班里要请我吃夜宵 控制电机复习提纲汇总.docx
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班里要请我吃夜宵控制电机复习提纲汇总
《控制电机》复习提纲
1、汽轮发电机的转子结构一般采用式。
原因是其气隙分布，以适应（低速或高速）运行。
2、同步电动机通常工作在状态下，从电网吸收功率，向负载提供功率，从而提高电网的功率因素。
3、步进电动机是用信号进行控制的，其转速大小取决于控制绕组的、和，而与、、等因素无关；其旋转方向取决于控制绕组的。
4、同步电动机是通过转子上装置来获得起动转矩。
5、无刷直流电动机可以通过改变来实现无极调速。
6、指针式电子钟用电动机驱动指针。
录音机、传真机是用电动机驱动的。
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改变电源电压来实现无极调速。
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、指针式电子钟用步进电机电动机驱动指针，
二、问答题：
《绪论》《同步电机》《微型同步电动机》
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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。
敏感元件——自整角发送机和接收机
执行元件——直流伺服电动机
校正元件——直流测速发电机
转换元件——放大器和解调器
放大元件——直流放大器和可控硅控制线路
控制对象——雷达天线
雷达天线通过控制系统作用随自整角发送机转动，自整角接收机转轴和天线相连，摇动手轮7，使得自整角发送机和自整角接收机产生一个转角差γ，这时自整角接收机就有交流电压U1输出，经过交流放大器放大后，由环形解调器转换成直流电压U2，并送入直流放大器放大，放大后的直流电压U3被输入到可控硅控制线路的差动放大器，去控制可控硅的导通和截止。
当可控硅VD1和VD4导通时，就有一定极性的信号电压通入直流伺服电动机5，立即向一个方向旋转。
当手轮7向另一方向转动，输入信号相位相反，伺服电动机向另一方向旋转。
直流伺服电动机应该是朝着天线和发送机之间的转角差γ减小的方向旋转，直到β=α。
这时U1、U2、U3都等于零，伺服电动机停止转动。
雷达天线的转角就能自动地跟随手轮而转动，以达到手控天线的目的。
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？
应装在在用户（受电端）附近，以减少线路上的损耗和电压降，改善功率因素，可使各种工况下的受电端电压基本保持不变。
若装在水电站内，输电线很长，电压波动较大。
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。
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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：
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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。
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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。
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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？
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永久磁钢
钕铁硼（NdFeB）
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
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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。
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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。
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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？
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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。
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4、如何减小交流测速发电机的线性误差？
引起直流测速发电机线性误差有哪些？
为了减少电刷接触压降引起线性误差，电刷应采用什么材料？
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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），电机灵敏度随之减小。
1温度影响
2电枢反应
3延迟换向的影响
4纹波电压的影响
5电刷接触压降的影响
采用接触压降较小的银---石墨电刷、高精度测速发电机采用铜电刷。
并在电刷与换向器接触的表面上镀上银层，使换向器不易磨损
《直流伺服电动机》《交流伺服电动机》
交流伺服小结
（1）单相绕组通入单相交流电后，产生脉振磁场。
（2）两相对称绕组通入两相对称电流就能产生圆形旋转磁场；即空间上相差90°电角度，时间上90°相位差，幅值又相等的两个脉振磁场必然形成圆形旋转磁场。
（3）旋转磁场的转向是从超前相的绕组轴线转到滞后相的绕组轴线。
把两相绕组中任意一相绕组上所加的电压反相（即相位改变180°），就可以改变旋转磁场的转向。
（4）旋转磁场的转速称为同步速n1，只与电机极数和电源频率（交流伺服电动机使用的电源频率通常是标准频率f=400Hz或50Hz）有关，其关系为
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1、与交流伺服电动机比较，直流伺服电动机具有哪些优缺点？
（1）直流伺服电动机的机械特性和调节特性线性度好，转矩随着转速的增大而均匀下降；而交流伺服电动机的机械特性是非线性的。
（2）直流伺服电动机无自转现象；而交流伺服电动机若参数选择不当，制造工艺不良，单相状态下会产生自转现象。
（3）直流伺服电动机适用于大功率系统，但由于有电刷和换向器，结构复杂，影响电机稳定性；交流伺服电动机结构简单、运行可靠、维护方便，但体积大、效率低（转子电阻很大，损耗大），只适用于小功率系统。
（4）直流伺服电动机的控制绕组由直流放大器供电，有零点漂移现象，影响系统工作精度和温定性。
直流放大器结构复杂，体积、质量比交流放大器大得多。
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2、什么是伺服电动机的“自转现象”？
如何消除？
只要阻转矩小于单相运行时的最大转矩，电动机仍将在转矩T作用下继续旋转。
这样就产生了自转现象，造成失控
为了消除自转现象，交流伺服电动机零信号时的机械特性必须如图7-44所示
零信号机械特性必须在第二象限和第四象限，这也就要求有相当大的转子电阻。
3、什么是直流伺服电动机的始动电压Ua0？
调节特性死区的大小与什么因素有关？
绘制直流伺服电动机不同负载下的调节特性。
Ua0始动电压，是电动机处于待动而未动的临界状态下的控制电压，控制电压从0到Ua0范围内，电机不动，称为死区（失灵区）负载越大，死
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