《变压器与电动机》力矩式自整角机（举一反三考点练）课后自练 （卷2）

举一反三考点练 《变压器与电动机》力矩式自整角机-课后自测 知识点一 基本结构与分类 1.（简答题）简述力矩式自整角机的基本结构组成，并说明各部分的主要作用。 2. （简答题）解释“转子凸极式”和“定子凸极式”两种结构的主要区别。 3. （简答题）按照功能分类，力矩式自整角机主要有哪几种类型？请简述其用途。 4. （简答题）为什么在力矩式接收机的转子上常装设交轴阻尼绕组。 5. （填空题）力矩式自整角机的三相整步绕组通常接成________连接。 6. （填空题）我国生产的ZLF系列力矩式发送机主要采用________结构。 知识点二 工作原理与同步过程 1. （简答题）描述力矩式自整角机系统从失调到重新协调的完整工作过程。 2. （简答题）什么是“失调角”？它在系统中起什么作用。 3. （简答题）为什么说力矩式自整角机系统实质是一个“电轴”系统。 4. （简答题）解释“协调位置”和“整步转矩”的概念及其相互关系。 5. （填空题）力矩式自整角机系统中，发送机和接收机的励磁绕组应并联到同一个________电源上。 6. （填空题）从工作原理看，接收机相当于一台以发送机三相电能为电源的________。 知识点三 典型应用与系统特点 1. （简答题）举例说明力矩式自整角机在液位指示系统中的应用，并描述其工作过程。 2. （简答题）分析力矩式自整角机系统的主要优点和局限性。 3. （简答题）在什么情况下需要在系统中加入力矩式差动发送机（ZCF）？请举例说明。 4. （简答题）为什么力矩式自整角机不适合用于高精度或大负载的随动控制系统。 5. （填空题）力矩式自整角机系统适用于接收机轴上负载________的指示场合。 6. （填空题）在电梯位置指示中，自整角接收机通常安装在值班室的________上。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 举一反三考点练 《变压器与电动机》力矩式自整角机-课后自测 知识点一 基本结构与分类 1.（简答题）简述力矩式自整角机的基本结构组成，并说明各部分的主要作用。 【答案】 力矩式自整角机主要由定子和转子两部分构成。定子上装有三相整步绕组，采用分布绕组形式并接成星形，其作用是传递电信号并产生旋转磁场。转子上装有单相励磁绕组，通常为集中绕组，通过滑环和电刷接入单相交流电源，用于产生脉振磁场。此外，部分机型转子上还装有交轴阻尼绕组，用于抑制转子振荡，提高运行稳定性。 2. （简答题）解释“转子凸极式”和“定子凸极式”两种结构的主要区别。 【答案】 转子凸极式是指单相励磁绕组安装在转子凸极铁心上，三相整步绕组安装在定子上；而定子凸极式则相反，励磁绕组安装在定子凸极上，三相整步绕组安装在转子隐极铁心上。前者转子轻、滑环少，但电刷长期通电易发热；后者转子重、滑环多，但滑环仅在失调时通电，工作条件更好。我国ZLF、ZLJ系列多采用前者，DI、SS系列多采用后者。 3. （简答题）按照功能分类，力矩式自整角机主要有哪几种类型？请简述其用途。 【答案】 主要有四种类型：力矩式发送机（ZLF），用于将机械转角转换为电信号；力矩式接收机（ZLJ），用于接收电信号并驱动指针等轻负载转动；力矩式差动发送机（ZCF），串接在系统中实现两个转角的加减运算；力矩式差动接收机（ZCJ），用于接收两路转角信号并输出合成结果。它们共同构成各种角度传输与指示系统。 4. （简答题）为什么在力矩式接收机的转子上常装设交轴阻尼绕组。 【答案】 在力矩式接收机转子上装设交轴阻尼绕组，主要是为了改善系统的动态性能。当系统出现失调角时，接收机转子在整步转矩作用下转动，但可能因惯性而产生振荡。阻尼绕组能在转子摆动时产生感应电流和制动转矩，有效抑制振荡，使转子能更快、更平稳地稳定在新的协调位置，缩短整步时间，提高系统稳定性。 5. （填空题）力矩式自整角机的三相整步绕组通常接成________连接。 【答案】星形（或Y形） 6. （填空题）我国生产的ZLF系列力矩式发送机主要采用________结构。 【答案】转子凸极式 知识点二 工作原理与同步过程 1. （简答题）描述力矩式自整角机系统从失调到重新协调的完整工作过程。 【答案】 当发送机转子受外力转动一个角度，而接收机转子未动时，系统出现失调角。此时，发送机三相整步绕组感应电动势发生变化，与接收机对应电动势不再平衡，从而在回路中产生环流。该环流在接收机中产生合成旋转磁场，与转子励磁磁场相互作用形成整步转矩。该转矩驱动接收机转子沿减小失调角的方向转动，直到其转角与发送机一致，环流消失，转矩为零，系统达到新的协调状态。 2. （简答题）什么是“失调角”？它在系统中起什么作用。 【答案】 失调角是指发送机转子位置角与接收机转子位置角之间的差值。它是系统偏离平衡状态的量度，是驱动整个自整步过程的根源。当失调角不为零时，表明两机位置不一致，系统会自动产生整步转矩来消除这个角度差。因此，失调角既是系统需要纠正的“错误信号”，也是触发接收机跟随动作的“控制信号”。 3. （简答题）为什么说力矩式自整角机系统实质是一个“电轴”系统。 【答案】 因为该系统通过纯电气连接的方式，实现了两根在机械上互不相连的转轴之间的同步旋转。发送机将主令轴的转角信息转换为电信号，通过导线传输给接收机；接收机再将电信号还原为机械转角，驱动从动轴跟随转动。两轴之间虽然没有物理上的联轴器，却像被一根无形的“电轴”连接在一起，实现了角度的同步传输与跟随。 4. （简答题）解释“协调位置”和“整步转矩”的概念及其相互关系。 【答案】 协调位置是指发送机和接收机转子转角完全一致的状态，此时失调角为零，系统静止平衡。整步转矩则是当系统偏离协调位置（即出现失调角）时，在接收机中转子上产生的电磁转矩。二者密切相关：失调角的存在是产生整步转矩的原因；整步转矩的作用是驱动转子向协调位置运动；当达到协调位置时，整步转矩自然消失。转矩的大小通常与失调角的正弦成正比。 5. （填空题）力矩式自整角机系统中，发送机和接收机的励磁绕组应并联到同一个________电源上。 【答案】单相交流 6. （填空题）从工作原理看，接收机相当于一台以发送机三相电能为电源的________。 【答案】同步电动机 知识点三 典型应用与系统特点 1. （简答题）举例说明力矩式自整角机在液位指示系统中的应用，并描述其工作过程。 【答案】 在水塔或储罐的液位指示中，浮子随液面升降，通过滑轮和绳索带动自整角发送机转子转动，将液面高度线性转换为转角。发送机产生的电信号通过导线远传至控制室内的接收机。接收机转子在整步转矩驱动下同步转动，并带动指针在刻度盘上偏移，从而直观显示实时液位。该系统实现了远距离、非接触的液位监控，结构简单可靠。 2. （简答题）分析力矩式自整角机系统的主要优点和局限性。 【答案】 其主要优点是结构简单、成本低廉、无需额外放大装置就能实现直观指示，且维护方便。局限性也很明显：接收机输出转矩小，只能带动指针等极轻负载；传输精度有限（通常有0.5°~2°的静态误差）；系统为开环工作，抗干扰能力较弱；不能放大信号，驱动负载的能量完全来自发送机侧。因此，它仅适用于轻载、低精度、纯指示的场合。 3. （简答题）在什么情况下需要在系统中加入力矩式差动发送机（ZCF）？请举例说明。 【答案】 当需要显示两个角度之和或差时，就需要加入ZCF。例如，在船舶航行中，需要显示真实航向角，而真实航向是罗经指示的船首向与风流压差的代数和。可将两台发送机分别与罗经和风流传感器连接，再串接一台ZCF，其转子由人工设定或自动输入压差角。ZCF将两个角度相加后输出信号给接收机，驱动指针显示真实的航向角。 4. （简答题）为什么力矩式自整角机不适合用于高精度或大负载的随动控制系统。 【答案】 首先，其精度受摩擦转矩、制造误差、电刷接触电阻等因素限制，难以实现高精度（通常误差大于0.5°）。其次，接收机产生的整步转矩非常有限，无法直接驱动需要较大扭矩的机械负载。最后，系统为开环工作，没有反馈校正环节，无法自动纠正因负载变化或干扰引起的误差。因此，高精度或重载场合必须采用带放大器和伺服电机的控制式系统。 5. （填空题）力矩式自整角机系统适用于接收机轴上负载________的指示场合。 【答案】很轻 6. （填空题）在电梯位置指示中，自整角接收机通常安装在值班室的________上。 【答案】仪表盘（或指示面板） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $