第五章机电一体化设计习题.ppt

第五章历年考题 8 利用DDA法实现直线插补 采用常速度分布实现直线运动控制指令时 步进电动机的参考脉冲指令是A 位置寄存器的溢出脉冲B 速度寄存器的溢出脉冲C 时钟信号D 加速度寄存器的溢出脉冲答案 A 14 简述用数字微分分析法 DDA 控制步进电动机运动的原理 15 简要比较反应式步进电动机与永磁式步进电动机的优缺点 所谓DDA法 1 采用数字量 整数 表示速度 加速度及位置坐标 1分 2 将加速度到速度 速度到位置的积分表达式 采用求和的方法进行近似数值积分 2分 3 产生增量式的运动控制指令 1分 4 驱动步进电动机实现要求的运动 1分 反应式步进电动机 结构简单 步距角较小 0 36 7 5 启动和运行频率较高 但消耗功率较大 断电时无定位转矩 3分 永磁式步进电动机 断电时有定位转矩 消耗功率较小 但步距角较大 7 5 18 起动和运行频率较低 并需耍止负脉冲供电 2分 19 五相变磁阻式步进电动机 转了72个齿 最大静转矩为1Nm 1 若带动负载转知0 9Nm 选择怎样的通电方式系数才能使其正常启动 2 若要求电动机转速为300r min 计算输入脉冲的频率 15 永磁式步进电动机的结构及特点是什么 1 永磁式步进电动机的定子极上有二相或多相控制绕组 转子为一对或多对极的星形永久磁钢 2分 2 永磁式步进电动机 由于转子为永久磁钢 所以断电有定位转矩 消耗功率小 1分 3 永磁式步进电动机的缺点是 步距角较大 启动和运行领率较低 需正 负脉冲供电 1分 16 步进电动机的单 双极性驱动电路 各自的特点是什么 适用范围是什么 1 单极性驱动电路是最基本的驱动电路形式 功率晶体管的导通与关断使各相绕组的电流导通和截止 1分 2 单极性驱动电路适用于反应式步进电动机 1分 3 双极性驱动电路采用4只品体管作为开关元件来控制相绕组电流 这不仅可控制电流通断还可以控制相电流方向 1分 4 双极性驱动电路适用于混合式或永磁式步进电动机 1分 三相变磁阻式步进电动机 转子有30个齿 试计算 1 单三拍运行方式的步距角 2 双三拍运行方式的步距角 3 单双拍运行方式的步距角 4 若要电机转速为60r min 则单拍运行方式时的输入脉冲频率f1为多少 而单双拍时的输人脉冲频率f2为多少 15 怎样控制步进电动机输出轴的角位移 转速及转向 步进电动机是脉冲电动机 它将数字的电脉冲输人转换为模拟的输出轴运动 每输入一个脉冲 输出轴转动一步 1分 因此 输出的角位移正比于输人脉冲的个数 1分 转速正比于输人脉冲的频率 1分 转向取决于各相绕组通电的顺序 相序 1分 16 什么叫作步距角 它与哪些因素有关 若系统的步进电动机选定以后 还想进一步减小步距角 可采用何种方法 步进电动机每输人一个脉冲 转子转动一步 每一步转过的角度称为步距角 1 21 四相步进电动机 转子50个齿 若单拍制的最大静转矩为0 1Nm 试计算双拍制运行时的启动转矩T和裕量角 15 什么是步进电动机 其转速 转角取决于什么 步进电动机又称脉冲电动机 它采用变磁阻原理产生电磁转矩 将数字的电脉冲输入转换为模拟的输出轴运动 2分 步进电动机的转速取决于输入脉冲频率 1分 步进电动机的转角取决于输入脉冲个数 1分 16 对步进电动机驱动电路有什么要求 对步进电动机驱动电路有如下要求 1 能够提供快速上升和快速下降的电流 使电流波形尽量接近矩形 2分 2 具有供截止期间释放电流的回路 1分 3 功耗量要低 效率要高 1分 21 某五相步进电动机转了有36个齿 采用二相三相运行方式 试计算 1 步距角 为多少 2 若要电动机以200r min的速度旋转 输入脉冲频率f为多少 3 若要电动机旋转1周半 其输入脉冲数为多少 答案 C 21 题21图为步进电动机单极性驱动电路 试简述图中VT R VD 和Rf的作用 答 VT晶体管开关元件 控制绕组电流通断 R 减小绕组的电气时间常数 VD 续流 泄放绕组中储存的磁能 Rf 加快磁能泄放 26某五相步进电动机转子有48个齿 试计算 1 采用单五拍运行时的步距角 2 采用二相 三相运行时的步距角 3 当控制脉冲频率f 1600Hz时 求采用二相 三相运行时的转速n 30 生成下列等加速度分布指令信号 假设步进电动机步进角为1 8 由零初始速度加速0 1s达到100r min 然后恒速度100r min维持3s 最后0 1 到停