2022年讲课-微特电机知识点

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1、名师精编优秀资料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？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。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。稀土永磁材料：高剩磁密度，高矫顽力，高磁能积；稀

2、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。3. 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。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？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

3、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。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？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。精选学习资料

4、- - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 20 页名师精编优秀资料原因： 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. 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？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。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。交轴电枢磁动势和交轴电枢反应；电枢反应不

5、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。7. 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=50，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 ?=2 n/60 Tem=E*Ia/?=110*0.4/(2*3600/60)=0.1167(N?m) （2）Tem=T2+T0 因为 T2不变， T

6、0不计所以 Tem不变 Tem =CT*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 电枢电流增加0.1A 、转速增加900r/min 、电磁转矩不变。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. 转子磁极具有凸

7、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？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 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 20 页名师精编优秀资料=arccos）（）（qdq02qd22q20X-XU4XE-X-XU8XE 可以得： 对永磁同步电动机有90o180o；对电

8、励磁同步电动机有0o90o 。10. 简述永磁无刷电动机构成和工作原理。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

9、理，电机也可进入顺时针转向电动机运行状态。11. 位置传感器都有哪几种？简述它们的工作原理。（霍尔位置传感器、旋转变压器、光电编码器、磁性编码器）12. 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。“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

10、相交的直线。功率特性是一条过原点、开口朝下的抛物线。13. 如何改变永磁无刷电动机的旋转方向？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。14. 无独立位置传感器永磁同步电动机有哪些位置预估方法？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。15. 简述直流伺服电动机的基本工作原理。精选学习资

11、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 20 页名师精编优秀资料基于电磁感应定律和电磁力定律，当电枢两端接通直流电源时，电枢绕组中有电枢电流产生磁场， 电枢磁场与气隙磁场相互作用，产生电磁转矩，电动机带动负载旋转。改变电动机的输入参数，其输出参数也随之变化。16. 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？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，

12、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为零而立即停止。而转子电阻过大会导致损耗增加。17. 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。1、幅值控制：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：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。

13、当 Ua为零时， 电动机停转。18. 简述反应式步进电动机的工作原理。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

14、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。19. 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？步进电动机的步距角由相数、转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。20. 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？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，转子从静止状态精选学习资料 - -

15、- - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 20 页名师精编优秀资料开始加速， 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，步进电动机就可能要失步或震荡，电动机便无法起动。因此，步进电动机的运行频率要比起动频率高。21. 怎样改变步进电动机的转向？改变绕组轮流通电的顺序可改变步进电机的转向。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？ 步距角 = 360/ （Z*N）

16、 ；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！22. 为什么开关磁阻电动机都做成双凸极结构？因为开关磁阻电动机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。23. 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？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

17、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：r1mincosN-1LLL式中2L-LLminmax1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。电流与转子位置角关系：fui12（电压、转速一定条件下）；在电源一定条件下，高速运行时， 大电流上升速度很慢；低速运行时，小电流上升速度很快。 减少 on 即 on 向 1 方向移动， 电流幅值随之而增加；另一方面，调节p 又可以改变电流波形宽度，亦即改变电流波形。24. 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

18、场合？什么叫能量比？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t1 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on 和p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n0 的差值自动调节电流脉精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 20 页名师

19、精编优秀资料冲的开通、关断位置，最后使转速稳定于n0。能量比：磁场储能/机械能输出（ddLi21Li2122）25. 开关磁阻电动机系统中位置检测器的功能是什么？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。26. 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？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

20、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。27. 直线感应电动机结构有哪几种主要型式？各有什么特点？扁平形：初、次级均为扁平形；圆弧形：初级为弧形，次级为圆柱形；圆盘形：初级放在次级圆盘靠近外缘的平面上；圆筒形：初、次极均为圆筒形。28. 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。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，

21、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绕方。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。29. 解释自整角机的下列概念：. 转子位置角

22、：S2 相整步绕组轴线与励磁绕组轴线之间的夹角。失调角： 发送机与接收机的转子位置角之差。协调位置：失调角为零时的位置。整步转矩：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。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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 20 页名师精编优秀资料30. 简要说明正余弦旋转变压器的工作原理。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

23、位置有关的感应电动势（Ur1=KuUs1cos+KuUs2sin /Ur2=KuUs1sin +KuUs2cos ） ，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。31. 微特电机的应用领域有哪些？可分为哪几类？答：应用领域分为：电子信息产品；机电一体化类型： 1 航空航天 2 现代军事设备3 现代工业4 信息与电子产品5 现代交通运输6 现代农业7 日常生活32. 伺服电动机的作用和分类？答：作用：将电压信号转变为电机转轴的角速度或角位移元件分类：直流伺服电动机和交流伺服电动机33

24、. 自控系统对测度发电机的要求有哪些？答： 1 输出电压与转速保持良好的线性关系2 剩余电压（转速为零时的输出电压）要小3 输出电压的极性或相位能反映被测对象的转向4 温度变化对输出特性的影响小5 输出电压的斜率要大，即转速变化所引起的输出电压的变化要大6 摩擦转矩和惯性要小34. 步进电机矩角特性的意义？答：步进电动机静转矩与失调角间的关系称为矩角特性，在= 90时有最大静转矩，它是步进电动机的主要性能指标之一，一般增加通电相数能提高它的数值。35. 自整角机中的接收机的阻尼装置有哪几种？答：电气阻尼和机械阻尼36. 旋转变压器的分类答：按在控制系统中的用途分：计算用旋转变压器、数据传输用旋

25、转变压器按极对数多少分：单极对和多极对按有无电刷和滑环间的滑动接触分：接触式、无接触式37. 单相交流串励电动机的优点有哪些?答： 1 使用方便2 转速高、体积小、质量轻3 起动转矩大、过载能力强38. 双凸机电机包括哪两种电机？答：开关磁阻电机、双凸极永磁电机精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 20 页名师精编优秀资料39. 伺服电动机，测试电动机，旋转变压器，自整角机，步进电动机的功能答： 1 伺服电动机：将输入的电信号（控制电压）转变为机械信号（转速或转交）输出。2 测速发电机：将机械转速转变为电信号（输出端电压）输出

26、3 旋转变压器：将机械转角信号转变为电压信号输出4 自整角机：对机械信号（转角或转速）进行传递、测量或指示5 步进电动机：将数字脉冲电信号转变为机械信号（转角或转速）40. 永磁同步电动机的转矩包括哪几种？答：永磁转矩、磁阻转矩41. 磁阻同步电动机的工作原理及分类答：42. 测速发电机的分类答：按输出信号的形式分：直流测速发电机、交流测速发电机（同步、异步）43. 控制用伺服电动机的分类和主要任务答：伺服电动机、测速发电机、旋转变压器、自整角机、步进电动机主要任务： 不是能量转换， 而是完成信号的传递和转换，其性能的好坏将直接影响整个控制系统的工作性能，对它的要求主要是高可靠性、高精度和快速

27、响应等。44. 交流异步伺服电动机有哪几种控制方法？答：幅值控制、相位控制、幅值- 相位控制（或称电容控制）、双相控制45. 自整角机按其输出量不同可分为哪几类？答：力矩式自整角机、控制式自整角机46. 直流测速发电机产生误差的原因主要有哪些？答：1 电枢反应的影响2 电刷接触式电阻的影响3 电刷位置的影响4 温度的影响5 纹波的影响47. 步进电动机的分类答：主要有：反应式、永磁式、混合式48. 永磁无刷直流电动机由哪几部分组成？答： 1 电动机本体2逆变器 3 转子位置传感器49. 自控系统对伺服电动机的要求有哪些？答： 1 调速范围宽2机械特性和调节特性为线性3 无“自转”现象4 动态响

28、应快50. 直流测速发电机按励磁方式分有哪几种？各有什么特点？答： 1 按励磁方式分为：电磁式、永磁式精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 20 页名师精编优秀资料2 电磁式：励磁绕组由外部直流电源供电，通电时产生磁场永磁式：没有励磁绕组，所以可省去励磁电源，结构简单、使用方便51. 什么是异步测速发电机的剩余电压？简要说明剩余电压产生的原因及减小的措施答：这种测速发电机在规定的交流电源励磁下，电机的转速为零时，输出绕组所产生的电压，称为剩余电压（或零速电压）。原因： 1 基波分量：变压器分量、电容分量2 高次谐波分量：励磁电

29、源电压为非正弦波、电机磁路的饱和减小的措施：1改进电机的制造材料及工艺2 外接补偿装置52. 简要说明旋转变压器误差产生的原因和改进方法答：原因： 1 绕组谐波的影响2 齿槽的影响3 铁心磁路的饱和影响4 材料的影响5 制造工艺的影响 6 交轴磁场的影响改进方法： 1 工艺类误差可通过在电机加工过程中保证严格的工艺要求，使它降低到容许的限度； 2 电路上的误差可以根据系统的要求采取一次侧补偿、二次侧补偿或一次侧、二次侧同事补偿来加以消除；3 对于绕组谐波可通过选用适当的绕组型式。53. 简述永磁同步电动机直接起动比较困难的原因答： 1 转子本身存在惯性2 定、转子磁场之间转速相差过大54. 简

30、述磁滞同步电动机的工作原理及优缺点答：工作原理： 当定子绕组接通交流电源产生旋转磁场，该旋转磁场使转子磁滞层磁化，再与定子旋转磁场作用而产生转矩优点：结构简单，工作可靠，机械强度高，起动电流小，电磁噪声低和适于高速运行缺点：体积和质量都较同功率的其他同步电动机大，价格也较贵， 功率和功率因数较低。55. 异步测速发电机的误差有哪几种？说明误差产生的原因及减小的措施答：误差： 1 线性误差2 相位误差3 剩余电压原因及减小措施：1 气隙磁通 d 的变化。 1 增大转子电阻2 对于一定的转速，通常采用提高励磁电源的频率。2 励磁电源的影响。 异步测速发电机对励磁电源电压的幅值、频率和波形要求都比较

31、高。3 温度的影响。在设计空心杯时应选用电阻温度系数较小的材料，在实际使用时，可采用温度补偿措施， 在励磁回路、 输出回路或同时在两个回路串联负温度系数的热敏电阻来补偿温度变化的影响。56. 什么是反应式步进电动机的静稳定区和初步稳定平衡位置？最大静转矩与哪些量有关？答： - 之间的区域称为静稳定区。在空载情况下，转子的平衡位置称为初始稳定平衡位置。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 20 页名师精编优秀资料Tmax=K4qd)WI(2）（Zr57. 自整角机的整步绕组嵌在定子和转子上，各有什么利弊？答：58. 简要说明力矩

32、式自整角接收机中整步转矩是怎样产生的，与哪些因素有关？答：当力矩式自整角机系统的失调角产生后，在电动机转子上形成的转矩称为整步转矩。凸极式自整角机的整步转矩由两个不同性质的分量所组成，一个是整步绕组中电流和励磁绕组建立的主磁通相互作用而产生的电磁整步转矩；另一个是由于直轴和交轴磁阻不同而引起的反应整步转矩。隐极式自整角机无反应整步转矩，只有电磁整步转矩。T=T1+T2=T1msin2+T2msin2（T1m为电磁整步转矩的最大值，T2m为反应整步转矩的最大值） 。59. 为何力矩式自整角机采用凸极式结构，而自整角变压器采用隐极式结构？答：60. 正余弦旋转变压器有负载时输出电压为什么会发生畸变

33、？消除畸变的方法有哪些？答：正余弦旋转变压器负载后之所以输出特性曲线产生畸变，是由于转子磁势的交轴分量得不到补偿所引起的。补偿负载的方法有二种，即所谓的二次侧补偿和一次侧补偿。61. 为何异步测速发电机的转子都采用非磁性空杯结构而不用鼠笼结构？答：鼠笼转子异步测速发电机输出斜率大，但线性度差，相位误差大，剩余电压高，空心杯形转子异步测速发电机的精度高，转子转动惯量小，性能稳定。62. 如何控制步进电动机输出的角位移或线性位移量？步进电动机有哪些优点？答：优点： 1. 输出角位移量或者线位移量与其输入的脉冲数成正比，而转速或线速度与脉冲的频率成正比， 在电机的负载能力范围内，这些关系不受电压的大

34、小负载的大小环境条件等精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 20 页名师精编优秀资料外界因素的影响，因而适于在开环系统中执行元件，使控制系统大为简化； 2.它每转一周都有固定的步数，所以步进电动机在不失步的情况下运行，其步距误差不会长期积累； 3.控制性能好； 4.有些型式的步进电动机在停止供电的状态下还有定位转矩，有些型式在停机后某些相绕组仍保持通电状态，具有自锁能力，不需要机械制动装置。63. 简述直流力矩电动机的性能特点答：它可在低速运行甚至长期堵转时产生足够大的转矩（低转速、大转矩负载），动态响应快，转矩波动小，机械

35、特性和调节特性的线性度好，能在低速下稳定运行电机的连续堵转转矩和峰值堵转转矩小。64. 如何改变开关磁阻电机的转矩方向？改变电机绕组电流的极性能够改变转矩方向吗？答： Te=212iddL转矩方向与电流的方向无关，仅取决于电感随转角的变化情况，通过控制绕组电流导通的时刻电流脉冲的幅度和宽度，就可以控制SR 电机转矩的方向和大小。不能65. 无刷直流电动机与普通直流电动机相比有什么区别？答：无刷直流电动机具有有刷直流电动机那样良好的调速性能，却没有电刷和换向器，这主要是它用转子位置传感器替代了电刷，用电子换向电路替代了机械式换向器之故。66. 试分析直流伺服电动机的调速原理，若励磁电压下降，对电

36、机的机械性和调节性有哪些影响？答：在电磁转矩不变的情况下，改变电枢电压Ua或励磁通，都可以控制电机的转速。通过改变电枢电压来控制电机转速的方法称为电枢控制，用于调节磁通来控制转速的方法称为磁极调节。67. 直流测速发电机带负载工作，其输出特性在什么条件下是线性特征？产生误差的原因和改进的方法是什么？答：测速发电机输出电压和转速的关系称为输出特征性即Ua=f(u) 当不考虑电枢反应，且认为 、Ra 和 Rl 都能保持为常数，斜率C=LRRaKe1也是常数，输出特性便有线性关系。原因： 1. 电枢反应的影响： （1）对电磁式直流测速发电机，在定子磁极上安装补偿绕组Wc 。 （2）在设计电机时，选择

37、较小的线负荷和较大的空气隙。（3）在使用时，转速不应超过最大线性工作转速，所以负载电阻不应小于最小负载电阻。 2.电刷接触电阻的影响，为了减小电刷接触电压的影响，缩小不灵敏区， 在直流测速发电机中，常常采用导电性能好的黄铜- 石墨电刷或含银金属电刷。实际使用时，选用较大的负载电阻和适当的转子转速。 3.电刷位置的影响 4.温度的影响： 1 设计电机时，磁路比较饱和，使励磁电流的变化所引起磁通的变化较小2 在励磁回路中串联一个阻值比励磁绕组电阻大几倍的附加电阻来稳流；对测试精度要求比精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 20

38、页名师精编优秀资料较高的场合， 可在励磁回路中串联具有负温度系数的热敏电阻并联网络3 励磁回路由恒流源供电 5.纹波的影响：增加每条支路中串联的元件数，可以减小纹波；电枢采用斜槽结构68. 分析单向串励电动机中有哪几种感应电动势，分别由什么磁通感应产生？答：旋转电动势e：电枢旋转切割主磁通d 产生旋转电动势e 主磁通 d 在励磁绕组中产生的变压器电动势de交轴脉冲 q 在电枢绕组中感应的变压器电动势qe69. 阐述 8/6 极开关磁阻电机工作原理答： A和 A 极上的绕组构成了A相绕组。转子上没有绕组。当A相绕组电流控制开关S1，S2闭合时， A相绕组通电励磁，所产生的刺痛将由励磁相定子极通过

39、气隙进入转子极，在经过转子轭和定子轭形成闭合磁路。当转子极接近定子极时，在磁阻距的作用下，转子将转动并趋向使转子极中心线1-1 与励磁相定子极A-A相重合。当这一过程接近完成时，适时切断原励磁相电流， 并以相同方式给定子下一相励磁，则将开始第二个完全相似的作用过程。70. 两台直流力矩电动机其电枢体积，电枢电流和气隙磁密均相同，且 D2=2D1 ，试说明电枢外形尺寸变化对转速和转矩的影响。答：在转子体积、电枢电流、电流密度和气隙磁通密度相同的条件下，电枢直径增大一倍，电磁转矩也 增大1倍，即电磁 转矩基本上与 直径成正比。22222DNlBTe;DNlBUna1120071. 分析霍尔无刷直流

40、测速发电机的工作原理。答：72. 试分析控制式自整角机的工作原理答：发送机的励磁绕组由单相交流电源供电，发送机和自整角变压器的三相整步绕组按顺序对应相接，自整角变压器输出绕组向外输出电压。73. 三状态无刷直流电动机中利用转子位置传感的进行反转控制的原理。答：该三图为光电式位置传感器在反转时遮光板位置与通电相的关系。（a) 图中，遮光板遮住光敏接受元件H2，而使 H1透光。这时，如果按原来正转控制电路应该使A相通电，但在反转精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 20 页名师精编优秀资料时，应使 C相通电；转子反转120 度后

41、，遮光板遮住H1 ，使 H3透光，如图（ b） ，正转时应使 C相通电，但反转时应给B相通电；转子再转过120 度电角度，如图（c） ，H2开始发光，这时必须给A相通电才能继续反转。正、反转时光敏接受元件与通电相的控制关系正转反转光敏接受元件通电相光敏接受元件通电相H1 A相H1 C相H2 B相H3 B相H3 C相H2 A相74. 试阐述单相串励电动机的工作原理答：将单相串励电动机的励磁绕组与电枢绕组串联，当在其端部施加直流电压时，便有直流电流通过励磁绕组和电枢绕组，励磁电流If与电枢电流Ia 相等。励磁绕组的电流If 将产生磁通 ，它与电枢电流Ia 相作用产生电磁转矩Tc，驱动转子旋转。这就

42、是直流串励电动机的工作原理。75. 何为反应式步进电动机的步进角，与哪些因素有关？答：把每一拍转子转过的角度称为步矩角s。rsNZ0360（N ：步进电动机运行的拍数，Zr：齿距）76. 二次侧完全补偿的条件是什么？一次侧完全补偿的条件又是什么？试比较二种方法的优缺点。答：二次侧完全补偿的条件是转子正余绕组的负载阻抗相等。一次侧完全补偿的条件是负载阻抗Zu 一个变值， 采用一次侧补偿，它的阻抗Zq 与负载无关，只要正确选取Zq 便可消除交轴磁场即正余绕组的负载阻抗不相等，负载阻抗是一个变量，对比上述两种方法当采用二次侧补偿时Zl1 必须等于Zl2 才能实现完全补偿， 对于正弦旋转变压器来说，如

43、负载阻抗ZL1 是一变值，则要求作为补偿电路的余弦绕组负载阻抗Zl2随之作相应变化，这在实际应用时颇为不便。当采用一次侧补偿时，补偿回路的阻抗Zq 与负载无关，只要适当选取Zq 便可消去交轴磁场的影响，因此在实际应用时较为方便，易于实现。77. 进电动机工作在三项单三拍运行方式，其通电顺序为A-B-C-A ，指出理想空载时B 相静稳定区和动稳定区，并分析当步进电动机的转矩为Tc 时，由 B相通电改为C相通电，步进电动机的运动情况，并指出B相得静稳定区和动稳定区。机电时间常数 m与下列因素有关：1.转动惯量J 越小，机电时间常数m越小。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总

44、结 - - - - - - -第 13 页，共 20 页名师精编优秀资料2.每极气隙磁通 越大， m越小。3.电枢电阻Ra越小， m越小。78. “自转”现象在电机作为电动机运行的转差率范围内，0sT2，合成转矩Te=T1-T20，所以， 只要负载转矩不太大，转子仍能继续旋转，不会因控制信号的消失而停转，这种“自转”现象使伺服电动机失去控制，在自动控制系统中是不允许的。79. 消除自转现象的措施增大转子电阻， 使 sk1，则合成单相转矩在电动机正向旋转范围内为负值，即T0。这就是说，控制信号消失后，处于单运行状态的电机由于电磁转矩为制动性质而能迅速停转。因此， 增大转子电阻是防止交流伺服电动机

45、出现“自转”现象的有效措施。80. 增大转子电阻的三个好处：1.能消除自转现象2.可以增大调速范围3.使机械特性更加线性81. 交流伺服电机有下列几种控制方法：名词，图，运行方式，怎样运行1.幅值控制控制电压与激磁电压之间保持90 度相位差不变， 通过改变控制信号（电压） 的幅值来改变电机的转速。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 20 页名师精编优秀资料2.相位控制控制电压的幅值保持不变，通过改变控制电压对激磁电压的相角来实现对电机的控制。3.幅值相位控制（电容控制）激磁回路串联电容后接到相位和幅值都不变的激磁电源，当改

46、变控制电压幅值时，由于激磁回路电流发生变化，使激磁绕组及其串联电容上的电压分布发生变化，从而使控制电压与激磁绕组上的电压间的相位角也发生变化。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 20 页名师精编优秀资料4.双相控制激磁电压与控制电压间的相位固定为90 度，而激磁电压的幅值随控制信号的改变而同样的改变，也就是说，不论控制信号大小，电机始终在圆形旋转磁场下工作，可获得最大输出功率和效率。82. 按转子结构的不同，同步伺服电动机分为磁阻式、永磁式、磁滞式三种。其区别1. 转子材料， 2 工作原理。精选学习资料 - - - - -

47、 - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 20 页名师精编优秀资料P3542. 原理自己看看，总结。三者区别在书47 页。三章PPT上误差的原因和改进方法51 1. 电枢反应对策：选用较大气生产隙和较小线负荷；转速不超过最大线性工作速度，负载电阻不小于最小负载电阻；补偿绕组；2. 电刷接触电压降对策：选用导电性能较好的电刷3. 电刷位置的影响4. 温度的影响对策：将磁路设计的较饱和；在励磁回路中串电阻；在励磁回路中串联具有负温度系数的热敏电阻；励磁回路由恒流源供电5. 纹波的影响直流测速发电机在和n固定时，输出电压也不是稳定的直流电压，而总带有微弱的波动，成为

48、纹波对策：增加支路元件数，电枢采用斜槽结构，无槽精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 20 页名师精编优秀资料直流与交流异步伺服电动机的比较交流直流静态特性非线性，且理想线性机械特性也不平行线性且平行效率、体积、重量因为转子电阻大，且工作在椭圆磁场下，所以电磁转矩小，损耗大，效率抵体积小，重量轻，效率高，所以功率较大的系统均采用直流电机动态响应J小，Tst小。时间常数相近J大，Tst大“自转”现象可能会出现无电刷、换向器无，故结构简单、运行可靠有放大器简单直流放大器有零点漂移，且体积重量较大剩余电压（零速电压）转速为零时输出

49、绕组所产生的电压，包括基波分量和高次谐波分量。一般几十毫伏。1. 剩余电压基波分量分为变压器分量、旋转分量和电容分。产生变压器分量的原因：励磁绕组轴线与输出绕组轴线不垂直；定子加工不良，造成气隙不均匀。旋转分量由于铁心材料各向磁滞变化的情况不同，或者铁心片间短路以及空心杯转子的材料和壁厚不均匀， 都会导致去磁效应不同，使电机气隙圆周上各点磁密相位不一致，而形成一个椭圆形旋转磁场，使输出绕组产生感应电动势，产生剩余电压。电容分量由于励磁绕组和输出绕组之间会存在寄生的分布电容, 当励磁绕组加交流电压时，通过寄生的分布电容也会在输出绕组中产生电压。2. 剩余电压的高次谐波分量主要是由于两个原因产生：

50、1. 励磁电源电压波形为非正弦波；2. 电机磁路的饱和。减小剩余电压的措施1. 改进制造材料和工艺改进选用较低磁密的铁心，降低磁路饱和程度；采用内外定子铁心可调结构；采用补偿绕组（可补偿剩余电压的固定分量）；精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 20 页名师精编优秀资料2.外接补偿装置。四三相反应式步进电动机有三种运行方式：(1) 三相单三拍运行；(2) 三相双三拍运行；(3) 三相单、双六拍运行；“三相”指步进电机的相数；“单”指每次只给一相绕组通电；“双”则是每次同时给二相绕组通电；“三拍”指通电三次完成一个循环工作原理

51、73-76 步进电机典型驱动方式：单极性驱动 1.单电压驱动方式，2 双电压驱动方式，3 定电流斩波驱动方式4 调频调压驱动方式5 细分驱动方式双极性驱动（画线的重要）五自整角机控制式自整角机与力矩式自整角机的比较项目控制式自整角机力矩式自整角机负载能力自整角变压器只能输出信号，负载能力取决于伺服电动机及放大器只能带动指针、刻度盘等轻负载精度较高较低系统结构较复杂，需要伺服电动机、放大器、减速齿轮等较简单，不需要其它辅助元件系统造价较高较低力矩式自整角机和控制式自整角机各自的工作原理100106 108-111 六、畸变正余弦旋转变压器负载后之所以输出特性曲线产生畸变，是由于转子磁势的交轴分量

52、得不到补偿所引起的。 因此，为了消除畸变，不仅转子的直轴磁势必须补偿，转子的交轴磁势也必须完全补偿。补偿的方法有两种，即二次侧补偿和一次侧补偿。126-128 二次侧完全补偿的条件是转子正、余绕组的负载阻抗相等。一次侧完全补偿的条件在定子励磁绕组与交轴绕组完全相同的条件下，当交轴绕组的负载阻抗 Zq 等于励磁电源的内阻抗Zi ，即 Zq=Zi 时可实现对称补偿。七 149 图 7-4 的 c,d 图的工作原理157 图 715 中节购组成及各部分功能。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 20 页名师精编优秀资料八、单相串励电动机工作原理173 九、双凸极电机驱动系统工作原理183 两种控制方式A. 低速时的电流斩波控制（Current chopping control- CCC) B. 高速时的角度位置控制（Angular position control-APC 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 20 页