发布时间 : 星期二 文章机电传动控制课后习题答案更新完毕开始阅读377dbacc05087632311212c9
答:改变定子电压电动机的转速变化范围不大。如果要使电动机能在低速度运行，一方面拖动装置运行不稳定，另外随着电动机转速的降低会引起转子电流相应增大。，可能引起过热而损坏电动机，所以不适合。
12.5 为什么调压调速必须采用闭环控制才能获得较好的调速特性，其根本原因何在？ 答：因为即使增加电动机转子绕阻的电阻，调整范围仍不大，且低速时运行性不好，不
能满足生产机械的要求。因此为保证低速时的机械性硬度，又能保证一定的负载能力，所以采用转速负反馈构成闭环系统。
图中的晶闸管交流调压系统，可根据控制信号ｕ的大小将电源电压ｕ１改变为不同
‘
的可变电压ｕｘ控制信号的大小。由给定信号ｕｇ和来自测速发电机的测速反馈信号ｕ
ｆｎ
的茶来调节。当负载稍有增加引起转速下降时，则正比与转速的ｕｆｎ也将减小。由
‘
于ｕ＝ｕｇ－ｕｆｎ，故ｕ随ｕｆｎ的减小儿子动增大。从而使输出电压ｕｘ增大，电动机将产生较大转矩以与负载转矩平衡。此时的机械特性基本上是一簇平行的特性。这种闭环调速系统中，只要能平滑地改变电子电压，就能平滑调节异步中的转速，同时低速的特性较硬，调速的范围较宽。
ｕ１ 晶闸管调压系统 ｕＭ ‘ｘ ｕ ｎ ｕｆｎ ＢＲ ｕｇ 给定 12.6 串级调速的基本原理是什么?串级调速引入转子回路的电势，其频率有何特点？
答：串级调速就是在异步电动机转子电路内引入附加电势Ｅａｄ，以调节异步电动机的转
速。引入电势的方向可与转子电动势Ｅ２方向相同或相反，其频率则与转子频率相同。 原理：如果电动机的转速仍在原来的数值上，即Ｓ值未变动，则串入附加电势后，
电流Ｉ２必然减小，从而使电动机产生的转矩Ｔ也随之减小。Ｔ小于负载转矩Ｔ２时，电动机的转速不得不减小下来，随着电动机转速减小，转子电流Ｉ２也将增加。当Ｉ２
增加到时电动机产生的转矩Ｔ又重新等于Ｔ２后，电动机又稳速运行，但此时的转速以
较原来的为低，这样就达到了调速的目的。
12.7 船级调速系统电动机的机械与正常接线时电动机的固有机械特性比较，有什么不同之
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处？
答：若引入的附加电势愈大，则ｎ０愈小，即电动机的转速愈低。 12.8 试述电压型变频调速系统逆变器的换流原理。
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答：Ｖｓ１和Ｖｓ２为主晶闸管。Ｖｓ１和Ｖｓ２为辅助换流闸管，作为ＬＣ振荡电路
的充放开关，换流时主晶闸管的关断是靠触发辅助换流晶闸管来实现的，即通过辅助晶
闸管导通给主晶闸管施以反向电压，而辅助晶闸管本身的关断则是由ＬＣ串联谐振申路中的电流反向来实现的。
12.9 为什么说变斌调压电源对异步电动机供电是比较理想的交流调速方案？ 答：采用恒磁通φ协调控制的变频器原则，使电动机的断电压和频的比值ｕ／ｆ应保持
一定。异步电动机在低速低频运行时，定子电阻压降的影响，使电动机最大转矩Ｔｍａｘ有所降低，因此设置函数发生器单元以补偿其电阻压降的影响。使其在低频时仍保持有足够的电压值形成恒转矩变频调速系统。
12.10脉宽调制变频其中，逆变器各开关元件的控制信号如何获取？试画出波形图。
单极性正旋波脉宽调制法采用正旋波与三角波相交来获取一系列按正旋规律变化的矩形脉
冲,三角波上下宽度线性变化的波形,所以,任何一个光滑的曲线与三角波相交时,都会得到一组等幅的脉冲宽度正比于该函数值得矩形脉冲,用正旋波与三角波相交,得到一组矩形脉冲作为逆变器各开关元件的控制信号.
12.11交-直-交变频与交-交变频有何异同？ 答：交—直—交变频首先将电网中的交流电整成直流电，再通过逆变器将直流电逆变为
频率可调的交流电。前者主要采用晶闸管整流器来完成。逆变器的作用与整流器的作用相反，一般包括逆变电路及换流电路两部分。
交—交变频是直接将固定频率的交流电能变成所需频率的电能，而不经过中间直流环节，也称直接变频。
12.12简述矢量变换控制的基本原理。
答：矢量变换控制的基本思路，是以产生同样的旋转磁场为准则，建立三相交流绕阻电
流，两组交流绕阻电流和在旋转坐标上的正交扰阻直流之间的等效关系。给固定的对称绕阻通以平衡电流产生旋转磁场φ。如果取磁通φ的位置和Ｍ绕阻的平面正交，就和等
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效的直流电动机绕阻没有差别了。其中Ｍ绕阻相当于励磁绕阻，Ｔ绕阻相当于电枢绕阻。由此可见，将异步电动机模拟成直流电动机相似进行控制，就是将Ａ，Ｂ，Ｃ静止坐标系表示的一部电动机矢量变换到按转子磁通方向为磁场定向并以同步速度旋转的Ｍ—Ｔ直角坐标系上，即进行适量的坐标变换。可以证明，在Ｍ—Ｔ直角坐标系上，异步电动机的数学模型和直流电动机的数学模型和直流电动机的数学模型是极为相似的。因此，人们可以像控制直流电动机一样取控制异步电动机，以获得优越的调速性能。 12.13什么叫无换向器电动机?它有什么特点？
答：无换向器电动机，是由一台同步电动机和一套简单的逆变器组成，构造简单，没有
换向器。 特点：其工作原理，特性及调速方式与直流电动机相似。根据容量不同，有晶体管电动
机和晶闸管电动机。有两种不同的调速方式为直流无换向器电动机调速方式和交流无换向器电动机调速方式。
12.14无换向器电动机调速系统和直流电动机调速系统有哪些异同点？
无换向器电动机调速系统和直流电动机调速系统基本相同,也是电流环和速度环组成的双闭环调速系统,无换向器电动机本身的控制系统,主要包括一个位置检测器PS和一个γ脉冲分配器.无换向器电动机调速均匀,调速范围宽,不会产生火花,适应恶劣环境和易燃易爆场合,与同步电动机相比,启动方便,运行稳定.
第十三章
13.1 通过分析步进电动机的工作原理和通电方式，可得出哪几点结论？
步进电动机的位移和输入脉冲数严格成正比,这就不会引起误差的积累.其转速与脉冲频率和步矩角有关,控制输入脉冲数量,频率即电动机各组的接通次序,可以得到各种需要的运行特征.
13.2 步进电动机的运行特性与输入脉冲频率有什么关系？
当点流为矩形波频率增加时,由于电动机绕组中感应又阻止电流变化的作用,因此电流波形发生畸变.当脉冲频率很高时,电流还未来得及赶上稳定值就开始下降,与时电流幅值降低,因而产生的转矩减小,致使带负载的能力下降,频率过高会使不仅电动机启动不了,或运行时停下来.
13.5 步进电动机对驱动电路有何要求？常用驱动电路有什么类型？各有什么特点？
步进电动机的驱动电路实际上是一个脉冲放大电路,使脉冲具有一定的功率驱动能力,由于功率放大输出直接驱动电动机绕阻,因此,功率放大的性能对步进电动机的运行性能有很大的影响.因此对驱动电路的要求是如何提高不尽电动机的快速性和平稳性.
类型由1但电压限流型驱动,电阻R上有功率消耗为了提高快速性需要加大R的组织,由于阻值加大电源的电压也势必提高,功率消耗也进一步加大正因为这样,此电路使用受到限制.
2高低压切换型驱动电压 优点: 功耗小,启动力矩大,突跳频率和工作频率高.缺点:大
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功率管的数量要多一倍,增加了驱动电源. 13.6 使用步进电动机需注意哪些主要问题？
① 驱动电源的优劣对不仅电动机控制系统的运行影响极大,使用时要特别注意,需
要根据运行要求,尽量采用先进的驱动电源,以满足不仅电动机的运行性能. ② 若所带负载转矩较大,则应在低频下启动,然后在上升到工作频率,停车时也应从
工作频率下降到适应频率在停车.
③ 在工作过程中,应尽量避免由于负载突变而引起误差.
④ 若在工作过程中发生失步现象,首先应检查负载是否过大.电源是否正常,在检查
驱动电源输出波形是否正常.在处理问题时不应随便更换元件.
13.7 步进电动机的步距角之含义是什么？一台步进电动机可以有两个步距角，例如，3o/1.5o，这是什么意思？什么是单三拍、单双六拍和双六拍？
每当输入一个电脉冲时,电动机转过的一个固定的角度,这个角度称之为步矩角. 一台步进电动机有两个步矩角,说明它有两种通电方式, 3o得意思是单拍时的步矩角. 1.5o得意思是单双拍或双拍似的步矩角.
单三拍:每次只有一相绕阻通电,而每个循环只有三次通电
单双六拍:第一次通电有一相绕阻通电,然后下一次又两相通电,这样交替循环运行,而每次循环只有六次通电.
双三拍:每次又两相绕阻通电,每个循环由六次通电.
13.8 一台五相反应式步进电动机，采用五相十拍运行方式时，步距角为1.5o，若脉冲电源的频率为3000Hz，试问转速是多少？
n=βf*60/2π =1.5*3000*60/2*3.14 =42993.6r/min 转速是42993.6r/min
13.9 一台五相反应式步进电动机，其步距角为1.5o/0.75o，试问该电机的转子齿数是多少？
1.5=360/ZKM 1.5=360/Z*5*1 Z=48
电机的转子齿数是48
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13.10 步距角小、最大静转距大的步进电动机，为什么启动频率和运行频率高？
n=βf*60/2π
f=nπ/β *30 β越小运行f就越高
13.11 负载转矩和转动惯量对步进电动机的启动频率和运行频率有什么影响？
T
0 f/Hz 负载转矩和转动惯量越大,步进电动机的启动转矩和运行频率越高
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