数控机床电器控制第4章复习思考题

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1、数控机床电器控制第4章复习思考题1、简述伺服系统的组成数控机床伺服系统一般由位置检测装置、位置控制模块、伺服驱动装置、伺服电动机及机床进给传动链组成2、数控机床对进给伺服系统有何要求？1）可逆运行2）速度范围宽3）具有足够的传动刚性和高的速度稳定性4）快速响应无超调5）高精度6）低速大转矩3、伺服系统由哪几类分类方法？1）.按执行机构的控制方式分类①开环伺服系统②闭环控制系统③半闭环控制系统2).按使用的伺服电动机类型分类①直流伺服系统②交流伺服系统3).按驱动类型分类①进给伺服系统②主轴伺服系统4、步进电动机

2、有哪些特点？1）步进电动机受脉冲的控制，其转子的角位移量和转速严格地与输入脉冲的数量和脉冲频率成正比，改变通电顺序可改变步进电动机的旋转方向；改变通电频率可改变电动机的转速。2）维持控制绕组的电流不变，电动机便停在某一位置上不动，即步进电动机有通电自锁能力，不需要机械制动。3）有一定的步距精度，没有累积误差。4）步进电动机的缺点是效率低，拖动负载的能力不大，脉冲当量(步距角)不能太大，调速范围不宽，最高输入脉冲频率一般不超过18kHz。5、步进电动机的转速和转向是如何控制的？改变电源脉冲的频率可以改变转速，改变

3、定子绕组的通电顺序可以改变转向。6、何为步距角？步进电动机有哪些使用特性？步距角：一个脉冲所能使转子转过的角度。步进电动机有哪些使用特性：①步距误差各步距角与理论值之间的误差②静态距角特性电动机轴上外加的负载转距与转子所转过的角度的关系。③启动频率空载时，步进电动机由静止状态突然启动，并进入不丢步的正常运行的最高频率。④连续运行频率步进动机启动后其运行速度能跟踪指令脉冲频率连续上升而不丢步的最高工作频率。⑤矩频特性与动态转距输出转距与连续运行频率之间的关系为矩频特性。该特性上每一个频率所对应的转距维东台转距。⑥

4、加减速特性步进电动机由静止到工作频率或由工作频率到静止的加、减速度中，定子绕组通电状态的频率变化与时间的关系。7、步进电动机驱动的环形脉冲分配器有何作用？它有哪些实现方式？作用：环形脉冲分配器适用于控制步进电动机的通电方式的，其作用是将CNC装置送来的一系列指令脉冲按着一定循环规律依次分配给电动机的各相绕组，从而控制各相绕组的通电和断电。实现方式：有单三拍、双三拍、三相六拍。8、步进电动机驱动电路中高低压电路与恒流斩波驱动电路有何相同处和不同处？恒流斩波驱动电路在高低压驱动电路基础上，去掉绕组串联电阻Ra，增加

5、负反馈电阻Re，使绕组中的驱动电流更接近于矩形波。9、简述直流伺服电动机的工作原理及其换向装置的作用。直流电动机工作原理是建立在电磁力和电磁感应基础上的，是由于带电导体在磁场中受到电磁力的作用。如图题4所示直流电动机模型，它包括三个部分：固定的磁极、电枢、换向片与电刷。当将直流电压加到A、B两电刷之间，电流从A刷流人，从B刷流出，载流导体ab在磁场中受的作用力F按左手定则指向逆时针方向。同理，载流导体cd受到的作用力也是逆时针方向的。因此，转子在电磁转矩的作用下逆时针方向旋转起来。当电枢恰好转过90°时，电枢线

6、圈处于中性面(此时线圈不切割磁力线)，电磁转矩为零。但由于惯性的作用，电枢将继续转动，当电刷与换向片再次接触时，导体ab和cd交换了位置。因此，导体ab和cd中的电流方向改变了，这就保证了电枢可以连续转动。从上面分析可知，要电磁转矩方向不变，导体从N极转到S极时，导体中的电流方向必须相应地改变，换向片与电刷即实现这一任务的机械式“换向装置”。 图题4　直流电动机模型10直流伺服电动机的结构主要包括那些部分？直流伺服电动机的结构主要包括三大部分：①定子定子磁极磁场是恒定不变的，分永磁式和它励式两种。②转子转子又叫

7、电枢，由硅钢片叠成，表面嵌有线圈。③电刷与换向片电刷与外加直流电源相连，换向片于电枢导体相连。11、简述数控机床中广泛采用永磁式同步型交流伺服电动机的工作原理，并说明何为同步交流伺服电动机的最大同步转距？工作原理：永磁式同步型交流伺服电动机的转子是一个具有两个极的永磁体(也可以是多极的)。按照电动机学原理，当电动机的定子三相绕组接通三相交流电源时，就会产生旋转磁场(Ns，Ss)以同步转速ns逆时针方向旋转。根据两异性磁极相吸的原理，定子磁极Ns(或Ss)紧紧吸住转子，以同步转速ns在空间旋转，即转子和定子磁场同

8、步旋转。最大同步转距：电动机所能输出的瞬时最大转距12、变频器分为那几大类？各有什么特点？分类：变频器有交一交变频器和交一直一交变变频器两大类。特点：交-交变频器没有明显的中间滤波环节，电网提供的交流电直接被变成可调频率与电压的交流电，又称直接变频器。交-直-交变频器实现把电网提供的交流电转换为直流电，经中间滤波后再进行逆变而转变为变频变压的交流电，故称为间接变频器。直接变频器只需要一