控制电机复习题

《控制电机》复习提纲

一、填空题：

1、同步电机负载运行时，气隙中存在两种磁势分别是隐极式和凸极式。

2、汽轮发电机的转子结构一般采用隐极式。

3、同步电动机通常工作在过励状态下，从电网吸收容性的无功功率，向负载提供感性的无功功率，从而提高电网的功率因素。

4、同步调相机主要运行在状态下，专门向电网供给功率，以提高功率因素。

5、为了减小交流伺服电动机（或交流测速发电机）的转动惯量，转子结构采用非磁性空心杯形，通常采用高电阻率的硅锰青铜或锡锌青铜

材料制成。

6、步进电动机是用脉冲电信号进行控制的，其转速大小取决于控制绕组的脉冲频率、转子齿数和拍数，而与电压、负载、温度等因素无关；其旋转方向取决于控制绕组的轮流通电的顺序。

7、同步电动机是通过转子上装置阻尼绕组来获得起动转矩。

8、要改变伺服电动机的转速和转向，应改变其电机极数和电源频率、电压方向。

9、、交流伺服电动机为获得圆形旋转磁场，应使控制电压和励磁电压相位上相差90°，采用两相对称绕组通入两相对称电流方法获得。

10、无刷直流电动机可以通过改变来实现无极调速。

11、测速发电机能够将输入的转速信号转换为输出的电压信号。

12、控制式自整角机应用于角度和位置的检测元件，实现机械角度

和电信号之间的转换。

13、旋转变压器主要应用于解算装置和高精度随动系统中。

14、磁悬浮高速列车是应用了同步直线电动机的原理，它将初级线圈和铁心装在列车上，铁轨作为次级线圈。

15、磁盘存储器中应用的是音圈式直线直流电动机，用它控制磁头可以代替原来的步进电动机及齿条机构。

16、举例说明下列几种控制电机的实际应用：

步进电动机：数控机床、绘图机、轧钢机的自动控制、自动记录仪表、数模变化；微型同步电动机：驱动仪器仪表中的走纸、打印记录机构、自动记录仪、电子钟、电唱机、录音机、录像机、磁带机、电影摄影机、放映机、传真机、无线电通讯设备；

无刷直流电动机：高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗化工等高新技术领域；直线异步电动机：低速磁悬浮列车。

17、指针式电子钟用电动机驱动指针，

二、问答题：

《绪论》《同步电机》《微型同步电动机》

1、雷达天线控制系统应用了哪些控制电机？简单说明系统工作原理。

自整角发送机和接收机——敏感元件

*直流伺服电动机——执行元件

直流测速发电机——校正元件

2、同步电机的主要类型？

同步发电机，同步电动机，同步调相机

3、一水电站供应一远距离用户，为改善功率因素添置一台同步调相机，此机应装在水电站内还是装在用户（受电端）附近？为什么？

4、同步电动机能否自行起动？为什么？

同步电动机不能够自行起动

因为在一个周期内，作用在同步电动机转子上的平均起动转矩为零。

5、简述同步电动机的异步起动法？**

***异步起动法就是在凸极式同步电动机的转子极靴上装一个起动绕组(阻尼绕组)来获得起动转矩。具体步骤如下：

(1)首先将同步电动机的励磁绕组通过一个附加电阻短接，该附加电阻约为励磁绕组电阻的10倍，并且励磁绕组不能开路。

(2)将定子绕组通以三相交流电源，建立旋转磁场，在转子的起动绕组中产生感应电动势及电流，此电流与定子旋转磁场相互作用而产生异步电磁转矩——异步起动。

(3)当同步电动机的转速

接近同步转速时（达95%n1

时），将附加电阻切除，励磁

绕组与直流电源连接，依靠同

步转矩保持电动机同步运行

——牵入同步。

同步电动机异步起动法的原

理接线图：

6、什么是功率角？功率角的

物理意义？同步电动机什么时候出现失步现象？**

图中滞后于一个夹角δ，称为功率角，

其物理定义是合成等效磁极与转子磁极轴线之间的夹

角，

***δ角的大小：表征了同步电动机电磁功率和电磁转

矩的大小。

当δ＞90°，会出现“失步”现象，同步电动机不能正常运行。

7、应用同步电动机如何提高系统的功率因数？**

***由于电网上的负载多为感性负载（感应电动机和变压器），它们从电网中吸收感性的无功功率。

同步电动机工作在过励状态下，从电网中吸收容性的无功功率，则可向其它感性负载提供感性的无功功率，从而提高功率因数，这是同步电动机的最大优点。

因此，为改善电网功率因数和提高电机过载能力，同步电动机的额定功率因数一般设计为1~0.8(超前)。8、同步调相机的作用？

同步调相机专门用来改善电网的功率因数，以提高电网的运行经济性及电压的稳定性。

9、微型同步电动机的应用？其转速的特点？

应用于自动和遥控装置，无线电通讯设备，同步联络系统，磁带录音和钟表工业等

特点：具有恒定不变的转速，即电动机的转速不随负载和电压的变化而变化。

10、过去常用永磁材料有哪些？高性能的稀土永磁材料有哪些？其主要特点？软磁材料？硬磁材料？**

稀土永磁材料(如钕铁硼NdFeB ) 主要特点：具有高剩磁、高矫顽力、高磁能积、高性价比等特性

软磁材料：磁导率μ高，剩磁Br小，磁滞回线窄而长，如：

铸钢、硅钢、坡莫合金，制作电机铁心；

硬磁材料：μ不高，剩磁Br大，磁滞回线宽而胖、高矫

顽力和高剩磁，如：

铁钴钒（FeCoV）、铁钴钼（FeCoMo）、锰铋（MnBi）及稀土永磁材料铁氧体、钕铁硼、钐钴(SmCo)、钕镍钴（NdNiCO），制造永久磁铁。

11、什么是居里点温度？

居里点温度是衡量磁性材料的重要指标，是指磁性材料永久失去磁性的温度，一旦环境温度超过居里点温度，即使时间很短，永磁材料也会退磁

12、永磁材料在什么情况下会发生退磁现象？**

永磁材料在受到振动、高温和过载电流作用时，其导磁性能可能会下降或发生退磁现象，将降低永磁电动机的性能，严重时还会损坏电动机。

《直流测速发电机》《交流测速发电机》

1、交流测速发电机的用途？

在自动控制系统中作为敏感元件和校正元件，将输入的转速信号转变为电压信号输出，电压U与转速n成正比。广泛应用在国防工业和科研的精密自动控制技术中。

2、与直流测速发电机相比，交流测速发电机有哪些优缺点？**

与直流测速发电机比较，交流异步测速发电机的主要优点是：

(1) 不需要电刷和换向器，构造简单，维护容易，运行可靠；

(2) 无滑动接触，输出特性稳定，精度高；

(3) 摩擦力矩小，惯量小；

(4) 不产生干扰无线电的火花；

(5) 正、反转输出电压对称。

主要缺点是：

（1）存在相位误差和剩余电压；

（2）输出斜率小；

（3）输出特性随负载性质(电阻、电感、电容)而不同。

3、为什么与直流测速发电机相比，交流测速发电机更适合作为解算元件？**

用作解算元件的应着重考虑精度要高，输出电压稳定性要好；由于直流测速机有电刷、换向器接触装置，可靠性差，精度较低，因此交流异步测速机更适合作解算元件。

4、如何减小交流测速发电机的线性误差？

减小线性误差的方法：

1）、在测速发电机的技术条件中规定了最大线性工作转速nmax ，当电机在转速n＜nmax情况下工作时，其线性误差不超过标准规定的范围。

2）、应尽可能减小励磁绕组的漏阻抗，并且采用由高电阻率材料制成的非磁杯形转子，可减少转子漏抗的影响，并使引起励磁电流变化的转子磁通削弱。

3）、转子电阻值不宜过大。转子电阻值选得过大，又会使测速发电机输出电压降低(即输出斜率指标降低)，电

机灵敏度随之减小。

5、何谓交流测速发电机的“剩余电压”？消除剩余电压的方法？

剩余电压，就是指测速发电机的励磁绕组已经供电，转子不动(即零速时)，输出绕组所产生的电压。剩余电压又称为零速电压。

减少剩余电压的方法：

1、将输出绕组和励磁绕组分别嵌在内外定子的铁心上，内定子相对于外定子能够转动。

2、采用补偿绕组消除剩余电压，补偿绕组与励磁绕组串联，嵌在输出绕组的槽中。

3、由外部采用适当线路，产生一个校正电压来抵消剩余电压。图8-22 消除剩余电压的简单网络框内是一个分相器和移相器。

4、交变分量难以用补偿法消除，只能依靠改善转子材料性能和提高转子杯加工精度，通常采用四极电机。目前剩余电压可做到小于10mV。

《直流伺服电动机》《交流伺服电动机》

1、与交流伺服电动机比较，直流伺服电动机具有哪些优缺点？**

（1）直流伺服电动机的机械特性和调节特性线性度好，转矩随着转速的增大而均匀下降；而交流伺服电动机的机械特性是非线性的。

（2）直流伺服电动机无自转现象；而交流伺服电动机若参数选择不当，制造工艺不良，单相状态下会产生自转现象。

（3）直流伺服电动机适用于大功率系统，但由于有电刷和换向器，结构复杂，影响电机稳定性；交流伺服电动机结构简单、运行可靠、维护方便，但体积大、效率低（转子电阻很大，损耗大），只适用于小功率系统。（4）直流伺服电动机的控制绕组由直流放大器供电，有零点漂移现象，影响系统工作精度和温定性。直流放大器结构复杂，体积、质量比交流放大器大得多。

2、什么是伺服电动机的“自转现象”？如何消除？**

只要阻转矩小于单相运行时的最大转矩，电动机仍将在转矩T作用下继续旋转。这样就产生了自转现象，造成失控

为了消除自转现象，交流伺服电动机零信号时的机械特性必须如图7 - 44所示

零信号机械特性必须在第二象限和第四象限，这也就要求有相当大的转子电阻。

3、什么是直流伺服电动机的始动电压U a0？调节特性死区的大小与什么因素有关？绘制直流伺服电动机不同负载下的调节特性。

Ua0 始动电压，是电动机处于待动而未动的临界状态下的控制电压，负载越大，死区越大。

4、绘制交流伺服电动机不同控制电压下的机械特性。

5、如何改变直流伺服电动机以及交流伺服电动机的转速和转向？**

任意一个绕组上所加的电压反相时(电压倒相或绕组两个端头换接)，则流过该绕组的电流也反相，由原来超前电流的就变成滞后电流，原来是滞后电流的则变成超前电流，这样就改变了伺服电动机的转向。

旋转磁场的转速决定于定子绕组极对数和电源的频率。

6、交流伺服电动机如何获得圆形旋转磁场？**

当两相对称交流电流通入两相对称绕组时，在电机内会产生圆形旋转磁场，当两相绕组有效匝数不等时，若要产生圆形旋转磁场，这时两个绕组中的电流值也应不等，且应与绕组匝数成反比

7、采用非磁性空心杯转子的控制电机有哪几种？有哪些优点？非磁性空心杯转子的材料？**

直流伺服电动机，交流伺服电动机，交流异步测速发电机，直流测速发电机

优点：1）、转动惯量小，轴承摩擦阻转矩小，快速响应;

2）、由于它的转子没有齿和槽，所以定、转子间没有齿槽粘合现象，转矩不会随转子不同的位置而发生变

化，恒速旋转时，转子一般不会有抖动现象，运转平稳；

3）、线性误差小，精度较高

材料：高电阻率的硅锰青铜或锡锌青铜，它的杯壁极薄，一般在0.3 mm左右

《自整角机》《旋转变压器》

1、自整角机的类型和应用。

将转轴上的转角变换为电气信号，或将电气信号变换为转轴上的转角，使机械上互不相联的两根或几根转轴同步偏转或旋转，以实现角度的传输、变换和接收。广泛应用于远距离的指示装置和伺服系统。

类型：1、按使用要求可分为：

（1）力矩式自整角机：指示系统

（2）控制式自整角机：随动系统

2、按结构、原理的特点分为：

控制式、力矩式、霍尔式、多极式、固态式、无刷式、四线式等七种。

控制式和力矩式属于有接触式：结构简单、性能良好，广泛使用。

无接触式：没有电刷和滑环，可靠性高、寿命长，但结构复杂、电气性能差。

控制式自整角机的应用：作为角度和位置的检测元件，它可将机械角度转换为电信号或将角度的数字量转变为电压模拟量。在伺服系统中作为敏感元件

力矩式自整角机的应用：广泛用作测位器。直接达到转角随动的目的，即将机械角度变换为力矩输出，

2、旋转变压器的应用

用途：进行坐标变换、三角函数计算和数据传输、将旋转角度转换成信号电压等等。又是一种精密测位用的机电元件, 在伺服系统、数据传输系统和随动系统中也得到了广泛的应用。

《无刷直流电动机》

1. 无刷直流电动机的优点？作用？改变无刷直流电动机转向的方法？

优点：1）既具有直流电动机的特性，

2）又具有交流电动机结构简单、运行可靠、维护方便等；

3）转速不再受机械换向的限制，若采用高速轴承，还可以在高达每分钟几十万转的转速中运行。

作用：无刷直流电动机用途非常广泛：可作为一般直流电动机、伺服电动机和力矩电动机等使用，尤其适用于高级电子设备、机器人、航空航天技术、数控装置、医疗化工等高新技术领域。

方法：1）改接位置传感器的输出电压信号

2）变换电枢电流方向

2. 无刷直流电动机的组成？关键部分？

无刷直流电动机是由电动机、转子位置传感器和电子开关线路三部分组成

关键部分：转子位置传感器

3. 位置传感器的作用是什么?分为哪几种类型？

位置传感器作用是检测转子磁场相对定子绕组的位置。

主要结构形式：电磁式、光电式和霍尔式

《步进电动机》

1、步进电动机的优点？如何实现反应式步进电动机的无级调速？**

优点: 1、在负载能力范围内这些关系不因电源电压、负载大小、环境条件的波动而变化。可适用于开环系统中作执行元件，使控制系统大为简化。

2、步进电动机可以在很宽的范围内通过改变脉冲频率来调速；能够快速启动、反转和制动。它不需要变换,能直接将数字脉冲信号转换为角位移，很适合采用微型计算机控制。

改变脉冲频率可以改变转速，故可进行无级调速，调速范围很宽。

2. 如何控制步进电动机输出的角位移或线位移量，转速或线速度? 旋转方向由什么决定？**

步进电动机的角位移量θ或线位移量s与脉冲数k成正比；它的转速n或线速度v与脉冲频率f成正比，

步进电动机的转速取决于各控制绕组通电和断电的频率(即输入的脉冲频率)；

旋转方向取决于控制绕组轮流通电的顺序

3、如何提高步进电动机的工作精度？**

为了提高工作精度，就要求步距角很小。

1）.减小步距角可以增加拍数N。相数增加相当于拍数增加，对同一相数既可以采用单拍制，也可采用双拍制。采用双拍制时步距角减小一半。所以一台步进电动机可有两个步距角，如1.5°/0.75°、1.2°/0.6°、3°/1.5°等。

2.）增加转子齿数ZR，步距角也可减小。反应式步进电动机的转子齿数一般是很多的，步距角为零点几度到几度。

3、步进电动机的专门驱动电源的基本组成？

《直线电机》

1、与旋转电机相比，直线电机的主要优点？

(1) 直线电机由于不需要中间传动机械，因而使整个机械得到简化，提高了精度，减少了振动和噪音；

(2) 快速响应：用直线电机驱动时，由于不存在中间传动机构的惯量和阻力矩的影响，因而加速和减速时间短，可实现快速启动和正反向运行；

(3) 仪表用的直线电机，可以省去电刷和换向器等易损零件，提高可靠性，延长使用寿命；

(4) 直线电机由于散热面积大，容易冷却，所以允许较高的电磁负荷，可提高电机的容量定额；

(5) 装配灵活性大，往往可将电机和其它机件合成一体。

按照工作原理可分为三种:直线感应电机(直线交流电机);直线直流电机; 直线同步电机(包括直线步进电机) 。2、直线电机的主要类型及典型应用**

1>应用：在机械工业、仪器仪表工业、轨道交通、电梯、航空母舰飞机发射、电磁炮、导弹发射架、电磁推进潜艇等方面

2>主要类型：平板型、管型和圆盘式

【应用：在交通运输、机械传输装置中得到广泛应用，如磁悬浮高速列车（将初级绕组和铁心装置在列车上，而利用铁轨充当次级）、液态金属电磁泵、阀门、自动生产线上的传送带、机械手等。】

圆盘型直线电机可用在旋转车台，实现无接触传动，结构简单、应用灵活。

3、如何改变直线电机的运动方向和速度？

**直线感应电动机的速度与电机极距及电源频率成正比，因此改变极距或电源频率都可改变电机的速度。

**改变直线电机初级绕组的通电相序，可改变电机运动的方向，因而可使直线电机作往复直线运动。

4、直线感应电机的基本工作原理？

工作原理（参考）当初级的多相绕组中通入多相电流后，也会产生一个气隙基波磁场，但是这个磁场的磁通密度Bδ是直线移动的，故称为行波磁场，如图12-7所示。显然，行波的移动速度与旋转磁场在定子内圆表面上的线速度是一样的，即为vs，称为同步速度，且vs=2fτcm/s (12 - 1) 式中，τ为极距(cm)，f为电源频率(Hz)。

三、计算题：

1、一台五相十拍运行的步进电动机，转子齿数Z r=48，在A相绕组中测得电流频率为600 Hz，求：(1) 电机的步距角；(2) 转速；

**2、见《同步电动机》的例题及习题***

控制电机第三版课后习题答案

第二章 1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势 P25 2. 如果图2 - 1中的电枢反时针方向旋转， 试问元件电势的方向和 A 、 B 电刷的极性如何 P7 3. 为了获得最大的直流电势， 电刷应放在什么位置 的电刷放在磁极轴线上 P 9-10 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上， 上, 如图2 - 29 输出特性的影响。 6. 具有16个槽， (1) (2) (3) (4) 会出现什么问题 为什么端部对称的鼓形绕组 负载电阻不能小于给定值 而在偏离几何中性线 分析在此情况下对测速机正、 （见图2 - 3） P23 a 角的直线 反转的 所示，试综合应用所学的知识， (提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 16个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30所示。 试画出其绕组的完整连接图； 试画出图示时刻绕组的等值电路图； 若电枢沿顺时 针方向旋转， 试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； 如果电刷不是位于磁极轴线上， 例如顺时针方向移动一个换向片的距离, ~魚、—_A 2~A__4<5~~p- L 5 卫 J _臂駅 --- W.——Wv ~_W J _Wv ~VA _■- 第三章 7 8 9 10 11 12 1.直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定 答 电也电渝嘉的农示式： / _匕一凤小 直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成 正比的反电势(当=常数时) 根据转矩平衡方程式， 当负载转矩不变时， 电磁转矩不变； 加上励磁电流If 不 变，磁通①不变， 所以电枢电流Ia 也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电 动机的总阻转矩决定。 T 二T 厂兀 2.如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性 当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻 么原因 RL 时，电动机的转速就下降。 (见图3 - 33),就会发现, 试问这是什 ^发 —— 如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变, 转速变化怎样 n 而仅仅提高电枢端 尺发 1 a 发 3. 一台他励直流电动机， 电压，试问电枢电流、 答：最终电枢电流不变，转速升高 4.已知一台直流电动机， 其电枢额定电压 Ua=110 V ，额定运行时的电枢电流 la= A ,转 速n=3600 r/m in,它的电枢电阻 Ra=50 Q, 空载阻转矩T0=15 mN m 。 试问该电动机额定 负载转矩是多少

现代控制理论在电机中的应用

现代控制理论与电机控制 刘北 070301071 电气工程及其自动化0703班 现代控制理论在电机控制中的具体应用： 自70年代异步电动机矢量变换控制方法提出，至今已获得了迅猛的发展。这种理论的主要思想是将异步电动机模拟成直流机，通过坐标变换的方法，分别控制励磁电流分量与转矩电流分量，从而获得与直流电动机一样良好的动态调速特性。这种控制方法现已较成熟，已经产品化，且产品质量较稳定。因为这种方法采用了坐标变换，所以对控制器的运算速度、处理能力等性能要求较高。近年来，围绕着矢量变换控制的缺陷，如系统结构复杂、非线性和电机参数变化影响系统性能等等问题，国内、外学者进行了大量的研究。伴随着推进矢量控制、直接转矩控制和无传感器控制技术进一步向前发展的是人工智能控制，这是电机现代控制技术的前沿性课题，已取得阶段性的研究成果，并正在逐步实用化。 矢量控制和直接转矩控制技术的一个新的发展方向是直接驱动技术，这种零方式消除了传统机械传动链带来的一系列不良影响，极大地提高了系统的快速响应能力和运动精度。但是，这种机械上的简化，导致了电机控制上的难度。为此，需要电机控制技术的进一步提高和创新。这正是电机现代控制技术有待深入研究和具有广阔开发前景的新领域。 电机的现代控制技术与先进制造装备息息相关，已在为先进制造技术的重要研究领域之一，国内很多学者和科技人员正在从事这方面的研究和开发。 一、三相感应电动机的矢量控制 1、 定、转子磁动势矢量 三相感应电动机是机电能量转换装置，这种的物理基础是电磁间的相互作用或者磁场能量的变化。因此，磁场是机电能量转换的媒介，是非常重要的物理量。为此，对各种电动机都要了解磁场在电动机空间内的分布情况。感应电动机内磁场是由定、转子三相绕组的磁动势产生的，首先要确定电动机内磁动势的分布情况。对定子三相绕组而言，当通以三相电流A i 、B i 、C i 时，分别产生沿着各自绕组轴线脉动的空间磁动势波，取其基波并记为A f 、B f 、C f ，显然它们都是空间矢量。对于分布和短矩绕组，定义正向电流产生的空间磁动势波基波的轴线为该相绕组的轴线，亦即A f 、B f 、C f 是以ABC 为轴线沿圆周正弦分布的空间矢量，各自的幅值是变化的，取决于相电流的瞬时值，即有

控制电机期考试题复习题教学文案

控制电机期考试题复 习题

控制电机复习题 一、填空题 1. 控制电机主要是对控制信号进行传递和变换，要求有较高的_______ _______ _______ 等。 2. 单相异步电动机的类型主要有_______ _______ _______ 3. 磁滞式同步电动机最突出的优点是_______。 4. 40齿三相步进电动机在双三拍工作方式下步距角为_______，在单、双六拍工作方式下步距角为 _______。 5. 交流伺服电动机的控制方式有 _______ _______ _______-。 6. 自整角机是一种能对 _______ 偏差自动整步的感应式控制电机，旋转变压器是一种输出电压随 _______ 变化的信号元件，步进电动机是一种把_______ 信号转换成角位移或直线位移的执行元件，伺服电动机的作用是将输入_______信号转换为轴上的角位移或角速度输出。 7. 无刷直流电动机转子采用_______，用_______ 和_______组成的电子换向器 取代有刷直流电动机的机械换向器和电刷。 8. 直线电机按照工作原理来区分，可分为_______、_______和_______ 三类。 9. 自整角机是一种能对 _______偏差自动整步的感应式控制电机，它通过电的方式在两个或 两个以上无_______联系的转轴之间传递角位移或使之同步旋转。 10.光电编码器按编码原理分有 _______和 _______两种。 11.异步测速发电机性能技术指标主要有_______、_______、_______和 _______。 12 同步电动机转子上的鼠笼绕组可起_______和_______作用。

控制电机期末试卷)及参考答案 复习重点

《控制电机》2009～2010学年第一学期期末考试卷（B） 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号 内。每小题2分，共20分) 1. 按照励磁方式划分，直流测速发电机有几种励磁方式( )。 A. 一 B. 二 C. 三 D. 四 2. 在其它因素一定的情况下，直流测速发电机的负载电阻RL增大，则其输出电压Ua将( ) A. 增大 B. 减小 C.不变 D. 无法确定 3. 导体在磁场中作切割磁力线运动，导体两端产生感应电势的方向由______定则判定；通电导体在磁场中 运动，运动方向由______定则判定。( ) A. 左手，左手 B. 右手，右手 C.右手，左手 D. 左手，右手 4. 以下哪个选项不能 ．．改变电动机的转向是( ) A.改变磁通方向 B. 同时改变磁通方向和电枢电压方向 C.改变励磁电流方向 D. 改变电枢电压方向 5. 以下哪个因素不会影响电动机的机械特性硬度变化的是。( ) A. 放大器内阻Ri B. 励磁电流If C. 电枢电阻Ra D. 电枢电压Ua 6. 增大电机端电压Ua时，电机的转速将______（填增大或减小）；增大电枢回路的调节电阻Rtf时，电机 的转速将______。( ) A. 增大、减小 B. 增大、增大 C. 减小、增大 D. 减小、减小 7. 已知交流伺服电动机的极数对数为3，使用频率为50Hz的交流电压供电，则旋转磁场的转速为( )。 A. 3000 r/min B. 1800 r/min C. 1500 r/min D. 1000 r/min 8. 直流电动机的调节特性描述了( )的对应关系。

控制电机(第四版)陈隆昌 阎治安 课后答案

第二章 1.为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? 答：电枢连续旋转，导体ab和cd轮流交替地切割N极和S极下的磁力线，因而ab和cd中的电势及线圈电势是交变的。 由于通过换向器的作用，无论线圈转到什么位置，电刷通过换向片只与处于一定极性下的导体相连接，如电刷A始终与处在N极下的导体相连接，而处在一定极性下的导体电势方向是不变的，因而电刷两端得到的电势极性不变，为直流电势。 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B电刷的极性如何? 答：在图示瞬时，N极下导体ab中电势的方向由b指向a，S极下导体cd中电势由d指向c。电刷A通过换向片与线圈的a端相接触，电刷B与线圈的d端相接触，故此时A电刷为正，B电刷为负。 当电枢转过180°以后，导体cd处于N极下，导体ab处于S极下，这时它们的电势与前一时刻大小相等方向相反，于是线圈电势的方向也变为由a到d，此时d为正，a为负，仍然是A刷为正，B刷为负。 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给定值? 答：转速越高，负载电阻越小，电枢电流越大，电枢反应的去磁作用越强，磁通被削弱得越多，输出特性偏离直线越远，线性误差越大，

为了减少电枢反应对输出特性的影响，直流测速发电机的转速不得超过规定的最高转速，负载电阻不能低于最小负载电阻值，以保证线性误差在限度的范围内。而且换向周期与转速成反比，电机转速越高，元件的换向周期越短；eL正比于单位时间内换向元件电流的变化量。基于上述分析，eL必正比转速的平方，即eL∝n2。同样可以证明ea ∝n2。因此，换向元件的附加电流及延迟换向去磁磁通与n2成正比，使输出特性呈现非线性。所以，直流测速发电机的转速上限要受到延迟换向去磁效应的限制。为了改善线性度，采用限制转速的措施来削弱延迟换向去磁作用，即规定了最高工作转速。 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图； (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图； (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离，会出现什么问题?

电机控制应用场景与发展趋势

电机控制应用场景与发展趋势 电机控制是指，对电机的启动、加速、运转、减速及停止进行的控制，根据不同电机的类型及电机的使用场合有不同的要求及目的，对于电动机，通过电机控制，达到电机快速启动、快速响应、高效率、高转矩输出及高过载能力的目的。 行业发展到现在，要求把效率提得更高，这时候对马达的控制或驱动要求的精度就会高。据李志林介绍，原来我们很多家用产品，像空调、风扇或家里所有电器的风机，要么就是不用，要么就是全速运转，这种耗能驱动是粗放型的驱动。现在要求我们的控制要更精密，更节约能源，因为行业到了电机必须提升效率的转折点。 关于马达控制，目标就是提高效率。有了更优异的性能，在负载发生变化的时候，马达的响应提高了，能耗就能降下来。在便携式应用里，电池的使用寿命会更长，还会有更紧凑的外形设计和更少的能耗。 李志林表示，TI正尝试通过嵌入式智能技术控制功能来提高效率，有几种方法： 1、增加电机的控制算法。 2、采用数字速度及转矩控制环路，把原来粗放型控制的精度再提高。用智能模式还可以节约成本，加速产品上市的进程。 电机行业的趋势是无刷DC马达 谈及电机的技术趋势，李志林介绍到有刷DC马达是目前为止用的最好的电机，它的好处是控制起来非常简单，转子的转动惯量比较小。它将电刷固定在定子上，有两个探刷，让它接触转子上分成不同区域的转子上的线圈接线。这种架构有个不好的地方，它的电刷在每次换向的时候与转子换向器接触的时候会打滑，因为它有时候会绝缘，有时候会接触，会有火花。同时探刷与换向片会有摩擦，会有火花，所以有些应用是不能用的，它控制的精度比较有限。 而无刷的DC马达把永磁体在转子上，绕组在定子上，因此该电机没有电刷或转向器，这是目前应用最多，也是未来家电应用的趋势。 电机能源效率水平的提高对于能源节约、环境保护具有重要意义，各国纷纷制定了电机能效标准，并颁布法令强制执行。从长期发展趋势来看，低效、耗能的普通电机将逐步被环保、节能的高效电机所取代。 TI的电机发展方向 关于TI在电机方面未来的发展方向，李志林介绍会朝以下几个方向走： 1、嵌入式控制，比如无刷马达转的时候，我们会对转向，相位的侦测，有刷马达是通过探刷换相的，TRBC没有传感器，这时候侦测和控制功能都放在我们芯片内部。

自学考试：控制电机试题及答案(14)

. 浙江省2009年10月自学考试控制电机试题 课程代码：02614 一、单项选择题(本大题共10小题，每小题2分，共20分) 在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。 1.励磁式电磁减速同步电动机分为永久磁钢励磁和_________励磁两种。( ) A.电容 B.电脉冲 C.直流电 D.交流电 2.交流伺服电动机转子的结构常用的有_________形转子和非磁性杯形转子。( ) A.磁性杯 B.圆盘 C.圆环 D.鼠笼 3.步进电动机常用于_________系统中作执行元件，以有利于简化控制系统。( ) A.高精度 B.高速度 C.开环 D.闭环 4.无力矩放大作用，接收误差稍大，负载能力较差的自整角机是_________式自整角机。 ( ) A.力矩 B.控制 C.差动 D.单机 5.旋转变压器由_________两大部分组成。( ) A.定子和换向器 B.集电环和转子 C.定子和电刷 D.定子和转子 6.有一台四极交流伺服电动机，电源频率为400Hz，其同步速为( ) min min min min 7.在各类步进电机中，结构比较简单，用得也比较普遍的是_________步进电动机。( ) A.永磁式 B.反应式 C.感应子式 D.混合式 8.理论上交流异步测速发电机转速为0时输出电压应为( ) B.最大值 C.平均值 D.有效值 9.堵转电流通常是交流伺服电动机绕组电流的( ) A.最小值 B.最大值 C.额定值 D.平均值 10.直流电机可以做成多对极，而控制用的直流电机一般做成( ) A.一对极 B.二对极

电机与控制考试试卷

电机控制技术期末考试试卷 班级：姓名：得分： 一、填空题（每空2分，共24分） ⑴、用万用表检测电路故障时，如所测电阻为零，则电路；如所测电阻为无穷大，则电路。 ⑵写出下面低压电器的名称。（每空1分） ①②③④⑤ ⑥⑦⑧⑨⑩ 二、选择题（每题2分，共20分） 1、万用表是综合性仪表，不可用来测量。 A、交、直流电压 B、元件电阻 C、绝缘电阻 D、电流 ２、万用表的转换开关是实现（ A ）。 Ａ、各种测量种类及量程的开关Ｂ、万用表电流接通的开关 Ｃ、接通被测物的测量开关 3、符号代码QS是指以下哪种电器。 A.刀开关 B.行程开关 C.空气开关 D.按钮 4、甲乙两个接触器欲实现互锁控制则应。 A．在甲接触器的线圈电路中串入乙接触器的动断触点 B．在两接触器电路中互串对方的动断触点 C．在两接触器电路中互串对方的动合触点 D．在乙接触器的线圈电路中串入甲接触器的动断触点 5、采用星－三角降压起动的电动机,正常工作时定子绕组接成（）. A.三角形 B.三星形 C.三星形或角形 D.定子绕组中间带抽头 6、下列低压电器能起短路保护作用的低压电器有（）A、断路器 B、熔断器 C、电流继电器 D、接近开关 7、下列说法正确的是（） A、欧姆表的测量范围是从零到无穷 B、用不同档次的欧姆表测量同一个电阻的阻值，误差是一样的 C、用欧姆表测电阻时，指针越接近中央时，误差越大 D、用欧姆表测电阻时，选不同量程时，指针越考近右端，误差越小。 8、三相异步电动机空载或轻载时的起动方法是（） A.定子串电阻起动 B.定子串自耦变压器起动 C.星--三角起动 D.全压起动 9、在动力设备中使用的一般是电动机 A、直流电动机 B、三相异步电动机 C、单相异步电动机 D、单相串励电动机 10、使用万用表测量两个定值电阻（已知它们的阻值越为R1=20欧和R2=30千欧），在下列的一系列操作中，选出尽 可能准确地测定各阻值，并符合万用表使用规则的各项操作，将它们的序号按合理的顺序填写在横线上的空白处。 （共4分） A. 转动选择开关使其尖端对准“?1K”挡 B. 转动选择开关使其尖端对准“?100”挡 C. 转动选择开关使其尖端对准“?10”挡 D. 转动选择开关使其尖端对准“?1”挡 E. 转动选择开关使其尖端对准“OFF”挡 F. 将两表笔分别接触R1的两端，读出阻值后，随即断开， G. 将两表笔分别接触R2的两端，读出阻值后，随即断开， H. 将两表笔短接，调节调零旋扭，使表针指在刻度线右端的“0”刻度。 所选操作的合理顺序是：、、、、、、。 三、判断题（每题1分，共6分） 1、点动是指按下按钮时，电动机转动工作；松开按钮时，电动机停止工作。( ) 2、电气原理图中，各元件不画实际的外形图，而采用国家的统一标准符号。（） 3、电机点动和长动的区别在于控制电机的接触器线圈电路是否有互锁。（） 4、自耦变压器降压起动的方法适用于频繁起动的场合.（） 5、把三相异步电动机中的电流相序任意调换其中的两相，都能使电动机反转。 6、三相异步电动机的Y/△减压起动方法，当正常运行时，定子绕组Y 联结的电动机，起动时改接成△联结。( ) 1 2 45 8 3 9 n 10

控制电机第三版课后习题答案

第二章 1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势P25 2. 如果图2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、B电刷的极性如何P7 3. 为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置为什么端部对称的鼓形绕组(见图2 - 3)的电刷放在磁极轴线上P9-10 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速负载电阻不能小于给定值P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示：在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有16 个槽，16 个换向片的两极直流发电机结构如图2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图； (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图； (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性； (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距离，会出现什么问题 第三章 1. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定 答 直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势（当?=常数时） 根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变；加上励磁电流If不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。 2. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性(见图3 - 33)，就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL时，电动机的转速就下降。试问这是什么原因 3. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样 答：最终电枢电流不变，转速升高 4. 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V，额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A，转速n=3600 r/m in, 它的电枢电阻Ra=50 Ω，空载阻转矩T0=15 m N·m。试问该电动机额定负载转矩是多少 5. 用一对完全相同的直流机组成电动机—发电机组，它们的励磁电压均为110 V，电枢电阻 Ra=75 Ω。已知当发电机不接负载，电动机电枢电压加110 V时，电动机的电枢电流为0.12 A，绕组的转速为4500 r/m in。试问： (1) 发电机空载时的电枢电压为多少伏 (2) 电动机的电枢电压仍为110 V，而发电机接上0.5 kΩ的负载时，机组的转速n是多大(设空载阻转矩为恒值) 6. 一台直流电动机，额定转速为3000 r/m in。如果电枢电压和励磁电压均为额定值，试问该电机是否允许在转速n=2500 r/m in下长期运转为什么 答：不能，因为根据电压平衡方程式，若电枢电压和励磁电压均为额定值，转速小于额定转速的情况下，电动机的电枢电流必然大于额定电流，电动机的电枢电流长期大于额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组 7. 直流电动机在转轴卡死的情况下能否加电枢电压如果加额定电压将会有什么后果 答：不能，因为电动机在转轴卡死的情况小，加额定的电枢电压，则电压将全部加载电枢绕组上，此时的电枢电流为堵转电流，堵转电流远远大于电枢绕组的额定电流，必将烧坏电动机的电枢绕组。 8. 并励电动机能否用改变电源电压极性的方法来改变电动机的转向 答：不能，改变电动机的转向有两种方法：改变磁通的方向和改变电枢电流的方向，如果同

控制电机及其应用作业4

作业4 1、 一台3相反应式步进电动机，步距角θs=3°/1.5°,已知它的最大静转矩 Tmax=0.685N ·m ，转动部分的转动惯量J=1.725×10-5kg ·m 2，试求该电动机的自由振荡频率和周期。 ()()s f T Hz J T Z f mac r 005.02011120110725.1685.04021210050====??== -ππ 2、 简述步进电动机加减速控制的原理和编程方法。 原理：步进电机驱动执行机构从一个位置向另一个位置移动时，要经历升速、恒速和减速过程。当步进电机的运行频率低于其本身起动频率时，可以用运行频率直接起动并以此频率运行，需要停止时，可从运行频率直接降到零速。当步进电机运行频率fb>fa （有载起动时的起动频率）时，若直接用fb 频率起动会造成步进电机失步甚至堵转。同样在fb 频率下突然停止时，由于惯性作用，步进电机会发生过冲，影响定位精度。如果非常缓慢的升降速，步进电机虽然不会产生失步和过冲现象，但影响了执行机构的工作效率。所以对步进电机加减速要保证在不失步和过冲前提下，用最快的速度（或最短的时间）移动到指定位置。 编程方法：对步进电机的正向走步控制，就是对通电状态计数器进行加一运算。而速度控制，则是通过不断改变定时器装载的初值来实现。整个应用软件由主程序和定时器中断服务程序构成。 3、 简述下图的原理和功能作用如图 控制信号高压控制 回路 低压控制 回路高压电源 低压电源 步进电动机M VT 1VT 1 电流检测

上图为高、低压切换型电源。步进电机的每一项控制绕组需要有两只功率元件串联，它们分别由高压和低压两种不同的电源供电。在通电起始阶段VT1、VT2同时导通，高压控制回路是高压供电，此时低压电源旁的二极管截止阻断低压电源，加速电流的上升速度，改善电流波形的前沿，提高转矩。高压供电停止VT1截止，低压电源旁的二极管导通低压电源供电，图右边的二极管构成续流回路。这种电源效率较高，启动和运行频率也比单一电压型电源要高，但需高、低压两种电源。

交流电机控制技术II课程期末试卷A卷标准答案

交流电机控制技术I I课程期末试卷A卷标准答案 LELE was finally revised on the morning of December 16, 2020

交流电机控制技术I复习题A 一、判断题 1. 间接变频装置的中间直流环节采用大电感滤波的属于电压源变频装置。（） 2. 恒磁通变频调速协调控制原则是U/f为常数（） 3. 异步电动机矢量控制中，MT坐标系的电磁量是直流量。（） 4. 在矢量控制中以定子A轴为参考轴的坐标系是dq坐标系。（） 5. 交交变频器输出电压频率与输入电网电压的频率相同。（） 6. 交-交变频器的最大输出频率是50Hz。（） 7. 规则采样法的采样区间是等宽的（） 8. 串联二极管的电流型逆变器换流中的尖峰电压出现在二极管换流时刻（） 9. 在选择逆变器的开关器件时，可以不考虑元件承受反压的时间。（） 10. 交直交变频器是直接变频器。（） 二、选择题 从（A）、（B）、（C）、（D）中选择正确的答案，填入下面各题的（）中：1. 变频技术中正弦脉冲宽度调制的英文缩写是（） A．PIC B. IPM C. SPWM D. GTR 2．基频以下变频调速时为了维持最大转矩恒定，在较低频率时应适当提高（）。 A.定子电流 B.定子电压 C. 电源频率 D. 电机转速

3. 由D触发器构建的环形分配器，如果在任意时刻都有2个Q端输出1，则可得到宽（）的六路脉冲输出。 A.120° B. 180° C. 150° D. 不确定 4. 对变频器调速系统的调试工作应遵循先（）的一般规律。 A、先空载、后轻载、再重载 B、先轻载、后空载、再重载 C、先重载、后轻载、再空载 D、先轻载、后重载、再空载 5. 120°导电型的三相桥式逆变电路的换流是在（）之间进行的。 A. 相邻相的上桥臂或者下桥臂 B. 相邻相的上下桥臂 C. 同一相的上下桥臂 D. 不确定桥臂 6. 电流型变频器带异步电动机在电动状态下运行时，变频器的逆变器处于（）状态。 A. 空载 B.逆变 C.截止 D.无法确定 7.变频调速系统控制单元通过（）得到控制脉冲的高低电平。 A. 锁相环 B. 比较器 C. 函数发生器 D. 极性鉴别器 8.电流型变频器带动异步电动机可以四象限运行，如果运行在第2象限则逆变器处于（）状态。 A. 电动 B. 逆变 C. 整流 D. 截止 9. 交交变频器工作时，正、反两组变流器交替工作。如果输出电压电流相位差大于90°，说明电动机工作在（）状态。 A. 电动 B. 制动 C.空载 D.额定 10. 在变频调速中，若在额定频率以上调时，当频率上调时，电压 （）。 A、上调 B、下降 C、不变 D、不一定

机电传动控制期末试题

机电传动控制复习提纲 第一章机电传动的动力学基础 1.机电传动运动方程的几种形式 2.1、2.2、2.3题 2.飞轮矩、转动惯量的折算 2.7、2.8 3.机电传动系统稳定平衡点的判断 2.11 第三章直流电机的工作原理与特性 1.基本方程 电动势方程：E k e n 电磁转矩方程：T k t I a 电枢回路电动势平衡方程：U E I aR 2.固有机械特性与人为机械特性（电枢串接电阻、改变电枢电压、改变磁通）的曲线与特点 3.计算题类型：3.10、3.15；分析题类型：3.21 第四章机电传动系统的过渡过程（略）

第五章交流电动机的工作原理及特性 1.固有机械特性（式5.27）与人为机械特性（降低电源电压、定子回路串接电阻或电抗、改变电源频率、转子回路串接电阻） 2.交流电机启动方法 3.三相异步电动机调速特性（式5.36） 4.单相异步电动机工作原理 5.计算题类型：5.6、5.11 第六章控制电机 1.两相交流伺服电机消除自转的方法 第七章机电传动控制系统中常用的检测元件 略 第八章继电器-接触器控制 1.继电器-接触器控制的基本线路 （直接启动、转子串接电阻启动、正反转控制、Y—△接法降压启动） 例题：8.18 第九章PLC控制 1.PLC基本结构 2.PLC等效继电器 3.梯形图编程 4.例题：三相异步电机启停控制、三相电机正反转控制、三相电机Y-△启动控制、搬运机械手控制

《机电传动控制》复习重点 第2xx机电传动的动力学基础 机电传动系统的运动方程式 会判断驱动力矩和负载力矩的正负号 并能够根据该方程式判断机电系统的运动状态 动态转矩的概念 机电传动的负载特性 什么是负载特性：电动机轴上的负载转矩与转速之间的关系 4种典型的负载特性曲线 恒转矩负载包括反抗性恒转矩负载和位能性负载 机电传动稳定运行的条件 充分必要条件 掌握判断稳定工作点的方法 第三章直流电机的工作原理及特性 直流电机既可以用作电动机也可以用作发电机 任何电机的工作原理都是建立在电磁力和电磁感应的基础上的 直流电机做发电运行和电动运行时都会产生电动势E和电磁转矩T，但是不同的运行方式下其作用是不同的 电势平衡方程 力矩平衡方程 并励发电机电压建立的三个条件是什么？

控制电机第三版课后习题答案

控制电机第三版课后习题答案 第二章 1. 为什么直流发电机电枢绕组元件的电势是交变电势而电刷电势是直流电势? P25 2. 如果图 2 - 1 中的电枢反时针方向旋转，试问元件电势的方向和A、 B 电刷的极性如何? P7 3. 为了获得最大的直流电势，电刷应放在什么位置? 为什么端部对称的鼓形绕组(见图 2 - 3)的电刷放在磁极轴线上? P9-10 4. 为什么直流测速机的转速不得超过规定的最高转速? 负载电阻不能小于给 定值? P23 5. 如果电刷通过换向器所连接的导体不在几何中性线上，而在偏离几何中性线α角的直线上，如图 2 - 29 所示，试综合应用所学的知识，分析在此情况下对测速机正、反转的输出特性的影响。(提示: 在图中作一辅助线。)正反向特性不一致。 6. 具有 16 个槽， 16 个换向片的两极直流发电机结构如图 2 - 30 所示。 (1) 试画出其绕组的完整连接图; (2) 试画出图示时刻绕组的等值电路图; (3) 若电枢沿顺时针方向旋转，试在上两图中标出感应电势方向和电刷极性; (4) 如果电刷不是位于磁极轴线上，例如顺时针方向移动一个换向片的距 离，会出现什么问题? 4321161514N514 a,,1A513B 6132第三章 67891011121. 直流电动机的电磁转矩和电枢电流由什么决定? 答

直流电动机的电枢电流不仅取决于外加电压和本身的内阻，而且还取决于与转速成正比的反电势(当?=常数时) 根据转矩平衡方程式，当负载转矩不变时，电磁转矩不变; 加上励磁电流If 不变，磁通Φ不变，所以电枢电流Ia也不变，直流电动机的电磁转矩和电枢电流由直流电动机的总阻转矩决定。 2. 如果用直流发电机作为直流电动机的负载来测定电动机的特性(见图 3 - 33)，就会发现，当其他条件不变，而只是减小发电机负载电阻RL时，电动机的转速就下降。试问这是什么原因? RITTIn,,,,,,,,,,, La发发发电电1223. 一台他励直流电动机，如果励磁电流和被拖动的负载转矩都不变，而仅仅提高电枢端电压，试问电枢电流、转速变化怎样? 答:最终电枢电流不变，转速升高 4. 已知一台直流电动机，其电枢额定电压Ua=110 V，额定运行时的电枢电流Ia=0.4 A，转速n=3600 r/min, 它的电枢电阻Ra=50 Ω，空载阻转矩T0=15 mN?m。试问该电动机额定负载转矩是多少?

解析DSP在电机控制系统中的应用

解析DSP在电机控制系统中的应用 发表时间：2018-09-10T16:59:49.327Z 来源：《基层建设》2018年第20期作者：卢曙兵1 陈洁平2 [导读] 摘要：电机控制系统广泛地应用于机械、冶金、军工等行业，近年来，随着微电子技术的发展，微机和数字控制处理芯片的运算能力以及可靠性大幅度提高，控制系统逐渐发展为以单片机为核心的全数字化控制系统。 1.身份证号码：4210231984060XXXX 510760； 2.身份证号码44023319870614XXXX 510760 摘要：电机控制系统广泛地应用于机械、冶金、军工等行业，近年来，随着微电子技术的发展，微机和数字控制处理芯片的运算能力以及可靠性大幅度提高，控制系统逐渐发展为以单片机为核心的全数字化控制系统。数字信号处理器（DSP）芯片的交流电机控制系统比较复杂，存储数据量大，实时处理能力强。因而在电机控制系统中得到了较为广泛的应用。 关键词：DSP；电机控制系统；应用 1.DSP的工作原理及特点 DSP（digital signal processor）是一种独特的微处理器，是以数字信号来处理大量信息的器件。其工作原理是接收模拟信号，转换为0或1的数字信号，再对数字信号进行修改、删除、强化，并在其他系统芯片中把数字数据解译回模拟数据或实际环境格式。它不仅具有可编程性，而且其实时运行速度可达每秒数以千万条复杂指令程序，远远超过通用微处理器，是数字化电子世界中日益重要的电脑芯片，其有着强大的数据处理能力和高运行速度。 2.电机DSP控制系统的优越性 2.1 DSP采用哈佛结构或者是改进的哈佛结构，使数据和程序相互独立的总线结构提高了计算能力。因此可以实现比较复杂的控制规律，如智能控制、优化控制等，将现代算法和控制理论的应用得以体现。 2.2简化了电机控制器的硬件设计难度，降低了整体的重量，缩小了体积，降低了能耗。 2.3 DSP芯片内部设计，在一定程度上为元器件的可靠性和稳定性提供了保证，从而会使整个系统的可靠性得到提高。 2.4通过DSP控制系统，使得软件的灵活性和硬件的统一性得到了有机的结合，DSP电机控制电路可以统一，如DSP控制三相逆变器驱动相应的感应电机、无刷直流电机、永磁同步电机或用改进后的逆变器驱动直流电机等，它们的硬件电路的结构大致相同，我们只需要针对不同的电机，编写和设计出不同的控制规律即可，进而使得系统的灵活性大大提高。 3.基于DSP的电机控制方式 3.1单DSP系统 目前利用DSP来实现复杂控制算法的应用很多。如无速度传感器的矢量控制、直接转矩控制等。它采用基于DSP的矢量控制方法来控制交流异步电机。其原理是利用坐标变换将电机的三相坐标等效为两相系统，经过按转子磁场定向的旋转变换实现对定子电流励磁分量与转矩分量之间的解藕，达到分别控制交流电机磁链和电流的目的。系统充分利用了DSP的高速运算能力和丰富的外设资源，实验结果表明系统精度高，动态响应快。 3.2双DSP系统 双PWM控制系统分别对整流和逆变器采用PWM控制，但电机采用的是恒压频比控制，可进一步改进。其一用于控制整流逆变器，另一个采用直接转矩的方法控制电机将有更快的响应速度，更高的精度。二者之间可以SCI通讯端口连接。这样减小了谐波污染，提高了变频器的控制性能。 1.3 DSP与PC组合系统 双DSP控制的双PWM控制系统是以光盘机高速数字伺服控制应用为目标的通用系统。DSP作为系统的快速处理的执行者，以尽量快的速度完成算法的实现。它由PC、高性能DSP、64K字的程序存储器和64K字的数据存储器组成。采用共享存储器的方式构成PC-DSP多处理器系统。系统不仅提供了一个完整的硬件环境，以实时运行一个真正的数字控制，而且实现各种先进的控制规律，如在设计控制器由于系统的高速数字控制能力，通过S域的变换，模拟控制器也能在其上应用、重构和评价。 4.DSP在电机控制系统中的具体应用 4.1基于DSP的电机控制系统串行通信设计 在电机控制系统中。通过上位机客户端设置电机的运行参数，并且被控电机将各种运行状态信息实时地传给远程控制端客户。采用串行通信设计的电机控制系统连线少，成本低，简单可靠，得到广泛应用。韩芝侠等分析数字信号处理芯片TMS320LF2407A DSP串行外设接口SPI和串行通信接口SCI模块。他们通过SCI串行通讯接口连接DSP控制器与PC机，控制人员使用数码显示驱动电路确定电机的转速、温度等信息，利用SPI同步串行口来实现了DSP与外围设备的通信。该电机控制系统，系统软件及通讯协议设计通过初始化设置所需操作参数，设置发送和接收波特率及中断方式等。 4.2基于DSP的多电机控制系统 在生产和制造过程中经常会遇到多电机控制问题，采用“一对一”方式的DSP控制器、逆变器和电机的方式增加了系统成本和复杂性，降低了系统的稳定性和可靠性。贺洪江等针对这一问题，提出一种基于DSP的多电机控制系统的设计，通过SVPWM方法实现对2台电机的变频调速控制，使用1片DSP芯片实现了对2台异步电机的控制，并给出了系统主要硬件电路和软件的实现方法。该系统以DSP芯片为核心，通过外部电路协调控制2台电机。电压、电流及电机转速信号经DSP通过调速控制算法转变为控制信号，传送至逆变器控制电机转速，实现了对两台电机的启动/停止、转向和调速等控制，也能实现过流保护、过压保护、欠压保护等功能。此外，该设计方案的控制系统降低了硬件成本，显著提高了系统的可靠性，具有良好的使用价值与应用前景。 4.3基于DSP的平面电机控制系统设计 平面电机由一个齿状结构的定子和一个带位置传感器的动子组成，具有结构简单、速度高、稳定性强、控制精度高等特点，还有偏航控制、自动校正、误差补偿、停滞检测等独特功能。李晓飞等设计了基于DSP的平面电机控制系统。其控制系统由平面电机、控制器模块、位置反馈模块、电源模块、驱动模块以及人机交互界面组成，采用高集成度的运动卡实现平面电机三自由度同步控制，完成采集电流信号、AD校正参考电压、位置信号、输出PMW信号、数字滤波、位置伺候控制等。该系统的控制软件由DSP实现，具备远点归位、主轴控制、状态管理、状态采集等功能。平面电机易以Y轴点对点方式运动进行精度测试，系统运行稳定，达到系统各项指标。该设计系统采用一

最新控制电机期考试题复习题及答案

控制电机复习题答案111 一、填空题 1. 控制电机主要是对控制信号进行传递和变换，要求有较高的控制性能，如要求运行可靠 动作迅速准确度高等。 2. 单相异步电动机的类型主要有反应式永磁式磁滞式 3. 磁滞式同步电动机最突出的优点是能够自启动而且启动转矩很大。 4. 40齿三相步进电动机在双三拍工作方式下步距角为3，在单、双六拍工作方式下步距角为 1.5。 5. 交流伺服电动机的控制方式有变极变频变转差率。 6. 自整角机是一种能对角度偏差自动整步的感应式控制电机，旋转变压器是一种输出电 压随角度变化的信号元件，步进电动机是一种把脉冲信号转换成角位移或直线位移的执行元件，伺服电动机的作用是将输入电压信号转换为轴上的角位移或角速度输出。 7. 无刷直流电动机转子采用永磁体，用电子开关线路和位置传感器组成的电子换向器 取代有刷直流电动机的机械换向器和电刷。 8. 直线电机按照工作原理来区分，可分为直线感应电机、直线直流电机和直线同步电机 三类。 9. 自整角机是一种能对角度偏差自动整步的感应式控制电机，它通过电的方式在两个或 两个以上无电联系的转轴之间传递角位移或使之同步旋转。 10.光电编码器按编码原理分有绝对式和增量式两种。

11.异步测速发电机性能技术指标主要有线性误差、相位误差、剩余电压和输出斜率。 12 同步电动机转子上的鼠笼绕组可起启动和阻尼作用。 13.小功率同步电动机可分为反应式永磁式磁滞式等。 14.反应式电磁减速同步电动机定转子齿数应满足_______，转速公式为_______；励磁式电 磁减速同步电动机定转子齿数应满足_______，转速公式为_____。 15. 电机产生过度过程的主要原因是电机中存在两种惯性：机械电磁。 16. 罩极式单相异步电动机的旋转方向总是固定不变的由罩住的部分向未罩住的方向旋转。 17.直流伺服电动机的电气制动有能耗回馈反接。 二、选择题 1．伺服电动机将输入的电压信号变换成（ D ），以驱动控制对象。 A.动力 B.位移 C.电流 D.转矩和速度 2.交流伺服电动机的定子铁芯上安放着空间上互成（ B ）电角度的两相绕组，分别为励磁绕组和控制绕组。 A.0o B. 90o C. 120o D.180o 3.为了减小（ C ）对输出特性的影响，在直流测速发电机的技术条件中，其转速不得超过规定的最高转速。 A.纹波 B.电刷 C.电枢反应 D.温度 4.在交流测速发电机中，当励磁磁通保持不变时，输出电压的值与转速成正比，其频率与转速（ D ）。 A.正比 B.反比 C.非线性关系 D.无关 5.影响交流测速发电机性能的主要原因是（ B ）。 A.存在相位误差 B.有剩余电压 C.输出斜率小 D.以上三点 6.步进电机是利用电磁原理将电脉冲信号转换成（ C ）信号。 A.电流 B.电压 C. 位移 D.功率

电气控制技术试卷A及答案

内江铁路机械学校（适用班级: 适用于铁供10C1\10C2） 11/12学年第1学期《电气控制技术》期末考试试卷A答案 一、填空题（每空2分，共20分） 1．在电动机控制电路中，是利用_熔断器__作为短路保护，利用热继电器作为过载保护。2．电磁式低压电器通常是由电磁系统、触头系统及灭弧装置等三大部分组成。3．在交流接触器的铁心上均装有短路环，它的作用是__消除噪音和振动__。 4．电动机的正反转控制是通过改变电动机_电源的相序_来实现。 5．Y-△降压起动方法仅适用于正常工作为三角形接法的电动机。 6．若车床运行过程中电压太低，由_交流继电器线圈__进行欠压保护。 7．普通车床没有反转控制，而车轴有反转要求，是靠_机械调速__实现的。 8．车床的调速是由__调速箱__实现的。 二、选择题（每题2分，共10分） 1．当某台电动机起动时，不要求限制起动电流及对机械的冲击采用（ A ）。 （A）全压直接起动；(B)降压起动。 2．三相异步电动机在切断工作电源后，只要加上（ B ）电磁转矩就能形成电力制动。 (A)和转子旋转方向相同的；(B)和转子旋转方向相反的；(C)为0的。 3．一台电动机需制动平稳、制动能量损耗小，应采用的电力制动方式是（ B ）。 (A)反接制动；(B)能耗制动；(C)发电制动。 4．多地控制电路的起动按钮和停止按钮其接线特点是 ( B ) 。 (A)起动按钮串联，停止按钮并联； （B)起动按钮并联，停止按钮串联； (C)根据需要可任意串并联。 5、Y-△降压起动时电动机所加电压为额定的( C )。 (A)1倍；（B ）（C）1/ 3 倍。 三、判断题（每题2分，共10分）1．刀开关、铁壳开关、组合开关等的额定电流要大于实际电路电流。（√ ） 2．按钮是手按下即动作，手松开即释放复位的小电流开关电器。（√ ） 3．为消除衔铁震动，交流接触器和直流接触器都装有短路环。（× ） 4.反接制动的关键在于；当电动机转速接近零时.能自动地立即将电源切断。（√ ） 5．欠电压继电器是当电压等于正常值时并不吸合，高于某一值时才吸合。（× ） 三、简答题（每题10分，共20分） 2、常用的控制电机有哪些交流伺服电动机有哪几种控制方式 答：伺服电动机、测速发电机、自整角机、旋转变压器、步进电动机；幅值控制、相位控制、幅-相控制 2、三相笼型异步电动机降压启动的方法有哪些 答：定子电路串电阻降压起动、Y-△降压起动、自耦变压器降压起动、△-△降压起动。 四、分析题（共20分） 分析如下电路的工作原理

控制电机期末试卷及参考答案复习重点

控制电机期末试卷及参考答案复习重点 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1

《控制电机》2009～2010学年第一学期期末考试卷（B） 一、单项选择题(在每小题的四个备选答案中，选出一个正确答案，并将正确答案的序号填在题干的括号 内。每小题2分，共20分) 1. 按照励磁方式划分，直流测速发电机有几种励磁方式( )。 A. 一 B. 二 C. 三 D. 四 2. 在其它因素一定的情况下，直流测速发电机的负载电阻RL增大，则其输出电压Ua将( ) A. 增大 B. 减小 C.不变 D. 无法确定 3. 导体在磁场中作切割磁力线运动，导体两端产生感应电势的方向由______定则判定；通电导体在磁场 中运动，运动方向由______定则判定。( ) A. 左手，左手 B. 右手，右手 C.右手，左手 D. 左手，右手 ( ) 4. 以下哪个选项不能 ．．改变电动机的转向是 A.改变磁通方向 B. 同时改变磁通方向和电枢电压方向 C.改变励磁电流方向 D. 改变电枢电压方向 5. 以下哪个因素不会影响电动机的机械特性硬度变化的是。( ) A. 放大器内阻Ri B. 励磁电流If C. 电枢电阻Ra D. 电枢电压Ua 6. 增大电机端电压Ua时，电机的转速将______（填增大或减小）；增大电枢回路的调节电阻Rtf时， 电机的转速将______。( ) A. 增大、减小 B. 增大、增大 C. 减小、增大 D. 减小、减小 7. 已知交流伺服电动机的极数对数为3，使用频率为50Hz的交流电压供电，则旋转磁场的转速为 ( )。 A. 3000 r/min B. 1800 r/min C. 1500 r/min D. 1000 r/min 8. 直流电动机的调节特性描述了( )的对应关系。