5、什么是反应式步进电动机的静稳定区和初始稳定平稳位置?最大静转矩与哪些物理量有关?
步进电动机静止时转矩与转子失调角的关系,称为矩角特性。矩角特性上,失调角|θ|<π的范围,称为步进电动机的静稳定区。在空载情况下,转子的平衡位置称为初始稳定平衡位置。矩角特性上的转矩最大值(θ=±90°时)成为最大静转矩,它与转子齿数、控制绕组的磁动势平方、直轴交轴磁导差值成正比,同时还与同时通电相数有关,可以通过增加通电相数来提高最大静转矩。
6、步进电动机的负载转矩小于最大静转矩时能否正常步进运行,为什么? 步进电动机的负载转矩必须小于最大负载转矩(或起动转矩),才能保证步进电动机的正常步进运行。因为如果负载转矩大于最大负载转矩,初始平衡位置就会处在动稳定区之外,即在下一个通电状态下电磁转矩会小于负载转矩,从而无法保证正常步进运行。
7、反应式步进电动机的起动频率和运行频率为什么不同?连续运行频率与负载转矩有怎样的关系?为什么?
由于起动时,电磁转矩不仅要克服负载转矩,同时还要克服转子系统的惯性转矩(JdΩ/dt),因而起动频率要比运行频率低。因为控制绕组中有电感,绕组中的电流不能突变,故绕组中平均电流会随频率增高而减小,即电磁转矩也相应减小,所以反应式步进电动机连续运行频率随负载转矩增高而减小。
8、简要说明影响反应式步进电动机起动频率的主要因素? 在一定负载转矩下,步进电动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。起动频率的大小与步进电动机的参数、负载转矩、转动惯量及电源条件等因素有关。要提高起动频率,可以从如下方面考虑:
(1)增加步进电动机相数、运行拍数和转子齿数; (2)增大最大静转矩;
(3)减小步进电动机的负载和转动惯量; (4)减小电路的时间常数;
(5)减小步进电动机的阻尼转距。
9、自整角机的整步绕组嵌放在转子上和定子上各有何利弊? 自整角机的三相整步绕组和单相励磁绕组哪一个放在定子上,哪一个放在转子上,从工作原理上看是没有区别的,但它们的性能有区别。当整步绕组嵌放在定子上而励磁绕组放在转子上时,自整角机有两组集电环和电刷,摩擦转矩较小;转子为凸极,转子重量不易平衡;即使转子处于协调位置,电刷和集电环也要长期通过励磁电流,容易因接触电阻损耗引起过热烧坏集电环。所以,这种结构(凸极转子)适用于容量较小的力矩式自整角机。当整步绕组嵌放在转子上而励磁绕组放在定子上时,自整角机有3组集电环和电刷,摩擦转矩较大;转子为隐极,转子重量容易平衡;仅当系统存在失调角时,电刷和集电环才有整步电流流过,集电环工作条件较好。所以,这种结构(凸极定子)适用于容量较大的力矩式自整角机。
10、简要说明力矩式自整角接收机中整步转矩是怎样产生的?它与哪些因素有关? 力矩式自整角接收机中整步转矩包括电磁整步转矩和磁阻整步转矩两部分。当失调角不为零时,在整步绕组中有感应电动势和电流,整步绕组电流与励磁磁场相互作用产生电磁整步转矩,它与励磁电压平方成正比,与励磁电源频率成反比,还与交轴电抗和阻抗有关;除此之外,整步绕组电流产生的磁动势作用于角直轴不对称的凸极磁路,会产生磁阻整步转矩,它与交直轴磁阻的差值大小有关。
11、力矩式自整角机为什么采用凸极式结构?而自整角变压器采用隐极式结构? 采用凸极式结构,有利于提高力矩式自整角机的比整步转矩,因为凸极结构会产生一个附加的磁阻整步转矩,它将增大比整步转矩约20%。而自整角变压器不直接驱动机械负载,
并且把单相输出绕组设计成高精度的正弦绕组以降低零位电压。
12、正余弦旋转变压器在负载时输出电压为什么会发生畸变?消除输出特性曲线畸变的方法有哪些?
正余弦旋转变压器在负载时输出电压会发生畸变,是由于正弦绕组的输出电流会产生交轴磁动势和交轴磁通,从而感应产生附加的电动势,改变了空载时正弦绕组电动势只与直轴磁通有关的状态。为了消除输出特性的畸变,可以采用一次侧补偿、二次侧补偿的方法。
13、正余弦旋转变压器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?试比较两种补偿方法各有哪些特点?
正余弦旋转变压器二次侧完全补偿的条件是ZL1=ZL2=ZL,即转子正余弦绕组的负载阻抗相等。一次侧完全补偿的条件是Zq=Zi,即定子交轴绕组负载阻抗等于励磁电源的内阻抗。一次侧补偿的优点是补偿阻抗与负载无关,且由于励磁电源的内阻抗通常较小,故定子交轴绕组可直接短路,缺点是励磁绕组输入电流(即励磁磁场)与转角有关;二次侧补偿的优点是励磁绕组输入电流与转角无关,但不足是补偿阻抗与负载阻抗相等,当负载阻抗变化大时较难实现完全补偿。当然,也可同时采用一次侧补偿和二次侧补偿。
14、直线电动机有哪些优点?有哪些主要用途?
直线电动机是一种不需要中间转换装置就能直接作直线运动的电动机。与旋转电动机传动相比,直线电动机传动主要具有如下优点:
(1)由于不需要中间传动机械,整个装置结构简单。 (2)加速和减速时间短,可实现快速起动和正反向运行。
(3)直线电动机散热面积大、容易冷却,允许较高的电磁负载,可提高电动机容量。 (4)装配灵活性大,往往可将电动机和其它部件合为一体。直线电动机的应用比较广泛,例如磁浮列车、磁浮船、绘图仪、电磁炮、鱼雷等。
直线异步电动机有功率因数低的缺点,直线同步电动机存在动子的供电问题,直线直流电动机和直线步进电动机则有不易大容量化的问题。
15、试述直线异步电动机的工作原理。如何改变运动的速度和方向? 直线异步电动机一次绕组产生的气隙磁场是行波磁场,它切割二次侧导体,导体内感应电动势,进而产生电流,二次侧载流导体在磁场中受到切向电磁力的作用,使二次侧顺着磁场方向作直线运动。改变绕组的通电相序,即改变磁场行进的方向,可以控制二次侧的运动方向;改变电源的频率可以控制运动的速度。