当采用三相单三拍控制方式时，步距角为

Q

360360

340

r

︒︒

===3︒NZ⨯

如果按三相六拍运行时，则步距角为：

Q=360360

640

r

︒︒

==1.5︒NZ⨯

由上可知，一台步进电机由于采用三拍或六拍不同的运行方式而可以有两个步距角。

4-6什么是步进电动机的单三拍、六拍和双三拍工作方式？

答：步进电机中，控制绕组的通电状态每切换一次叫做“拍”，若每次只有一相控制绕组通电，切换三次为一个循环为“三拍”，叫三相单三拍控制方式。双三拍控制方式是指每次同时有两相控制绕组通电，通电方式是UV→VW→WU→UV，切换三次为一个循环，故称三相双三拍控制。

三相六拍控制方式的通电顺序是U→UV→V→VW→W→WU→U。每改变一次通电状态，转子旋转的角度只有双三拍通电方式的一半。定子三相绕组经六次换接完成一个循环，故称“六拍”

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控制。

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