控制电机简答题答案

1、请用电压平衡方程式解释机械特性下倾曲线？*的电压平衡方程为Ua=Ea+IaRa=Cgφn+TRa/Ctφ，在*的电枢电压不变的情况下，转速增大，则*的电磁转矩必然减小，电磁转矩增大，则*的转速必然减小。所以，*的机械特性是一条下倾的曲线。机械特性曲线的硬度反映了直流*的转速随转矩Tem的改变而变化的程度。2、空载，调节特性有无死区？有，因为及时*不带负载，*也有空载阻转矩，死区电压Ua0=T2R2/CTφ不为零。调节特性死区的大小与电枢回路的电阻和总阻转矩有关。3、影响直流伺服*机械时间常数的因素有哪些？（1）τm与电枢电阻Ra的大小成正比。为了减少*的机械时间常数，应尽可能减小电枢电阻。（2）τm与*电枢的转动惯量J的大小成正比。为了减小*的机械时间常数τm，宜采用细长型的的电枢或者采用空心杯电枢、盘形电枢，以获得尽可能小的J值。（3）τm与*的每极气隙磁通的平方成反比。为了减小*的机械时间常数τm，应增加每个电极气隙的磁通，即提高气隙的磁密。4、简述PWM调速原理。在电源电压不变的情况下，电枢的端电压平均值Ua取决于占空比α的大小，改变α的大小，就可以改变Ua的平均值，从而达到调速的目的。5、位置传感器在无刷直流*中起到什么作用？常见的位置传感器有哪些类型？它们的检测位置的传感原理分别是什么？将转子磁钢位置变成电信号去控制电子开关线路，从而使定子各相绕组以一定的次序导通，定子相电流随转子位置的变化而按一定的次序换相。种类及原理：电磁式位置传感器：利用电磁效应来实现转子位置测量；光电式位置传感器：利用光电效应制成的；磁敏式位置传感器：霍尔效应和磁阻效应。6、三相星形连接两两导通方式与三相三角形连接三三导通方式？三相星形连接二二导通方式是指每一瞬间只有两个功率管导通，每隔60°换相一次，每次换相一个功率管，桥臂之间左右换相，每个功率管导通120°。三相三角形连接三三导通方式是指每一瞬间均有三个功率管同时导通，每隔60°电角度换相一次，每次换相一个功率管，一个桥臂上下管之间换相，每个功率管导通180°。两者结果相似，不同的是当绕组为Y连接两两通电，为两项绕组相串联，而当三角形连接三三通电时，则为两绕组并联。1.正、余弦旋转变压器在负载时，输出电压为什么会发生畸变？解决？正、余弦输出绕组产生的感应磁场对于原磁场是一种干扰，它会影响正、余弦输出绕组的输出电压；正、余弦旋转变压器在负载时输出电压发生畸变的根本原因在于负载电流产生的交轴磁场，要消除输出电压的畸变，就必须在负载时对*中的交轴磁场予以补偿。可采用一次侧补偿和二次侧补偿两种方法。2.简要说明一次侧补偿线性旋转变压器工作原理。根据电磁感应法则，感应磁场总是抵触产生它的原磁场的。通常交轴绕组阻抗选择为很小的值，它使交轴绕组接近于短路状态，这样交轴绕组感应电势将会产生较大的交轴绕组感应电流，进而产生较大的交轴绕组感应磁场。较大的交轴绕组感应磁场产生较大的抵消作用，具有很强的去磁作用，致使总的交轴磁场趋于零，从而消除了输出电压的畸变。3.试比较正、余弦旋转变压器中，二次侧补偿和一次侧补偿各有哪些特点？一次侧补偿特点：当正弦输出绕组接入负载阻抗后，这时虽有负载电流通过该绕组，其负载电流所产生的磁场的交轴分量可以被交轴绕组完全抵消。二次侧补偿特点：当余弦输出绕组接入某一阻抗后，正弦输出绕组中的负载阻抗也就不能任意改变了，这个限制了二次侧补偿的应用范围。1.简要说明力矩式自整角接收机中的整步转矩是怎样产生的？哪些因素有关？接收机的感应磁场与原来的直轴磁场相互作用产生某种动作。当力矩式自整角机失调角为θ时，作用在*轴上的电磁转矩称为整步转矩，从本质来说，它是由三个整步绕组中的感应电流和直轴磁场相互作用而产生的。2.简要说明自整角变压器整步绕组合成磁势的性质和特点。从物理本质上来看,控制式自整角机的发送机定子合成磁场轴线在励磁绕组轴线上,是由于定子三相绕组是对称的(接收机定子三相绕组作为它的对称感性负载).如果把发送机励磁绕组作为初级,定子三相绕组作为次级,两侧的电磁关系类似一台变压器.因此,可以推想,发送机定子合成磁势必定对励磁磁场起去磁作用.当励磁电流的瞬时值增加时,发送机定于合成磁势的方向必定与励磁磁场的方向相反.合成磁势的特点主要有:(1)合成磁场在励磁绕组轴线上,它的方向和励磁磁场的方向相反.(2)由于合成磁场的位置在空间固定不变,其大小又是时间的正弦函数，所以合成磁场是一个脉振磁场.(3)合成磁势的幅值恒为3/2,它与励磁绕组轴线相对于定子的位置角无关1.什么是可逆PWM系统？单、双极性驱动？电机可以正转也可以反转的PWM调速系统称为可逆PMW系统。单极性驱动是指在一个PWM周期内,*的电枢的电压极性呈单一性变化。双极性驱动是指在一个PWM周期内,*的电枢的电压极性呈双变化。1.步进*有哪些技术指标？步距角：每输入一个电脉冲信号时（一拍）转子转过的角度称为步距角。静态步距角误差：实际的步距角与理论的步距角之间的差值，通常用理论步距角的百分数或绝对值来衡量。最大静转矩：步进*在规定的通电相数下矩角特性上的转矩最大值。启动频率和启动矩频特性：又称突跳频率，是指步进*能够不失步启动的最高脉冲频率，它是步进*的一项重要指标。在一定的负载惯量下，启动频率随负载转矩变化的特性。负载惯量一定，负载转矩增加，或负载转矩一定，负载惯量增加都会使启动频率下降。运行频率和运行矩频特性：步进电机启动后，在控制脉冲频率连续上升时，能维持不失步运行的最高频率称为运行频率。当*带着一定负载运行时，运行频率与负载转矩大小有关，两者的运行关系称为运行矩频特性。额定电流：是指*静止时，每相绕组允许通过的最大电流。当*运转时，每相绕组通的是脉冲电流，电流表指示的读数是脉冲电流平均值，比额定电流要低。额定电压：是指驱动电源提供的直流电压。一般它不等于加在绕组两端的电压。3.负载转动惯性大小对运行性能影响？在负载转矩一定时，转动惯量越大，转子速度的增加越慢，启动效率也越低。4.为什么连续运行频率比启动频率要高得多？输入频率增高后，步进*的负载能力逐渐下降，到某一频率后，步进*已带不动任何负载，只要受到很小的扰动，就会振荡、失步甚至停转，*就不能运动，为此对启动频率就要有一定的限制，当*一旦启动后，如果在逐渐升高脉冲频率，由于这时转子的角加速度较小，惯性转矩不大，因此*仍能升速。5.为什么步进电机一般只适用于开环控制？步进*受脉冲信号控制，它的直线位移或角位移量与电脉冲数成正比，所以*的直线速度或转速也与脉冲频率成正比，通过改变脉冲频率的高低就可以在很大的范围内调节*的转速，并能很快的启动、制动和反转。*的步距角和转速大小不受电压波动和负载变化的影响，也不受环境条件如温度、气压、冲击和振动等影响，它仅与脉冲频率有关。它每转一周都有固定的步数，在不失步的情况下，其步距误差不会长期积累。这些特点使它完全适用于数字控制的开环系统中作为伺服元件，并使整个系统发大为简化而运行可靠。当采用了速度和位置检测装置后，他也可以用于闭环系统中。1.为什么SR电机有良好的启动性能？SR*可以通过对相开通角θon、关断角θoff和相电流幅值、相绕组电压的控制，得到满足不同负载要求的机械特性，实现系统的软启动。所以SR*具有良好的启动性能。2.开关磁阻*在低速时为什么采用斩波控制？在转速较低时，绕组磁链会增大，相应的电流峰值也增大，为了避免电流过大而损坏功率开关元件和*，SRD系统在低速时必须采用限流措施，一般采用斩波控制；在转速较大时，为了转矩不以平方关系下降，可采用角度位置控制方式使外施电压不变情况下，通过改变触发角、关断角来改变转矩的运行方式3.直线感应*与普通的旋转*的主要区别是什么？与旋转*不同，直线*是能够直接产生直线运动的*。当直线*初级的多相绕组中通入多相电流后，同旋转*一样，也会产生一个气隙基波磁场，只不过这个磁场的磁通密度波是沿直线运动的。4.何为直线感应*的纵向、横向边缘效应？它们对直线*的运行有哪些影响？由*运行在不对称或产生涡流等原因影响了磁场，在次级运动过程中产生了阻力和附加损耗，这种现象称直线感应*的静态纵向边缘效应，当次级沿纵向运动时还存在有另一种边缘效应称为动态纵向边缘效应；当直线感应*采用实心结构时，在行波磁场的作用下，次级导电板中的感应电流呈涡流形状，即使在初级铁芯范围内，次级电流也存在纵向分量。在它的作用下，气隙磁通密度沿横向的分布呈马鞍状，这种效应称为横向边缘效应。影响：它们增加了*的损耗，并降低了功率因素，从而使*的输出功率减小。同时在*的运行过程中产生阻力。1.直线直流*主要有哪几类？它们主要用于什么场合？主要有永磁式和电磁式两类；前者多用于功率较小的场合，如记录仪中笔的纵横走向的驱动，摄影机中快门和光圈的操作机构，电表试验中探测头，电梯门控制器的驱动等，而后者则用在驱动功率较大的机构。3.简述步进电机加减速定位控制原理及编程方法。原理：防止出现失步现象，启动电机时先从低于最高启动频率的某一频率启动，再逐步提高频率，使得*逐步加速则可以到达最高运行频率。同理，在停止*转动时，为了避免惯性造成失步现象，要逐步降低频率，使其能立即准确锁定。在利用微处理器对步进*进行加减速控制时，实际上就是控制每次换相的时间间隔。升速时使脉冲串逐渐加密，减速时则相反。若微处理器使用定时器中断方式来控制*的速度，实际上就是不断改变定时器装载的初值。