特种电机1
1.简述特种电机的特点及发展趋势。
答：特点：种类繁多，功能多样化，而且不断产生功能特性，性能优越的新颖电机。发展趋势：（1）、目前，特种电机正向机电一体化方向发展，就是与电力电子技术、计算机技术、传感技术和现代控制理论结合，构成新型一体化产品，最终实现智能化。与此同时，随着电机及相关学科理论与技术的发展以及新型材料的应用，又促使特种电机不断向高性能化方向发展。（2）、特种电机的发展趋势之一是大功率化、小型化和微型化。在电力传动和交通运输等领域，很多应用场合，对特种电机提出了大功率化的要求，而很多信息产品、消费产品和国防产品又对特种电机提出了小型化和微型化的要求。（3）、社会发展和科技进步对特种电机不断提出新的要求，需要不断拓展电机功能和研发新型电机，这是特种电机发展的重点。其中，开发具有非电磁原理的特种电机已成为重要发展方向。
2.电机中常用的永磁材料有哪几类，各有何特点？
①答：（一）、铝镍钴永磁材料：优点：具有高剩磁和低温度系数，磁性稳定。缺点：矫顽力低，硬而脆，可加工性能较差。（二）、铁氧体永磁材料：优点:价格低廉，不含稀土元素和钴、镍等贵金属;制造工艺简单；矫顽力较大，抗去磁能力强；密度小，质量较轻；退磁曲线接近于直线，回复线基本上与退磁曲线的直线部分重合，可以不需要像铝镍钴永磁材料那样进行稳磁处理。缺点：剩磁密度不高，最大磁能积较低，温度稳定性差，质地较脆易碎，不耐冲击振动，不宜作测量仪表及有精密要求的磁性器件。（三）、稀土永磁材料：主要是稀土钴永磁材料和钕铁硼永磁材料，它们都是高剩磁密度、高矫顽力、高磁能积的稀土永磁材料。（1）稀土钴永磁材料：优点：剩余磁感应强度、磁感应矫顽力及最大磁能积都很高，抗去磁能力强，，温度系数低，磁性稳定。缺点：价格昂贵，而且材料硬而脆，抗拉强度和抗弯强度均较低，仅能进行少量的电火花或线切割加工。由于这种永磁材料的磁性很强，磁极相互间的吸引力和排斥力均很大，因此磁极在充磁后运输和装配时都要采取措施，以免发生人身危险。（2）钕铁硼永磁材料：优点：其剩磁、矫顽力和最大磁能积比前者高，不易碎，有较好的机械性能，合金密度低，有利于磁性元件的轻型化、薄型化、小型和超小型化。缺点：但其居里温度较低，磁性温度系数较高，在高温下使用时磁损失较大；易锈蚀；磁性能热稳定性较差。
②铝镍钴永磁材料：温度系数小，剩余磁场强度较高，但矫顽力很低；退磁曲线呈非线性；使用前要进行稳磁处理。
③铁氧体永磁材料：价格低廉，制造工艺简单，质量较轻；温度系数较大，剩磁密度不高，矫顽力较大；退磁曲线大部分接近直线；不能进行电加工。
④稀土永磁材料：高剩磁密度，高矫顽力，高磁能积；稀土钴永磁价格昂贵，温度系数小，退磁曲线基本上是一条直线；钕铁硼永磁价格较便宜，温度系数较大，容易腐蚀，在高温下使用时退磁曲线的下半部分要产生弯曲。
1.什么是稳磁处理，为什么要进行稳磁处理？
答：稳磁处理：即事先人工预加可能发生的最大去磁效应，人为地决定回复线的起始点的位置，使永磁电机在规定或预期的运动状态下，回复线的起始点不再下降。原因：由于铝镍钴永磁材料的回复线和退磁曲线并不重合，在磁路设计制造时要注意它的特殊性，由它构成的磁路必须事先对永磁体进行稳磁处理。铝镍钴永磁电机一旦拆卸、维修之后再重新组装时，还必须进行再次整体饱和充磁和稳磁处理，否则，永磁体工作点将下降，磁性能大大下降。
2.铝镍钴永磁电机在设计和使用时要注意哪些？
答：由于铝镍钴永磁材料的回复线和退磁曲线并不重合，在磁路设计制造时要进行稳磁处理。铝镍钴永磁电机一旦拆卸、维修之后再重新组装时，还必须进行再次整体饱和充磁和稳磁处理，否则，永磁体工作点将下降，磁性能大大下降。依据铝镍钴永磁材料矫顽力低的特点，在使用过程中，严格禁止它与任何铁器接触，以免造成局部的不可逆退磁或磁通分布的畸变。为了加强它的抗去磁能力，铝镍钴永磁磁极往往设计成长柱体或长棒形。铝镍钴永磁材料硬而脆，可加工性能差，不宜设计成复杂的形状。
3、永磁磁路的计算与常规的磁路计算有何不同？
答：不同之处是需要对永磁体进行等效处理。永磁磁路的计算与常规的磁路计算主要的不同在于永磁体需要进行等效处理，将永磁体等效成类似于电路中的电源，在磁路中等效成恒磁通源或磁动势源。另外永磁体需要进行工作点的确定。
3.永磁直流电动机与电励磁直流电动机在结构上有什么相似之处，又有什么不同？两
者相比，永磁直流电动机有什么优点？
答：与电励磁直流电动机相比，永磁直流电动机的电枢结构基本相同，主要差别是在定子侧由永磁体代替了电励磁磁体。永磁直流电动机保留了电励磁直流电动机良好的调速特性和机械特性，又因省去了励磁绕组和励磁损耗而具有结构工艺简单、体积小、用铜量少和效率高等特点。功率在300W以内时，永磁直流电动机的效率比同规格电励磁直流电动机高10%~20%。而且，电动机功率越小，对电励磁直流电动机而言，励磁结构占总体积的比例和励磁损耗占总损耗的比例就越大，因此永磁直流电动机在小功率领域的优点尤为突出。采用铁氧体永磁时总成本一般比电励磁电动机低。
相似之处：在电枢结构上基本相同。
不同之处：在定子侧永磁直流电动机为永磁体，而电励磁直流电动机为电励磁磁极。
优点：永磁电动机没有励磁绕组铜耗，因此相对而言效率更高；永磁电动机体积小质量轻、机械特性硬、电压调整率小。
4.永磁材料的性能对永磁直流电动机磁极结构和永磁体尺寸有什么影响？
答：永磁材料的性能对磁极的结构型式和尺寸有决定性影响。由于永磁材料的性能差异很大，为达到某一要求，所选用不同材料的磁极的结构形式和尺寸不相同。铁氧体永磁在性能上具有Br 小，Hc 相对高的特点，所以结构上通常做成扁而粗的形状，来增加磁极面积，相对缩小磁化方向长度。铝镍钴永磁具有Br 高、Hc 低的特点，一般做成细而长的形状，即增大磁化方向长度，以弥补Hc 低的缺点。稀土永磁的特点是Br、Hc及（BH）max 都很高，可做成磁极面积和磁化长度均很小的结构形状。
5.永磁直流电动机有极靴的磁极结构有什么优点和缺点？原因何在？
答：有极靴结构既可起聚磁作用，提高气隙磁通密度。还可调节极靴形状以改善空载气隙磁场波形；负载时交轴电枢反应磁通经极靴闭合，对永磁磁极的影响较小。缺点是漏磁系数大，负载时气隙磁场的畸变较大。此外，此类结构造成电动机结构复杂、制造成本增加，外形尺寸增大。原因：极靴的存在使得永磁体不能直接面向气隙，主磁通就变小，漏磁系数变大；主磁通需经极靴闭合，使得负载时气隙磁场产生较大的畸变。
6.绘图说明永磁直流电动机组合式磁极结构的目的和原理。
7.同电励磁电动机相比，永磁直流电动机运行中有什么值得注意的特殊问题？为什么
会存在这些问题？
答：（1）运行特性的温度敏感性：永磁材料，特别是钕铁硼永磁和铁氧体永磁的磁性能对温度的敏感性很强。如果从冷态（低温环境温度）运行到热态（高温环境温度），运行温度提高了100度C，钕铁硼永磁电机和铁氧体永磁电机的每极磁通就分别减少约12%和18%~20%，这将会显著影响永磁电机的感应电势、电磁转矩和运行特性。当永磁直流电动机在同一端电压下运行时，空载转速将分别提高约12%和18%~20%；在同一电枢电流下运行时，电磁转矩分别减少约12%和18%~20%。如果再计及电枢反应的去磁作用，则上述变化率还将增大。因此，在永磁电机运行时要充分考虑到工作温度对运行特性的影响。
（2）永磁体励磁不可调：在永磁直流电动机中，由永磁体励磁取代了电励磁，永磁体励磁是不可调的。在有些情况下，这会给电机的控制带来一定的困难。某些应用场合要求电动机的转速能在一定范围内平滑调节。在永磁直流电动机中，同样也可以进行调压调速，但永磁体励磁是不能自行调节的，其自身不具有“弱磁”能力，因此难以实现弱磁调速。
（3）交轴电枢磁动势和交轴电枢反应：对于永磁电机，电枢反应不但影响气隙磁场的分布与大小，而且使永磁体的工作点相应的改变，还影响到永磁体的工作状态。对于无极靴的永磁直流电动机而言，由于稀土永磁材料磁导率与空气隙磁导率很接近，对交轴电枢磁动势来说，电机气隙可以认为是均匀的是，因此交轴电枢反应磁场Bqx 的波形也为三角形而不是马鞍形，其最大磁通密度发生在交轴上。无极靴时交轴电枢磁动势直接作用在永磁体上，特别是产生去磁效应一侧的磁极极尖处，交轴电枢磁动势很大，容易使永磁体产生不可逆退磁。因此，要避免电动机在各种运行状态下会出现这种情况，如起动、堵转、突然停转或突然反转等状态，因为此时电枢绕组中的电流是额定电流的几倍甚至十几倍。
①运行特性的温度敏感性；永磁材料的磁性能受温度的影响，因此，永磁电机运行时要注意工作温度对运行特性的影响。
②永磁体励磁不可调；永磁体的磁性能是固有的物理特性，在安装到电机上之前就已经固定，在运行中不能调节永磁体的磁性能。
③交轴电枢磁动势和交轴电枢反应；电枢反应不仅影响气隙磁场的分布与大小，而且使永磁体的工作点相应改变，影响到永磁体的工作状态。
8.已知一台永磁直流电动机，其电枢电压U=110V，电枢电流Ia=0.4A，转速
n=3600r/min，电枢电阻Ra=50Ω，忽略空载转矩和电刷电压，试求：
(1) 该运行状态下的电磁转矩；
(2) 如果电动机运行中，由于温度升高永磁体励磁磁通减少了20%，在电枢电压和
负载转矩保持不变的情况下，电枢电流、转速和电磁转矩各变化多少；
解：（1）E=Ua=110V ?=2πn/60
Tem=E*Ia/?=110*0.4/(2π*3600/60)=0.1167(N?m)
（2）Tem=T2+T0 因为T2不变，T0不计所以Tem不变
Tem=C T*￠*I ￠1*I1=￠2*I2 ￠1/￠2=I2/I1=5/4 I2=0.5A
E不变，E=Ce*￠*n ￠1/￠2=n2/n1=5/4 n2=4500 r/min
8、永磁同步电动机与电励磁同步电动机结构上有什么相似和不同之处？两者相比，永磁同步电动机有什么优点？
相似之处：在定子结构上基本相同。不同之处：永磁同步电动机由永磁体提供磁通取代了电励磁绕组励磁。
优点：省去了集电环和电刷，简化了结构，提高了运行的可靠性；又因无需励磁电流，没有励磁损耗，提高了电动机的效率和功率因数。
9. 永磁同步电动机表面凸出式转子结构釆用的如果是稀土永磁体，则可认为电机气隙
是均匀的，为什么？
答：对于采用稀土永磁的电机而言，由于永磁材料的相对回复磁导率接近于1，与空气相当，永磁体内的磁路磁导等同于空气，气隙磁场的分布没有因磁极突出而改变，电机气隙可认为是均匀的。
10. 转子磁极具有凸极性的永磁同步电动机与电励磁凸极同步电动机在矩角特性上有
什么差别？为什么？
答：转子磁极具有凸极性的永磁同步电动机的矩角特性曲线上转矩最大值所对应的功率角大于90o ，而电励磁凸极同步电动机小于90o 。因为永磁同步电动机的直轴同步电抗Xd 小于交轴同步电抗Xq ，而电励磁同步电动机恰好相反，根据矩角公式θ=arccos[）（）（q d q
02q d 22q 20X -X U 4X E -X -X U 8X E ]可以得：对永磁同步电动机有90o <θ<180o ；对电
励磁同步电动机有0o <θ<90o 。
11. 简述永磁无刷电动机构成和工作原理。
答：永磁无刷电动机由电动机本体、转子位置传感器和驱动电路三部分组成。电动机本体是进行机电能量变换的器件，由定子和转子构成，转子轭上装有永磁体，用以提供主磁通；定子铁芯上装有多相绕组用来输入电能。与转子同轴的位置传感器用来检测磁极位置。驱动电路根据位置传感器的信号依次向绕组供电。
在a 相导通期间，若a 导体中流入页面的电流处在N 极下，则a' 导体中流出页面的电流处在S 极下，产生逆时针方向的转矩；转动后，换向成b 相导通，同理产生逆时针方向的转矩；如此a 、b 、c 三相循环导通，电机进入逆时针转向电动机运行状态。根据上述原理，电机也可进入顺时针转向电动机运行状态。
12. 位置传感器都有哪几种？简述它们的工作原理。
答：a 霍尔位置传感器 b 旋转变压器 c 光电编码器 d 磁性编码器
13.永磁无刷直流电动机的驱动模式有哪几种？简述它们各有什么特性。
答：（1）“三相Y联结，3态，一相单向导通120度”驱动模式：机械特性、转矩-电流特性、转矩-电压特性、功率特性、电动机转向控制。（2）“三相Y 联结，6状态，两相双向导通60度”驱动模式.（3）二相4状态，一相双向导通90度驱动模式
“三相Y联结，3状态，一相单向导通120o”每次只有一相导通，电流总为正值。每相导通120o电角度。
“三相Y联结，6状态，两相双向导通60o”每次两相同时导通，电流可双向流通。每次导通60o电角度。
共性：当电压一定时，机械特性是一条直线；随着电压的下降，机械特性平行下移。转矩-电流特性是一条斜率为正数、过原点的直线。转矩-电压特性是一条斜率为正数、不过原点与U正半轴相交的直线。功率特性是一条过原点、开口朝下的抛物线。
14.如何改变永磁无刷电动机的旋转方向？
答：在“三相Y联结，3状态，一相单向导通120o”驱动模式下，调换b、c两相的导通顺序可实现反向；在“三相Y联结，6状态，两相双向导通60o”驱动模式下，互换桥式电路上下桥臂的开通关断状态可实现反向。
15.无独立位置传感器永磁同步电动机有哪些位置预估方法？
答：
1、基于反电动势的位置估算器；
2、检测定子电压、电流转子位置估算器；
3、基于观测器的速度和位置估算器；
4、由于几何形状和饱和的影响，基于电感变化的估算器；
5、用于人工智能的估算器。
16.简述直流伺服电动机的基本工作原理。
答：直流伺服电动机的基本工作原理基于电磁感应定律和电磁力定律这两个基本定律。当电枢两端接通直流电源时，电枢绕组中有电枢电流Ia流过，电枢电流Ia与气隙磁场（每极磁通φ）相互作用，产生电磁转矩Tem，电动机就可以带动负载旋转，改变电动机的输入参数（电枢电压、每极磁通等）。其输出参数（如位置、速度、加速度或转矩等）就会随之变化，这就是直流伺服电动机的工作原理。
17.两相交流伺服电动机转子电阻的选择原则是什么？转子电阻过大或过小对电动机
性能将会产生怎样影响？
答：原则：一使电动机具有宽广的调速范围，二要有效防止电动机的“自转”现象。因此要采用较大的转子电阻。
转子电阻过小，电动机的调速范围较小，并且单相运行的感应电动机仍然产生正方向的电磁转矩，只要负载转矩小于电磁转矩，转子仍然继续运行，而不会因Ua为0而立即停止。这种控制电压为0时电动机仍然旋转的现象称为“自传”现象，“自传”现象破环电动机的伺服性，因此是不允许存在的。而转子电阻过大时，电磁转矩将变为负值，会导致损耗增加。
18.两相交流伺服电动机的控制方式有哪些？试就它们各自的特点作简要说明。
答：1、幅值控制：幅值控制是指通过控制电压的幅值来实现电动机的调速和起动停止控制，而控制电压与励磁电压之间的相位差始终保持90度电角度不变。当Ua为最大值时气隙磁场为圆形旋转磁场，电动机为最高转速；当Ua为零时电动机停转。
2、相位控制：相位控制是指通过控制电压的相位来实现电动机的调速、起动、停止和正反转控制，而控制电压的幅值保持不变。当控制电压与励磁电压之间的相位差为90度时，电动机为最高转速；当相位差角为零时，电动机停转。
3、幅值—相位控制：调节控制电压Ua的幅值时，励磁绕组电压Uf的幅值极其与控制电压Ua之间的相位差角都随之变化，从而使电动机转速得到调节。当Ua为零时，电动机停转。
19.简述反应式步进电动机的工作原理。
答：反应式步进电机利用磁通总是要沿着磁导最大的路径闭合的原理产生磁拉力形成磁阻性质的转矩而步进。反应式步进电机定子齿上装有励磁绕组，定子齿数为相数的两倍，相对的齿上的绕组串联成一相；转子由软磁材料制成，其上均匀分布着与定子齿同宽的齿，无论转子转到什么位置，转子齿的轴线总是最多只有一条与定子齿的轴线重合。以三相反应式步进电机为例，当采用三相单三拍通电方式，每拍只导通一相，根据“磁导最大原理”，转子总是会以最短的路径转动使转子齿轴线与定子齿轴线对齐；当采用三相双三拍通电方式，每拍同时导通两相，转子总是会以最短的路径转动到使转子转矩为零的位置。若依次循环按A-B-C或者AB-BC-CA的方式通电，反应式步进电机会按照通电信号一步一步的朝一个转向步进，则每次步进的角度为30度，我们称其步距角为30度。若改变绕组通断电的频率可以调节电机的转速，若改变绕组轮流通电的顺序可以改变电机的转向。
20.步进电动机的步距角由哪些因素决定？步进电动机的转速是由哪些因素决定的？
答：步进电动机的步距角由相数、拍数、子齿数以及通电方式决定。步进电动机的转速由绕组通断电的频率决定。反应式步进电动机的转速取决于脉冲频率、转子齿数和运行拍数。
21.何谓步进电动机的起动频率，它和运行频率大小一样吗？为什么？
答：在一定负载转矩下，电机不失步地正常起动所能加的最高控制脉冲的频率，称为起动频率。
步进电动机的起动频率和运行频率大小不一样。步进电动机在起动时，转子从静止状态开始加速，电动机的磁阻转矩除了克服负载转矩外，还要克服轴上的惯性转矩，因而起动时电动机的负担比连续运转时要大。当起动时脉冲频率过高，转子的运动速度跟不上定子磁场的变化，转子就要落后稳定平衡位置一个角度。当落后的角度使转子的位置在动稳定区之外时，步进电动机就要失步或震荡，电动机便无法起动。电动机一旦起动后，如果再逐渐升高脉冲频率，由于这时转子的角加速度较小，惯性转矩不大，因此电动机仍能升速，显然，步进电动机的运行频率要比起动频率高。
22. 怎样改变步进电动机的转向？
答：改变绕组轮流通电的顺序可改变步进电机的转向。
23. 步距角为1.5/0.75°的反应式三相六极步进电动机的转子有多少个齿？若运行频率
为2000Hz ，求电动机运行的转速是多少？
答：｛ 步距角= 360/（Z*N ） ； 转速= 60f /（Z*N ） 其中Z 为转子齿数，N 为拍数 ｝ 提示：要分不同的通电方式讨论！
24. 为什么开关磁阻电动机都做成双凸极结构？
答：开关磁阻电动机遵守磁通总是沿着磁导最大的路劲闭合的“磁导最大原理”，产生磁拉力形成磁阻性质的转矩，使转子转动的。它在结构上的构成原则是转子旋转时，磁路的磁导要有尽可能大的变化，因此需采用凸极定子和凸极转子的双凸极结构。
25. 简述理想线性化开关磁阻电动机的工作原理。绕组电感，电流与转子位置角的关系
如何？
答：工作原理：利用磁阻的不等，磁通总向磁阻小的路线集中，通电的定子以磁力吸引铁磁性的转子，使磁力产生切向分力，即产生对转子的转矩。定子的通电循序是根据转子位置传感器检测到的转子位置相对应的最有利于对转子产生向前转动转矩的那一相定子通电，转过一定角度后又由下一个最有利于转子产生转矩的一相通电。不断变换通电的定子绕组相序，使转子连续朝一个方向转动。
电感与转子位置角关系：()()θθr 1min cosN -1L L L +=式中()2L -L L min max 1=
转子转动时，绕组电感在Lmax 与Lmin 之间变化，其频率与转子齿数成正比，周期为转子齿数r τ。电流与转子位置角关系：()θf u i Ω
= θ1≤θ≤θ2（电压、转速一定条件下）； 在电源一定条件下，高速运行时，Ω大电流上升速度很慢；低速运行时，Ω小电流上升速度很快。减少θon 即θon 向θ1方向移动，电流幅值随之而增加；另一方面，调节θp 又可以改变电流波形宽度，亦即改变电流波形。
26. 什么是电流斩波控制和角度位置控制？它们分别适用于何种场合？什么叫能量
比？
答：电流斩波控制：低速运行特别是起动时，采用斩波控制，限制电流峰值。包括3种控制方法：1.给定绕组上限值Imax 和值Imin 的斩波控制，通过开关器件多次导通和关断来限制电流在给定的上、下限值之间变化；2.给定绕组电流上限值Imax 和关断时间t 1的斩波控制；
3.脉宽调制的斩波控制。
角度位置控制：开关磁阻电机高速运行时，电机的转矩只能通过改变开关角θon 和θp 来调节，并由此实现速度闭环控制，即根据当前转速和给定转速n 0的差值自动调节电流脉冲的开通、关断位置，最后使转速稳定于n 0。
能量比：磁场储能/机械能输出（θ
d dL i 21Li 2122Ω）
27.开关磁阻电动机系统中位置检测器的功能是什么？
答：确定定、转子极的相对位置，即要用绝对位置传感器检测定、转子相对位置、向单片机端口提供正确的转子位置信息，以确定对应相绕组的通断，使转子位置与绕组导通的相序很好地配合起来，以便实现设计所需的运行特性，同时也作为测量电机转速的依据。
28.试述直线感应电动机的工作原理，其同步速度决定于什么？如何改变运动的速度和
方向？
答：将三相感应电动机展开后得到直线感应电动机，通入定子三相绕组的三相对称正弦电流，直线感应电动机气隙中的定子磁场是平移的，其中初级与次级间在电磁上的作用关系没有改变，次级导条在气隙磁场的切割下感应出电动势并产生电流，导条电流与气隙磁场作用产生电磁推力，从而实现了机电能量转换。
同步速度仅取决于电源频率和极距。通过对换三相电源的任意两相，改变动子（初级和次级）运动方向，可以使电动机做往复直线运动，从而改变运动的速度和方向。
29.直线感应电动机结构有哪几种主要型式？各有什么特点？
答：扁平形：初、次级均为扁平形；初级短，次级长。
圆弧形：初级为弧形，次级为圆柱形；初级安放于圆柱形次级外侧。
圆盘形：初级放在次级圆盘靠近外缘的平面上；初级可以是单面，也可以是双面。
圆筒形：初、次极均为圆筒形。
30.单对极自整角机的主要结构型式有哪些？简要说明他们的结构特点及其优缺点。
答：1、定子隐极，转子凸极结构其定子铁芯槽中嵌入三相整步绕组；励磁绕组集中安放在凸极转子极间区域内，通过两组电刷和集电环引出。优点：提高比整步力矩并产生阻尼效应；减小发送机的电气误差，提高精度。
2、定子凸极，转子隐极结构其单相励磁绕组安放在定子凸极铁芯上，而转子隐极铁芯槽中嵌入三相整步绕组，并通过三组电刷和集电环引出。优点：只有当自整角机转子转动时电刷和集电环才通电流，故集电环的工作条件好；由于转子铁芯槽中布置了三相对称绕组，因此，转子平衡条件好。缺点：转子重量大，集电环数目多，摩擦力矩较大，精密较低。
3、定、转子均为隐极结构其定子绕组和转子绕组都可以作为励磁方。当转子绕组作为励磁方时，定子铁芯上布置三相对称整步绕组，转子铁芯上布置励磁绕组和正交阻尼绕组。优点：能改善输出电动势波形以及消除反应力矩，提高自整角变压器的精度。
31.解释自整角机的下列概念：
①. 转子位置角；②失调角：③协调位置；④整步转矩；⑤自整角；
答：①.转子位置角：在自整角机中，整步绕组轴线与励磁绕组轴线之间的夹角称为转子位置角。
②失调角：发送机与接收机的转子位置角之差。
③协调位置：当发送机和接收机处于相同的角度位置，即失调角为零时，各相整步绕组中的电流才都为零，相应地，作用到发送机和接收机转子上的整步转矩也都为零，称为自整角机的协调位置
④整步转矩：当当发送机和接收机处于不同的角度位置，即失调角不为0时，各相整步绕组回路中的合成电动势不为零，就会产生时间相位相同、大小不同的各相电流。此电流与励磁绕组产生的主磁通相互作用而产生整步转矩。或者，直轴磁场与交轴整步绕组磁动势相互作用产生的电磁转矩（整步转矩）
⑤自整步：整步转矩力图使失调角为零，使系统进入新的协调位置的作用。
32.简要说明正余弦旋转变压器的工作原理。
答：参数相同、空间上轴线正交的两相对称励磁正弦绕组（一次绕组）施加电压时，励磁电流产生正弦分布的直轴脉振磁场作用于与励磁绕组相同参数、相同空间结构的输出正弦绕组（二次绕组）产生与角位置有关的感应电动势（Ur1=KuUs1cosθ+KuUs2sinθ/Ur2=KuUs1sin θ+KuUs2cosθ），当转子转动时，由于励磁绕组和输出绕组的相对位置发生变化，因而输出绕组感生的电动势也发生变化，实现输出为随转子转角作正余弦函数变化的电气信号的角位传感电机。
国内外特种电机的种类和使用
国内外特种电机的种类及使用 一、特种电机的概念： 电机作为驱动的主要动力源，广泛应用于工业、农业、国防、公共设施、家用电器等各个领域。特种电机指为了满足各类机械设备对其拖动电机性能要求的不同，而专门针对某一类型的机械设备特殊需要而单独设计、制造的特殊专用电机，国民经济的增长为特种电机行业的持续快速发展奠定了良好的基础。 二、特种电机的种类 特种电机主要分为：新型旋转电机、直线电机、非电磁类电机三类。 1、新型旋转电机 （1）永磁无刷电机： 无刷电机的定义：一切具有直流电机外部特性的，采用电子换相的电机统称为“无刷电机”。无刷电机的优点：1、无电刷、低干扰。无刷电机去除了电刷，最直接的变化就是没有了有刷电机运转时产生的电火花，这样就极大减少了电火花对遥控无线电设备的干扰。2、噪音低，运转顺畅。无刷电机没有了电刷，运转时摩擦力大大减小，运行顺畅，噪音会低许多，这个优点对于模型运行稳定性是一个巨大的支持3、寿命长，低维护成本。少了电刷，无刷电机的磨损主要是在轴承上了，从机械角度看，无刷电机几乎是一种免维护的电动机了，必要的时候，只需做一些除尘维护即可。 （2）新型开关磁阻电机：开关磁阻电机是一种新型调速电机，调速系统兼具直流、交流两类调速系统的优点，是继变频调速系统、无刷直流电动机调速系统的最新一代无极调速系统。它的结构简单坚固，调速范围宽，调速性能优异，且在整个调速范围内都具有较高效率，系统可靠性高。它具有两个基本特征：(l)开关性——电机必须工作在一个连续的开关模式，这也是为什么在各种新型功率半导体器件可以获得后这种电机才得以发展的主要原因。(2)磁阻性——定、转子具有可变磁阻回路，是真正的磁阻电机。 （3）磁悬浮电机：磁悬浮电动机是一种具有轴承支承功能的特殊电动机,它在运行时,不需要任何独立的轴承支承,因此具有无摩擦和磨损,无润滑油污染,寿命长等一系列优点。 （4）复式永磁电机：复式永磁同步电机将2个盘式电机的定子与外转子电机的定子构成一体，3个转子构成一个全封闭的筒形，将定子包围在其内部，它充分地利用了外转子式电机2个端面的空间。一般工况下该电机的输出功率不大，但输出转矩很大；因此，该结构电机以低速大转矩为主要特征，非常适合油田抽油等
(三)特种电机知识
（三）特种电机知识 1．测速发电机是一种反映转速信号的电器元件，它的作用是将输入的机械转速变换成电压信号输出。（√） 2．测速发电机分为交流和直流两大类。（√） 3．直流测速发电机的结构与直流伺服电动机基本相同，原理与直流发电机相似。（√） 4．直流测速发电机由于存在电刷和换向器的接触结构，所以寿命较短，对无线电有干扰。（√）5．永磁式测速发电机的转子是用永久磁铁制成的。（×） 6．他励式直流测速发电机的结构简单，应用较为广泛。（√） 7．直流测速发电机的工作原理与一般直流发电机有区别。（×） 8．直流测速发电机的输出电压与转速成正比，转向改变将引起输出电压极性的改变。（√）9．测速发电机在自动控制系统和计算装置中，常作为电源来使用。（×） 10．电磁式直流测速发电机虽然复杂，但因励磁电源是外加的，不受环境等因素的影响，其输出电动势斜率高，特性线性好。（×） 11．永磁式测速发电机的输出电动势具有斜率高、特性呈线性、无信号区小或剩余电压小、正转和反转时输出电压不对称度小、对温度敏感低等特点。（√） 12．测速发电机主要应用于速度伺服、位置伺服和计算解答等三类控制系统。（×） 13．交流测速发电机的主要特点是其输。出电压与转速成正比。（√） 14．交流测速发电机可分为永磁式和电磁式两种。（×） 15．交流测速发电机的励磁绕组必须接在频率和大小都不变的交流励磁电压上。（√） 16．交流测速发电机有异步式和同步式两类，应用较为广泛的是交流异步测速发电机。（√）17．交流测速发电机的杯形转子由铁磁材料制成。当转子不转时，励磁后由杯形转子电流产生的磁场与输出绕组轴线垂直，输出绕组不产生感应电动势。（×） 18．交流测速发电机不能判别旋转方向。（×） 19．在计算解答系统中，为了满足误差小、剩余电压低的要求，交流同步测速发电机往往带有温度补偿及剩余电压补偿电路。（×） 20．测速发电机作计算元件使用时，应着重考虑其线性误差要小，电压稳定性要好，线性误差一般要求δx≤0.05%～0.1%。（√） 21．直流伺服电动机不论是他励式还是永磁式，其转速都是由信号电压控制的。（√） 22．交流伺服电动机为克服自转现象，广泛采用空心杯形转子。（√）
机电实务真题与答案
2010机电实务考试真题 一、单选题 1. 定态流动的流体在流动过程中，不随空间位置变化的物理参数是（）A．流速 B .流量 C.黏度 D.压力 2.当异步电动机接入三相对称交流电时，旋转磁场在（）中产生 A.定子铁芯 B.定子绕组 C.转子绕组 D.笼形绕组 3.高程控制网的测量方法有（） A.导线测量、三角测量 B.水准测量、电磁波测量 C.电磁波测量、三边测量 D.三边测量、水准测量 4.有强烈振动的重型机械设备采用（）地角螺栓。 A.粘接 B.固定 C.胀错 D.活动 5.安装精度控制方法中的修配法的作用是（） A.抵消过大的安装累计误差 B.抵消设备运转时产生的作用力影响 C.抵消摩擦面间油膜的影响 D.抵消零部件磨损的影响 6.根据导线连接要求，在跨越公路、铁路、河流、重要建筑物等处，导线接头的数量应为（） A.0个 B.1个 C.2个 D.3个 7.自动化仪表设备的插件在检查、实验过程中，应采取防止（）的措施 A.断路 B.静电 C.屏蔽 D.接地 8.金属表面预处理等级为Sa1/2级的防锈方式是（） A.手工除锈 B.喷射除锈 C.火焰除锈 D.化学除锈 9.大型原油罐绝热层施工中，依托焊接在罐壁上的保温支架，将绝热材料制品绑紧、定位的施工方法是（） A.拼砌法 B.充填法 C.捆扎法 D.粘贴法 10.立式圆筒金属储罐壁板组焊的正确顺序是（） A.先焊环缝，再焊纵缝 B.先焊纵缝上段，后焊纵缝下段 C.先焊罐外侧，清焊根后焊罐侧 D. 先焊罐侧，清焊根后焊罐外侧 11.焊缝外观检验时，用焊接检验尺测量焊缝的（） A.余高、凹陷、裂纹、错口 B.余高、错口、凹陷、焊瘤 C.错口、气孔、裂纹、焊瘤 D.余高、焊瘤、夹渣、咬边 12.发生火灾时，干式自动喷水灭火系统的喷头先喷洒（） A.水 B.泡沫 C.干粉 D.气体 13.空调设备进行自动监控的目的是（）A．实施超限调整 B.防止设备损坏 C.节约能源 D.设备自动处理14.焊接工艺评定所使用的焊接设备，应具有符合要求的测量仪表有电流表、电压表和（） A.气体流量计 B.液体流量计 C.有功功率表 D.无功功率表 15.用于工艺控制、质量检测的周期检定计量器具是（） A.兆欧表 B.接地电阻测量仪 C.样板 D.万用表 16.施工现场临时用电工程的定期检查应复测（） A.对地绝缘值 B.接地电流值 C.对地放电值 D.接地电阻值 17.根据《机械设备安装工程施工及验收通用规》，机械设备的负荷试运转应由（）单位负责A.施工 B.建设 C.设备制造 D.设计
特种电机复习
1.无刷直流电动机系统的组成、工作原理、特点。P6、11、14 2.无刷直流电动机系统是一种自控式逆变器，它的输出频率不是独立调节的， 而是受控于转子位置信号。 3.位置检测器的作用是什么？常用的有位置检测器有哪几种形式？P10 4.在无刷直流电动机系统中，控制器主要完成哪些功能？P11 5.三相无刷直流电动机的主电路形式有哪几种？P16 6.简述无位置传感器位置检测方法中反电动势过零检测的原理、电路结构及各 部分作用。P48~49、P70 7.什么是无刷直流电动机的转矩脉动，如何抑制换相转矩脉动？P29、P33 8.无刷直流电动机系统的PWM方式有几种？各有何特点？P42 9.简述用单片机作为控制器的优点及单片机的选择原则。P58 10.设计基于单片机的BLDCM控制系统时要解决哪些问题。P50 11.SRD调速系统由哪些部分组成？电机结构怎样？P80 12.开关磁阻电机的运行原理是什么？ 13.如何计算SRD的极距角和步距角？P82 14.为什么说SRD的调速性能好？其不足是什么？P86 15.试列出基于理想线性模型的SR电机绕组电感随定转子相对位置变化的曲线。 16.什么是SRD的APC控制？P99 17.为什么开关磁阻电动机常采用两相启动方式？P102 18.电容分压型主电路的工作过程，特点。 19.SR系统中开关器件的选型原则是什么？P107 20.如何设计SRD光电式转子位置信号检测器？ 21.什么是SRD的角度细分控制？硬件细分和软件细分的工作原理？P112 22.简述脉冲测速的三种方法，测量原理及适用范围。 23.霍尔电位传感器检测电路图2-66各参数是如何确定的？ 24.简述反应式步进电动机的工作原理及特点。 25.如何计算步进电动机的齿距角和步距角？ 26.什么是步进电机的自锁能力？ 27.什么是步进电机极限启动转矩？如何提高Tst？ 28.为什么步进电机的转矩特性成下降趋势？ 29.步进电动机功率驱动电路形式，特点。P162~164 30.什么是步进电机的角度细分控制？细分控制有何作用？ 31.试分析步进电机斩波恒流驱动电路的工作原理。 32.试比较SR电机角度细分控制与步进电动机角度细分控制的差异。 33.步进电动机的运行速度与哪些参数有关？如何进行速度控制和位置控制？ 34.步进电动机的驱动控制器组成，单片机作为脉冲分配器的三种应用形式。
电工考试试题及答案
电工考试试题及答案 1判断题 1.在带电维修线路时，应站在绝缘垫上。" 2.螺口灯头的台灯应采用三孔插座。“ 3.验电器在使用前必须确认验电器良好。" 4.电工刀的手柄是无绝缘保护的, 不能在带电导线或器材上剖切以免触电。" 5.雷电可通过其它带电体或直接对人体放电, 使人的身体遭到巨大的破坏直至死亡。“ 6.并联电路中各支路上的电流不一定相等。“ 7.黄绿双色的导线只能用于保护线。“ 8.基尔霍夫第一定律是节点电流定律, 是用来证明电路上各电流之间关系的定律。" 9.过载是指线路中的电流大于线路的计算电流或允许载流量。“ 10.用星- 三角降压启动时, 启动转矩为直接采用三角形联结时启动转矩的1/3。“ 11.带电机的设备, 在电机通电前要检查电机的辅助设备和安装 底座,接地等,正常后再通电使用。“ 12.旋转电器设备着火时不宜用干粉灭火器灭火。" 13.自动空气开关具有过载、短路和欠电压保护。“
14.按钮的文字符号为SB" 15.交流电动机铭牌上的频率是此电机使用的交流电源的频率。 16.保护接零适用于中性点直接接地的配电系统中。V 17.钳形电流表可做成既能测交流电流，也能测量直流电流。V 18.电流表的内阻越小越好。V 19.万用表在测量电阻时，指针指在刻度盘中间最准确°V 20.在安全色标中用红色表示禁止、停止或消防。V 21.路灯的各回路应有保护，每一灯具宜设单独熔断器。V 22.一号电工刀比二号电工刀的刀柄长度长。V 23.在带电灭火时, 如果用喷雾水枪应将水枪喷嘴接地, 并穿上绝缘靴和戴上绝缘手套，才可进行灭火操作。V 24.为了防止电气火花, 电弧等引燃爆炸物, 应选用防爆电气级别和温度组别与环境相适应的防爆电气设备。V 25.导线连接时必须注意做好防腐措施。V 26.当静电的放电火花能量足够大时, 能引起火灾和爆炸事故, 在生产过程中静电还会妨碍生产和降低产品质量等。V 27.组合开关在选作直接控制电机时, 要求其额定电流可取电动机额定电流的2~3倍。V 28.当导体温度不变时, 通过导体的电流与导体两端的电压成正比,与其电阻成反比。V 29.对绕线型异步电机应经常检查电刷与集电环的接触及电刷的磨
控制电机与特种电机课后答案第6章
控制电机与特种电机课后答案第 6 章 A. 高精度 B. 高速度 C. 开环 D. 闭环 6. 步进电动机的角位移量或线位移量与输入脉冲数成 输出特性是 ( ) A. 输出电压与转速成正比 B. 输出电压与转角成正比 C. 转速与脉冲量成正比 D. 转速与脉冲频率成正比 、如何控制步进电动机输出 的角位移、转速或线速度 , 8 9、反应式步进电动机与永磁式及感应式步进电动机在作用原理方面有什么共 同点和差异 , 步进电动机与同步电动机有什么共同点和差异 台反应式步进电动机步距角为 0.9/1.8 ，问 (1) 这是什么意思 ,(2) 转子 齿数是多少 , 思考题与习题 1(步进电动机是数字控制系统中的一种执行元件，其功用是将 变换为 相应的角位移或直线位移。 ( ) A( 直流电信号 B. 交流电信号 C. 计算机信号 D. 脉冲电信号 2. 在步进电机的步距角一定的情况下，步进电机的转速与 成正比。 3( 步进电动机与一般旋转电动机有什么不同 , 步进电动机有哪几种 ? 4( 试以三相单三拍反应式步进电动机为例说明步进电动机的工作原理 (为什么 步进电动机有两种步距角 , 5. 步进电动机常用于 系统中作执行元件，以有利于简化控制系统。 _ _。 7. 步进电动机的 oo10、
11(采用双拍制的步进电动机步距角与采用单拍制相比( ) A(减小一半B.相同 C.增大一半 D.增大一倍 12. 有一四相八极反应式步进电机，其技术数据中有步距角为1.8?/0.9? ，则该电机转子齿数为( ) A.75 B.100 C.50 D. 不能确定 13(一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍运行方式，在脉冲频率f 为 400Hz时，其转速n为100r/min ,试计算其转子齿数Z和步距角0。若脉冲频率不变，采用三相三拍运行Rb 方式，其转速n 和步距角0又为多少, 1b1 14. 一台三相反应式步进电动机，其转子齿数Z为40,分配方式为三相六拍, 脉冲频率fR 为600Hz,要求: (1) 写出步进电动机顺时针和逆时针旋转时各相绕组的通电顺序 (2) 求步进电动机的步距角0; b (3) 求步进电动机的转速n。 15. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子绕组，测得步进电机的转速为100rpm,已知转子有24个齿。(5分) 求:(1) 步进电机的步距角0 (2) 脉冲电源的频率f 16(有一台二相反应式步进电机，按A—AB— B— BC—C— CA方式通电，转子齿 数为80
发电厂电气部分课后习题 答案
第一章能源和发电 1- 2电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。 随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。电气化在某种程度上成为现代化的同义词。电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。 1- 3火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。 按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。 按原动机分：凝所式气轮机发电厂；燃气轮机发电厂；内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。按输出能源 分：凝气式发电厂；热电厂。 按发电厂总装机容量分：小容量发电厂；中容量发电厂；大中容量发电厂；大容量发电厂。火电厂的生产过程概括起来说是把煤中含有的化学能转变为电能的过程。整个生产过程分三个系统：燃料的化学能在锅炉燃烧变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入气轮机，冲动气轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称不汽水系统；由气轮机转子的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。 1- 4水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按集中落差的方式分为：堤坝式水电厂；坝后式水电厂；河床式水电厂；引水式水电厂；混合式水电厂。 按径流调节的程度分为：无调节水电厂；有调节水电厂；日调节水电厂；年调节水电厂；多年调节水电厂。 水电厂具有以下特点：可综合利用水能资源；发电成本低，效率高；运行灵活；水能可储蓄和调节；水力发电不污染环境；水电厂建设投资较大工期长；水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件限制，因此发电量也受到水文气象条件的制约，有丰水期和枯水期之分，因而发电量不均衡；由于水库的兴建，淹没土地，移民搬迁，农业生产带来一些不利，还可能在一定和程度破坏自然的生态平衡。 1- 5抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其功能？答：抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰；填谷；备用；调频；调相。 功能：降低电力系统燃料消耗；提高火电设备利用率；可作为发电成本低的峰荷电源；对环境没有污染且可美化环境；抽水蓄能电厂可用于蓄能。 第二章发电、变电和输电的电气部分 2- 1 哪些设备属于一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？答：通常把生产、变换、分配和使用电能的设备，如发电机、变压器和断路器等称为一次设备。其中对一次设备和系统运行状态进行测量、监视和保护的设备称为二次设备。如仪用互感器、测量表计，继电保护及自动装置等。其主要功能是起停机组，调整负荷和，切换设备和线路，监视主要设备的运行状态。 2- 2简述300MW 发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 答：1）发电机与变压器的连接采用发电机—变压器单元接线； 2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电； 3）在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器； 4）在发电机出口侧和中性点侧，每组装有电流互感器 4 个； 5）发电机中性点接有中性点接地变压器； 6）高压厂用变压器高压侧，每组装有电流互感器 4 个。 其主要设备如下：电抗器：限制短路电流；电流互感器：用来变换电流的特种变压器；电压互感器：将高压转换成低压，供各种设备和仪表用，高压熔断器：进行短路保护；中性点接地变压器：用来限制电容电流。 2- 3 简述600MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能。 2- 4 影响输电电压等级发展因素有哪些？ 答：1）长距离输送电能； 2）大容量输送电能； 3）节省基建投资和运行费用； 4 ）电力系统互联。 2-5 简述交流500kV变电站主接线形式及其特点。 答：目前，我国500kV变电所的主接线一般采用双母线四分段带专用旁路母线和3/2台断路器两种接线方
特种电机
哈尔滨远东理工学院2015——2016学年第二学期（大补考）分院： 课程：特种电机及其控制 专业班级： 学号： 学生姓名： 分数： 2016年5月16日
一、简介 特种电机是相对于传统有刷直流电机和交流异步电机模糊概念。传统上，除有刷直流电机、交流异步电机外，所有电动机都叫做特种电机。而非运用于特种场合的电机才是特种电机。 发电机和电动机结构上基本相同，通电运行可为电动机；原动力拖动转子旋转，磁场切割定子绕组感生出电动势成为发电机。 结构构造，电机和发电机在综合结构上基本相同，两者具有可逆性。 电机结构构造：通过电线圈在磁场中受到安培力作用而转动，并在运动过程中带动其他的物体运动。发电机结构构造：利用物理外力驱动，转动线圈，使其切割磁力线，产生电流。 电机工作原理：利用电流转变成机械能，带动外部物体转动 发电机工作原理：利用电磁感应将机械能转变为电能。 电机和发电机之间不是对等关系!虽然电动机和发电机之间有可逆性!在使用过程中，我们将它们结合起来是不会成为永动机器的，因为有能量守恒。 随着中小型电机中产品结构的调整和优化，特种专用电机将成为电机行业发展的重点，其市场需求及发展速度将在本行业中处于领先地位。中小型电机行业内的大型企业生产电机的品种和系列较多，综合实力占优;规模略小的企业则关注于特定的一种或几种电机的生产，力争在细分产品市场取得优势。 我国长期以来中小型电机特种产品品种少，产品结构不合理，表现为基本系列多，派生专用系列少;一般品种多，专用品种少。各企业根据市场需要，也注重了专用电机的发展，经过“十五”、“十一五”技术改造，调整产品结构，特种专用电机都有不同程度的发展。预计“十二五”期间我国标准系列电机与特种专用电机比约为4：6，而国外普通标准系列电机与特种专用电机比为3：7。因此一些高效节能的电机、高品位的出口电机和机电一体化的特种电机将有很好的市场前景。 二、特种电机的种类与区别 无刷直流电动机主要由电动机本体、位置传感器和电子开关电路三部分组成。电动机本体在结构上与永磁同步电动机相似，但没有笼型绕组和其他起动装置。其定子绕组一般制成多相(三相、四相、五相不等)，转子由永久磁钢按一定极对数(2p＝2，4，…)组成。 定子绕组的某一相通电时，该电流与转子永久磁钢的磁极所产生的磁场相互作用而产生转矩，驱动转子旋转，再由位置传感器将转子磁钢位置变换成电信号，去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组按一定次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。由于电子开关线路的导通次序是与转子转角同步的，因而起到了机械换向器的换向作用。 所以，所谓直流无刷电动机，就其基本结构而言，可以认为是一台由电子开关线路、永磁式同步电动机以及位量传感器三者组成的“电动机系统”。 与电励磁直流电动机相比，永磁直流电动机的电枢结构基本相同，主要差别是在定子侧由永磁体代替了电励磁磁体。永磁直流电动机保留了电励磁直流电动机良好的调速特性和机械特性，又因省去了励磁绕组和励磁损耗而具有结构工艺简单、体积小、用铜量少和效率高等特点。功率在300W以内时，永磁直流电动
特种电机原理及应用课后答案
1 简述特种电机的特点及发展趋势。 特点：工作原理、励磁方式、技术性能以及结构上有较大特点，且种类繁多、功能多样化，种类繁多，功能多样化，而且不断产生功能特性，性能优越的新颖电机。 发展趋势：机电一体化、智能化、大功率化、小型化、微型化、励磁材料永磁化、高功能化。 2 电机中常用的永磁材料有哪几类，各有何特点？ ①铝镍钴永磁材料：温度系数小，剩余磁场强度较高，但矫顽力很低；退磁曲线呈非线性；使用前要进行稳磁处理。 ②铁氧体永磁材料：价格低廉，制造工艺简单，质量较轻；温度系数较大，剩磁密度不高，矫顽力较大；退磁曲线大部分接近直线；不能进行电加工。 ③稀土永磁材料：高剩磁密度，高矫顽力，高磁能积；稀土钴永磁价格昂贵，温度系数小，退磁曲线基本上是一条直线；钕铁硼永磁价格较便宜，温度系数较大，容易腐蚀，在高温下使用时退磁曲线的下半部分要产生弯曲。 1.永磁直流电动机与电励磁直流电动机结构上有什么相似和不同之处？ 两者相比，永磁直流电动机有什么优点？ 相似之处：在电枢结构上基本相同。 不同之处：在定子侧永磁直流电动机为永磁体，而电励磁直流电动机为电励磁磁极。优点：永磁电动机没有励磁绕组铜耗，因此相对而言效率更高；永磁电动机体积小质量轻、机械特性硬、电压调整率小。 2.永磁材料的性能对永磁直流电动机磁极结构和永磁体尺寸有什么影响？ 永磁材料的性能对磁极的结构形式和尺寸有决定性影响。由于永磁材料的性能差异很大，为达到某一要求，所选用不同材料的磁极的结构形式和尺寸不相同。 铁氧体在性能上具有Br小、Hc相对高的特点，所以常做成扁而粗的瓦片形或圆筒形的磁极结构； 铝镍钴永磁具有Br高、Hc低的特点，一般做成细而长的弧形或端面式的磁极结构；稀土永磁的Br、Hc及（BH）max都很高，适宜做成磁极面积和磁化长度都很小的结构。 3.永磁直流电动机有极靴的磁极结构有什么优点和缺点？原因何在？ 有极靴磁极结构既可起聚磁作用，提高气隙磁通密度，还可调节极靴形状以改善空载气隙磁场波形；负载时交轴电枢反应磁通路径经极靴闭合，对永磁磁极的影响较小。缺点是漏磁系数大，负载时的气隙磁场的畸变较大。 原因：极靴的存在使得永磁体不能直接面向气隙，主磁通就变小，漏磁系数变大；主磁通需经极靴闭合，使得负载时气隙磁场产生较大的畸变。 4.永磁直流电动机中的电磁转矩和感应电动势各由什么物理量决定？为什么电磁转矩和感应电动势是实现机电能量转换不可分割的两个方面？ 电磁转矩至决定于fai和ia，与转速n无关，运动电动势仅决定于气隙磁通fai和电机的转速n。
维修电工中级鉴定试题106概要
维修电工中级职业资格鉴定题库 理论知识试卷（一零六） 注 意 事 项 1、考试时间：120分钟。 2、请首先按要求在试卷的标封处填写您的姓名、准考证号和所在单位的名称。 3、请仔细阅读各种题目的回答要求，在规定的位置填写您的答案。 4、不要在试卷上乱写乱画，不要在标封区填写无关的内容。 1题～第60题。请选择一个正确答案，将相应字母填入括号内。每题1分，共60分。) 1. 三相同步电动机定子绕组要通入（ ）。 A 、直流脉动电流 B 、直流电流 C 、三相交流电流 D 、交流电流 2. 同步电动机一旦出现“失步”现象，应立即（ ）。 A 、去掉负载 B 、提高电源电压
C 、断电源 D 、降低电源电压 3. 同步电动机的启动方式有（ ）种。 A 、 5 B 、 4 C 、 3 D 、 2 4. 同步电动机的启动方法多采用（ ）启动法。 A 、Y —△ B 、同步 C 、异步 D 、降压 5. 同步电动机出现“失步”现象时，电动机的转速（ ）。 A 、上升 B 、为零 C 、不变 D 、下降 6. 同步电动机停车时，如需进行电力制动，最方便的方法是（ ）。 A 、 电磁抱闸 B 、 能耗制动 C 、机械制动 D 、反接制动 7. 同步电动机不能自行启动，其原因是：（ ）。 A 、本身无启动转矩 B 、励磁绕组短路 C 、励磁绕组串电阻 D 、励磁绕组开路 8. 同步电动机采用能耗制动时，将运行中的定子绕组电源断开，并保持转子励磁绕组的（ ）。 A 、直流励磁 B 、交流励磁 C 、电压 D 、交直流励磁 9. 同步发电机的定子上装有一套在空间上彼此相差（ ）的 三相对称绕组。
控制电机与特种电机课后答案第4章
控制电机与特种电机课后答案第4章思考题与习题 1. 旋转变压器由_________两大部分组成。( ) A.定子和换向器 B.集电环和转子 C.定子和电刷 D.定子和转子 2. 与旋转变压器输出电压呈一定的函数关系的是转子( )。 A.电流 B. 转角 C.转矩 D. 转速 3(旋转变压器的原、副边绕组分别装在________上。( ) A(定子、转子 B.集电环、转子 C.定子、电刷 D. 定子、换向器 4(线性旋转变压器正常工作时，其输出电压与转子转角在一定转角范围内成________。 5、试述旋转变压器变比的含义, 它与转角的关系怎样? 6、旋转变应器有哪几种?其输出电压与转子转角的关系如何, 7、旋转变压器在结构上有什么特点?有什么用途。 8、一台正弦旋转变压器，为什么在转子上安装一套余弦绕组?定子上的补偿绕组起什么作用? 9、说明二次侧完全补偿的正余弦旋转变压器条件，转子绕组产生的合成磁动势和转子转角α有何关系。 10、用来测量差角的旋转变压器是什么类型的旋转变压器? 11、试述旋转变压器的三角运算和矢量运算方法. 12、简要说明在旋转变压器中产生误差的原因和改进方法。 答案 1. D 2. B 3. A 4. 正比
5. 旋转变压器的工作原理和一般变压器基本相似，从物理本质来看，旋转变压器可以看成是一种能转动的变压器。区别在于对于变压器来说，其原、副边绕组耦合位置固定，所以输出电压和输入电压之比是常数，而旋转变压器的原、副边绕组分别放置在定、转子上，由于原边、副边绕组间的相对位置可以改变，随着转子的转动，定、转子绕组间的电磁耦合程度将发生变化，电磁精确程度与转子的转角有关，因此，旋转变压器能将转角转换成与转角成某种函量关系的信号电压。输出绕组的电压幅值与转子转角成正弦、余弦函数关系，或保持某一比例关系，或在一定转角范围内与转角成线性关系。 6. 按着输出电压和转子转角间的函数关系，旋转变压器主要可以分:正、余弦旋转变压器(代号为XZ)和线性旋转变压器(代号为XX)、比例式旋转变压器(代号为XL)，矢量旋转变压器(代号为XS)及特殊函数旋转变压器等。其中，正余弦旋转变压器当定子绕组外加单相交流电流激磁时其输出电压与转子转角成正余弦函数关系;线性旋转变压器的输出电压在一定转角范围内与转角成正比，线性旋转变压器按转子结构又分成隐极式和凸极式两种;比例式旋转变压器则在结构上增加了一个固定转子位置的装置，其输出电压也与 转子转角成比例关系。 按旋转变压器在系统中用途可分为解算用旋转变压器和数据传输用旋转变压器。根据数据传输用旋转变压器在系统中的具体用途，又可分为旋变发送机(代号为XF)，旋变差动发送机(代号为XC)，旋变变压器(又名旋变接收器)(代号为XB)。 若按电机极对数的多少来分, 可将旋转变压器分为单极对和多极对两种。采用多极对是为了提高系统的精度。
《电机在空调中的应用》特种电机及其驱动技术大作业剖析.doc
本科生课程大作业报告 课程名称：题目：姓名：学号：学院：专业：指导教师：特种电机及其驱动技术 电机在空调中的应用 电气工程学院 电气工程及其自动化
目录 1 概述 (2) 1.1 电机简介 (2) 1.2 空调电机的基本要求 (3) 2 空调用电机原理 (3) 2.1 压缩机电机 (3) 2.1.1 异步电动机特点及其控制系统 (4) 2.1.2 单相异步电机 (4) 2.1.3 三相异步电机 (5) 2.2 空调风扇电机 (7) 2.3 其它装置用电机 (9) 2.4 步进电机在空调中的应用 (9) 2.4.1 步进电机简介 (9) 2.4.2 步进电机在空调中的应用 (10) 2.5 永磁同步电机在空调中的应用 (11) 2.5.1 永磁同步电机工作原理及其特点 (11) 2.5.2 永磁同步电机在空调中的应用 (12) 2.6 无刷直流电机在空调中的应用 (13) 2.6.1 无刷直流电机简介 (13) 2.6.2 无刷直流电机在空调中的应用 (14) 3 空调中常用电机性能比较 (14) 4 结论与展望 (15)
电机在空调中的应用 电机（ Electric Machine ），是机械能与电能之间转换装置的统称。转换是双向的，大部 分应用的是电磁感应原理。由机械能转换成电能的电机，通常称做“发电机” ；把电能转换成机械能的电机，被称做“电动机” 。电机在生活中的应用非常广泛，在家庭中一般属于驱 动型电机。驱动用电动机可划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等 工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸 尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机 床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。家用电动机主要是小功率电机，家庭中凡有 转动件的，都是由电机来驱动的，如：空调室内机风扇电机、室外风扇电机、空气 压缩机、室内机转页电机等。家用电器的性能与所匹配的电机有着直接的关系，电机的效率、功率因数、调速范围及噪声与家电的节能环保有着密切的关系。本文着重讨论电机在空调中 的典型应用。 1 概述 空调即空气调节器（Air Conditioner ），是指用人工手段，对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的过程。一般包括冷源/ 热源设备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助设备。主要包括水泵、风机和管路系统。末端装置则负责利用输配来的冷热量，具体处理空气，使目标环境的空气参数达到要求。 空调的结构包括压缩机、冷凝器、蒸发器、风扇、四通阀、单向阀毛细管组件。空调中 的驱动电机主要有 4 个。一个是在压缩机里做功，起到循环制冷剂的作用；一个是在室外机里，带动风扇给压机、冷凝器降温；一个是在室内机里，带动风扇把蒸发器的“冷”给吹出来；一个是室内机百叶窗的调整电机。 1.1 电机简介 电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械，用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。电机驱动系统主要由电机、控制器（逆变器）构成，驱动电机和电机控制器所占的成本之比约为1:1，根据设计原理与分类方式的不同，电机的具体构造与成本构成也有所差异。电机的控制系统主要起到调节电机运行状态， 使其满足整车不同运行要求的目的。针对不同类型的电机，控制系统的原理与方式有很大差别。 图 1.1-1电动机驱动系统的基本组成框图
《电机在空调中的应用》特种电机及其驱动技术大作业
本科生课程大作业报告 课程名称：特种电机及其驱动技术 题目：电机在空调中的应用 姓名： 学号： 学院：电气工程学院 专业：电气工程及其自动化指导教师：
目录 1 概述 (2) 1.1 电机简介 (2) 1.2空调电机的基本要求 (3) 2 空调用电机原理 (3) 2.1 压缩机电机 (3) 2.1.1 异步电动机特点及其控制系统 (4) 2.1.2单相异步电机 (4) 2.1.3 三相异步电机 (5) 2.2 空调风扇电机 (7) 2.3 其它装置用电机 (9) 2.4 步进电机在空调中的应用 (9) 2.4.1 步进电机简介 (9) 2.4.2 步进电机在空调中的应用 (10) 2.5 永磁同步电机在空调中的应用 (11) 2.5.1 永磁同步电机工作原理及其特点 (11) 2.5.2 永磁同步电机在空调中的应用 (12) 2.6 无刷直流电机在空调中的应用 (13) 2.6.1 无刷直流电机简介 (13) 2.6.2 无刷直流电机在空调中的应用 (14) 3 空调中常用电机性能比较 (14) 4 结论与展望 (15)
电机在空调中的应用 电机（Electric Machine），是机械能与电能之间转换装置的统称。转换是双向的，大部分应用的是电磁感应原理。由机械能转换成电能的电机，通常称做“发电机”；把电能转换成机械能的电机，被称做“电动机”。电机在生活中的应用非常广泛，在家庭中一般属于驱动型电机。驱动用电动机可划分：电动工具（包括钻孔、抛光、磨光、开槽、切割、扩孔等工具）用电动机、家电（包括洗衣机、电风扇、电冰箱、空调器、录音机、录像机、影碟机、吸尘器、照相机、电吹风、电动剃须刀等）用电动机及其它通用小型机械设备（包括各种小型机床、小型机械、医疗器械、电子仪器等）用电动机。家用电动机主要是小功率电机，家庭中凡有转动件的，都是由电机来驱动的，如：空调室内机风扇电机、室外风扇电机、空气压缩机、室内机转页电机等。家用电器的性能与所匹配的电机有着直接的关系，电机的效率、功率因数、调速范围及噪声与家电的节能环保有着密切的关系。本文着重讨论电机在空调中的典型应用。 1 概述 空调即空气调节器（Air Conditioner），是指用人工手段，对建筑/构筑物内环境空气的温度、湿度、洁净度、速度等参数进行调节和控制的过程。一般包括冷源/热源设备，冷热介质输配系统，末端装置等几大部分和其他辅助设备。主要包括水泵、风机和管路系统。末端装置则负责利用输配来的冷热量，具体处理空气，使目标环境的空气参数达到要求。 空调的结构包括压缩机、冷凝器、蒸发器、风扇、四通阀、单向阀毛细管组件。空调中的驱动电机主要有4个。一个是在压缩机里做功，起到循环制冷剂的作用；一个是在室外机里，带动风扇给压机、冷凝器降温；一个是在室内机里，带动风扇把蒸发器的“冷”给吹出来；一个是室内机百叶窗的调整电机。 1.1 电机简介 电机是应用电磁感应原理运行的旋转电磁机械，用于实现电能向机械能的转换。运行时从电系统吸收电功率，向机械系统输出机械功率。电机驱动系统主要由电机、控制器（逆变器）构成，驱动电机和电机控制器所占的成本之比约为1:1，根据设计原理与分类方式的不同，电机的具体构造与成本构成也有所差异。电机的控制系统主要起到调节电机运行状态，使其满足整车不同运行要求的目的。针对不同类型的电机，控制系统的原理与方式有很大差别。 图1.1-1 电动机驱动系统的基本组成框图
特种电机的结构、控制原理及应用
课程设计报告 课题名称特种电机的结构、控制原理及应用 目录 摘要 ............................................................................................................................................. II ABSTRACT........................................................................................................................................ I II 第1章绪论 . (1) 1.1 课题背景 (1) 1.2 课题意义及主要工作 (1) 第2章步进电动机 (2) 2.1步进电动机的分类、结构及特点 (2) 2.1.1步进电动机的分类 (2) 2.1.2步进电动机的结构及特点 (2) 2.2步进电动机的工作原理、主要参数及特性 (4) 2.2.1步进电动机的工作原理 (4) 2.2.2主要参数及特性 (5) 2.3步进电动机的应用 (6) 第3章三相交流伺服电动机 (7) 3.1交流伺服电动机结构 (7) 3.2交流伺服电动机工作原理 (7) 3.2.1交流伺服电动机工作原理 (7) 3.2.2交流伺服电动机有以下三种转速控制方式 (8) 3.3三相交流伺服电动机的应用 (8) 第4章总结 (9) 参考文献 (10) 谢辞 .................................................................................................................. 错误！未定义书签。
控制电机与特种电机课后答案第6章
控制电机与特种电机课后答案第6章思考题与习题 1(步进电动机是数字控制系统中的一种执行元件，其功用是将________变换为相应的角位移或直线位移。( ) A(直流电信号 B.交流电信号 C. 计算机信号 D.脉冲电信号 2. 在步进电机的步距角一定的情况下，步进电机的转速与__ __成正比。 3(步进电动机与一般旋转电动机有什么不同,步进电动机有哪几种? 4(试以三相单三拍反应式步进电动机为例说明步进电动机的工作原理(为什么步进电动机有两种步距角, 5. 步进电动机常用于_________系统中作执行元件，以有利于简化控制系统。( ) A.高精度 B.高速度 C.开环 D.闭环 6. 步进电动机的角位移量或线位移量与输入脉冲数成_ _。 7. 步进电动机的输出特性是( ) A.输出电压与转速成正比 B.输出电压与转角成正比 C.转速与脉冲量成正比 D.转速与脉冲频率成正比、如何控制步进电动机输出的角位移、转速或线速度, 8 9、反应式步进电动机与永磁式及感应式步进电动机在作用原理方面有什么共同点和差异,步进电动机与同步电动机有什么共同点和差异, oo10、一台反应式步进电动机步距角为0.9/1.8，问(1)这是什么意思,(2)转子齿数是多少,
11(采用双拍制的步进电动机步距角与采用单拍制相比( ) A(减小一半 B.相同 C.增大一半 D.增大一倍 12. 有一四相八极反应式步进电机，其技术数据中有步距角为1.8?/0.9?，则该电机转子齿数为( ) A.75 B.100 C.50 D.不能确定 13(一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍运行方式，在脉冲频率f为400Hz时，其转速n为100r/min，试计算其转子齿数Z和步距角θ。若脉冲频率不变，采用三相三拍运行Rb 方式，其转速n和步距角θ又为多少, 1b1 14. 一台三相反应式步进电动机，其转子齿数Z为40，分配方式为三相六拍，脉冲频率fR 为600Hz，要求: (1)写出步进电动机顺时针和逆时针旋转时各相绕组的通电顺序; (2)求步进电动机的步距角θ; b (3)求步进电动机的转速n。 15. 有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子绕组，测得步进电机的转速为100rpm，已知转子有24个齿。(5分) 求:(1)步进电机的步距角θ (2)脉冲电源的频率f 16(有一台三相反应式步进电机，按A—AB—B—BC—C—CA方式通电，转子齿数为80
特种电机复习题
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。 3. 磁滞式同步电动机最突出的优点是____起动转矩大_____。 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_____、_相值______、_幅相_________。 6. 自整角机是一种能对__角位移_____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____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_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______、_直流感应_______和直线同步电机三类。 9. 自整角机是一种能对__角位移____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。 11. 异步测速发电机性能技术指标主要有_线性误差_____、剩余电压_______、__相位误差______和输出斜率。 12.同步电动机转子上的鼠笼绕组可起__启动____和阻尼_______作用。 13. 小功率同步电动机可分为_永磁_____、磁阻_______、_磁滞_____等。 14. 反应式电磁减速同步电动机定转子齿数应满足_______，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_______。 17.直流伺服电动机的电气制动有__反接回馈___能耗__、______。 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__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_0____；转子交轴与定子旋转磁场轴线重合时，磁阻转矩为___0__。 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。 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。 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。 A.0o B. 90o C. 120o D.180o 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。 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（）。
特种电机的应用
直线电机及其在高精密机械加工方面的应用 中国工程大学 030940031 任逍遥 摘要:直线电机也称线性电机，线性马达，直线马达，推杆马达在实际工业应用中的稳定增长,证明直线电机可以放心的使用。最常用的直线电机类型是平板式和U 型槽式,和管式。线圈的典型组成是三相,有霍尔元件实现无刷换相.直线电机在过去的10年,经实践上引人注目的增长和工业应用的显著受益才真正成熟。 关键词:直线电机构造应用 一.直线电机是一种将电能直接转化成直线运动机械能而不需要任何中间转换机构的传动装置由于采用了“零传动”．从而轻传统传动方式有明显的忧势．如结掏茼单、无接触、无磨损、噪声低、速度快、精度高等近年来．随着工业加工质量和运动定位精度等要求的提高．直线电机受到了广泛的关注在国外．直线电机驱动技术已进入工业化阶段，特别是在高速精密加工中已经有了广泛应用．但国内尚处于起步阶段基于此，本文就直线电机驱动系统的结构、特点以及在高速精密lJlI2L~中的应用作简要介绍 二.直线电机 直线电机是将传统的旋转电机沿径向切开，并展成平面而成，如图1所示在实酝应甩时，蒋初级和次级制造成不同的长度，以保证在所需行程范围内初级与扶级之间的耦合保持不变直线电机可以是短初级长趺级．也可以是长初级短状级考虑劓制造成本、运行费用，目前一般均采用搿韧级长状级。由定子演变而来的一侧称为韧级，由 ⑧围l m旋转电机演变为直线电机的过程转子演变 f来的一例稚为次级直线电机不倪在结构上相当干从旋转电机演变而来,fii且其基本原理也与旋转电机相似，在直线电机的三栩绕组中通人相对称正弦电流后，将产生气隙磁场当不考虑铁心两端开断引起的纵向边端效应，此气骧磁场与旋转电机的相似．可看成是沿直线运动方向呈正弦形分布．三相电流随时闻变化时，气橡磁场将沿直线运动这个磁场与永避体的励磁磁场相互作用产生电磁推力由于次级固定不动．动子便会沿行波磁场运动的朔反方向作直线运动，其运动速度为同步转速. 三.直线电机直接驱动系统与传统直线伺服机构的对比 传统直线伺服机构是典型的旋转电机加卜滚珠丝杠．直线电机直接驱动系统取消了中间传动环节．简化了机槭结构，具有优越的加减速度特性，并提高了系统刚度与可靠性．同时具有降低了运行噪音、行程无限制、维护简单等优点直接驱动系统与传统直线伺服结构性能对比.如表l所示． 四.直线电机在高速、高精密机械加工中的应用 采用滚珠丝杠的机床进给系统所能达到韵最高的快速进蛤速度为50-6Ore／rain．工作进给速度为30--AOnr'mm; 般认为，这种结构的最高加速度很难突破1g(Jg为98m／sz) ．通常只有f0．1~O．3)g．显然远远满足不了超高速机床的需要要获得高的进给速度和进给加速度，只有采用直线电机直接驱动的形式世界上最早使用直线电机直接驱动的机床是由德国Exceilo公司于1993年生产的设