大工11春《微特電機及其控制》在線作業(yè)

1、大工11春微特電機及其控制在線作業(yè)1一、單選題（共 6 道試題，共 30 分。）1. 控制器ML4428的工作電壓為()。A. 3.3VB. 5VC. 12VD. 15V2. 從理論上來講，無刷直流電動機氣隙磁場的極弧寬度為()度電角度時，脈動轉(zhuǎn)矩為0，輸出轉(zhuǎn)矩最大。A. 60B. 90C. 120D. 1803. 無刷直流電動機主電路為星形連接三相橋式，采用二二導通方式，忽略換相影響，當梯形波反電動勢的平頂寬度大于等于()度電角度時，轉(zhuǎn)矩脈動為0。A. 45B. 90C. 120D. 1504. 無刷直流電動機主電路為星形連接三相橋式，采用三三導通方式，則每個管子導通時間為()度電角度。A.

2、 90B. 120C. 150D. 1805. TMS320LF2407控制器具有3個()位通用定時/計數(shù)器。A. 8B. 16C. 32D. 646. 在三次諧波檢測法中，三次諧波分量的一個周期對應基波分量的()度電角度。A. 45B. 60C. 90D. 120二、多選題（共 7 道試題，共 42 分。）1. 無刷直流電動機常用的無位置傳感器的位置檢測方法有()。A. 反電動勢檢測B. 續(xù)流二極管狀態(tài)檢測C. 三次諧波檢測D. 瞬時電壓方程檢測2. 無刷直流電動機的特點包括()。A. 無需考慮轉(zhuǎn)子冷卻問題B. 可在高速下工作C. 不必經(jīng)常維護D. 電機結構簡單3. 用微處理器取代模擬電路作

3、為電機控制器的優(yōu)點包括()。A. 電路更加簡單B. 提高控制靈活性C. 控制精度高D. 可提供人機界面4. 以下屬于TMS320LF2407控制器的特點的是()。A. 低功耗、高速度B. 工作電壓為5VC. 地址總線為32位D. 單指令周期最短為25ns5. 以下屬于無刷直流電動機的基本組成部分的是()。A. 電動機本體B. 位置檢測器C. 逆變器D. 互感器6. 無刷直流電動機控制系統(tǒng)設計的一般步驟包括()。A. 了解電機特性，明確設計任務B. 硬件電路設計C. 控制軟件設計D. 綜合調(diào)試7. 造成無刷直流電動機轉(zhuǎn)矩脈動的原因包括()。A. 電磁因素B. 換相C. 定子齒槽D. 電樞反應三、

4、判斷題（共 7 道試題，共 28 分。）1. 無刷直流電動機的機械特性較硬。B. 正確2. 電動機負載運行時主磁場對電樞繞組產(chǎn)生的磁場的影響稱為電樞反應。A. 錯誤3. 無刷直流電動機的控制方法簡單，但控制器成本較高。A. 錯誤4. 無刷直流電動機的電機本體實際上是一種永磁同步電機。B. 正確5. 逆變器是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的裝置。A. 錯誤6. 無刷直流電動機可以通過調(diào)節(jié)勵磁調(diào)速。A. 錯誤7. 交軸電樞磁動勢對主磁場的作用是使氣隙磁場波形發(fā)生畸變。B. 正確大工11春微特電機及其控制在線作業(yè)2一、單選題（共 6 道試題，共 30 分。）1. PI調(diào)節(jié)中，比例調(diào)節(jié)的輸出與偏差的關系為()。

5、A. 正比于偏差B. 反比于偏差C. 正比于偏差的平方D. 反比于偏差的平方2. 開關磁阻電機雙開關型主電路的優(yōu)點不包括()。A. 開關器件電壓容量要求比較低B. 各相電流可以獨立控制C. 適用于高壓場合D. 開關器件數(shù)量少3. 對于開關磁阻電機來說，在()階段，繞組電流產(chǎn)生正向轉(zhuǎn)矩。A. 電感上升B. 電感下降C. 電感最大D. 電感最小4. H橋型主電路可以用于()開關磁阻電動機。A. 3相B. 4相C. 5相D. 6相5. 電容分壓型功率變換器電路的特點不包括()。A. 功率器件少B. 電機的相數(shù)必須是偶數(shù)C. 電源電壓利用率高D. 適用于電源電壓較高的場合6. 以下不屬于開關磁阻電機傳

6、動系統(tǒng)的不足的是()。A. 起動轉(zhuǎn)矩低B. 存在轉(zhuǎn)矩脈動C. 振動相對較大D. 電機出線較多二、多選題（共 7 道試題，共 42 分。）1. 開關磁阻發(fā)電機的控制方式主要有()。A. 角度控制B. 速度控制C. 電流斬波控制D. PWM控制2. 以下屬于開關磁阻電機傳動系統(tǒng)的優(yōu)點的是()。A. 功率電路簡單B. 可控參數(shù)多C. 效率高D. 起動電流低3. 以下屬于開關磁阻電機傳動系統(tǒng)的組成部分的是()。A. 檢測器B. 控制器C. 功率變換器D. 負載4. 開關磁阻傳動系統(tǒng)的主要反饋信號包括()。A. 時間B. 電流C. 位置D. 速度5. 以下屬于開關磁阻電動機可控參數(shù)的是()。A. 開通角

7、B. 關斷角C. 相電流幅值D. 相繞組電壓6. 開關磁阻電機發(fā)電運行必須滿足的條件是()。A. 有原動機提供機械能B. 為繞組提供勵磁C. 必須運行在第二臨界轉(zhuǎn)速以上D. 提供轉(zhuǎn)子位置信息7. 對于開關磁阻電機來說，可行的位置檢測方案包括()。A. 安裝光敏式檢測器B. 安裝磁敏式檢測器C. 安裝接近開關D. 采用無位置傳感器檢測法三、判斷題（共 7 道試題，共 28 分。） 1. 單相開關磁阻電動機只能在轉(zhuǎn)子處于某一位置時自起動。B. 正確2. 開關磁阻電動機的電磁轉(zhuǎn)矩的大小與其電流值成正比。A. 錯誤3. 四相開關磁阻電動機具有自起動能力。B. 正確4. 控制器是開關磁阻電機傳動系統(tǒng)能量

8、傳輸?shù)年P鍵部分。A. 錯誤5. 開關磁阻電動機運行遵循磁阻最小原理。B. 正確6. 改變開關磁阻電動機定子繞組的通電順序就能改變電機的旋轉(zhuǎn)方向。B. 正確 7. 當外施電壓、開通角、關斷角固定時，開關磁阻電動機的轉(zhuǎn)矩、功率與轉(zhuǎn)速的關系類似于直流電動機的并勵特性。A. 錯誤大工11春微特電機及其控制在線作業(yè)3一、單選題（共 6 道試題，共 30 分。）1. 對于盤式永磁同步電機來說以下哪種電機結構最為簡單()。A. 中間轉(zhuǎn)子結構B. 中間定子結構C. 單定子、單轉(zhuǎn)子結構D. 多盤式結構2. 三相步進電動機，采用單三拍通電運行方式，其步距角應為()。A. 15度B. 30度C. 45度D. 60度

9、3. 在行波型超聲波電動機的控制方式中，響應快、易于實現(xiàn)低速起動，應用的最多的方式為()。A. 正反脈寬調(diào)幅控制B. 相位差控制C. 變頻控制D. 電壓幅值控制4. 三相反應式步進電動機采用單雙相輪流通電方式，則每次通斷電定子合成磁動勢向量在空間轉(zhuǎn)過()電角度。A. 45度B. 60度C. 120度D. 150度5. 超聲波電動機利用壓電材料的()把電能轉(zhuǎn)換為彈性體的超聲振動。A. 臨近效應B. 光電效應C. 集膚效應D. 逆壓電效應6. 三相步進電動機，采用單雙六拍通電運行方式，其步距角應為()。A. 15度B. 30度C. 45度D. 60度二、多選題（共 7 道試題，共 42 分。）1.

10、 盤式永磁直流電動機的特點包括()。A. 轉(zhuǎn)矩輸出平穩(wěn)B. 不存在渦流損耗C. 電樞繞組電感小D. 轉(zhuǎn)動慣量小2. 以下屬于永磁式步進電動機的特點的是()。A. 控制功率小B. 有強的內(nèi)阻尼力矩C. 在斷電的情況下有定位轉(zhuǎn)矩D. 起動頻率較低3. 按勵磁方式分類，步進電動機可分為()。A. 永磁式B. 電流式C. 反應式D. 混合式4. 以下屬于直線電動機的優(yōu)點的是()。A. 隨動性好B. 裝配靈活性大C. 電機容易密封D. 散熱條件好5. 直線直流電動機的主要類型包括()。A. 電流式B. 電壓式C. 永磁式D. 電磁式6. 以下屬于步進電動機開環(huán)驅(qū)動控制器的組成部分的是()。A. 脈沖分配

11、器B. 運算放大器C. 功率放大器D. 位置檢測器7. 超聲波電動機的優(yōu)點包括()。A. 低速轉(zhuǎn)矩大B. 體積小、重量輕C. 無電磁干擾D. 形式靈活三、判斷題（共 7 道試題，共 28 分。）1. 盤式電機的氣隙是平面型的，氣隙磁場是軸向的。B. 正確2. 直線電機的次級相當于旋轉(zhuǎn)電機的定子。A. 錯誤3. 步進電動機帶慣性負載的能力很強。A. 錯誤4. 對于三相步進電動機，單三拍通電方式與雙三拍通電方式所產(chǎn)生的步距角相同。B. 正確5. 步進電動機采用角度細分控制可以起到抑制轉(zhuǎn)矩波動的作用。B. 正確6. 直線電動機本身結構簡單，可做到無接觸運行。B. 正確7. 超聲波電機的運行效率很高。

12、A. 錯誤微特電機及其控制課程考試模 擬 試 卷一、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1、無刷直流電動機是一種由電動機本體、位置檢測器、控制器和逆變器組成的自同步電動機系統(tǒng)或自控式變頻同步電動機。2、無刷直流電動機系統(tǒng)通常采用轉(zhuǎn)速和電流的雙閉環(huán)控制。3、SR電動機/SRM是SRD系統(tǒng)中實現(xiàn)機電能量轉(zhuǎn)換的部件。4、在運行SR電機時，為了在基速以下獲得恒轉(zhuǎn)矩特性，通常采用的控制方式是電流斬波控制。5、SR電動機的電磁轉(zhuǎn)矩是由于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時氣隙磁導變化產(chǎn)生的，電感對位置角的變化率越大，轉(zhuǎn)矩越大。6、SRD系統(tǒng)的電流檢測常采用電阻采樣和霍爾電流傳感器采樣兩種方法。7、按勵磁方式分類，可將步

13、進電機分為永磁式、反應式和混合式三種。8、按照電流流過繞組的方向，步進電動機的功率放大電路分為單極性驅(qū)動電路和雙極性驅(qū)動電路兩類。9、步進電動機的運行速度決定于繞組的通電頻率。10、直線電動機主要有扁平式、圓筒式(或管形)、圓弧式和圓盤式等結構形式。二、名詞解釋題（本大題共6小題，每小題4分，共24分）1、APC控制APC控制即角度位置控制模式，在SR電機高速運行時，通過調(diào)節(jié)開通角qon和關斷角qoff的大小來控制SR電機。2、M法測速M法測速在規(guī)定的檢測時間Tc內(nèi)，對位置脈沖信號的個數(shù)m1進行計數(shù)，從而得到轉(zhuǎn)速的測量值。3、SR電機的線性模型SR電機的線性模型在分析SR電機時，不計磁路的飽和

14、影響，認為繞組的電感與電流大小無關；且假定電機以恒速運行，此時SR電機的電感僅隨位置角變化，如圖所示。4、步進電動機的角度細分控制步進電動機的角度細分控制又稱為微步距控制，是步進電動機開環(huán)控制的新技術之一。所謂細分控制就是把步進電機的步距角減小，把原來的一步再細分成若干步，這樣，步進電機的運動近似地變?yōu)閯蛩龠\動，并能使它在任何位置停步。5、PID調(diào)節(jié)器PID調(diào)節(jié)器即比例、積分、微分調(diào)節(jié)器，是調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速環(huán)與電流環(huán)最常用的調(diào)節(jié)器。6、超聲波電動機基本原理超聲波電動機基本原理利用壓電材料的逆壓電效應(即電致伸縮效應)，把電能轉(zhuǎn)換為彈性體的超聲振動，并通過摩擦傳動的方式轉(zhuǎn)換成運動體的回轉(zhuǎn)運動或直線

15、運動。三、簡答題（本大題共4小題，每小題6分，共24分）1、簡述基于反電動勢檢測的無刷直流電動機的無位置傳感器位置檢測方法。答：對于最常見的兩相導通星形三相六狀態(tài)工作方式，除了換相的瞬間之外，在任意時刻，電機總有一相繞組處于斷電狀態(tài)。當斷電相繞組的反電動勢過零點之后，再經(jīng)過30°電角度，就是該相的換相點。因此，只要檢測到各相繞組反電動勢的過零點，就可確定電機的轉(zhuǎn)子位置和下次換流的時間。評分要點：1）檢測反電動勢過零點 2）經(jīng)過30°電角度是換相點2、簡述開通角、關斷角對SR電機的電流波形的影響。答：開通角越小，電流上升越大，如圖示。關斷角越大，電流持續(xù)時間越長，如圖示。開通

16、角對相電流波形的影響關斷角對相電流波形的影響3、如何防止步進電動機振蕩和失步？答：為防止步進電動機振蕩和失步，主要采取下列措施：1）避開步進電動機的共振頻率；2）在步進電動機運行中增加阻尼，包括機械阻尼和電氣阻尼，電氣阻尼簡便可行，主要有多相通電和延遲斷電等法；3）提高動態(tài)轉(zhuǎn)矩、減小轉(zhuǎn)動慣量。4、簡述行波型超聲波電動機的結構和工作原理。答：行波型超聲波電動機也是由定子(振動體)和轉(zhuǎn)子(移動體)兩部分組成，其定子由彈性體和壓電陶瓷(PZT)構成；其轉(zhuǎn)子為一個金屬板。定子和轉(zhuǎn)子在壓力作用下緊密接觸，為了減少定、轉(zhuǎn)子之間相對運動產(chǎn)生的磨損，通常在二者之間(轉(zhuǎn)子上)加一層摩擦材料。它利用壓電材料的逆壓

17、電效應(即電致伸縮效應)，把電能轉(zhuǎn)換為彈性體的超聲振動，并通過摩擦傳動的方式轉(zhuǎn)換成運動體的回轉(zhuǎn)或直線運動。四、計算題（本大題1小題，共12分）一臺四相反應式步進電動機，采用四相雙四拍運行方式，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Zr=48，脈沖電源頻率為1000Hz。（1）寫出一個循環(huán)的通電順序；（2）求電動機的步距角qb；（3）求電動機的轉(zhuǎn)速n；（4）求電動機每秒鐘轉(zhuǎn)過的機械角度q 。解：（1）一個循環(huán)的通電順序為ABBCCDDAAB（2）由題可知：相數(shù)m=4，狀態(tài)系數(shù)C=1，轉(zhuǎn)子齒數(shù)=48，故步距角為：（3）轉(zhuǎn)速為：（4）電動機每秒鐘通電脈沖個數(shù)N為1000，故：五、設計分析題（本大題1小題，共20分）一臺電動車驅(qū)動

18、用無刷直流電動機，額定電壓48V，額定功率800W，額定轉(zhuǎn)速360r/min，要求蓄電池電壓低至45V時進行欠壓保護，若采用單片機作為該電機控制器的核心，試設計一個該控制器的電壓檢測與欠壓保護電路，給出電路元件的參數(shù)。解：設計的電壓檢測與欠壓保護電路如圖示，蓄電池電壓經(jīng)過兩個電阻R1和R2分壓，輸入到比較器的同相端，5V電源和R3、R4電阻分壓，設定比較器的比較電壓。一旦采樣電壓低于比較電壓，則比較器輸出低電平保護信號。由于單片機的供電電壓為5V，所以保護信號的輸出通過R5上拉至5V，送到單片機的保護輸入（如中斷口或IO口）電壓檢測與欠壓保護電路參數(shù)計算：取R32kW，R43kW，則比較電壓V

19、ref=5V×3/(2+3)=3V當蓄電池電壓低至45V時，由R1和R2分壓應為3V，取R2=3k，R1=42k，則采樣電壓45V×3/(3+42)=3V取R55.1kW微特電機及其控制課程考試模 擬 試 卷一、填空題（本大題共10小題，每小題2分，共20分）1、無刷直流電動機的輸出轉(zhuǎn)矩脈動比普通直流電動機的轉(zhuǎn)矩脈動大。2、一般無刷直流電機相數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩的脈動越小。3、開關磁阻電動機傳動系統(tǒng)主要由開關磁阻電動機(Switched Reluctance Motor，簡稱SRM或SR電動機)、功率變換器、控制器和檢測器組成。4、在SRD系統(tǒng)中功率變換器是SRD系統(tǒng)能量傳輸?shù)年P鍵

20、部分，是影響系統(tǒng)性能價格比的主要因素，起控制繞組開通與關斷的作用。5、三相反應式步進電機，采用三相單雙六拍通電方式，其通電相序為AABBBCCCA。6、開關磁阻電動機的檢測單元由位置檢測和電流檢測組成。7、定、轉(zhuǎn)子無小齒的三相反應式步進電機，采用三相雙三拍通電其步距角應為30度。8、一般盤式永磁同步電機大致分為中間轉(zhuǎn)子結構、單定子及單轉(zhuǎn)子結構、中間定子結構和多盤式結構四種，其中可使電機獲得最優(yōu)散熱條件的是中間轉(zhuǎn)子結構。9、在運行SR電機時，單脈沖控制，通常在速度較高時采用。10、按照結構和轉(zhuǎn)子的運動形式劃分，超聲波電機可以分為旋轉(zhuǎn)型電機和直線電機。二、名詞解釋題（本大題共6小題，每小題4分，共

21、24分）1、CCC控制CCC控制即電流斬波控制，在SR電機低速運行時，固定開通角qon和關斷角qoff，通過斬波來控制電流的大小。2、T法測速T法測速通過測出相鄰兩個轉(zhuǎn)子位置脈沖信號的時間間隔來計算轉(zhuǎn)速的一種測速方法。3、步進電動機的定位步進電動機的定位當控制脈沖停止輸入，且讓最后一個脈沖控制的繞組繼續(xù)通電時，則步進電動機就可以保持在固定的位置上，這就是步進電動機的定位。4、步進電動機的靜態(tài)運行特性步進電動機的靜態(tài)運行特性靜態(tài)運行特性是指步進電動機的靜轉(zhuǎn)矩Te與轉(zhuǎn)子失調(diào)角qe 之間的關系Te=f(qe)，簡稱為矩角特性。5、步進電機的低頻丟步和低頻共振現(xiàn)象步進電機的低頻丟步和低頻共振現(xiàn)象當控制

22、脈沖頻率等于或接近步進電機的振蕩頻率的1/k倍時(k=1，2，3,)，電機就會出現(xiàn)強烈振蕩現(xiàn)象，甚至失步或無法工作，這就是低頻共振和低頻丟步現(xiàn)象。6、壓電執(zhí)行器壓電執(zhí)行器即超聲波電動機，它利用壓電材料的逆壓電效應(即電致伸縮效應)，把電能轉(zhuǎn)換為彈性體的超聲振動，并通過摩擦傳動的方式轉(zhuǎn)換成運動體的回轉(zhuǎn)或直線運動。三、簡答題（本大題共4小題，每小題6分，共24分）1、簡述引起無刷直流電動機轉(zhuǎn)矩脈動的因素與消除脈動措施。答：引起無刷直流電動機轉(zhuǎn)矩脈動的原因及減小其轉(zhuǎn)矩脈動的措施有以下幾點：1) 電磁因素引起的轉(zhuǎn)矩脈動，盡量增大極弧系數(shù)，采取集中繞組來減小。2) 換相引起的轉(zhuǎn)矩脈動, 采用重疊換相控制

23、來消除。3) 定子齒槽引起的轉(zhuǎn)矩脈動,常用的措施是：采用定子斜槽或轉(zhuǎn)子斜極,通過增大氣隙或采用分數(shù)槽繞組來減少齒槽轉(zhuǎn)矩脈動；采用無槽電機可完全消除齒槽轉(zhuǎn)矩脈動。4) 電樞反應的影響,電機應選擇瓦形或環(huán)形永磁體徑向勵磁結構，適當增大氣隙。5) 機械工藝引起的轉(zhuǎn)矩脈動,提高機械制造的工藝水平。2、什么是無位置傳感器控制的無刷直流電動機的三段式起動法？1)采用無位置傳感器控制的無刷直流電動機起動時，首先確定電機轉(zhuǎn)子的初始位置；2)然后人為地給電機施加一個由低頻到高頻不斷加速的他控同步切換信號，使電機由靜止逐步加速運動；3)當電機的轉(zhuǎn)速升高達到一定值，通過端電壓或相電壓檢測已能夠確知轉(zhuǎn)子的位置時，將電機由他控同步運行切換到自控式同步運行，這就是無位置傳感器控制的無刷直流電動機的三段式起動法。3、試說明構成全數(shù)字式SR電機控制系統(tǒng)要求微控制器具備的功能模塊。答：構成全數(shù)字式SR電機控制系統(tǒng)要求微控制器具備如下功能模塊:1) AD轉(zhuǎn)換（模數(shù)轉(zhuǎn)換）用于將電流和電壓等模擬信號變?yōu)槲⒖刂破骺?/p>