【正文】 電壓變成可調(diào)的直流電壓。如圖所示為脈寬調(diào)速原理示意圖。當(dāng)T不變時，只要改變導(dǎo)通時間t，就可以改變電樞兩端的平均電壓Ud。1交流變頻調(diào)速有哪幾種類型，各有什么特點？（１）開環(huán)控制開環(huán)控制的通用變頻器三相異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng)控制框圖如圖625所示。異步電動機存在轉(zhuǎn)差率，轉(zhuǎn)速隨負(fù)荷力矩變化而變動，即使目前有些變頻器具有轉(zhuǎn)差補償功能及轉(zhuǎn)矩提升功能，%的精度，所以采用這種V/F控制的通用變頻器異步機開環(huán)變頻調(diào)速適用于一般要求不高的場合，例如風(fēng)機、水泵等機械。雖說它是開環(huán)控制系統(tǒng)，但是大大提升了靜態(tài)精度和動態(tài)品質(zhì)。圖627 異步電機閉環(huán)控制變頻調(diào)速PG速度脈沖發(fā)生器矢量控制異步電機閉環(huán)變頻調(diào)速是一種理想的控制方式。當(dāng)Uru uc時，給上橋臂晶體管V1以導(dǎo)通信號，給下橋臂晶體管V4以關(guān)斷信號，則U相相對于直流電源假想中點N’的輸出電壓UUN’= Ud/2。V相和W相的控制方式和U相相同。像這種逆變電路相電壓（uUN’、uVN’和uWN’）只能輸出兩種電平的三相橋式電路無法實現(xiàn)單極性控制。+UVN39。（2)單極性調(diào)制的工作特點：每半個周期內(nèi)，逆變橋同一橋臂的兩個逆變器件中，只有一個器件按脈沖系列的規(guī)律時通時通時斷地工作，另一個完全截止；而在另半個周期內(nèi)，兩個器件的工況正好相反，流經(jīng)負(fù)載ZL的便是正、負(fù)交替的交變電流。uca=ucua)時，所得到的線電壓脈沖系列卻是單極性的。試分析半橋逆變電路的工作原理半橋逆變電路原理如圖636a所示，它有兩個導(dǎo)電臂，每個導(dǎo)電臂由一個可控元件和一個反并聯(lián)二極管組成。輸出電壓波形u0 為矩形波，其幅值為Um =Ud /2輸出電流i0 波形隨負(fù)載阻抗角而異。同樣，在t4 時刻給V2 關(guān)斷信號，給V1 導(dǎo)通信號后，V2 關(guān)斷，VD1 先導(dǎo)通續(xù)流，t5 時刻V1 才導(dǎo)通。反饋回的能量暫時儲存在直流側(cè)電容中，直流側(cè)電容起到緩沖這種無功能量的作用。t2 時刻給V1關(guān)斷信號，給V2 導(dǎo)通信號，但感性負(fù)載中的電流i0 不能立刻改變方向，于是VD2 導(dǎo)通續(xù)流。設(shè)電力晶體管Vl和V2 基極信號在一個周期內(nèi)各有半周正偏和反偏，且二者互補。1步進電動機是什么電機？它的驅(qū)動電路的功能是什么？伺服電機。調(diào)制波與載波的交點決定了逆變橋輸出相電壓的脈沖系列，此脈沖系列也是雙極性的，但是，由相電壓合成為線電壓(uab=uaub。31用SPWM進行交流變頻調(diào)速所對應(yīng)的傳統(tǒng)方法有哪些？各有什么特點？實施SPWM的基本要求單極性SPWM法]（1)調(diào)制波和載波：曲線①是正弦調(diào)制波，其周期決定于需要的調(diào)頻比kf，振幅值決定于ku,曲線②是采用等腰三角波的載波，其周期決定于載波頻率，振幅不變，等于ku=1時正弦調(diào)制波的振幅值，每半周期內(nèi)所有三角波的極性均相同(即單極性)?？梢钥闯?，當(dāng)臂1和6導(dǎo)通時，UUV = Ud，當(dāng)臂3和4導(dǎo)通時，UUV =―Ud，當(dāng)臂1和3或4和6導(dǎo)通時，Uuv=0，因此逆變器輸出線電壓由+Ud、Ud、0三種電平構(gòu)成?？梢钥闯?，這些波形都只有177。V1和V4的驅(qū)動信號始終是互補的。U、V和W三相的PWM控制通常公用一個三角波載波uc，三相調(diào)制信號U ru, U rv 和, U rw的相位依次相差1200。如果生產(chǎn)要求不是十分高的情形下，采用矢量變頻器無傳感器開環(huán)異步電機變頻調(diào)速是非常合適的，可以達到控制結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高的實效。對比圖625圖，兩者的差別僅在使用的變頻器不同。但是，由于是開環(huán)控制方式，其調(diào)速精度和動態(tài)響應(yīng)特性并不是十分理想。實際電路中，一般使用自關(guān)斷電力電子器件來實現(xiàn)上述的開關(guān)作用，如GTR、MOSFET、IGBT等器件。電樞兩端的平均電壓為：Ud=T1T0242。周波變流器——把固定的交流電壓和頻率變成可調(diào)的交流電壓和頻率。變流技術(shù)按其功能應(yīng)用可分成下列幾種變流器類型：整流器——把交流電變?yōu)楣潭ǖ模ɑ蚩烧{(diào)的）直流電。延遲時間的長短主要由功率開關(guān)器件的關(guān)斷時間決定。2/3）Ud，（177。負(fù)載相電壓UUN可由下式求得uUN=uUN’UUN39。Ud兩種電平。當(dāng)給V1（V4）加導(dǎo)通信號時，可能是V1（V4）導(dǎo)通，也可能二極管VD1（VD4）續(xù)流導(dǎo)通，這要由感性負(fù)載中原來電流的方向和大小來決定，和單相橋式逆變電路雙極性SPWM控制時的情況相同。U、V和W各相功率開關(guān)器件的控制規(guī)律相同，現(xiàn)以U相為例來說明。三相變磁阻式步進電動機，轉(zhuǎn)子齒數(shù)Z=100,雙拍制通電，要求電動機轉(zhuǎn)速為120r/min，輸入脈沖頻率為多少?步距角為多少?1簡述交流電動機變頻調(diào)速控制方案。盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，在機電一體化控制系統(tǒng)中還是具有較廣泛的應(yīng)用。盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，在機電一體化控制系統(tǒng)中還是具有較廣泛的應(yīng)用。直流伺服電動機的控制方式主要有兩種：一種是電樞電壓控制，即在定子磁場不變的情況下，通過控制施加在電樞繞組兩端的電壓信號來控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩；另一種是勵磁磁場控制，即通過改變勵磁電流的大小來改變定子磁場強度，從而控制電動機的轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩。電樞是直流伺服電動機中的轉(zhuǎn)動部分，故又稱轉(zhuǎn)子，它由硅鋼片疊成，表面嵌有線圈，通過電刷和換向片與外加電樞電源相連。其中磁極在工作中固定不動，故又稱定子。（3）、按控制原理分類按自動控制原理，伺服系統(tǒng)又可分為開環(huán)控制伺服系統(tǒng)、閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)控制伺服系統(tǒng)。（二）（15分）略共頁第 2 頁第五篇：機電一體化系統(tǒng)設(shè)計試題_6答案習(xí)題六答案什么是伺服控制？為什么機電一體化系統(tǒng)的運動控制往往是伺服控制？伺服控制系統(tǒng)是一種能夠跟蹤輸入的指令信號進行動作，從而獲得精確的位置、類型繁多，但從自動控制理論的角度來分析，伺服控制系統(tǒng)一般包括控制器、被控對象、執(zhí)行環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、比較環(huán)節(jié)等五部分。它們的任務(wù)是把微機輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量。量化過程（簡稱量化）就是用一組數(shù)碼（如二進制碼）來逼近離散模擬信號的幅值，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，由于計算機的數(shù)值信號是有限的，因此用數(shù)碼來逼近模擬信號是近似的處理方法。M=3, Z=100。，才能正確復(fù)現(xiàn)原信號。電樞兩端的平均電壓為：Ud=T1T0242。（2）泄漏電流低，對于測量放大器的輸入端無須提供偏流返回通路。二、簡答題機電一體化系統(tǒng)中的計算機接口電路通常使用光電耦合器，光電耦合器的作用有哪些？什么是三相六拍通電方式？簡述PWM脈寬調(diào)速原理。4．.實現(xiàn)步進電動機通電環(huán)形分配的三種常用方法是、。3的等效動慣量，盡可能提高加速能力。機電一體化系統(tǒng)設(shè)計的考慮方法通常有：機電互補法、結(jié)合（融合）法和結(jié)合法。試確定齒輪減速比i。試求：(1)剛輪固定時柔輪的轉(zhuǎn)速n1；(2)柔輪固定時剛輪的轉(zhuǎn)速n2。四、分析題。15．交流異步電動機的轉(zhuǎn)速與電源頻率、磁極對數(shù)和（）有關(guān)。6．摩擦對伺服系統(tǒng)的影響主要有：引起動態(tài)滯后、降低系統(tǒng)的響應(yīng)速度、導(dǎo)致系統(tǒng)誤差和（）。，按“等效轉(zhuǎn)動慣量最小”原則來確定的各級傳動比，從高速級到低速級，其傳動比是逐級增大的，而且級數(shù)越多，總等效慣量越（）。 D．100 ()。WU174。