微特电机试题.docx
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微特电机
[填空题]1电机中常用的永磁材料有哪几类，各有何特点？
参考答案：
①铝镍钴永磁材料：
温度系数小，剩余磁场强度较高，但矫顽力很低；退磁曲线呈非线性；使用前要进行稳磁处理。
②铁氧体永磁材料：
价格低廉，制造工艺简单，质量较轻；温度系数较大，剩磁密度不高，矫顽力较大；退磁曲线大部分接近直线；不能进行电加工。
③稀土永磁材料：
高剩磁密度，高矫顽力，高磁能积；稀土钴永磁价格昂贵，温度系数小，退磁曲线基本上是一条直线；钕铁硼永磁价格较便宜，温度系数较大，容易腐蚀，在高温下使用时退磁曲线的下半部分要产生弯曲。
[填空题]2铝镍钴永磁电机在设计和使用时要注意哪些？
参考答案：
由于铝镍钴永磁材料的回复线和退磁曲线并不重合，在磁路设计制造时要进行稳磁处理。
铝镍钴永磁材料要事先进行稳磁处理，且在拆卸、维修之后再进行组装时，需再次整体饱和充磁和稳磁处理。
铝镍钴永磁材料矫顽力低，在使用过程中，严格禁止它与任何铁器接触。
为加强它的抗去磁能力，铝镍钴永磁磁极往往设计成长柱体或长棒体。
铝镍钴永磁材料硬而脆，可加工性能差，不宜设计成复杂的形状。
[填空题]3永磁直流电动机与电励磁直流电动机结构上有什么相似和不同之处？
两者相比，永磁直流电动机有什么优点？
参考答案：
相似之处：
在电枢结构上基本相同。
不同之处：
在定子侧永磁直流电动机为永磁体，而电励磁直流电动机为电励磁磁极。
优点：
永磁电动机没有励磁绕组铜耗，因此相对而言效率更高；永磁电动机体积小质量轻、机械特性硬、电压调整率小。
[填空题]4永磁直流电动机有极靴的磁极结构有什么优点和缺点？
原因何在？
参考答案：
有极靴磁极结构既可起聚磁作用，提高气隙磁通密度，还可调节极靴形状以改善空载气隙磁场波形；负载时交轴电枢反应磁通路径经极靴闭合，对永磁磁极的影响较小。
缺点是漏磁系数大，负载时的气隙磁场的畸变较大。
原因：
极靴的存在使得永磁体不能直接面向气隙，主磁通就变小，漏磁系数变大；主磁通需经极靴闭合，使得负载时气隙磁场产生较大的畸变。
[填空题]5已知一台永磁直流电动机，其电枢电压U=110V，电枢电流Ia=0.4A，转速n=3600r/min，电枢电阻Ra=50Ω，忽略空载转矩和电刷电压，试求：
（1）该运行状态下的电磁转矩；
（2）如果电动机运行中，由于温度升高永磁体励磁磁通减少了20%，在电枢电压和负载转矩保持不变的情况下，电枢电流、转速和电磁转矩各变化多少。
参考答案：
[填空题]6永磁同步电动机表面凸出式转子结构釆用的如果是稀土永磁体，则可认为电机气隙是均匀的，为什么？
参考答案：
稀土永磁材料的相对回复磁导率接近于1，与空气相当，因此，永磁体内的磁路磁导等同于空气，气隙磁场的分布没有因磁极突出而改变，所以可认为电机气隙是均匀的。
[填空题]7位置传感器都有哪几种？
参考答案：
霍尔位置传感器、旋转变压器、光电编码器、磁性编码器。
[填空题]8如何改变永磁无刷电动机的旋转方向？
参考答案：
在“三相Y联结，3状态，一相单向导通120°”驱动模式下，调换
b、c两相的导通顺序可实现反向；在“三相Y联结，6状态，两相双向导通60°”驱动模式下，互换桥式电路上下桥臂的开通关断状态可实现反向。
[填空题]9简述直流伺服电动机的基本工作原理。
参考答案：
基于电磁感应定律和电磁力定律，当电枢两端接通直流电源时，电枢绕组中有电枢电流产生磁场，电枢磁场与气隙磁场相互作用，产生电磁转矩，电动机带动负载旋转。
改变电动机的输入参数，其输出参数也随之变化。
[填空题]10两相交流伺服电动机的控制方式有哪些？
试就它们各自的特点作简要说明。
参考答案：
1、幅值控制：
控制电压与励磁电压之间的相位差始终保持90度电角度不变。
当Ua为最大值时气隙磁场为圆形旋转磁场，电动机为最高转速；当Ua为零时电动机停转。
2、相位控制：
控制电压的幅值保持不变。
当控制电压与励磁电压之间的相位差为90度时，电动机为最高转速；当相位差角为零时，电动机停转。
3、幅值—相位控制：
调节控制电压Ua的幅值时，励磁绕组电压Uf的幅值极其与控制电压Ua之间的相位差角都随之变化，从而使电动机转速得到调节。
当Ua为零时，电动机停转。
[填空题]11步进电动机的步距角由哪些因素决定？
步进电动机的转速是由哪些因素决定的？
参考答案：
步进电动机的步距角由相数、转子齿数以及通电方式决定。
步进电动机的转速由绕组通断电的频率决定。
[填空题]12怎样改变步进电动机的转向？
参考答案：
改变绕组轮流通电的顺序可改变步进电机的转向。
[填空题]13简述理想线性化开关磁阻电动机的工作原理。
绕组电感，电流与转子位置角的关系如何？
参考答案：
工作原理：
利用磁阻的不等，磁通总向磁阻小的路线集中，通电的定子以磁力吸引铁磁性的转子，使磁力产生切向分力，即产生对转子的转矩。
定子的通电循序是根据转子位置传感器检测到的转子位置相对应的最有利于对转子产生向前转动转矩的那一相定子通电，转过一定角度后又由下一个最有利于转子产生转矩的一相通电。
不断变换通电的定子绕组相序，使转子连续朝一个方向转动。
[填空题]14试述直线感应电动机的工作原理，其同步速度决定于什么？
如何改变运动的速度和方向？
参考答案：
将三相感应电动机展开后得到直线感应电动机，通入定子三相绕组的三相对称正弦电流，直线感应电动机气隙中的定子磁场是平移的，其中初级与次级间在电磁上的作用关系没有改变，次级导条在气隙磁场的切割下感应出电动势并产生电流，导条电流与气隙磁场作用产生电磁推力，从而实现了机电能量转换。
[填空题]15单对极自整角机的主要结构型式有哪些？
简要说明他们的结构特点及其优缺点。
参考答案：
1、定子隐极，转子凸极结构其定子铁芯槽中嵌入三相整步绕组；励磁绕组集中安放在凸极转子极间区域内，通过两组电刷和集电环引出。
优点：
提高比整步力矩并产生阻尼效应；减小发送机的电气误差，提高精度。
2、定子凸极，转子隐极结构其单相励磁绕组安放在定子凸极铁芯上，而转子隐极铁芯槽中嵌入三相整步绕组，并通过三组电刷和集电环引出。
优点：
只有当自整角机转子转动时电刷和集电环才通电流，故集电环的工作条件好；由于转子铁芯槽中布置了三相对称绕组，因此，转子平衡条件好。
缺点：
转子重量大，集电环数目多，摩擦力矩较大，精密较低。
3、定、转子均为隐极结构其定子绕组和转子绕组都可以作为励磁绕方。
当转子绕组作为励磁方时，定子铁芯上布置三相对称整步绕组，转子铁芯上布置励磁绕组和正交阻尼绕组。
优点：
能改善输出电动势波形以及消除反应力矩，提高自整角变压器的精度。
[填空题]16什么叫失调角？
参考答案：
发送机与接收机的转子位置角之差。
[填空题]17什么叫整步转矩？
参考答案：
直轴磁场与交轴整步绕组磁动势相互作用产生的电磁转矩。
[填空题]18简要说明正余弦旋转变压器的工作原理。
参考答案：
参数相同、空间上轴线正交的两相对称励磁正弦绕组（一次绕组）施加电压时，励磁电流产生正弦分布的直轴脉振磁场作用于与励磁绕组相同参数、相同空间结构的输出正弦绕组（二次绕组）产生与角位置有关的感应电动势（Ur1=KuUs1cosθ+KuUs2sinθ/Ur2=KuUs1sinθ+KuUs2cosθ），当转子转动时，由于励磁绕组和输出绕组的相对位置发生变化，因而输出绕组感生的电动势也发生变化，实现输出为随转子转角作正余弦函数变化的电气信号的角位传感电机。
[填空题]19出永磁体的恒磁动势源形式的等效磁路是什么？
参考答案：
[填空题]20实际应用时，永磁体最佳工作点应如何设置（考虑的因素）？
参考答案：
（1）当退磁曲线具有拐点时，首先要进行最大去磁工作点（bmh，hmh）的校核，使其高于退磁曲线的拐点（B.k，hk），即bmb>bk或hmb；
在保证不失磁的前提下追求尽可能大（通常不是最大）的有效磁能。
（2）永磁体的最佳利用不一定导致电机的最佳设计，因为影响电机设计的因素除永磁体尺寸外还要考虑结构、工艺和某些性能的特殊要求。
因为此设计电机首先着眼于最佳电机设计，有时只好放弃永磁体的最佳利用。
一般取0.60~0.85，这需要根据对电机的具体要求，经过方案比较后确定。
必须同时满足最佳工作点公式和永磁体及磁路所确定的表达式。
实际中不得不偏离最佳工作点：
1.退磁曲线有拐点时，要进行最大去磁工作点校核，使其高于的拐点，并有裕度。
在不失磁的前提下追求尽可能大的有效磁能。
2永磁体的最佳利用服从于电机的最佳设计，一般bnN=0.60~0.85。
[填空题]21永磁直流电机电枢反应产生的原因有哪些？
对永磁体磁极有何影响？
应如何进行永磁体工作点的校核？
参考答案：
气隙磁场发生畸变，换向困难；磁路饱和时，有去磁效应；可能影响永磁体工作状态，需要最大去磁时工作点校核。
极靴对电枢反应的影响
1.无极靴时：
交轴电枢反应的去磁效应较小，通常不考虑；但需要进行最大去磁时工作点的校核。
2.有软铁极靴且足够厚时：
交轴电枢磁势对永磁体基本上无影响，对气隙磁场有畸变和去磁作用。
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[填空题]22概括SRD的主要优点和缺点。
参考答案：
优点①较大电机利用系数（Utilizationfactor）。
②结构简单，成本低，适用于高速。
比通常认为最简单的鼠笼式感应电动机还要简单。
转子结构对转速限制小，可做成高速电机。
③功率电路简单可靠。
转矩方向与电流方向无关，只需单方向电流，功率电路可做到每相一个功率开关，无直通故障隐患（hiddendanger）。
④可控参数多，调速性能好。
可控参数有：
相开通角，相关断角，相电流幅值，相绕组电压等。
易实现软起动和四象限运行。
⑤高起动转矩，低起动电流，适用于频繁起停及正反向转运行。
⑥效率高，损耗低。
缺点
1.有转矩脉动，影响了开关磁阻电动机低速运行性能。
2.开关磁阻电动机传动系统的噪声与振动比一般电动机大。
3.SRM电动机的出线头较多。
[填空题]23单相异步电动机的类型主要有哪几种？
参考答案：
1.电容启动式电动机
2.罩极式电动机
3.电阻起动式电动机
[填空题]2440齿三相步进电动机在双三拍工作方式下步距角为（）度，在单、双六拍工作方式下步距角为（）度。
参考答案：
3；1.5
[填空题]25自整角机是一种能对（）偏差自动整步的感应式控制电机，旋转变压器是一种输出电压随（）变化的信号元件，步进电动机是一种把（）信号转换成角位移或直线位移的执行元件，伺服电动机的作用是将输入（）信号转换为轴上的角位移或角速度输出。
参考答案：
转角；转子转角；电脉冲；电压控制
[填空题]26直线电机按照工作原理来区分，可分为（）、（）和（）三类。
参考答案：
直线直流电机；直线进步电机；直线同步电机
[填空题]27异步测速发电机性能技术指标主要有（）、（）、（）和（）。
参考答案：
线性误差；最大线性工作转速；负载电阻；输出斜率
[填空题]28小功率同步电动机可分为（）、（）、（）等。
参考答案：
永磁式；磁阻式；磁滞式
[填空题]29罩极式单相异步电动机的旋转方向总是固定不变的由（）。
参考答案：
罩住的部分向未罩住的方向旋转
[填空题]30改变（）或电机的极距可以改变直线感应电动机的速度，改变（）可以改变直线感应电动机的运动方向。
参考答案：
电源频率；直行感应电动机初级绕组的通电次序
[填空题]31异步伺服电动机（）信号消失，而仍有角速度或角位移输出，称为自转现象。
参考答案：
控制
[单项选择题]
32、交流伺服电动机的定子铁芯上安放着空间上互成（）电角度的两相绕组，分别为励磁绕组和控制绕组。
A.0°B.90°C.120°D.180°
参考答案：
B
[单项选择题]
33、影响交流测速发电机性能的主要原因是（）
A.存在相位误差
B.有剩余电压
C.输出斜率小
D.以上三点
参考答案：
B
[单项选择题]
34、旋转型步进电机可分为反应式、永磁式和感应式三种。
其中（）步进电机由于惯性小、反应快和速度高等特点而应用最广。
A.反应式
B.永磁式
C.感应式
D.反应式和永磁式
参考答案：
A[单项选择题]
35、由于步进电机的运行拍数不同，所以一台步进电机可以有（）个步距角。
A.一
B.二
C.三
D.四
参考答案：
B
[单项选择题]
36、理想的驱动电源应使通过步进电机的绕组电流尽量接近（）波形。
A.正弦波
B.矩形波
C.三角波
D.锯齿波
参考答案：
B
[单项选择题]
37、旋转变压器的本质是（）
A.变压
B.变流
C.能量转换
D.信号转换
参考答案：
D
[单项选择题]
38、因为自整角机的接收机和发送机在结构上有差异，如果调错，将使自整角机（）
A.产生振荡
B.烧毁
C.失步
D.停转
参考答案：
D
[单项选择题]
39、同步电机出现的振荡现象，一般发生在（）突然发生变化的时候。
A.电源电压
B.信号电压
C.负载
D.转矩
参考答案：
B
[单项选择题]
40、无刷直流电动机与一般的直流电动机一样具有良好的伺服控制性能，可以通过改变（）实现无级调速。
A.电枢绕组电阻
B.转子电阻
C.负载
D.电源电压
参考答案：
D
[单项选择题]
41、有一个三相六极转子上有40齿的步进电动机，采用单三拍供电，则电动机步矩角为（）A.3°B.6°C.9°D.12°
参考答案：
A
[单项选择题]
42、感应移相器的特点是输出电压的相位与转子转角成（）关系。
A.正弦
B.余弦
C.非线性关系
D.线性
参考答案：
D
[单项选择题]
43、当交流测速发电机在伺服系统中用作阻尼元件时，应主要满足（）
A.输出斜率大
B.线性度高
C.稳定度高
D.精确度高
参考答案：
A
[单项选择题]
44、伺服电动机将输入的电压信号变换成（）以驱动控制对象。
A.动力B.位移
C.电流
D.转矩和速度
参考答案：
D
[单项选择题]
45、成对使用的自整角机按控制式运行时，其中一个是（），另一个是控制式变压器。
A.力矩式发送机
B.力矩式接收机
C.控制式发送机
D.控制式接收机
参考答案：
C
[单项选择题]
46、（）是无刷直流电动机的关键部分，其作用是检测转子磁场相对于定子绕组的位置。
A.电子开关
B.位置传感器
C.换向器
D.磁钢
参考答案：
B
[单项选择题]
47、现有一直1024P/r的旋转编码器，在零位脉冲之后连续输出102490个脉冲。
则该旋转编码器在零位脉冲之后转过的圈数是（）A.102490圈B.100又90/1024圈C.190圈D.10/102490
圈
参考答案：
B
[填空题]48交流伺服电动机停车时采用：
同时切除励磁绕组和控制绕组电源；励磁绕组电源不变，只切除控制绕组电源。
上两种方法停车效果是否相同？
为什么？
参考答案：
不相同，同时切除励磁绕组和控制绕电源的停车方式的效果比只切除控制绕组电源要好。
[填空题]49电磁减速同步电动机有何特点？
参考答案：
1.当频率一定时，电机转速与转子齿数成反比；
2.与其他低速电动机相比，结构简单，制造方便，成本低；
3.电机不需要经过齿轮减速器而直接驱动负载，具有响应迅速、运行稳定。
[填空题]50常用的位置检测元件有自整角机、旋转变压器、感应同步器、光电编码器等，任选一种解释其工作原理，并举一个应用实例。
参考答案：
自整角机的原理：
它是通过电的方式在两个或两个以上无机械联系的转轴之间传递角位移或使之同步旋转，主要由发送机和接收机两部分组成，发送机负责转角信号的发送，接收机负责转角信号的接收或电压信号的输出。
用于远距离位置指示系统，如水位远距离指示系统。
旋转变压器的原理：
它是输出电压与转子转角成一定函数关系的特种电机。
原、副边绕组分别装在定、转子上。
原、副边绕组之间的电磁耦合程度由转子的转角决定，故转子绕组的输出电压大小及相位与转子的转角有关。
用于位置传感器，在伺服系统中，用于检测电动机转子的位置。
[填空题]51无刷直流电动机是典型的机电一体化产品，它是由（）、（）、（）和（）组成的自同步电动机系统或自控式变频同步电动机。
参考答案：
电动机本体；转子位置检测器；逆变器；控制器
[填空题]52无刷直流电动机的反电势为（）波、供电电流为（）波。
参考答案：
梯形；方
[填空题]53无刷直流电动机控制系统的控制结构，一般采用双闭环控制，外环为（），内环为（），不同的是所采用的控制器算法。
参考答案：
速度环；电流环
[填空题]54两相导通星形三相六状态无刷直流电动机，定子绕组每经过（）电角度进行一次换相，每个功率开关管导通（）电角度。
参考答案：
60度；120度
[填空题]55位置传感器在无刷直流电动机中起到什么作用？
对于两相导通星形三相六状态无刷直流电动机，如果采用光电式位置传感器，当其转子上有p对磁极时，如何设计位置传感器结构？
参考答案：
位置传感器在无刷直流电动机中的作用是检测转子磁极相对于定子绕组的位置信号，为逆变器提供正确的换相信息。
对于两相导通三相六状态无刷直流电动机，当其转子是多极时，应采用三个位置传感器，且三个位置传感器在空间应彼此相隔120°空间电角度，即120°/p空间几何角度，同时还必须保证位置传感器与绕组的对应位置正确。
[填空题]56分析无刷直流电动机利用原位置传感器进行反转控制的原理。
参考答案：
无刷直流电动机利用原位置传感器进行反转控制是通过改变逆变器功率开关的导通逻辑，使电枢各相绕组的导通顺序发生变化进而从而改变一相导通时的电流方向来改变电机转向的。
无刷直流电动机正转和反转时的控制逻辑正好相反。
[填空题]57开关磁阻电动机传动系统主要由四部分组成：
开关磁阻电动机、（）、（）和（）。
参考答案：
功率变换器；控制器；检测器
[填空题]58开关磁阻电动机的运行遵循（），通电后，磁路有向（）路径变化的趋势。
参考答案：
磁阻最小原理；磁阻最小
[填空题]59SRD的基本控制策略是什么？
参考答案：
基速以下，采用电流斩波控制（CCC）；基速以上，采用角度位置控制（APC）。
[填空题]60SR电动机通过改变相绕组的（）和（）即可改变电磁转矩的大小和方向，实现四象限运行。
参考答案：
通电位置或励磁位置；触发顺序
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