控制電機名詞解釋簡答

1、第一章卜1名詞解釋：1、直流測速發(fā)電機的輸出特性：右流測速發(fā)電機的輸出特性是指勵磁磁通e和電刷接觸電 阻嗆為常數(shù)時，輸出電壓U隨轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n的變化曲線，即U=f (n)2、電樞反應：由于電樞在繞動的過程中產(chǎn)生的磁場影響了主磁場、3、相位誤差：自控系統(tǒng)要求異步測速發(fā)電機的輸出電壓和勵磁電阻相位相同，即U2和U1 的相位相同，在既定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，輸出電壓和勵磁電壓之間的相位差屮稱為相位誤差。第二章直流伺服電動機2 1直流伺服電動機1、直流伺服電動機的動態(tài)特性：直流伺服電動機的動態(tài)特性是指：電動機的電樞上外施電 壓突變時，電動機從一種穩(wěn)定轉(zhuǎn)速過渡到另一穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的過程，即n=f(t)或Q=f(t)。2、

2、雙極性PWM的死區(qū)：在雙極性驅(qū)動下，由于開關管自身都有開關延時，如果“開” “關” 延時時間不同，可能在同一橋臂出現(xiàn)直通現(xiàn)象，引起電源短路，為了避免這種情況，在同一橋臂的兩個開關管在“開” “關”交替時,增加一個低電平延時，這個低電平延時稱為死區(qū)。2 21、霍爾效應:通有電流的導體或半導體薄片至于磁場中，由于受到洛倫茲力的作用載流了 將向薄片側(cè)邊積累，則在垂直于電流I磁場B的方向上出現(xiàn)一個電位差UH,這個現(xiàn)象稱2、為霍爾效應。無傳感器位置檢測：電動機通過檢測左子繞組的反電動勢或是子三次諧波或續(xù)流二極管 電流通路作為轉(zhuǎn)子磁鋼的位置信號，該信號檢出后，經(jīng)數(shù)字電路處理，送給邏輯開關電路去控制無刷直流

3、電動機換向。231、磁狀態(tài)角：電樞磁場在空間保持某一狀態(tài)時轉(zhuǎn)子所轉(zhuǎn)過的空間電角度，即定子上前后出 現(xiàn)的兩個不同磁場軸線間所夾的電角度稱為磁狀態(tài)角，或成狀態(tài)角。mo241、反電動勢積分法:當有磁極轉(zhuǎn)過不導通相時，不導通繞組會產(chǎn)牛反電動勢，通過對電動機不導通相反電動勢的積分信號來獲取轉(zhuǎn)子位置信息，積分值一旦達到閾值，即換相值清。2、續(xù)流二極管法：通過監(jiān)視并聯(lián)在逆變器兩端的續(xù)流二極管的導通情況來確定電動機功率 管的換相瞬時，在某些連接法中，無刷直流電機三相繞組中總有一-相處于斷開狀態(tài)，斷 開相處于發(fā)電狀態(tài)，產(chǎn)生的電動勢會使通過其中的一個二極管流入電源，監(jiān)視6個續(xù)流二極管的導通，關斷狀況就可以獲得6個

4、功率管的開關順序。直接反電動勢法：每隔60度換相一次,每轉(zhuǎn)一周需要6次換相，每相的感應電動勢都有2個過零點，一共有6個過零點。都在換相時前30度通過檢測和計算出這6個過零 點。再將其延遲30度，就可以獲得6個換相信號。3 1交流伺服電動機1、對稱兩相繞組:在空間上互差90度電角度，有效匝數(shù)又相等的兩個繞組2、兩相對稱電流：假設通入勵磁繞組的電流ir與通入控制繞組的電流ik相位上相差903、度，幅值相等。這樣兩個電流稱為兩組對稱電流。脈振磁場：單相繞組通入單相交流電流后，產(chǎn)牛一個脈振磁場，它是種空間位置固定,而幅值在正負最大值之間變化的磁場1、交流伺服電動機的機械特性：勵磁電壓不變時，電磁轉(zhuǎn)矩與

5、轉(zhuǎn)差率S (或轉(zhuǎn)速n)的關系曲線交流伺服電機的穩(wěn)定區(qū)與非穩(wěn)定區(qū)：如圖所示，負載轉(zhuǎn)矩由TL增加到TL吋，門減 小，轉(zhuǎn)矩增加，電機在g'重新穩(wěn)定下來，當負載轉(zhuǎn)矩恢復到TL,電機重新回到g點， 從nm到ns的轉(zhuǎn)速范圍，對負域而言為穩(wěn)定區(qū)；若電機工作在ah階段，如b點， 當負載轉(zhuǎn)矩增加時，轉(zhuǎn)速上升，輸出轉(zhuǎn)矩進一步減小，造成轉(zhuǎn)矩更加小于負載轉(zhuǎn)矩,直至電機停轉(zhuǎn)，當轉(zhuǎn)矩減小時，轉(zhuǎn)速會降低，輸出轉(zhuǎn)矩增加直到hf段相應位置，a-一h段為非穩(wěn)定區(qū)。3 3堵轉(zhuǎn)特性：堵轉(zhuǎn)特性是指伺服電動機堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與控制電壓的關系曲線，即Td二f (6e)函數(shù)的曲線。電容移相：采用勵磁相串聯(lián)電容器移相的交流伺服電動機簡稱為電容

6、伺服電動機，這種移相方法稱為電容移相?？蛰d始動電壓UsO：在額定勵磁電壓和空載的情況下，使轉(zhuǎn)子在任意位置開始連續(xù)轉(zhuǎn)動 所需的最小控制電壓定義為空載始動電壓UsO,從額定控制電壓的百分比來表示。機械特性非線性度km：在額定勵磁電壓下，任意控制電壓時的實際機械特性與線性機械 特性在轉(zhuǎn)矩T二Td/2時的轉(zhuǎn)速偏差Am與鳳二1時的空載轉(zhuǎn)速nOZ比的百分數(shù)，泄義為機械特性非線性度,即Km二An/nO*lOO%矯頑力：為使磁通密度B值回到零，必須加一個反向磁場強度HC, HC稱為矯頑磁力強 度,俗稱矯頑力。4 1步距角：定子控制繞組每改變一次通電方式，稱為一拍，每一拍轉(zhuǎn)過的機械角度稱為步 距角®

7、S極限啟動轉(zhuǎn)矩：設相鄰兩個狀態(tài)矩角特性的交點所對應的電磁轉(zhuǎn)矩用Tq表示，當負載 轉(zhuǎn)矩TL<Tq時，電機能順利轉(zhuǎn)動；當TL>Tq時，電機將無法啟動運行矩頻特性：步進電動機作單步運行時的最大允許負載轉(zhuǎn)矩為Tq,隨著控制脈沖的逐 步增加，電機轉(zhuǎn)速也增加。不僅電動機所能帶動的最大負載轉(zhuǎn)矩逐步下降，這種與f的 關系稱為步進電機的運行矩頻特性4 2靜穩(wěn)定區(qū)：如果轉(zhuǎn)子受力，在外力矩作用下，轉(zhuǎn)子離開平衡點，當®。在【一“， 范圍內(nèi)，去掉外力后，轉(zhuǎn)子能回到平衡點，故這個區(qū)域稱為靜穩(wěn)定區(qū)。動穩(wěn)定區(qū)：若切換點在【一n+®be, h Wbe】內(nèi)，就能最終穩(wěn)定在新的穩(wěn)定點，故稱為動穩(wěn)定區(qū)

8、。跟蹤頻率：電機正常連續(xù)運行時，(不丟步，不越步)所能加的最多控制頻率稱為連續(xù) 運行頻率或跟蹤頻率。啟動慣頻特性：啟動頻率和轉(zhuǎn)動慣量有關，轉(zhuǎn)動慣量增大，啟動頻率就會下降，啟動頻 率fq隨轉(zhuǎn)動慣量J之間的關系稱為啟動慣頻特性。啟動矩頻特性：啟動頻率和負載冇關，隨著負載的增加，啟動頻率會下降，啟動頻率fq 隨負載轉(zhuǎn)矩TL之間的關系稱為啟動矩頻特性。簡答題：引起直流測速發(fā)電機實際的輸出特性與理想輸出特性有偏差的原因有哪些？2、1>2、3、4>5、1、2、3、1、2、3、4、5、1、答：1、電樞繞組的影響：若考慮直流測速發(fā)電機負載時電樞反應的勵磁作用，則電 機的氣隙磁通就不再是常數(shù)<

9、2、電刷接觸壓降的影響：實際中的接觸電阻隨負載電流 變化而變化。<3>、溫度的影響：在電磁式直流測速發(fā)電機中，勵磁繞阻長期通電會發(fā)熱，阻值也相應增大，勵磁電流減小。2. 直流測速發(fā)電機實際的輸出特性與理想輸出特性有偏差，消除電樞反應的措施有哪些?答：1、消除溫度影響：在勵磁繞阻路中串聯(lián)一個阻值較大的附加電阻，川猛銅繞制而成，當溫度升高時，由于附加電阻溫度系數(shù)低，可使繞阻回路電阻變化量??；2、 減小電刷接觸壓降的影響：1、采用接觸壓降較小的銅一石墨電刷2、采用銅電刷，并在 接觸面上鍍銀；3.減小電樞繞組的影響：1、增加補償繞組2、限制轉(zhuǎn)速3、增大負 載電阻。3、為什么直流測速發(fā)電機的

10、負載電阻不應低于銘牌上給出的負載電阻RL?答：銘牌上給出了的負載電阻RL是指保證輸岀特性在線性誤差范圉內(nèi)的最小負載電阻值,低于此電阻值則不能保證輸出特性的線性誤差范圍。所以，負載電阻不應小于此值。4、交流同步式測速發(fā)電機很少被用于控制系統(tǒng)中的原因是什么？II答：由于同步式測速發(fā)電機的輸出頻率和電壓幅值隨轉(zhuǎn)速變化而變化。5、為什么交流異步測速發(fā)電機，勵磁繞組通以交流電，當轉(zhuǎn)子不動時，輸出繞組沒有電壓 輸出？而當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，輸出繞組有電壓輸岀？答：1。轉(zhuǎn)子靜止時，勵磁繞組產(chǎn)生的脈振磁場的軸線與勵磁繞組W1的軸線一致。由 于Wl, W2軸線方向垂直，因此WI的磁通與W2軸線也垂直，而與W2平面平行，

11、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為0,不切割磁力線，W2沒有電壓輸出，2、當轉(zhuǎn)子以轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)動吋，轉(zhuǎn)子切割磁通y, 右手定制產(chǎn)生0 2,感應電動勢E2Frx-Er»6、交流異步測速發(fā)電機輸出特性并不是嚴格的線性關系，原因是什么？答：因為3除了在輸出繞組中產(chǎn)生變壓器電勢外，杯型轉(zhuǎn)子也因為切割輸出繞組的磁 力線而產(chǎn)生電動勢，并建立y軸方向的磁勢Fry,與主磁勢相反，有去磁作用，F(xiàn)rya xnocn*2, Fry隨n的平方倍增加，使"y不是常數(shù)，從而使U2呈現(xiàn)非線性簡答題：1、在分析直流伺服電動機的靜態(tài)特征時，為什么要做如下假設：電動機磁路不飽和； 電刷位于幾何中性線？答：這樣可以認為在負載時電樞反應磁勢

12、可以略去，電動機的每個電極氣隙磁通保持恒 定。2、為什么定頻調(diào)寬法獲得廣泛應用？答：定頻調(diào)寬法：保持T不變，同時改變tl和t2。因為定寬調(diào)頻法和調(diào)寬調(diào)頻法會改變控制信號的周期(或頻率，)當Up的頻率接近 系統(tǒng)固有頻率時，會引起系統(tǒng)震蕩，因此在實際中很少應用。而定頻調(diào)寬法則彳、會，所以通常使用此法進行調(diào)速控制。3、當直流伺服電動機電樞電壓、勵磁電壓不變時，如將負載轉(zhuǎn)矩減少，試問此時電動機的電樞電流、電磁轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速將怎樣變化？并說明由原來的穩(wěn)態(tài)到達新的穩(wěn)態(tài)的物理 過程。答：此吋，電動機的電樞電流減小，電磁轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速增加。過程：開始時，假設電動機所加電樞電壓為Ual,勵磁電壓為Uf,電動機的轉(zhuǎn)速

13、為n,產(chǎn)生的反電動勢為Ea,電樞中電流為Ial,則:Ual=Eal+IalRa= o et)nl+IalRa,此時 電磁轉(zhuǎn)矩：T=CT4)Ial,由于電動機處于穩(wěn)態(tài)，電磁轉(zhuǎn)矩T和電動機軸上的總阻轉(zhuǎn)矩Ts 平衡，即T=Ts；當Uf不變，則“不變；負載轉(zhuǎn)矩減少，則總的阻轉(zhuǎn)矩Ts=TL+TO減少。 所以電磁轉(zhuǎn)矩T總的阻轉(zhuǎn)矩，使電動機加速；n增大使反電勢麗增大，為了保持電樞 電壓平衡(Ua=Ea+IaRa),所以la減少，則電磁轉(zhuǎn)矩也減少，直到電磁轉(zhuǎn)矩小到與總阻 轉(zhuǎn)矩相平衡時，即T=Ts,才達到新的穩(wěn)定狀態(tài)、簡答題：1、在用LM629進行電機控制時，單片機和LM629的作用分別是什么？答：單片機作用：

14、初始化LM629,并向它傳送PID數(shù)據(jù)和運動數(shù)據(jù)，并通過IM629對電 動機進行檢測°LM629作丿山LM629根據(jù)單片機發(fā)來的數(shù)據(jù)生成速度圈，進行位置跟蹤，PID控制以及生成PWM信號。2、光電式位置傳感器的工作原理是什么?答：光電式位置傳感器是利用光電效應制成的，由跟隨電動機轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)的遮光板和 固定不動的光源及光電管等部件組成。信號盤安裝在LED和光敏晶體管之間，若信號盤 連續(xù)旋轉(zhuǎn)，透光孔和遮光部分就會交替的轉(zhuǎn)過LED而透光或遮光，光敏晶體管就會交替的輸出高和低電平形成脈沖波，通過脈沖個數(shù)可計算轉(zhuǎn)子位置。3、無位置傳感器的工作原理是什么？答：這種電動機通過檢測定子繞組的反電勢

15、或定子三次諧波或續(xù)流二極管電流通路作為 轉(zhuǎn)子磁鋼的位置信號，該信號檢岀后，經(jīng)數(shù)字電路處理，送給邏輯開關電路去控制無刷 直流電機換向。簡答題：1、在分析無刷直流電動機的運動特性時，做了什么樣的假設？答：1、轉(zhuǎn)子磁鋼產(chǎn)生的磁場在氣隙中沿圓周按正弦分布。2、忽略電樞繞組的電感，電 樞電流可突變。3、忽略開關管關斷的過渡過程，任務每相電流能瞬時產(chǎn)生和關斷。III2、無刷電機機械特性產(chǎn)生彎曲的原因是什么？答：由于當轉(zhuǎn)矩較大，轉(zhuǎn)速較低時，流過開關管和電樞繞組的電流很大，晶體管壓降隨 著電流增大而增大較快（非線性）。使加在電樞繞組上的電壓不再恒定，因而機械特性 產(chǎn)生彎曲。3、MC33035構成的無刷電機控制

16、電路中，如何檢測電樞電流？答:MC33035通過檢測Rs上的電壓來檢測電動機定子繞組電流。當Rs上電壓超過門限， 將導致輸出開關關閉。檢測電阻一般用受溫度影響較小的康銅絲或猛銅絲做成，一般不 大于03 Q簡答題:K專用集成芯片控制無刷電機的優(yōu)缺點是什么?答：優(yōu)點：電路簡單，成本低廉。缺點：設計不靈活，不可編程，不便開放，電路的數(shù)字化程度不高。2、為什么說無傳感器位置檢測無刷電機存在啟動問題？如何解決？答：1、無位置傳感器無刷直流電動機在靜止或低速時，反電動勢為零或很小，很難通過反電動勢過零點方法來檢測轉(zhuǎn)子的位置。2、采川磁定位的方法啟動，啟動時，對任意 兩相通電，使轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到與定子磁場一致的位置

17、，通過一個延時來等待電動機軸停止振蕩。3、什么應用場合需要使用直流力矩電機?答：直流力矩電動機就是為了滿足低轉(zhuǎn)速，大轉(zhuǎn)矩負載的需要而設計的，定能夠在長期堵轉(zhuǎn)貨低速運行時產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩，不需要經(jīng)過齒輪減速而直接帶動負載。適用位置 伺服系和低速伺服系統(tǒng)中作執(zhí)行元件，也適用于需要轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)矩反饋和一定張力的 場合（例如在只帶生產(chǎn)的傳動中兒簡答題:1、非磁性杯形轉(zhuǎn)子交流電機的優(yōu)缺點是什么?答：優(yōu)點：轉(zhuǎn)子慣量較小，軸承摩擦轉(zhuǎn)矩也較小,由于它的轉(zhuǎn)了沒有齒槽,不會與定子產(chǎn)生齒槽粘合現(xiàn)象，轉(zhuǎn)矩也不會隨轉(zhuǎn)子不同的位置而發(fā)生變化，恒速轉(zhuǎn)動時，不會出現(xiàn)抖動現(xiàn)象， 運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。缺點：內(nèi)外定子間隙較大，勵磁電流較大，

18、降低了電機的利川率，在相同體積和 重量下，在一定功率范圍內(nèi)，杯型轉(zhuǎn)子電動機比鼠籠轉(zhuǎn)子電動機所產(chǎn)生的啟動轉(zhuǎn)矩和輸出功率都小。杯型轉(zhuǎn)子伺服電動機結(jié)構和制造工藝比較復雜。2、根據(jù)下圖說明鼠籠型轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場作用下旋轉(zhuǎn)的過程？ 答：1、假設磁鐵順時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)碼條切割磁力線，產(chǎn)生感應電 動勢，由右手定制可知，其方向上出下入。2、由于導條由短 路環(huán)連接，導條中形成回路，有電流流過，導體會收到電磁力 的作用，其方向由左手定則確定，這個方向與磁鐵轉(zhuǎn)動方向 一致，也順時針轉(zhuǎn)動。鼠籠轉(zhuǎn)子便在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下，順著 磁鐵旋轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動。3、什么鼠籠型轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)磁場作用下旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速比旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速低?兩相交流異步

19、電機定子周圍圓形磁場是如何形成的?答：因為電動機要克服負載轉(zhuǎn)矩，即使是空線，電動機也要克服阻力轉(zhuǎn)矩，如摩擦，風阻等， 只有當轉(zhuǎn)子中有電流時，才能產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，要產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)子必須切割磁力線，如果轉(zhuǎn)子與磁 鐵轉(zhuǎn)速相同，將無法切割。答:形磁場由兩個脈振磁場合成，磁通密度兩位Bf和Bk。分別位于勵磁繞組和控制 繞組的軸線上，兩個繞組電流相差90度電角度，磁場也相差90度。若電流幅值、兩相 繞組匝數(shù)相同，磁通密度向量的幅值也相等，那么這兩個磁場合成一個圓形旋轉(zhuǎn)磁場。5、兩相交流電機為什么稱為異步電機？由于交流伺服電動機轉(zhuǎn)速電勢低于旋轉(zhuǎn)磁場的 同步速，而且隨著負載阻轉(zhuǎn)矩的變化而變化。因此又稱為異步電機。“異

20、步指電機 轉(zhuǎn)速與同步速之間的差異。簡答題:1、交流伺服電機對轉(zhuǎn)子電阻的要求是什么？答：交流伺服電機妖氣具有較大轉(zhuǎn)子電阻，以改善機械特性的線性度，但是，轉(zhuǎn)子電阻不能太大，否則堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩減小，時間常數(shù)增大，影響電機的過渡過程且電機運行特性會 變軟。2、什么是自轉(zhuǎn)現(xiàn)象？為了消除自轉(zhuǎn)，交流伺服電動機零信號時應具有怎樣的機械特性？ 答：自轉(zhuǎn)現(xiàn)象：伺服電機在控制電壓Uk的作用下，當突然失去控制信號后，Uk=0,阻轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn)矩小于單機運行吋的最大轉(zhuǎn)矩，電機將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生自轉(zhuǎn)現(xiàn)象。機械特性：交流伺 服電機信號為零時，氣隙中是脈振磁場，零信號時的機械特性，其形狀U轉(zhuǎn)子電阻值有 關，如圖，R1>R2,零信號機械

21、特性如圖。簡答題:1、如何利用三相電源的相電壓和線電壓構成90° ?答：若三相電源有中點，可取一相電壓（如UA）加到控制繞組上，另外兩相的相電壓（如UCB）加到壓力磁繞組上，從圖1的相位圖可知，因UA與UCB垂直，所以二者相位相差 90度。2、若電源無中點，可接一個三相變壓器，利用三相變壓器副邊上的相電壓和線電壓具有90度相移，形成兩相電壓，如圖2. 3、采用一個具有中心抽頭的帶鐵心的電抗線（或變壓器繞組造成人工中點）,把電抗線圈兩端接在三相電源的B、C兩頭上;如果它的中間抽頭為D點，則UBC, UDA兩個電壓正好是90度。2、影響同步電動機啟動的主要因素有哪些？如何解決電機啟動問題

22、？答：主耍因素：1、轉(zhuǎn)子木身存在慣性2、旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速太快 解決辦法：轉(zhuǎn)子附加籠型繞組。為什么反應式同步電機的轉(zhuǎn)子不能做成圓柱型?答：在磁場中，凸極轉(zhuǎn)子總是會轉(zhuǎn)到使磁阻最小的位置，在磁通收縮過程中，轉(zhuǎn)子受到力矩作用，迫使其與旋轉(zhuǎn)磁場以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，加到轉(zhuǎn)子軸口上的負載轉(zhuǎn)矩越大，夾角柱形®也越大，磁通收縮力越強，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩也越大，若轉(zhuǎn)子不是凸極式轉(zhuǎn)子，而是轉(zhuǎn)子，將不會產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。簡答題:1為什么步進電機隨著電源頻率的增加，負載能力越差?答:步進電機作單步運行時的最大允許負載轉(zhuǎn)矩為Tq,隨著電源頻率的增加，電機的轉(zhuǎn)速也增加，平均電流值減小，定子繞組中產(chǎn)生的附加旋轉(zhuǎn)電勢使電機受到的阻尼增大。步進電機所能帶動的最大負載轉(zhuǎn)矩的逐步下降，負載能力變差。3、什么是步進電機的矩角特性？并畫圖說明。答：步進電機產(chǎn)生的靜態(tài)轉(zhuǎn)矩T隨失調(diào)角® e的變化規(guī)律，JU T=f(e)lW線表示，稱為步進電機的矩角特性。簡答題: