考试制造装备电气控制复习资料.docx
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考试制造装备电气控制复习资料
1、主拖动要求：
大功率,一定调速范围,机械特性硬度。
2、进给拖动要求：
调速范围宽；调速精度高；动态性能好。
3、电动机发出的转矩T：
克服负载转矩，产生角加速度.
4、负载转矩：
电动机轴上的转矩.
5、动态转矩：
电动机转矩和负载转矩作用.
7调速:
人为改变电动机的转速，满足不同转速要求.
8调速原理:
改变电动机的参数,从而改变电机的机械特性，电动机的稳定转速改变.
9、恒转矩调速或恒功率调速:
电动机不发热，不同转速长期工作时，都能给出额定转矩或额定功率。
10、变频调速可分为两类：
第一类是间接变频调速，第二类是直接变频调速.
11、交一交变频它只有一次换能过程、效率高。
但它是利用电源电压过零点换流，从理论分析可知，输出的最高频率只有电网频率的1／2—1／3，所以只用于低速大容量场合。
12、交流电动机的变频调速是以一个频率及电压可变的电源，向异步（或同步）电动机供电、从而调节电动机转速的方法.
13、有源逆变:
把直流逆变成交流反馈回电网。
14、无源逆变:
逆变交流电不反馈给交流电网。
15、变流器是既能整流又能逆变的电路。
16、当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地放在磁场中时，薄片的两端就会产生电位差，称为霍尔电势。
17、霍尔接近开关是磁性接近开关中的一种，具有寿命长、频率高，价格低特点，能在恶劣环境工作。
18、霍尔接近开关的输入端是以磁感应强度来表征的，输出端采用晶体管输出。
19、利用光电效应做成的开关叫光电开关，光电器件接收到光信号后便有信号输出，由此感知物体的位置。
20、在环境条件比较好、无粉尘污染的场合，可采用光电开关。
光电开关对被测对象几乎无任何影响。
21、行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式三种。
22．电动机调速类型，按电源种类来划分，分为直流调速系统和交流调速系统。
23．电动机调速类型，按电动机的调速特性来划分，分为恒转矩调速和恒功率调速两种。
26．数控机床对伺服系统的要求：
精度高、响应快、调速范围宽、低速大转矩。
27、对小型台钻、冷却泵、砂轮机等可以用开关直接起动；对中小型普通车床，摇臂钻床、牛头刨床等的主电机，可采用接触器直接起动。
28、对于较大容量的电动机或负载，在起动过程中要求冲击较小的场合，都应采用降压起动。
29、异步电动机正反转原理：
将接至电动机的三相电源线中任意两相对调，使电机反转。
30、CNC系统的组成：
CNC装置、I/O设备、可编程控制器（PLC）、进给伺服系统、主轴伺服系统。
32、CNC装置的中断类型：
外部中断、内部定时中断、硬件故障中断、程序性中断。
33、一般的CNC装置只能对直线、圆弧和螺旋线进行插补计算，某些专用的比较高档的CNC装置还能完成对椭圆、抛物线、双曲线和一些专用曲线的插补计算
34、插补方法分类有两种，一是基于数字模型分：
有一次（直线）插补、二次（圆、抛物线等）插补及高次曲线插补等；二是基于原理分：
有脉冲增量插补和数据采样插补。
37、直线电机分为直线感应电动机、直线同步电动机、直线直流电动机和其它直线电动机
38、直线电机在电流故障或者调节器切断电源时，电机无电流，因此将没有制动力。
39、步进电动机的类型：
反应式步进电动机、永磁式步进电动机、混合式步进电动机。
40、步进电机的主要特性和性能指标：
步距角、步距误差、矩角特性、炬频特性。
41、步进电动机实质上是将电脉冲信号变换成角位移的一种数模转换器
42、电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物。
它将主轴电动机的定子、转子直接装入主轴组件内部，电动机的转子即为主轴的旋转部分。
43、电主轴的优点：
实现了主轴系统的一体化、“零传动”；结构紧凑、重量轻、惯性小、动态特性好；改善机床动平衡，避免振动和噪声。
44、伺服驱动的三种控制方式：
转矩控制、位置控制、速度模式。
3、交流调速系统优点：
1）交流电动机几乎不受使用环境的限制；
2）维修量小；
3）异步电动机结构简单，坚固耐用，经济可靠
4）可以制造比直流电动机容量更大、转速和电压更高的交流电动机。
4、恒功率调速：
在调速过程中，电动机始终输出额定功率．输出转矩T与转速n成反比变化。
5、恒转矩调速：
在调速过程中，电动机输出的转矩为额定转矩．输出功率P随输出转速n线性变化。
6、调速的性能指标：
1．调速范围2．调速的平滑性3．静差度
7、自动开关的分类：
按用途分：
1）保护配电线路2）保护电动机3）保护照明线路4）起触电保护作用的。
按极数分：
单极，两极和三极；
按结构型式分：
塑料外壳式，框架式，漏电保护式
按保护形式：
电磁脱扣器式．热脱扣器式．复合脱扣器式和无脱扣器式
8、自动开关的选用原则：
１）额定电压应大于被控电路的额定电压
２）额定电流应大于被控电路的负载电流
３）电磁脱扣器作短路保护
４）极限通断能力应大于被控电路中最大短路电流
５）考虑触点数目
9、接近开关按感应种类不同，有：
电感式,电容式,磁电式,光电式,热释电式
10．伺服电机选择的步骤
1）决定运行方式
2）计算电机轴上的转动惯量
3）初选电机
4）核算加减速时间
5）考虑实效转矩计算
11．接近开关是一种位置传感器。
它能利用传感器对接近物体的敏感特性，通过传感器与物体之间的位置关系变化，将非电量或电磁量转化为所希望的电信号，从而达到控制或测量的目的。
13．步进电动机基本特点：
1）位置控制2）速度控制3）正反转控制4）具有自整步能力
14、电气原理图设计的一般原则
1）满足工艺要求；2）安全可靠，简单经济；3）便于维修。
15、电气原理图设计主要内容
1）控制电路电源的选择和设计2）动力电路设计3）控制电路设计4）辅助电路设计
16、电气原理图设计注意事项
1）简化电路2）正确连接电器线圈3）避免寄生回路4）合理安排元件位置5）减少通电时间
18、简述CNC装置的工作过程。
1．输入2.译码3.数据处理4.插补5.位置控制6.I/O处理7.显示8.诊断
19、CNC装置的插补过程。
定义：
在已知曲线的种类、起点、终点和进给速度的情况下，在曲线的起点和终点之间进行“数据点的密化”。
插补程序在每个插补周期运行一次，以形成一个微小的直线数据段，通常需经过若干个插补周期，才能完成一个程序段
20、三相三拍控制的顺时针旋转/逆时针旋转所需绕组通电顺序
（1）三相单三拍，定子绕组按A一B一C一A……顺序通电（逆时针旋转）
定子绕组按A－C一B一A……顺序通电，（顺时针旋转）
（2）三相双三拍AB－BC－CA一AB……（逆时针旋转）
AC一CB一BA一AC……（顺时针旋转）
21、三相六拍控制绕组通电顺序：
A一AB一B一BC－C－CA－A……。
（逆时针旋转）
A一CA一C一BC－B－AB－A…（顺时针旋转）
200８“制造装备电气自动控制”试题A卷
一、
1试给出电力拖动系统运动方程式的一般形式，说明静态转矩和转动惯量的折算原则。
2图示是典型的同步齿形带传动，已知；
m——运动部件质量，kg；
——驱动系统效率；z1:
z2=1:
2
g——重力加速度，9.8
；
——摩擦系数；R——带轮半径mm
求：
1.等效转矩TL等效转动惯量（折算到电机轴上）。
2.如果要求电机的加速度已知，则要求电机的输出转矩是多少？
带轮
工作台
m
Z1
1
Z2
电动机
1电力拖动系统运动方程式的一般形式：
，其中T：
电动机转矩，
：
负载转矩；J：
系统转动惯量。
：
电动机轴的角速度。
静态转矩的折算原则：
折算前后的静态功率相等。
转动惯量的折算原则：
折算前后系统的动能不变。
2电机的输出转矩
二、1何谓电机的输出特性？
何谓负载特性？
分析说明电机输出特性与负载特性为何要匹配？
2现在要选用高速变频电机来带动机油泵工作，已知机油泵是离心式负载特性，即泵负载一定时，负载转矩随输出转速的增加而增加，试讨论以下情况：
（1）如果机油泵负载一定，其最高工作速度为10000rpm，最大功率不超过11KW。
电机采用定转矩输出，则电机输出转矩应取多大是合理的？
（2）如果要求机油泵在不同的转速段驱动不同的负载，同样最高工作速度为10000rpm，最大功率不超过11KW，电机也采用定转矩输出，试讨论电机的输出转矩如何选择。
解：
1.电机输出特性指电机的输出转速与输出转矩、输出功率的关系。
负载特性指负载的机械特性。
匹配是根据负载的特性来选择电动机的调速方式，使电动机的容量得到充分利用。
2.
（1）T>10.6Nm。
（2）T大于其中的最大负载转矩。
三、用数字积分法（DDS）加工直线，直线起点坐标为Xs＝2，Ys＝1。
直线终点坐标为Xe＝9，Ye＝12。
累加器容量为16，列表写出在累加运算时，各寄存器的存数及溢出脉冲并画出插补轨迹。
插补：
序号
X寄存器
X累加器
X累加器溢出
Y寄存器
Y累加器
Y累加器溢出
0
0111
0000
0
1011
0000
0
1
0111
0111
0
1011
1011
0
2
0111
1110
0
1011
0110
1
3
0111
0101
1
1011
0001
1
4
0111
1010
0
1011
1100
0
5
0111
0011
1
1011
0111
1
6
0111
1010
0
1011
0010
1
7
0111
0001
1
1011
1101
0
8
0111
1000
0
1011
1000
1
9
0111
1111
0
1011
0011
1
10
0111
0110
1
1011
1110
0
11
0111
1101
0
1011
1001
1
12
0111
0100
1
1011
0100
0
13
0111
1011
0
1011
1111
0
14
0111
0010
1
1011
1010
1
15
0111
1001
0
1011
0101
1
16
0111
0000
1
1011
0000
1
注意坐标，x插补步数为9-2=7步，y轴的插补步数为12-1=11步。
X速度寄存器：
9-2＝7；X总溢出脉冲：
7
Y速度寄存器：
12-1＝11；Y总溢出脉冲：
11
四、电路分析：
（1）试分析图（ａ）和（ｂ）的工作原理，并说明二者有何区别。
（2）如果希望ＫＭ1在工作中不断电，则如何修改图（ｂ）以满足要求？
解：
（1）a图：
SB2合上—〉KM1得电，KT开始延时-〉延时到则KM2得电。
b图：
SB2合上—〉KM1得电，KT开始延时-〉延时到则KM2得电，KM1失电，KT失电。
（2）如果希望ＫＭ1在工作中不断电，可将b图中控制KT线圈的KM1常开触点改为KM2常闭触点。
五、采用固态继电器控制大电流的单相２２０Ｖ电加热器，所采用的固态继电器结构如图所示，输入端控制电压ＤＣ３－３２Ｖ，输出电路电压ＡＣ１００～２４０Ｖ，要求通过ＰＬＣ对固态继电器进行控制，ＰＬＣ输出电路如图，采用晶体管漏型结构，接线方式如图，试根据以上条件设计控制电路图。
220V
0V
电加热器
六下图为接近开关的直流三线式ＰＮＰ集电极开路输出原理图，若要将接近开关信号输入ＰＬＣ，试设计电路图。
ＰＬＣ的输入回路原理和接线方法如图４所示。
七、步进电机的矩频特性如图８所示。
步进电机作进给驱动，图中长曲线表示步进电机的运行矩频特性，短曲线表示起动矩频特性。
问：
（１）该电机的最大工作扭矩约为多少？
（２）若起动负载为９Ｎｍ，则该电机的最大起动频率约为多少？
（３）试根据图示划分电机的恒扭矩工作区和恒功率工作区。
（４）若要求进给驱动装置有如下性能：
在切削进给时转矩为Te,最大切削进给速度要求为Ve,在快速进给时转矩为Tk,要求最大快进速度为Vk,试结合矩频特性分析如何检查步进电机能否满足要求？
（1）电机的最大工作扭矩约16.6Nm.
（2）若起动负载为９Ｎｍ，则该电机的最大起动频率约为3.6Nm
（3）根据图示,划分电机的恒扭矩工作区约为0~4Khz，恒功率工作区为4Khz以上;
（4）切削进给时分析运行矩频特性，先将最大切削进给速度Ve换算得转速，再找出对应的输出扭矩能否大于Te；快速进给时分析起动矩频特性，先将快进速度Vk换算为转速，在找出对应的输出扭矩能否大于Tk；若都满足，则步进电机满足要求。
仅供个人用于学习、研究；不得用于商业用途。
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.
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Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.
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