第6章思考题与习题答案

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1、思考题与习题1．步进电动机是数字控制系统中的一种执行元件，其功用是将________变换为相应的角位移或直线位移。（）A．直流电信号B.交流电信号C.计算机信号D.脉冲电信号2.在步进电机的步距角一定的情况下，步进电机的转速与____成正比。3．步进电动机与一般旋转电动机有什么不同？步进电动机有哪几种?4．试以三相单三拍反应式步进电动机为例说明步进电动机的工作原理．为什么步进电动机有两种步距角？5.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6.步进电动机的角位移量或线位移量与输入脉冲数成__。7.步进电动机的输出

2、特性是()A.输出电压与转速成正比B.输出电压与转角成正比C.转速与脉冲量成正比D.转速与脉冲频率成正比8、如何控制步进电动机输出的角位移、转速或线速度？9、反应式步进电动机与永磁式及感应式步进电动机在作用原理方面有什么共同点和差异？步进电动机与同步电动机有什么共同点和差异？10、一台反应式步进电动机步距角为0.9o/1.8o，问（1）这是什么意思？（2）转子齿数是多少？11．采用双拍制的步进电动机步距角与采用单拍制相比（）A．减小一半B.相同C.增大一半D.增大一倍12.有一四相八极反应式步进电机，其技术数据中有步距角为1.8°/0.9°，则该电机转子齿数为（）A.75B.100C

3、.50D.不能确定13．一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍运行方式，在脉冲频率f为400Hz时，其转速n为100r/min，试计算其转子齿数ZR和步距角θb。若脉冲频率不变，采用三相三拍运行方式，其转速n1和步距角θb1又为多少？14.一台三相反应式步进电动机，其转子齿数ZR为40，分配方式为三相六拍，脉冲频率f为600Hz，要求：（1）写出步进电动机顺时针和逆时针旋转时各相绕组的通电顺序；（2）求步进电动机的步距角θb；（3）求步进电动机的转速n。15.有一脉冲电源，通过环形分配器将脉冲分配给五相十拍通电的步进电机定子绕组，测得步进电机的转速为100rpm，已知转子有24个齿。

4、（5分）求：(1)步进电机的步距角θ(2)脉冲电源的频率f16．有一台三相反应式步进电机，按A—AB—B—BC—C—CA方式通电，转子齿数为80个，如控制脉冲的频率为800Hz，求该电机的步距角和转速。(6分)17.为什么步进电机的脉冲分配方式应尽可能采用多相通电的双拍制?18、步进电机带载时的启动频率与空载时相比有什么变化？19、步进电动机连续运行频率和启动频率相比有什么不同？20、步进电动机在什么情况下会发生失步？什么情况下会发生振荡？21、设计一个完整的三相步进电动机的驱动电路，并设计一套单片机的控制程序，包括调速（启动、加速、恒速、减速）及正反转过程。答案1、D2、脉冲频率3

5、．答：步进电动机一种可由电脉冲控制运动的特殊电动机，可以通过脉冲信号转换控制的方法将脉冲电信号变换成相应的角位移或线位移。与一般旋转电动机相比，步进电动机不能直接使用通常的直流或交流电源来驱动，而是需要使用专门的步进电动机驱动器。步进电动机按转矩产生的原理分为a.反应式步进电动机。b.激磁式步进电动机。这类步进电动机又分为电磁式与永磁式；c.混合式步进电动机。同时混合使用前两种方式。4．答：三相单三拍磁阻式步进电动机的结构如图6.3a所示：其定子铁心上有六个形状相同的大齿，相邻两个大齿之间的夹角为60o。每个大齿上都套有一个线圈，径向相对的两个线圈串联起来成为—相绕组。六个电极共构成

6、三相绕组，即相对的UU、WW、VV齿极分别缠有两个相互串联的线圈从而构成三相绕组。转子有两个磁极。绕组电路原理如图6.3b所示。这种形式的步进电动机即是三相步进电动机。对三相步进电动机来说，当某一相的磁极处于最大磁导位置时，另外两相必处于非最大磁导位置（如图6.2b所示即定子与转子小齿不对齐的位置）。，当定子绕组通电及换相时，将会产生使转子转动的力矩并使转子转动。根据通电及换相的方法的不同，可以有以下几种转动方式：1）通电方式为U—V—W—U…的顺序轮流供电且一相通电、两相断电的方式。此时步进电动机每换一次通电方式，转子按顺时针方向转过60o。如果按U—W—V—U…顺序轮流供电，则步

7、进电动机逆时针转动。称这种方式为“三相三位”或“单三拍”分配方式。2）通电方式为U—UV—V—VW—W—WU—U…(或反顺序)，则称为“三相六位”或“三相六拍”。此时，步进电动机每步为30o，步距角减小一半。3）如果通电方式为UV—VW—WU—UV…，则称为‘双三伯”，步距角仍为60o。从上可知当通电换向的方式不同，步进机电动机可以有两种步距角。5、C6、正比7、D8、答：步进电动机的运动是受走步脉冲信号控制的，它的直线位移量或角位移量与电脉冲数成正比，所