自动控制元件及线路

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1、绪论1.控制元件的分类:按功能分类：执行元件、放大元件、测量元件、补偿元件＊执行元件：功能是驱动控制对象，控制或改变被控量（输出量）。（电机）执行元件---它是控制系统最基本的组成部分。常见的执行元件有：电动机、液压马达或气动马达。其中应用最广的是电动机。系统对执行元件的基本要求是：（1）具有良好的静特性；（2）快速响应的动态特性；测量元件：功能是将被测量检测出来并转换成另一种容易处理和使用的量（例如电压）。（电位器）。测量元件一般称为传感器，过程控制中又称为变送器。放大元件：功能是将微弱信号放大，分为前置放大

2、元件和功率放大元件两种。功率放大元件的输出信号具有较大的功率，可以直接驱动执行元件。补偿元件（校正元件）：为了确保系统稳定并使系统达到规定的精度指标和其他性能指标，控制系统的设计者增加的元件。作用是改善系统的性能，使系统能正常可靠地工作并达到规定的性能指标。2.从物理角度，磁场是由电流产生的。磁场与电流的关系由安培环路定律（全电流定律）定律描述。3.描述H与I的关系。4.电磁感应定律说明变化的磁场，可以产生电势，以及电流。电磁力（力矩）是由磁场产生的。第一章电动机及其控制1．直流电机基本结构：按运动状态：定子和

3、转子两部分。按功能：磁极、电枢绕组、换向器和电刷（功能将电刷上的直流变为绕组内部的交流）三部分。磁极在定子上，电枢绕组在转子上。换向器在转子上，电刷在定子上。2.铁磁物质的特点有哪些？1）磁导率m大，是真空磁导率m0的2000～6000倍。2）m不是恒量，随磁场强度H变化。3）存在一个临界温度——居里点，高于此温度时，磁导率降到真空磁导率。3.绝对磁滞回线曲线图形两个物理量是什么？Br：剩磁磁密（简称剩磁）Hc：矫顽磁力。4、铁耗主要包括是哪个方面的什么损耗？磁滞损耗加涡流损耗。5.直流电机工作原理6.电磁力定

4、律：大小：方向：左手定则电磁感应定律：大小：方向：右手定则7.电动机产生转矩的条件是什么？同性磁极下电流相同。异性（相邻）磁极下电流相反。直流电机要保持恒定方向转矩的条件：每个磁极下导体的电流方向应保持不变。8.直流电机的电磁转矩为当磁通Φ为常值时该式可写为Kt——转矩灵敏度，或称转矩系数9.电枢反电势Ke：反电势系数10.转矩平衡方程式动态转矩平衡方程式静态转矩平衡方程式11.动态电压平衡方程式静态电压平衡方程式12．机电时间常数电磁时间常数第二章变压器一、变压器的基础知识1、变压器的主要部件是什么？铁心和绕

5、组2、变压器的工作原理是什么？变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。3、变压器的原副边线圈的电压比与线圈匝数比关系？原副边线圈的电流比与线圈匝数比关系？变压器的原副边线圈的电压比与线圈匝数成正比，原副边线圈的电流比与线圈匝数成反比关系4、变压器的原副边线圈的感应电动势的表达式是什么？例题：一台电源变压器，，空载时测得副边电压，并测得，得，，，。试

6、求副边接电阻负载时的原副边电流并比较空载和负载时的变化（计算中忽略抗阻）。第3章异步电动机及其控制3.1异步电动机的结构特点和工作原理交流电动机定子铁心、定子绕组三相，两相，单相。转子：鼠笼式，绕线式。转子速度小于磁场转速：异步电机。异步电动机的工作原理:旋转磁场加闭合的转子绕组。定性的说明：两相电流通入两相绕组，三相电流通入三相绕组，都产生旋转磁场。异步电动机的工作原理:两相或三相电流，通入两相或三相绕组，产生旋转磁场，带动鼠笼转子转动。关于磁场转动速度的补充说明：该转速是磁场相对于绕组的转动速度。3.2交流

7、绕组磁场的分析按照单相绕组的安装结构不同，可以分为集中绕组和分布绕组。单相集中绕组的交流磁势是方波，位置固定，振幅的大小和正负随时间做周期变化，频率与电流相同。单相分布绕组的交流磁势是阶梯波，形成一种脉振磁势。3.3异步电动机的主要特性3.3.1基本方程一、转速和转差率设电机转速为n，磁场（同步）转速为ns。转差率：转子电流磁场。当转子和旋转磁场的相对转速为相当于转子不动而旋转磁场以sns的速向同方向旋转，故转子电流频率：转子电流产生的旋转磁势相对于转子的速度为转子自身以转速n向同方向旋转，故转子电流的旋转磁势

8、的转速为转子和定子电流的旋转磁势的转速相同3.4三相异步电动机定子绕组是三相对称绕组，使用三相电源。转子有鼠笼型和绕线式两种。一、功率与转矩异步电动机的输入功率定子一相绕组的电压、电流、功率因数。m1：定子相数电磁功率：通过电磁感应借助气隙磁场实现功率传递。由等效电路，输入功率减去r1、rm消耗的功率，就是传递到转子的电磁功率：转子电阻消耗的功率也是电磁功率。转子电阻电磁功率：转轴上的