率因数提高.
第五章
5.1 步进电动机的位移量与输入脉冲数严格成正比，这就不会引起误差的积累，其转速与脉 冲频率和步矩角有关。控制输入脉冲数量、频率及电动机各组的接通次序，可以得到各种需要的运行特征。 5.2步进电机的作用就是能够精确控制转动的角度,步距角越小,它每一步能转动的角度就越小,我们就能得到更精确的角度控制.比如步角为3度的,我们可以控制3度,6度,9度...,而步角为10度的,我们只能控制10度,20度,30度...显然步角越小,能控制的角度越精确.
5.3电磁式（激磁式） 特点：电动机的定子和转子均有绕组，靠电磁力矩使转子转动。
磁阻式（反应式） 特点：气隙小，定位精度高；步距小，控制准确；励磁电流较大，要求驱动电源功率大；电动机内部阻尼较长，当相数较小时，单步运行振荡时间较长；断电后无定位转矩，使用中需自锁定位。
永磁式 特点：步距角大，控制精度不高；控制功率小，效率高；内阻尼较大，单片振荡时间短；断电后具有一定的定位转矩。
混合式（永磁感应子式） 特点：驱动电流小，效率高，过载能力强，控制精度高。 5.4每当输入一个电脉冲时，电动机转过的一个固定的角度称为步矩角。
一台步进电动机有两个步矩角，说明它有两种通电方式，3°的意思是相邻两次通电的相的数目相同时的步矩角，1.5°的意思是相邻两次通电的相的数目不同时的步矩角。 单三拍：每次只有一相绕组通电，而每个循环只有三次通电。 单双六拍：第一次通电有一相绕组通电，然后下一次有两相通电，这样交替循环运行，
而每次循环只有六次通电。 双三拍：每次有两相绕组通电，每个循环有三次通电。
5.8 1) 步距角——步进电动机的主要性能指标之一，它直接影响启动和运行频率2)最大静转矩3) 空载启动频率 ——步进电动机在空载情况下，不失步启动所允许的最高频率。在负载情况下，不失步启动所允许的最高频率随负载的增加而显著下降。 4) 连续运行频率——当步进电动机运行频率连续上升时，电动机不失步运行的最高频率。5) 精度——用一周内最大的步距角误差值表示.6) 输入电压U、输入电流I和相数m三项指标与驱动电源有关。
5.9当脉冲信号频率很低时，控制脉冲以矩形波输入，电流比较接近于理想的矩形波。如果脉冲信号频率增高，由于电动机绕组中的电感有阻止电流变化的作用，因此电流波形发生畸变。如果脉冲频率很高，则电流还来不及上升到稳定值就开始下降，于是，电流的幅值降低，因而产生的转矩减小，致使带负载的能力下降。故频率过高会使步进电动机启动不了或运行时失步而停下。因此，对脉冲信号频率是有限制的。
5.10根据转速公式n=βf*60/2π可知，f=nπ/β*30。所以步矩角β越小运行频率f就越高，启动频率相应地也高。 在负载转矩一定的情况下，最大静转矩越大，电流的幅值越大，高频虽然会造成电动机的启动转矩减小，但仍可能大于负载转矩。因此最大静转矩大的步进电动机，启动频率和运行频率越高。 5.11负载转矩和转动惯量越大，步进电动机的启动频率和运行频率越低。矩频特性如右图所示。
5.12当负载增加时，电磁转矩增大；由n=Uc/(KeΦ)-RT/(KeKtΦ2)可知，负载增大后，转速变慢。根
据T= KtΦIa可知，控制电流增大。
5.13由电动机电压平衡方程式得： Uc=E+IaRa=KeΦn+ IaRa 所以110=KeΦ×3000+0.05Ra 110=KeΦ×1500+1×Ra 解得：KeΦ=0.0357；Ra=56.41Ω 所以T1=KtΦIa1=9.55 KeΦIa1=9.55×0.0357×0.05=0.017N?m T2=KtΦIa2=9.55 KeΦIa2=9.55×0.0357×1=0.341N?m
由（n=n1=3000r/min，T1=0.017 N?m）和（n=n2=1500r/min，T2=0.341 N?m）两点在n-T平面上作直线，如下图所示即为该直流伺服电动机的机械特性曲线，机械特性表达式为n=3079-4630T。
5.14根据直流伺服电动机的机械特性公式可知n0=Uc/( KeΦ)，所以理想空载转速与电枢控制电压成正比。所以当Uc=50V时，理想空载转速n0等于1500r/min。
5.15直流力矩电动机的电磁转矩为T=BIaNlD/2，在电枢体积相同的条件下，D增大时，铁心长度l就应减小；其次，在相同电流Ia以及相同用铜量的条件下，电枢绕组的导线粗细不变，则总导体数N应随l的减小而增加，以保持Nl不变，故式中的BIaNl/2近似为常数，故转矩T与直径D近似成正比例关系。电动机的直径越大力矩就越大。 5.16因为在设计、制造上保证了电动机能在低速或堵转下运行，在堵转的情况下能产生足够大的力矩而不损坏，加上它有精度高、反应速度快、线性度好等优点，因此它常用在低速、需要转矩调节和需要一定张力的随动系统中作为执行元件。所以多数数控机床的进给系统适宜采用大惯量直流电动机。 5.17无换向器电动机是由一台同步电动机和一套简单的逆变器组成，构造简单，没有换向器。其工作原理、特性及调速方式与直流电动机相似。根据容量不同，有晶体管电动机和晶闸管电动机。有两种不同的调速方式：直流无换向器电动机调速方式和交流无换向器电动机调速方式。
5.19直线电动机较之旋转电动机的优点是：1、直线电动机无需中间传动机构，因而使整个机构得到简化，提高了精度，减少了振动和噪声；2、响应快速；3、散热良好，额定值高，电流密度可取很大，对启动的限制小；4、装配灵活性大，往往可将电动机的定子和动子分别与其他机体合成一体。 其缺点是存在着效率和功率因数低，电源功率大及低速性能差等缺点。
第六章
6.1直流接触器与交流接触器相比,直流接触器的铁心比较小,线圈也比较小,交流电磁铁的铁心是用硅钢片叠柳而成的.线圈做成有支架式,形式较扁.因为直流电磁铁不存在电涡流的现象.
6.2因为交流是成正旋变化的,当触点断开时总会有某一时刻电流为零,此时电流熄灭.而直流电一直存在,所以与交流电相比电弧不易熄灭.
6.3 若交流电器的线圈误接入同电压的直流电源,会因为交流线圈的电阻太小儿流过很大的电流使线圈损坏. 直流电器的线圈误接入同电压的交流电源,触点会频繁的通短,造成设备的不能正常运行. 6.4因为交流接触启动的瞬间,由于铁心气隙大,电抗小,电流可达到15倍的工作电流,所以线圈会过热.
6.5在线圈中通有交变电流时,再铁心中产生的磁通是与电流同频率变化的,当电流频率为50HZ时磁通每秒有100次通过零,这样所产生的吸力也为零,动铁心有离开趋势,但还未离开,磁通有很快上来,动铁心有被吸会,造成振动.和噪声,因此要安装短路环.
6.6两个相同的110V交流接触器线圈不能串联接于220V的交流电源上运行,因为在接通电路的瞬间,两各衔铁不能同时工作,先吸合的线圈电感就增大,感抗大线圈的端电压就大,另一个端电压就小,时间长了,有可能把线圈烧毁.若是直流接触器,则可以.
6.7接触器是在外界输入信号下能够自动接通断开负载主回路.继电器主要是传递信号,根据输入的信号到达不同的控制目的.
6.8电动机中的短路保护是指电源线的电线发生短路,防止电动机过大的电枢电路而损坏.自动切断电源的保护动作.过电流保护是指当电动机发生严重过载时,保护电动机不超过最大许可电流.长期过载保护是指电动机的短时过载保护是可以的,但长期过载时电动机就要发热,防止电动机的温升超过电动机的最高绝缘温度.
6.9过电流继电器是电流过大就断开电源,它用于防止电动机短路或严重过载. 热继电器是温度升高到一定值才动作.用于过载时间不常的场合.
6.10因为热继电器的发热元件达到一定温度时才动作,如果短路热继电器不能马上动作,这样就会造成电动机的损坏.而熔短期,电源一旦短路立即动作,切断电源.
6.11功能和特点是具有熔断器能直接断开主回路的特点,又具有过电流继电器动作准确性高,容易复位,不会造成单相运行等优点.可以做过电流脱扣器,也可以作长期过载保护的热脱扣器.
6.12
6.13 零电压和欠电压保护的作用是防止当电源暂时供电或电压降低时而可能发生的不容许的故障., 6.14有可能熔短器烧毁,使电路断电.或者是热继电器的感应部分还未降温,热继电器的触点还处于断开状态. 6.15 6.16 6.17
6.18 6.19 6.20
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