《機電傳動控制》復(fù)習(xí)題及考試題資料

《機電傳動控制》復(fù)習(xí)題1.機電傳動控制的目的是：把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能實現(xiàn)生產(chǎn)機械的啟動、停止與調(diào)速、生產(chǎn)工藝的要求保證生產(chǎn)過程的正常進行。2..接觸器-繼電器控制具有反饋環(huán)節(jié)的控制率可控電力半導(dǎo)體器件控制工業(yè)機器人控制。寫出直流電動機的5換向器，電刷裝置、機座，主磁極，換向極，端蓋。寫出交流電動機的5彈簧片，軸承，定子繞組，機座，轉(zhuǎn)子鐵芯，端蓋。開環(huán)控制是指輸出端與輸入端沒有任何電路聯(lián)系、輸出端無信號反饋回輸入端的閉環(huán)控制輸出端與輸入端具有電路聯(lián)系、輸出端有信號反饋回輸入端的控制。機電傳動系統(tǒng)運動方程式中的概念：A.拖動轉(zhuǎn)矩：是由電動機產(chǎn)生用來克服負載轉(zhuǎn)矩，以帶動生產(chǎn)機械運動的Tm、靜態(tài)轉(zhuǎn)矩是由生產(chǎn)機械產(chǎn)生的負載轉(zhuǎn)矩TL 、動態(tài)轉(zhuǎn)矩：動態(tài)轉(zhuǎn)矩是拖動轉(zhuǎn)矩減去靜態(tài)轉(zhuǎn)矩Tm-TL 。從運動方程式怎樣看出系統(tǒng)是處于加速，減速，穩(wěn)態(tài)的和靜態(tài)的工作狀態(tài)。P.6勻速 減速 減速 加速 減速 勻速多軸拖動系統(tǒng)為什么要折算成單軸拖動系統(tǒng)？轉(zhuǎn)矩折算依據(jù)折算前后什么的原則（功率守恒）？轉(zhuǎn)動慣量折算為依據(jù)折算前后什么不變的原則（動量守恒）？于旋轉(zhuǎn)運動（功率守恒：T

T'L

；對于直線運動：T

'F c

；轉(zhuǎn)動慣量的折算（動量守L jCJ J

L nMCD2 CD2恒JZ

J M j1

j2L

；飛輪轉(zhuǎn)矩的折算（動量守恒：DZ

CD2 1 M j21

M ；直線運動：j2LJ J

J1

mv2

；CD2

CD2

2 Gv2CD1 365 CD Z M j2 2 1 m

Z M j2 n21 MP.9.總結(jié)：往高速軸折算變小、往低速軸折算變大。一般生產(chǎn)機械按其運動受阻力的性質(zhì)來分可有哪幾種類型的負載？可分為1.恒轉(zhuǎn)矩型機械特性；2.離心式通風(fēng)機型機械特性；3.直線型機械特性；4.恒功率型機械特性。反抗靜態(tài)轉(zhuǎn)矩與位能靜態(tài)轉(zhuǎn)矩有何區(qū)別，各有什么特點？反抗轉(zhuǎn)矩的方向與運動方向相反,,方向發(fā)生改變時,負載轉(zhuǎn)矩的方向也會隨著改變,因而他總是使運動。機電傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定運行包含兩重含義：一是系統(tǒng)應(yīng)能以一定速度勻速運轉(zhuǎn)；二是系統(tǒng)受圖2.8機電時間常數(shù)對機電傳動系統(tǒng)的影響：直接影響機電傳動系統(tǒng)過渡過程的快慢。加快機電減小系統(tǒng)的飛輪轉(zhuǎn)矩（轉(zhuǎn)動慣量程？什么叫穩(wěn)定運行過程？當系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)矩或負載轉(zhuǎn)矩發(fā)生改變時,系統(tǒng)就要由一個穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)狀態(tài)變化到另一個穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài),這個變化過程稱為過渡過程。系統(tǒng)中負載轉(zhuǎn)距和拖動轉(zhuǎn)距相等時，沒有動態(tài)轉(zhuǎn)距，系統(tǒng)恒速轉(zhuǎn)動叫穩(wěn)定運行過程。什么是他勵發(fā)電機空載特性？空載特性的電壓。并勵發(fā)電機能建立電壓的條件剩磁相同。并勵直流發(fā)電機正傳時可以自勵，反轉(zhuǎn)時能否自勵？不能,因為反轉(zhuǎn)起始勵磁電流所產(chǎn)生的磁場的方向與剩余磁場方向相反,這樣磁場被消除,所以不能自勵。U他勵直流電動機的理想空載轉(zhuǎn)速：n 0

此時轉(zhuǎn)矩T=0Ke一臺他勵直流電動機所拖動的負載轉(zhuǎn)矩TL=其穩(wěn)定運行狀態(tài)下電樞電流的大?。繛槭裁?？這是拖動系統(tǒng)中哪些要發(fā)生變化？T=KtφIa u=E+IaRa當電樞電壓或電樞附加電阻改變時,轉(zhuǎn)矩不變的情況下電樞電流大小不變轉(zhuǎn)速n 與電機的電動勢都發(fā)生改變。U固有機械特性：根據(jù)直流他勵電動機名牌數(shù)據(jù)，估算電樞電Ra，求K e N

I RN a,nNU求理想空載轉(zhuǎn)速n N

,求額定轉(zhuǎn)矩T

P P N9.55 N,畫固有機械特性。0 Ke N

N nN得到的特性稱為人工機械特性。.電樞回路中串接附加電阻；改變電樞電壓；改變主磁通。他勵直流電動機有哪些方法進行調(diào)速？它們的特點是什么？他勵電動機的調(diào)速方法：1.改變電樞電路外串接電阻。特點：在一定負載轉(zhuǎn)矩下，串接不同的電阻可以得到不同的轉(zhuǎn)2.改變電動機電樞供電電壓。特點：當電壓連續(xù)變化時轉(zhuǎn)3.改變電動機主磁動機換向條件等的限制，調(diào)速范圍不大，調(diào)速時維持電樞電壓和電流步變，屬恒功率調(diào)速。關(guān)就把電樞電源接通，這是會產(chǎn)生什么現(xiàn)象（T=0和T=T兩種情況加以分析）？當電動機運L L N行在額定轉(zhuǎn)速下，若突然將勵磁繞阻斷開，此時又將出現(xiàn)什么情況？P.32T=0L車,T=TL N轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)（調(diào)速）與固有的速度變化在概念上有什么區(qū)別？速度變化是在某機械特性下,由于負載改變而引起的，而速度調(diào)節(jié)則是某一特定的負載下，靠人為改變機械特性而得到的。直流串勵電動機能否空載運行?為什么？串勵電動機決不能空載運行,因為這時電動機轉(zhuǎn)速極高,所產(chǎn)生的離心力足以將繞組元件甩到槽外,串勵電動機還可能反轉(zhuǎn)運行.但不能用改變電源極性的方法,因這時電樞電流Ia與磁通φ同時反響,使電磁轉(zhuǎn)矩T依然保持原來方向,則電動機不可能反轉(zhuǎn)。為什么直流電動機直接啟動時啟動電流很大？電動機在未啟動前n=0,E=0,而Ra流將很大.Ist=U/Ra。N他勵直流電動機直接啟動過程中有哪些要求？如何實現(xiàn)？他勵直流電動機直接啟動過程中的要求是1.啟動電流不要過大,2.不要有過大的轉(zhuǎn)矩.可以通過兩種方法來實現(xiàn)電動機的啟動：一、是降壓啟動。二、是在電樞回路內(nèi)串接外加電阻啟動。直流電動機的電動與制動兩種運轉(zhuǎn)狀態(tài)的根本區(qū)別何在？電動機的電動狀態(tài)特點是電動機所發(fā)出的轉(zhuǎn)矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相同。制動狀態(tài)特點使電動機所發(fā)的轉(zhuǎn)矩T的方向與轉(zhuǎn)速n的方向相反。有哪幾種制動方法點。反饋制動:n=U/Keφ-(Ra+Rad)T/keKtφ為負值,電動機正轉(zhuǎn)時,反（書中電車下坡時的制動和卷揚機下放重物時的限速制動本質(zhì)上是一樣的）反接制動：（1）電源反接制動：電源反接制動一般應(yīng)用在生產(chǎn)機械要求迅速減速停車和（2）曲線實際上是第一象限電動狀態(tài)下的機械特性區(qū)現(xiàn)在第四象限中的延伸,若電動反向轉(zhuǎn)在電動狀態(tài),則倒拉反接制動狀態(tài)下的機械特性曲就是第三象限中電動狀態(tài)下的機械特性曲線在第二能耗制動優(yōu)點是不會出現(xiàn)像倒拉制動那樣因為對T的大小估計錯誤而引起重物上升的事故，運動速度也L較反接制動時穩(wěn)定。反抗性負載（只有慣性能量及動能）時能耗制動能消耗掉動能，使電動機快速停車；P.45交流電機的同步轉(zhuǎn)速n 60f/p0改變?nèi)嘟涣麟妱訖C轉(zhuǎn)向需將三相電源：任意兩相對調(diào)。n n異步電動機轉(zhuǎn)差率S0 n 0 32.三相交流異步電動機轉(zhuǎn)子電流頻率f=2SE三相交流異步電動機轉(zhuǎn)子電流I 2

20R2(SX

，并解釋跟轉(zhuǎn)差率的關(guān)系當轉(zhuǎn)差率S)2 2 20 增大，既轉(zhuǎn)速降低時，轉(zhuǎn)子與旋轉(zhuǎn)磁場間的相對轉(zhuǎn)速（n0-n）增大。當三相異步電動機的負載增加定子電流會隨之增加？nn0n)增加,轉(zhuǎn)子導(dǎo)體被磁力線增加而變大,所以定子的電流也隨之提高。SRU2三相異步電動機T 2 說明，其轉(zhuǎn)矩跟電壓什么關(guān)系？R2(SX )22 2036.分析書圖4.24、4.25、4.26、4.27三相異步電動機在負載轉(zhuǎn)矩不變的情況下，電網(wǎng)電壓降低，電流增加。三相異步電動機正在運行時何影響？電動機的電流會迅速增加,如果時間稍長電機有可能會燒毀。對電動機啟動的主要要求是：（1）有足夠大的啟動轉(zhuǎn)矩 （2）啟動電流越小越好啟動設(shè)備安全可靠要求啟動時平滑加速(5)啟動過程中的功率損耗越小越好：（1）直接啟動（全壓啟動）（2）電阻或電抗器啟動（3）軟啟動器星型三角形啟動(5)自耦變壓器降壓啟動例題4.3器啟動法比逐級切除電阻法有什么優(yōu)點？P.72-73優(yōu)點:具有自動平滑調(diào)節(jié)啟動電流和啟動電壓特性，結(jié)構(gòu)簡單，運行可靠，無需經(jīng)常維修。異步電動機有哪幾種調(diào)速方法？各種調(diào)速方法有何優(yōu)缺點？①調(diào)壓調(diào)速：這種辦法能夠無級調(diào)速，但調(diào)速范圍不大；②轉(zhuǎn)子電路串電阻調(diào)速：這種方法簡有機調(diào)速，但是結(jié)構(gòu)簡單，效率高特性高，且調(diào)速時所需附加設(shè)備少。④變頻調(diào)速：可以實現(xiàn)連續(xù)的改變電動機的轉(zhuǎn)矩，是一種很好的調(diào)速方法。變壓調(diào)速適合于什么樣的負載？提高其負載特性的途徑是： 。P.76變頻調(diào)速有哪些優(yōu)點？（1）調(diào)速范圍廣（2）調(diào)速平滑性好（3）系統(tǒng)不相上下的程度經(jīng)濟效益高P.78三相異步電動機倒拉制動時電機轉(zhuǎn)速低于同步轉(zhuǎn)速，負載不變時其轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，。三相異步電動機反饋制動時電機轉(zhuǎn)速高于同步轉(zhuǎn)速，電磁力矩和負載力矩相反。時能夠?qū)崿F(xiàn)準確停車，制動得后階段，隨著轉(zhuǎn)速的降低，制，制動效果平穩(wěn)。單相異步電動機不能自行啟動，一旦啟動，它能夠自行加速到穩(wěn)定運行狀態(tài)，方向取決于方向。同步電動機的直流勵磁電流

cos的大小和性質(zhì)。f同步電動機啟動困難，常采用異步啟動法和變頻啟動。什么叫恒功率調(diào)速？什么叫恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速？變頻調(diào)速在頻率50H恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速，在頻率50HZ Z以上是恒功率調(diào)速。轉(zhuǎn)矩不變。電容分相式單相異步電動機是否可以用調(diào)換電源的兩根線端來使電動機反轉(zhuǎn)？為什么？不能,因為必須調(diào)換電容器C的串聯(lián)位置,就可以改變旋轉(zhuǎn)磁場的方向,從而實現(xiàn)電動機的反轉(zhuǎn)。54.步進電動機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)角位移或直線位移的機電執(zhí)行機構(gòu)，位移量與輸入電脈沖的個數(shù)成正比。問什么步進電動機的啟動頻率要遠低于運行頻率？上限影響很大。所以啟動頻率低于運行頻率。步進電動機的轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z和定子相數(shù)m愈多，則步距角β愈小，控制越精確。一臺步進電動機的Z＝40，三相單三拍運行時

3603340伺服電機跟作為動力設(shè)備的電機比較，對其要求是響應(yīng)快速。直流伺服電機在控制電壓Uc0時，有無自轉(zhuǎn)現(xiàn)象？Uc=0時，電動機立即停止，沒有自傳現(xiàn)象。交流伺服電機如何消除自轉(zhuǎn)現(xiàn)象使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條具有較大的電阻電，轉(zhuǎn)子為永磁體。直流力矩電動機的結(jié)構(gòu)特點、機械特性與普通直流電機的不通。P.105工作原理沒有區(qū)別，只是結(jié)構(gòu)和外形尺寸上有所不同直流電動機是細長圓柱體，而直流力矩電動機為了能在相同的體積和電樞電壓下產(chǎn)生更大的轉(zhuǎn)距和較小的轉(zhuǎn)速，一般做成扁平狀。的不同可以分為：（1）不可控性器件（2）全控型器件63.電力變換電路分為可控整流 逆變斬波 變頻 (5)交流調(diào)壓(6)電子開關(guān)5電子技術(shù)包括和電力電子技術(shù)兩大分支。電力電子器件實際應(yīng)用由控制電路、驅(qū)動電路和（以電力電子器件為核心的）主電路組個系統(tǒng)。晶閘管的導(dǎo)通條件的條件是什么？阻斷后它所承受的電壓決定于什么？晶閘管的導(dǎo)通條件是:(1)晶閘管的陽極和陰極之間加正向電壓。（2）的電壓決定于陽極和陰極的反向轉(zhuǎn)折電壓。有（1）門極可關(guān)斷晶閘管（2）電力晶體管（3）電力場效應(yīng)晶體管門極絕緣柵雙極晶體管。晶閘管的控制角和導(dǎo)通角是何含義？管在一周期時間內(nèi)導(dǎo)通得電角度。續(xù)流二極管有何作用？為什么？若不注意把它的極性接反了會產(chǎn)生什么后果？發(fā)出的能量消耗在電阻上。三相半波可控整流電路電阻負載時角的移相范圍為150波形不相似。直流電為電源，交流側(cè)接交流電源為有源逆變，直流電為電源，交流側(cè)接負載為無源逆變。的變化范圍

2。。電壓型逆變電路本穩(wěn)定。逆變器輸出電壓的控制方案有：（1）可控整流方案；（2）斬波調(diào)壓方案；（3）。產(chǎn)生逆變的條件：（1）要有直流電動勢，其極性須和晶閘管的導(dǎo)通方向一致，其值應(yīng)大于變流器直流側(cè)的平均電壓。（2）要求晶閘管的控制角>/2，使Ud為負值。（才能實現(xiàn)有源逆變。）斬波電路有三種控制方式：脈沖寬度調(diào)制（PWM）：T不變，改變t。on頻率調(diào)制：t不變，改變。on混合型：t和都可調(diào)，改變占空比on降壓斬波電路和升壓斬波電路原理Ｐ．２２７－２２８PWM控制技術(shù)的重要理論基礎(chǔ)是面積等效原理PWM控制方法：（1）根據(jù)逆變電路的正弦波輸出頻率、幅值和半個周期內(nèi)的脈沖數(shù)，將PWM得到所需要的PWM波形，這種方法稱之為計算法。計算法是很繁瑣，當需要輸出的正弦波的頻率、幅值或相位變化時，結(jié)果都要變化。（2）把希望輸出的波形作為調(diào)制信號，把接受調(diào)制的信號作為載波，通過信號波的調(diào)制得到所期望的PWM波形。單極性PWM控制方式：單相橋式電壓型逆變電路橋式逆變電路。書圖8.51，畫波形。*84.載波頻率fc與調(diào)制信號頻率fr之比N=fc/fr稱為載波比，根據(jù)載波和信號波是否同步及載波比的制。通常保持載波頻率f固定不變，因而當信號波頻率f變化時，載波比是變化的。在信號波的c r半個周期內(nèi)，PWM波的脈沖個數(shù)不固定，相位也不固定，正負半周期的脈沖不對稱，半周期內(nèi)前后1/4周期的脈沖也不對稱。當f較低時，N較大，一周期內(nèi)脈沖數(shù)較多，脈沖不對稱產(chǎn)生的不利影r響都較小，PWM波形接近正弦波。當f增高時，NPWM脈沖不對稱的rPWMPWM變差。驅(qū)動電路：主電路與控制電路之間的電氣隔離。驅(qū)動電路的基本任務(wù)：按控制目標的要求施加開通或關(guān)斷的信號；控制信號；對全控型器件則既要提供開通控制信號，又要提供關(guān)斷控制信號。晶閘管對觸發(fā)電路有哪些要求？觸發(fā)電路主要有哪三個環(huán)節(jié)？每個環(huán)節(jié)的功能是什么？同步電路準確對應(yīng)于主電路移相控制調(diào)節(jié)脈沖發(fā)生時刻脈沖形成產(chǎn)生脈沖晶閘管對觸發(fā)電路的要求是①觸發(fā)電路應(yīng)能夠供給足夠大的觸發(fā)電壓和觸發(fā)電流.②由于晶閘管由截止狀態(tài)到完全導(dǎo)通需要一定的時間因此,觸發(fā)脈沖的寬度必須在10微秒以上,才能保證晶閘管可靠觸發(fā).③不觸發(fā)時,觸發(fā)電路的輸出電壓應(yīng)該小于0.15-0.20V為了提高抗干擾能力,必要時可在控制極上加一個1V-2V的負偏壓.④觸發(fā)脈沖的前沿要陡,前沿最好在10微秒以上.⑤在晶閘管整流等移相控制的觸發(fā)電路中,觸發(fā)脈沖應(yīng)該和主回路同步。分析單結(jié)晶體管觸發(fā)電路原理。