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自动控制元件习题;四大基本方程式：（1.4）、（1.5）、（1.6）、（1.7）。;直流伺服电机的机电时间常数P37：;1-6简答直流电机的定子由哪几部分组成，各起什么作用？（5分）

简答直流电机的转子由哪几部分组成，各起什么作用？（5分）

答：定子组成：

①定子铁心：主磁极：建立磁场；（0.5分）

磁轭：提供磁通通路；（0.5分）

②励磁绕组：通入励磁电流；（1分）

③机壳：固定定子；（1分）

④端盖：用来安放轴承和电刷装置，并作为转子的机械支撑；（1分）

⑤电刷装置:保持外接电源与换向器的滑动接触。（1分）

转子组成：

①电枢铁心：给主磁通提供低阻磁路，嵌放电枢绕组；

②电枢绕组:实现机电能量变换；

③换向器：起整流和换向作用；

④轴：转子绕其转动；

⑤风扇：冷却电机；;1-7画出直流电机采用他励励磁方式时的原理线路图。

答：;1-9如图所示为同一台直流伺服电动机在不同情况下的机械特性曲线，由图中看出电枢电阻Ra1、Ra2和Ra3的关系为Ra2=Ra3Ra1，控制电压Ua1、Ua2和Ua3的关系为Ua1=Ua2Ua3，动态响应快速性的情况为2与3相同，1最慢。;1-11试比较直流伺服电动机在电动机状态和发电机状态时的电源电压、电枢电流、电磁转矩、转速以及能量关系。（10分）

答：①电动机状态

电源电压：大于电枢的感应电势，即UaEa；Ua的方向（外加电源电势的方向）与Ea相反。（1分）

电流：方向与电枢感应电势Ea相反，数值小于堵转电流。（1分）

电磁转矩：方向与转速n相同，数值小于堵转转矩。（1分）

能量关系：电能转化为机械能。（1分）

转速：低于空载转速。（1分）

②发电机状态

电源电压：小于电枢中的感应电势，即UaEa；Ua的方向仍与Ea相反。（1分）

电流：方向与电枢感应电势Ea相同。（1分）

电磁转矩：方向与转速n相反，电磁转矩起制动作用。（1分）

能量关系：机械能转化为电能。（1分）

转速：高于理想空载转速。（1分）;1-12绘出直流电动机电枢控制的调节特性和机械特性曲线，标出始动电压、理想空载转速和堵转转矩，标出电动机、发电机和反接制动状态。;1-13当电枢绕组流过负载电流时，直流伺服电动机和直流测速发电机都会产生电枢反应，试比较它们电枢反应的异同。

答①电枢反应使气隙合成磁场的物理中性面顺着直流测速发电机的旋转方向转过一个角度；而在直流伺服电动机中，是逆着旋转方向偏转一个角度。

②电枢反应对磁极磁场有去磁效应，这点直流测速发电机和直流伺服电动机是完全相同的。

1-14换向器是直流电机的关键部件，它起整流和换向的作用。在直流测速发电机中，换向器的作用是将电枢绕组内部的交流变为电刷上的直流；在直流伺服电动机中，换向器的作用是电刷上的直流变为绕组内部的交流。;1-15哪种方式不能改变直流伺服电动机机械特性的硬度（）。

A、电枢串电阻B、改变励磁电压

C、改变电枢电压D、改变放大器的内阻

1-16在直流伺服电动机电枢上加50V和100V的阶跃电压起动时，所测得的机电时间常数?m是否相同？为什么？

答：1.相同。

2.机电时间常数，与电枢电压Ua无关。

1-17电枢控制的直流伺服电动机，当控制电压和激磁电压不变时，如果电动机上负载增大，那么稳定后的控制电流、电磁转矩和转速都将怎样变化？为什么？

答：稳定时电磁转矩与负载转矩相等（或答电磁转矩由负载决定也正确），当负载增大，电磁转矩增大；Tem=KtIa,控制电流Ia增大；Ua=IaRa+Ce?n，Ua不变，转速n减小。;1-18电机铁心多用硅钢片叠压而成。采用片状材料的目的是什么？

答：减小涡流损耗。

1-19一台直流伺服电动机额定数据是：电枢电压为24V，电枢电流为2.5A，转速为3000r/min，激磁电压为24V。如果电枢电压和激磁电压均为额定值，该电机是否允许在转速n=2500r/min下长期运转？为什么？如果必须在2500r/min下长期运行，电枢电压和电流应如何变动（定性说明）？

答：由Ua=IaRa+Ce?n，当Ud和?不变，n??Ia?，使电机过热，损坏绝缘，减少电机寿命。若n下降，长期运行，电流不能超过额定值，应使电枢电压下降。;1-20直流伺服电动机空载时调节特性有无死区？如果有死区，它的大小是什么原因造成的？

答：直流伺服电动机空载时，轴上存在摩擦转矩等阻转矩，所以其调节特性有死区。死区是由摩擦转矩形