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特种电机复习题重重挤

一、填空题

1. 控制电机主要是对控制信号进行传递和变换,要求有较高的控制性能,如要求_运行平稳_、_响应迅速_、_准确可靠_等。

2. 单相异步电动机的类型主要有_电容启动式电动机__、__罩极式电动机__、_电阻起动式电动机__。

3. 磁滞式同步电动机最突出的优点是___具有很大的启动转距,因而它不要附设任何起动绕组或起动装置就能很快自行起动__。

4. 40齿三相步进电动机在双三拍工作方式下步距角为__3°_,在单、双六拍工作方式下步距角为__1.5°_。

5. 交流伺服电动机的控制方式有_幅值控制___、_相位控制___、_幅—相控制______。 PPT4

6. 自整角机是一种能对__转角__偏差自动整步的感应式控制电机,旋转变压器是一种输出电压随_转子转角变化的信号元件,步进电动机是一种把'_电脉冲_信号转换成角位移或直线位移的执行元件,伺服电动机的作用是将输入_电压控制信号转换为轴上的角位移或角速度输出。

7. 无刷直流电动机转子采用_一定极数的永磁体_,用_电子开关线路_和位置传感器_组成的电子换向器取代有刷直流电动机的机械换向器和电刷。

8. 直线电机按照工作原理来区分,可分为_直线直流电机、_直线进步电机和直线同步电机三类。

9. 自整角机是一种能转角偏差自动整步的感应式控制电机,它通过电的方式在两个或两个以上无_机械_联系的转轴之间传递角位移或使之同步旋转。

10. 光电编码器按编码原理分有_增量式_和_绝对式__两种。

11. 异步测速发电机性能技术指标主要有_线性误差、_最大线性工作转速、负载电阻_和输出斜率。

12.同步电动机转子上的鼠笼绕组可起_异步起动转矩_和_同步牵引转矩__作用。

13. 小功率同步电动机可分为__永磁式_、_磁阻式__、__磁滞式_等。 PPT5

14. 反应式电磁减速同步电动机定转子齿数应满足__p=m__,转速公式为_______;励磁式电磁减速同步电动机定转子齿数应满足_______,转速公式为_____。

15. 电机产生过度过程的主要原因是电机中存在两种惯性:__机械____、___电磁_____。 16. 罩极式单相异步电动机的旋转方向总是固定不变的由__罩住的部分向未罩住的方向旋转_______。

17.直流伺服电动机的电气制动有__能耗__、_回馈_____、___反接___。

18.改变电源频率__或电机的极距可以改变直线感应电动机的速度,改变__直行感应电动机初级绕组的通电次序___可以改变直线感应电动机的运动方向。

19.磁阻同步电动机转子直轴与定子旋转磁场轴线重合时,磁阻转矩为__最小___;转子交轴与定子旋转磁场轴线重合时,磁阻转矩为_最大____。

20.异步伺服电动机___控制__信号消失,而仍有角速度或角位移输出,称为自转现象。PPT4

二、选择题

1.伺服电动机将输入的电压信号变换成( ),以驱动控制对象。 D

A.动力

B.位移

C.电流

D.转矩和速度

2.交流伺服电动机的定子铁芯上安放着空间上互成( )电角度的两相绕组,分别为励磁绕组和控制绕组。B

A.0o

B. 90o

C. 120o

D.180o

R

60NZ

f n

3.为了减小()对输出特性的影响,在直流测速发电机的技术条件中,其转速不得超过规定的最高转速。C

A.纹波

B.电刷

C.电枢反应

D.温度

4.在交流测速发电机中,当励磁磁通保持不变时,输出电压的值与转速成正比,其频率与转速()。D

A.正比

B.反比

C.非线性关系

D.无关

5.影响交流测速发电机性能的主要原因是()。B

A.存在相位误差

B.有剩余电压

C.输出斜率小

D.以上三点

6.步进电机是利用电磁原理将电脉冲信号转换成()信号。C

A.电流

B.电压

C. 位移

D.功率

7.旋转型步进电机可分为反应式、永磁式和感应式三种。其中()步进电机由于惯性小、反应快和速度高等特点而应用最广。A

A.反应式

B.永磁式

C.感应式

D. 反应式和永磁式

8.步进电机的步距角是由()决定的。C

A.转子齿数

B.脉冲频率

C. 转子齿数和运行拍数

D. 运行拍数

9.由于步进电机的运行拍数不同,所以一台步进电机可以有()个步距角。B

A.一

B. 二

C. 三

D.四

10.步进电机通电后不转,但出现尖叫声,可能是以下()原因。B

A.电脉冲频率太高引起电机堵转

B.电脉冲频率变化太频繁

C.电脉冲的升速曲线不理想引起电机堵转

D.以上情况都有可能

11.理想的驱动电源应使通过步进电机的绕组电流尽量接近()波形。B

A.正弦波

B.矩形波

C.三角波

D.锯齿波

12.没有补偿的旋转变压器的在接负载时会出现(),使输出特性畸变。C

A.剩余电压

B.感应电流过大

C. 交轴磁势

D. 直轴磁势

13.旋转变压器的本质是()。D

A.变压

B.变流

C.能量转换

D.信号转换

14.若电源允许,考虑到性能和体积等因素应选用电压较高、频率为()自整角机。C

A.50Hz

B.60 Hz

C.400 Hz

D.1000 Hz

15.因为自整角机的接收机和发送机在结构上有差异,如果调错,将使自整角机()。D

A.产生振荡

B.烧毁

C.失步

D. 停转

16.在使用同步电机时,如果负载转矩()最大同步转矩,将出现“失步”现象。B

A.等于

B.大于

C.小于

D.以上都有可能

17.同步电机出现的振荡现象,一般发生在()突然发生变化的时候。B

A.电源电压

B.信号电压

C. 负载

D.转矩

18.磁滞式同步电动机与永磁式和反应式相比,最可贵的特性是具有( )。C

A.稳定性好

B.负载能力强

C.很大的启动转矩

D.很小的启动电流

19.无刷直流电动机是利用了()来代替电刷和换向器。A

A.电子开关线路和位置传感器

B. 电子开关

C. 传感器

D.复杂设备

20.无刷直流电动机与一般的直流电动机一样具有良好的伺服控制性能,可以通过改变()实现无级调速。D

A.电枢绕组电阻

B.转子电阻

C.负载

D.电源电压

21.空心杯非磁性转子交流伺服电动机,当只给励磁绕组通入励磁电流时,产生的磁场为()磁场。B

A.脉动

B.旋转

C.恒定

D.不变

22.有一个三相六极转子上有40齿的步进电动机,采用单三拍供电,则电动机步矩角为()。A

A.3°

B. 6°

C.9°

D. 12°

23.通常情况下,下列检测元件的精度由低到高的排列顺序是。()C

A. 旋转变压器、自整角机、感应同步器、磁尺

B. 自整角机、感应同步器、旋转变压器、磁尺

C. 自整角机、旋转变压器、感应同步器、磁尺

D. 自整角机、旋转变压器、磁尺、感应同步器

24.感应移相器的特点是输出电压的相位与转子转角成()关系。D

A.正弦

B.余弦

C.非线性关系

D.线性

25.在步进电动机驱动电路中,脉冲信号经()放大器后控制步进电动机励磁绕组。C

A.电流

B.电压

C.功率

D.直流

26.当交流测速发电机在伺服系统中用作阻尼元件时,应主要满足()。A

(A)输出斜率大(B)线性度高(C)稳定度高(D)精确度高

27.直流伺服电动机在低速运转时,由于()波动等原因可能造成转速时快时慢,甚至暂停的现象。B

(A)电流(B)电磁转矩(C)电压(D)温度

28.伺服电动机将输入的电压信号变换成(),以驱动控制对象。D

(A)动力(B)位移(C)电流(D)转矩和速度

29.没有补偿的旋转变压器的在接负载时会出现(),使输出特性畸变。C

(A)剩余电压(B)感应电流过大(C)交轴磁势(D)直轴磁势

30.成对使用的自整角机按控制式运行时,其中一个是(),另一个是控制式变压器。C (A)力矩式发送机(B)力矩式接收机(C)控制式发送机(D)控制式接收机

31.同步电动机的转子磁极上装有励磁绕组,由()励磁。C

(A)单相正弦交流电(B)三相交流电(C)直流电(D)脉冲电流

32.小功率同步电动机的()是恒定不变的,它与电枢电流的频率之间有确定的关系。C

(A)电压(B)电流(C)转速(D)温度

33.在使用同步电机时,如果负载转矩()最大同步转矩,将出现“失步”现象。B

(A)等于(B)大于(C)小于(D)以上都有可能

34.磁滞式同步电动机与永磁式和反应式相比,最可贵的特性是具有( )。C

(A)稳定性好(B)负载能力强(C)很大的启动转矩(D)很小的启动电流35.()是无刷直流电动机的关键部分,其作用是检测转子磁场相对于定子绕组的位置。B

(A)电子开关(B)位置传感器(C)换向器(D)磁钢

36.无刷直流电动机与一般的直流电动机一样具有良好的伺服控制性能,可以通过改变()实现无级调速。D

(A)电枢绕组电阻(B)转子电阻(C)负载(D)电源电压

37.要改变无刷直流电动机的旋转方向,除了改变励磁磁场极性或电枢电流方向外,还需要()配合才能实现。A

(A)电子开关电路(B)定子绕组(C)转子绕组(D)传感器

38. 现有一直1024P/r的旋转编码器,在零位脉冲之后连续输出102490个脉冲。则该旋转编码器在零位脉冲之后转过的圈数是()。B

(A)102490圈(B)100又90/1024圈(C)190圈(D)10/102490圈

39.若被测机械的转向改变,则交流测速发电机输出电压的_______。D

(A)频率改变(B)大小改变(C)相位改变900(D)相位改变1800

三、判断题

1.对于交流伺服电动机,改变控制电压大小就可以改变其转速和转向。( )×

2.交流伺服电动机当取消控制电压时不能自转。( )√

3.为了减小温度变化对测速发电机输出特性的影响,其磁路通常要求设计得比较饱和。( )√

4.直流测速发电机在使用时,如果超过规定的最高转速或低于规定的最小负载电阻,对其控制精度会有影响。( )√

5.直流测速发电机在使用时,如果超过规定的最高转速或低于规定的最小负载电阻,对其控制精度有影响。( ) √

6.用于一般转速检测或作阻尼元件时,应主要考虑测速发电机的输出斜率要大。

( ) √

7.步进电动机的转速与电脉冲的频率成正比。( ) √

8.单拍控制的步进电机控制过程简单,应多采用单相通电的单拍制。( ) ×

9.改变步进电机的定子绕组通电顺序,不能控制电机的正反转。( ) ×

10.旋转变压器的输出电压与转子转角呈函数关系。( ) √

11.采用原边补偿时,旋转变压器的交轴绕组的阻抗与负载阻抗有关。( ) ×

12.旋转变压器采用副边补偿时,转子电流产生的直轴磁场与转角有关。( ) ×

13.采用由两极和多极旋转变压器组成的双通道伺服系统,不可以使检测精度从角分级提高到角秒级。( ) ×

14.自动控制系统中,自整角机不可以单独使用,需两个或两个以上组合使用。( ) √

15.力矩式自整角机可以直接实现转角随动的目的,因此接收误差小,适用于精度较高的侧位系统。( ) ×

16.小功率同步电动机的转速是恒定不变的,它与电枢电流的频率之间没有关系。( ) ×

17.由于转子的惯性作用,使得永磁式同步电机的启动比较困难。( )√

18.由于振荡会使同步电动机的瞬时转速出现不稳定,一般在转子上设置短路绕组来加以改善。( ) √

19.无刷直流电动机是由电动机、电子开关线路和转子位置检测器三部分组成的。( ) √

20.与一般直流电动机一样,无刷直流电动机只要改变电源电压的极性不能使电机反转。( ) √

21. 控制电机在自动控制系统中的主要任务是完成能量转换、控制信号的传递和转换。( )×

22.变压器是根据电磁感应原理工作的,负载运行时由副边电流大小决定原边电流的大小。()。√

23.在两台力矩式发送机之间接入一台力矩式差动接收机,不可以用来显示两个输入角的和或差。()×

24.交流伺服电动机在转差率s=1~0之间,与普通异步电动机一样具有凸型机械特性曲线。()×

25.直线电机是一种需要中间转换装置,而作直线运动的电动机械。()×

26. 单相异步电动机能自己起动和运行。()×

27. 测速发电机在控制系统中,输出绕组所接的负载可以近似作开路处理。如果实际连接的负载不大则应考虑其对输出特性的影响。( ) √

28. 直流伺服电动机分为永磁式和电磁式两种基本结构,其中永磁式直流伺服电动机可看作他励式直流电机。( ) √

29. 交流伺服电动机与单相异步电动机一样,当取消控制电压时仍能按原方向自转。( ) ×

30. 步进电动机的转速与电脉冲的频率成正比。( ) √

31. 当步进电机的电脉冲频率等于自由振动频率的1/k (k 为正整数)时,转子会发生强烈的振荡甚至失步。( ) √

32. 为了提高步进电机的性能指标,应多采用多相通电的双拍制,少采用单相通电的单拍制。

( ) √

33. 对于多相步进电机,定子的控制绕组可以是每相轮流通电,但不可以是几相同时通电。

( ) ×

34. 旋转变压器的结构与一般变压器相似。( ) ×

35. 力矩式自整角机适用于精度要求不太高、负载较小的场合,常用来带动指针或刻度盘作为测位器。( ) √

36. 由于转子的惯性作用,使得永磁式同步电机的启动比较容易。( ) ×

37. 无刷直流电动机是电子、电机技术结合的高新技术产品,兼顾了直流电动机和交流电动机的优点。( ) √

38. 从制造和运行成本考虑,直线电动机一般采用短次级。( )×

39.力矩式自整角机必须使用中间放大环节,才能达到使相距较远又无机械联系的两轴实现同步旋转。( )×

40. 直流测速发电机的电枢反应和延迟换向的去磁效应使线性误差随着转速的增高或负载电阻的减小而增大。( )√

41. 测速发电机的转速不得超过规定的最高转速,否则线性误差加大。( ) √

42. 反应式同步电动机转子直轴与交轴的磁阻必须不同,转子具有与定子极数相等的凸极数。( ) √

43.由于采用的是凸极转子,使得磁阻式同步电机的启动比较容易。 ( )×

44.无刷直流电动机不能采用交流电源供电。( )√

45.无刷直流电动机的绕组可以采用一相电枢绕组。( )×

46.采用双边直线感应电动机的主要目的是为了消除法向力。( )√

47.超声波电动机转子的运动方向与行波方向相同,改变激振电源的电压极性,便可以改变转子的运动方向。( )×

48.改变电源电压的高低可以调整步进电动机的旋转速度。( )×

49.反应式步进电动机的启动频率低于最大连续运行的频率。( )√

50.反应式步进电动机定子绕组通常做成两相、三相、四相和五相。( )×

四、简答题

1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势?

答:直流发电机电枢绕组所感应的电动势是极性交替变化的交流电动势;由于换向器配合电刷的作用把交流电动势“换向”成为极性恒定的直流电动势。

2. 对于直流测速发电机,如果电刷不在几何中性线上,而是顺电动机的转向偏移了β角,

分析对输出特性的影响? 电机学P69

3. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性,在其他条件不变的情况

下,减小发电机的负载电阻R L ,直流电动机的转速如何变化,说明原因。

答:直流电动机的转速增大,由直流电动机的输出特性如图3-2,可知在其他条件不变的情况下,减少发电机负载电阻,发电机的转速增大。

2U ∞=L R L1R L2

R R R >

4. 当直流伺服电动机电枢电压、励磁电压不变时,如将负载电阻减小,试问此时电动机的

电枢电流、电磁转矩、转速如何变化?并说明由原来的稳态达到新的稳态时物理过程。 答:

5. 旋转变压器负载运行时,输出特性产生畸变的原因是什么?如何消除。!

答:输出特性产生畸变的原因是输出绕组产生脉振磁通 的交轴分量引起的,交轴分量在输出绕组R3-R4轴线上分量 推出 输出绕组R3-R4带负载后,主磁通包含 从而破坏了输出电压随转角作正弦函数变化的关系。消除的方法:一次侧补偿和二次侧补偿。

6. 旋转变压器的Z 1Z 2端加电压U 1,定子绕组D 1D 2端串U2后接至放大器,经放大器放大

后加在伺服电动机电枢绕组中,说明图示电路的功能。 书上P12 θM

U2U1

Z1

Z2

D1

D2

7. 交流伺服电动机停车时采用:同时切除励磁绕组和控制绕组电源;励磁绕组电源不变,

只切除控制绕组电源。上两种方法停车效果是否相同?为什么?

答:不相同,同时切除励磁绕组和控制绕电源的停车方式的效果比只切除控制绕组电源要好,

8. 何谓交流测速发电机的剩余电压?产生剩余电压的原因是什么?

当异步测速发电机的励磁绕组已经供电,转子处于静止状态时,输出绕组所产生的电压称为剩余电压;产生的原因:1.励磁绕组与输出绕组不正交,磁路不对称,或气隙不均匀等;2空心杯转子的不对称,如空心杯材料的不均匀,杯的厚度不一致等

9. 电磁减速同步电动机有何特点?

答:1.当频率一定时,电机转速与转子齿数成反比;2.与其他低速电动机相比,结构简单,制造方便,成本低;3.电机不需要经过齿轮减速器而直接驱动负载,具有响应迅速、运行稳定

10. 同步电动机转子上的鼠笼绕组起什么作用?

答:起着:异步起动,同步运行的作用. 在整个起动过程中,笼型绕组产生异步起动转矩,而永磁体产生发电制动转矩,但当达到同步速时,异步起动转矩为零,而发电制动转矩转变为同步牵引转矩,带动电动机正常同步运行。

11. 一台五相十拍步进电动机,转子齿数为48,电源频率为800Hz,单相通电时矩

角特性为正弦形,幅值为8N·m 。求:步进电动机的步矩角、转速;求三相同时通电时最大静转矩;写出五相十拍运行方式时一个循环的通电次序。! L Φ θθ2L q q2cos cos Φ=Φ=Φθ2q 2q 2cos ∝Φ

∝E q 22sin E E +θ

12.常用的位置检测元件有自整角机、旋转变压器、感应同步器、光电编码器等,任选一种

解释其工作原理,并举一个应用实例。

自整角机的原理:它是通过电的方式在两个或两个以上无机械联系的转轴之间传递角位移或使之同步旋转,主要由发送机和接收机两部分组成,发送机负责转角信号的发送,接收机负责转角信号的接收或电压信号的输出。用于远距离位置指示系统,如水位远距离指示系统。

旋转变压器的原理:它是输出电压与转子转角成一定函数关系的特种电机。原、副边绕组分别装在定、转子上。原、副边绕组之间的电磁耦合程度由转子的转角决定, 故转子绕组的输出电压大小及相位与转子的转角有关。用于位置传感器,在伺服系统中,用于检测电动机转子的位置。

14.某台变压器,额定电压U1n/U2n=220/110V,额定频率为50Hz,原边能否接到下面电源上?试分析原因?(1)380V,50Hz交流电源;(2)220V,100Hz交流电源;(3)直流220V。

15.图示电路为控制式自整角机工作示意电路,分析其工作原理,推导输出表达式。

特种电机复习题重重挤

16. 舰艇上火炮自动瞄准系统工作示意如图所示,采用哪些特种电机,分析其工作原理。

特种电机复习题重重挤

书上P29

17.图示为雷达俯仰角自动显示系统原理图,分析其工作原理。!

特种电机复习题重重挤

18. 无刷直流电动机与永磁同步电动机各有何异同点。!

相同点:它们都采用了无刷结构,改善了电机的功能;不同点:永磁同步电动的永磁体宛如一个集成块,集励磁电源、引入装置(集电环、电刷)和励磁绕组于一体;无刷直流电动机利用电子开关线路和位置传感器来代替电刷和换向器。

19.根据所给无刷直流电动机转子位置、转向要求,写出起始导通的开关管,并写出一个周期电子开关的导通顺序。

20.电动门、电磁锤、矿井升降机是哪一种特种电动机的应用,简述工作原理。

答:直线电动机;工作原理:直线电机是由旋转电机演变而来的,所以当初级的多相绕组中通入多相对称电流后,也会产生一个气隙磁场,这个磁场的磁通密度波是直线移动的,行波的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面上的线速度是相同的,在行波磁场切割下,次级中的导条将产生感应电动势和电流,导条中的电流和气隙磁场相互作用,产生切向电磁力。如果初级是固定不动的,那么次级就沿着行波磁场行进的方向作直线运动。

21.直流伺服电动机采用电枢控制时,若励磁电压下降,则电动机的机械特性和调节特性如何变化? 答:若励磁电压下降,则电动机的机械特性向下平移,而直线斜率β保持不变。 调节特性机械特性向左平移,而直线斜率α保持不变。

22.为什么异步伺服电动机的转子电阻要选的很大?转子电阻过大对电动机性能又有哪些负面影响?!

答:增大转子电阻,能改善异步伺服电动机的机械特性的线性度和稳定运行,更重要的是为了保证当控制绕组电压为零时,电动机能立刻停转,不会出现“自转现象”。 负面影响:首先电动机效率会降低,同样功率的电机体积也要大一些;其次临界转差率s m>1,使起动转矩减小 图4-2 直流伺服电动机的机械特性

n e T c3c2c1U U U >>c1U c2U c3U O

图4-3 直流伺服电动机的调节特性n c

U 0L3L2L1=>>T T T L1T L2T L3T O