《变压器与电动机》控制式自整角机（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》控制式自整角机-课后自测 知识点一 基本结构与工作方式 1.（简答题）简述控制式自整角机系统中发送机和自整角变压器在结构上的主要区别。 【答案】 发送机主要负责将机械转角转换为电信号，其结构与力矩式发送机相近，转子装有单相励磁绕组并接入电源。而自整角变压器作为系统的接收机，采用隐极转子结构，其转子上的单相绕组并非用于励磁，而是作为高精度的输出绕组，负责检测失调角并输出电压信号，定子则用来接收发送机的信号。 2. （简答题）为什么控制式自整角变压器的输出绕组必须连接至高输入阻抗的放大器。 【答案】 这主要是为了保证输出电压信号的准确性。如果放大器输入阻抗低，输出绕组中就会流过较大的电流，这个电流会产生自己的磁场（电枢反应），干扰自整角变压器内部原有的合成磁场，从而导致输出电动势偏离理论值，无法准确反映失调角。高阻抗负载使电流极小，可忽略这种影响。 3. （简答题）“自整角变压器”这一名称是如何得来的？解释其工作状态与普通变压器的相似之处。 【答案】 它之所以被称为“变压器”，是因为其工作过程与变压器相似。它的定子三相绕组接收来自发送机的电信号，相当于变压器的原边；转子输出绕组感应出电压信号，相当于变压器的副边。能量和信号通过电磁感应的方式从定子传递到转子，实现信号变换，因此得名。 4. （简答题）对比控制式与力矩式自整角机，说明两者在接收机结构和输出形式上的根本不同。 【答案】 力矩式接收机的转子装有单相励磁绕组，输出的是直接驱动负载的整步转矩，其结构通常为凸极式以产生足够转矩。控制式接收机（自整角变压器）的转子是输出绕组，输出的是与失调角成正弦关系的电压信号，其结构采用隐极式和高精度绕组以确保信号准确。前者输出“力”，后者输出“电信号”。 5. （填空题）控制式自整角变压器的转子通常采用________结构，以利于输出高精度信号。 【答案】隐极式 6. （填空题）自整角变压器输出绕组中流过的电流很________，这是为了避免电枢反应影响精度。 【答案】小（或微弱） 知识点二 信号传输与协调过程 1. （简答题）描述控制式自整角机系统从出现失调角到重新达到协调的完整闭环工作过程。 【答案】 当发送机转子转动产生失调角时，自整角变压器的输出绕组便会感应出相应的误差电压信号。该信号送入放大器进行功率放大，然后驱动伺服电动机转动。伺服电动机通过减速器一方面带动负载（被控对象）运动，另一方面也带动自整角变压器自身的转子向减小失调角的方向转动。当失调角被纠正为零时，输出电压消失，伺服电动机停转，系统达到新的协调平衡。 2. （简答题）什么是系统的“协调位置”？此时自整角变压器内部的磁场关系是怎样的。 【答案】 协调位置是指发送机与自整角变压器的转子处于一种特定的相对空间位置，此时系统的失调角为零。在这种状态下，自整角变压器定子三相绕组产生的合成脉振磁场的轴线，与转子输出绕组的轴线在空间上正好相差90度电角度。因此，合成磁场的磁通不会穿过输出绕组，其感应电动势为零。 3. （简答题）在闭环跟踪过程中，伺服电动机扮演了什么角色？它的动作由什么控制。 【答案】 伺服电动机是整个系统的执行机构，扮演着“动力源”和“反馈驱动器”的双重角色。它的动作完全由自整角变压器输出的误差电压信号控制。该信号经过放大器放大后，决定了伺服电动机的启动、停止、旋转方向和转速。它输出的机械动力用于驱动负载并同时带动自整角变压器转子实现位置反馈。 4. （简答题）解释控制式系统实现“高精度”跟踪的原因。为什么力矩式系统难以达到同样的精度。 【答案】 控制式系统的高精度源于其闭环负反馈原理。只要有微小的失调角，就会产生误差电压，系统就会动作去消除它，理论上可实现无静差跟踪。而力矩式系统是开环的，其精度受接收机轴上摩擦力矩、制造误差等因素限制，这些阻力矩会阻止接收机精确对准，导致一个固定的静态误差无法消除。 5. （填空题）控制式自整角机系统是一个________控制系统，其输出会影响自身的输入。 【答案】闭环（或反馈） 6. （填空题）当失调角为零时，伺服电动机的控制信号为________，因此电动机会停转。 【答案】零（或无） 知识点三 系统应用与特点 1. （简答题）以火炮自动跟踪系统为例，说明控制式自整角机系统是如何工作的。 【答案】 火炮系统中，发送机由指挥仪或瞄准手操作，其转角代表目标方位。自整角变压器安装在炮塔上，其输出电压反映炮管实际指向与目标方向的偏差。该偏差电压经放大后驱动伺服电动机，电动机转动并带动沉重的炮塔旋转，同时也带动自整角变压器转子转动。直到炮管对准目标，偏差电压为零，炮塔停止，实现自动瞄准。 2. （简答题）分析控制式自整角机系统的主要优点和缺点。 【答案】 主要优点：一是精度高，采用闭环消除误差；二是带载能力强，驱动功率由伺服电机提供；三是灵活，电信号易于处理和控制。主要缺点：一是系统复杂，包含放大、伺服等多个环节，成本高；二是存在稳定性问题，设计调试不当易产生振荡；三是维护工作量和难度较大。 3. （简答题）为什么在需要驱动重型负载（如雷达天线、大型阀门）的场合，必须使用控制式系统而非力矩式系统。 【答案】 因为力矩式自整角机接收机自身产生的整步转矩非常有限，只能带动指针等极轻负载。其能量来自发送机侧，通过导线传输，无法提供大功率。而控制式系统将“检测”与“驱动”功能分离，自整角机只负责检测并提供微弱的控制信号，驱动重型负载的大功率由独立的、可根据需要选配的伺服电动机提供，从而解决了驱动力不足的问题。 4. （简答题）在选择自整角机系统时，应根据哪些原则来决定是采用力矩式还是控制式。 【答案】 主要依据三点：一是负载大小，负载轻可选力矩式，重则必须选控制式；二是精度要求，要求不高（如±1°）可选力矩式，要求高则选控制式；三是系统成本与复杂性，追求最简单、最经济且满足前两项条件时选力矩式，若追求高性能和控制灵活性则接受较高的成本和复杂度，选择控制式。 5. （填空题）控制式系统能驱动大负载，是因为其动力来源于独立的________。 【答案】伺服电动机 6. （填空题）与控制式系统相比，力矩式系统在结构上的最大特点是________和成本低。 【答案】简单 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》控制式自整角机-课后自测 知识点一 基本结构与工作方式 1.（简答题）简述控制式自整角机系统中发送机和自整角变压器在结构上的主要区别。 2. （简答题）为什么控制式自整角变压器的输出绕组必须连接至高输入阻抗的放大器。 3. （简答题）“自整角变压器”这一名称是如何得来的？解释其工作状态与普通变压器的相似之处。 4. （简答题）对比控制式与力矩式自整角机，说明两者在接收机结构和输出形式上的根本不同。 5. （填空题）控制式自整角变压器的转子通常采用________结构，以利于输出高精度信号。 6. （填空题）自整角变压器输出绕组中流过的电流很________，这是为了避免电枢反应影响精度。 知识点二 信号传输与协调过程 1. （简答题）描述控制式自整角机系统从出现失调角到重新达到协调的完整闭环工作过程。 2. （简答题）什么是系统的“协调位置”？此时自整角变压器内部的磁场关系是怎样的。 3. （简答题）在闭环跟踪过程中，伺服电动机扮演了什么角色？它的动作由什么控制。 4. （简答题）解释控制式系统实现“高精度”跟踪的原因。为什么力矩式系统难以达到同样的精度。 5. （填空题）控制式自整角机系统是一个________控制系统，其输出会影响自身的输入。 6. （填空题）当失调角为零时，伺服电动机的控制信号为________，因此电动机会停转。 知识点三 系统应用与特点 1. （简答题）以火炮自动跟踪系统为例，说明控制式自整角机系统是如何工作的。 2. （简答题）分析控制式自整角机系统的主要优点和缺点。 3. （简答题）为什么在需要驱动重型负载（如雷达天线、大型阀门）的场合，必须使用控制式系统而非力矩式系统。 4. （简答题）在选择自整角机系统时，应根据哪些原则来决定是采用力矩式还是控制式。 5. （填空题）控制式系统能驱动大负载，是因为其动力来源于独立的________。 6. （填空题）与控制式系统相比，力矩式系统在结构上的最大特点是________和成本低。 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 $