机电一体化答案

1、控制用电机有哪些种类、特点及应用？ 控制用电动机：力矩电动机、脉冲电动机、开关磁阻电动机、变频调速电动机和各种 AC/DC 电动机.在额定输出功率相同的条件下，比功率（dp/dt） ：交流伺服电机直流伺服电机步 进电机。 控制用旋转电机按工作原理分： （1）旋转磁场型：同步电动机（永磁） 、步进电机（永磁） ； （2）旋转电枢型：直流电动机（永磁） 、感应电动机（按矢量控制等效模型） ； DC 伺服电机（永磁） ：槽铁心电枢型、无槽（平滑型）铁心电枢型、电枢型—无槽（平滑） 铁心型与无铁心型。 AC 伺服电机：同步型 SM、感应型 IM 步进电机：变磁阻型（VR） 、永磁型（PM） 、混合型（HB） DC 伺服电机：1、高响应特性；2、高功率密度（体积小、重量轻） ；3、可实现高精度数字 控制；4、接触换向部件（电刷与换向器）需要维护。应用： NC 机械、机器人、计算机外围 设备、办公机械、音响和音像设备、计测机械。 晶体管式无刷直流伺服电机：1、无接触换向部件； 2、需要磁极位置检测器（如同轴编码器 等） ；3、具有 DC 伺服电机的全部优点。应用：音响和音像设备、计算机外围设备。 AC 伺服电机（永磁同步型）:1、无接触换向部件；2、需要磁极位置检测器（如同轴编码器 等） ；3、具有 DC 伺服电机的全部优点;4、对定于电流的激励分量和转矩分量分别控制。应 用：音响和音像设备、计算机外围设备、NC 机械、机器人。 AC 伺服电机（感应型（矢量控制） ） ：1、对定于电流的激励分量和转矩分量分别控制；2、 具有 DC 伺服电机的全部优点。应用：NC 机械、机器人。 步进电机：1、转角与控制脉冲数成比例，可构成直接数字控制；2、有定位转矩；3、可构 成廉价的开环控制系统。应用：计算机外围设备、办公机械、数控装置 2、直流伺服电机的驱动方式有哪几种？ 晶体管脉宽调理驱动、晶闸管直流调速驱动 3、旋转式步进电机按其结构可分为哪几种？各有何特点？ 1、可变磁阻（VR）型：转子结构简单，转子直径小，有利于快速响应。由于 VR 型步进电 机的铁心无极性，故不需要改变电流极性， 因此多为单极性励磁。 该类电动机的定子与转子 均不含永久磁铁，故无励磁时没有保持力。具有制造成本高、效率低、转子的阻尼差、噪声 差的缺点。但由于其制造材料费用低、结构简单、步距角小，随着加工技术的进步，可望成 为多用途的机种。 2、 永磁 （PM） 型： 采用永久磁铁， 即使定子绕组断电也能保持一定转矩， 故具有记忆能力， 可用做定位驱动。PM 型电动机的特点是励磁功率小、效率高、造价低，因此需求量也大。 由于转子磁铁的磁化间距受到限制，难以制造，故步距角较大。与VR 型相比转矩大，但转 子惯量也较大。 3、混合（HB）型：具有 VR 型步进电机步距角小、响应频率高的优点，还具有 PM 型步进 电机励磁功率小、效率高的优点。这类电动机都由转子铁心的凸极数决定步距角的大小， 可 制造出步距角较小的电动机。 永久磁铁也可磁化轴向的两极， 可使用轴向各向异性磁铁制成 高效电动机。由于采用了永久磁铁，所以无励磁时具有保持力。励磁时的静止转矩都比 VR 型步进电机的大。HB 和 PM 型步进电机能够用做超低速同步电动机。步进电机与DC 和 AC 伺服电机相比起转矩、效率、精度、高速性比较差，但步进电机具有低速时转矩大、速度控 制比较简单、外形尺寸小等优点，应用在办公室自动化方面的打印机、 绘图机、复印机等机 电一体化产品，在工厂自动化方面也可以代替低档的DC 伺服电机。 4、步进电机有哪几种通电方式？步距角与通电方式有否有关？ 答：三相步进电机：1、单相轮流通电方式，三相单三拍通电。 2、双相轮流通电方式，三相双三拍通电. 3、单双相轮流通电方式，三相六拍通电。 其他相步进电机。 。 。 步距角与通电方式的关系：α =360°/（zm） ；α ：步距角；z:转子齿数；m 为运行拍数。 5、步进电机的主要性能指标有哪些？ 答：1、分辨力；2、静态特性；3、动态特性—（1）动态稳定区（2）启动转矩 Tq（3）最 高连续运行频率及矩-频特性（4）空载启动频率与惯-频特性；4、步进电机技术指标实例— 型号表示方式、技术性能参数：相数、步距角、电压、相电流、最大转矩、空载启动频率、 空载运行频率、电感、电阻、分配方式、外形尺寸（轴径） 、质量、转子转动惯量 6、步进电机驱动电源的组成及作用有哪些？ 答：驱动电源由脉冲分配器、功率放大器等组成。 驱动电源是将变频信号源 （微机或数控装置等） 送来的脉冲信号及方向信号按要求的配电方 式自动地循环供给电动机各相绕组，以驱动电动机转子正反向旋转。 7、实现脉冲环形分配的方法有哪些，各有何特点？ 答：1 软环分（采用计算机软件，利用查表或计算方法来进行脉冲的环形分配） ；充分利用 计算机软件资源以减低硬件成本， 对多相的脉冲分配具有更大的优点； 但软环分占用计算机 的运行时间，会使插补一次的时间增加，易影响步进电机的运行速度。 2、采用小规模集成电路搭接而成的三相六拍环形脉冲分配器； 灵活性很大，可搭接任意相、任意通电顺序的环形分配器， 同时在工作时不占用计算机的工 作时间。 3、采用专用环形分配器器件，如CH250。 可以实现三相步进电机的各种环形分配，使用方便、接口简单、种类众多、功能齐全，有的 还具有其他许多功能。 8、单电压、双电压、斩波恒流功放电路的特点？ 答：1、单电压功放电路：结构简单，但绕组串联的电阻在大电流回路中要消耗能量，使放 大器功率降低。同时由于绕组电感较大， 电路对脉冲电流的反映较慢， 因此输出脉冲的波形 差、输出功率低。主要用于对速度要求不高的小型步进电机中。 2、双电压功放电路：该功放电路仅在脉冲开始的一瞬间接通高压电源，其余的时间均由低 压供电，故效率很高。由于电流上升率高，故高速运行性能好，但由于电流波形陡，有时还 会产生过冲，故谐波成分丰富，致使电动机运行时（尤其在低速时）振动较大。 3、斩波恒流功放电路：该电路去掉了限流电阻，效率显著提高，并利用高压给电动机绕组 储能，波的前沿得到了改善，从而使步进电机的输出加大，运行效率得到提高。 9、步进电机的微机控制方式有哪些？各有何特点？ 答：1、串行控制：在具有串行控制功能的单片机系统中驱动电源中必须含有环形分配器。 因为这种系统与步进电机驱动电源之间具有较少的连线将信号送入步进电机驱动电源的环 形分配器。 2、并行控制：并行控制是用微型计算机系统的整个端口直接去控制步进电机各相驱动 电路的方法。在电动机驱动电源内，还包括环形分配器，而且并行控制功能必须由微型计算 机系统完成。 10、步进电机升降速规律有哪些？各有何特点？ 答：1、按照直线规律升速；加速度为恒指，要求步进电动机产生的转矩为恒值。 2、按指数规律升速；加速度是逐渐下降的，接近电动机输出转矩随转速变化的规律。 1、滚珠丝杠副中滚珠的循环方式有几种？各有何特点？ 答：内循环：滚珠在循环过程中始终与丝杠表面保持接触。优点滚珠循环的回路短、流畅性 好、效率高、螺母的径向尺寸也较小。缺点：反向器加工困难、装配调整不方便。 外循环：滚珠在循环反向时离开丝杠螺纹滚道，在