浙江大学远程教育学院
《自动控制元件》课程作业—————————————————————————————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
答：电磁转矩T em=C mΦI a 由每极磁通量和绕组电流大小决定。
控制电流由负载转矩大小决定。
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
答：（1）控制电流由负载转矩大小决定，不变。
（2）电磁转矩T em=C mΦI a 可见电磁转矩也不变。
（3）Ua-Ua0=Ea=CeΦn，可见转速变大。
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=。
试问该电动机额定负载转矩是多少
解：Ea=Ua-IaRa=*50=90V
Ea=CeΦn
Ce=0.105Cm
得：90=0.105CmΦ*3600 则CmΦ=
T2+T0=Tem= CmΦIa
代入得：T2=**10-3=
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。
解：Ea=Ua-IaRa=CeΦn
Tem=T2+T0=CmΦIa
电枢电流由负载转矩决定。
可得：电枢电流减小、电磁转矩减小、转速增大。
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。
解：U0=Ea/（1+Ra/Rf）=
Ia=U0/Rl=3000=0.015A
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。
解：步矩角：2π/（48*5）=π/120
五相单5拍五相双5拍五相三拍五相四拍
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·m，试计算各种运行方式的起动转矩；并判断转子上负载为·m时哪种运行方式可使步进电动机正常运行。
解：步矩角：2π/（50*4）=π/100
运行方式：四相单拍、四相双拍、单双八拍
单拍制时：T1=-T jmax sin（ϴe）
T2=-T jmax sin（ϴe-π/2）
T3=-T jmax sin（ϴe-π）
T4=-T jmax sin（ϴe-3π/2）
双拍制时：T AB=-√2T jmax sin（ϴe-π/4）
T AB=-√2T jmax sin（ϴe-3π/4）
T AB=-√2T jmax sin（ϴe-5π/4）
T AB=-√2T jmax sin（ϴe-7π/4）
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。
解：Uc=Uxcosθ+Uysinθ
Us=Uxsinθ+Uycosθ
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。
答：（1）θ2=θ1
（2）r=-5°；负号表示逆时针
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
答：θ=θ2-θ1，若θ2-θ1大于0，顺时针转；若θ2-θ1小于0，逆时针转；若θ2-θ1等于0，不转。
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。
答：（1）逆时针方向（2）逆时针方向转过20度（3）逆时针-20度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。
解：Eo=ƒWΦ*sin（θ1-θ2）
ƒ为激磁电源交变频率;W为自整角变压器输出绕组有效匝数；
Φ为自整角变压器的主磁通；
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
答：控制方法：幅值控制、相位控制、幅相控制
幅相控制就是将励磁绕组加上恒定的额定励磁电压Ujc，并保持励磁电压和控制电压的相位差90°不变，改变控制电压不变的大小，以实现对伺服电动机转速的控制。
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
答：控制信号消失后，电动机仍以某个转速稳定运行的现象，就是自转现象。
为消除自转，控制信号消失时，控制电路将：
（1）控制绕组直接短接
（2）控制绕组通过纯电阻或感性负载连接
（3）控制绕组开路
（4）控制绕组通过容性负载连接
消除单相供电时机械特性位于一、三象限的情况。