国开电大《数控机床电气控制》形考任务作业3答案

数控机床电气控制形成性作业3
(第4章)
一、单选题
1.主轴提供切削过程中的转矩和功率，主轴电动机一般使用（ B ）。
（A）直流伺服电动机
（B）笼型异步电动机
（C）步进电动机
2. 正弦波脉宽调制(SPWM)变频器的工作原理中运用了：冲量(窄脉冲的面积)相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果（ B ）这一采样控制理论重要结论。
（A）不同
（B）基本相同
（C）无关
3. 位置检测装置按检测量的测量基准，可分为（ A ）和增量式测量。
（A）绝对式
（B）直接测量
（C）回转型
4. 旋转编码器是一种（B ）检测装置，在数控机床中得到了广泛的使用。
（A）直线位移
（B）角位移
（C）短距离直线位移
5. 传统的继电接触器控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少，目前大都用（ A ）取代。
（A）可编程序控制器
（B）数控装置
（C）通用计算机
6. 按CNC装置中各印刷电路板的插接方式可以分为（ C ）和功能模块式结构。
（A）专用型结构
（B）个人计算机式结构
（C）大板式结构
7.（ C）是一种将电脉冲信号转换为机械角位移的机电执行元件。
（A）交流电动机
（B）直流电动机
（C）步进电动机
8.（　A　）又称无触点行程开关,当运动着的物体在一定范围内与之接近时，它就会发生物体接近而“动作”的信号，以不直接接触方式检测运动物体的位置。
（A）接近开关
（B）按钮开关
（C）组合开关
9. 位置检测元件不直接安装在进给坐标的最终运动部件上，而是中间经过机械传动部件的位置转换(称为间接测量)，亦即，坐标运动的传动链有一部分在位置闭环以外，这种伺服系统称为（B ）。
（A）开环伺服系统
（B）半闭环系统
（C）闭环伺服系统
二、判断题（对认为正确的题标注“√”、错题标注“×”）
1. 在光电编码器的里圈里还有一条透光条纹C(零标志刻线)，用以每转产生一个脉冲，该脉冲信号又称零标志脉冲，作为测量基准。（√ ）
2. 数控机床位置检测装置的分辨率与数控机床的分辨率精度是相同的。（× ）
3. 接近开关多为三线制。三线制接近开关有二根电源线（通常为24V）和一根输出线。（√ ）
4. 电器元件布置图是用规定的图形符号，根据原理图，按各电器元件相对位置绘制的实际接线图。（ ×）
5. 屏蔽技术利用金属材料制成容器，将需要防护的电路或线路包在其中，可以防止电场或磁场的耦合干扰。（√ ）
三、简答题
1. 正弦波脉宽调制(SPWM)变频器采用的重要理论基础是什么？
答：在采样控制理论中有一个重要结论，冲量(窄脉冲的面积)相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。电动机就是一个惯性的环节，该结论是SPWM控制的重要理论基础。
2. 步进电动机的环形脉冲分配器的作用是什么？
答：环形脉冲分配器是用于控制步进电动机的通电方式的，其作用是将CNC装置送来的一系列指令脉冲按照一定的循环规律依次分配给电动机的各相绕组，控制各相绕组的通电和断电。
四、分析题
三相反应式步进电动机的结构及工作原理如图所示，请回答步进电动机主要由哪几部分组成；并简要分析三相反应式步进电动机的工作原理。
步进电动机的图结构及工作原理简图
答：三相反应式步进电动机由转子、定子及定子绕组所组成。定子上有六个均布的磁极，直径方向相对的两个极上的线圈串联，构成电动机的一相控制绕组。
上图右所示为反应式步进电动机工作原理示意图。其定子、转子是用硅钢片等软磁材料制成的，定子上有A、B、C三对磁极，分别绕有A、B、C三相绕组。三对磁极在空间上相互错开120°。转子上有4个齿，无绕组，它在定子磁场中被磁化而呈现极性。
当定子A相绕组通电时，形成以A-A′为轴线的磁场，转子受磁场拉力作用而产生转矩，使转子的1、3齿和定子的A—A’极对齐，如图b)所示；当A相断电、B相绕组通电时，以B-B′为轴线的磁场使转子的2、4齿和定子的B-B′极对齐，转子将在空间逆时针转过30°角；当B相断电，C相绕组通电时， 以C-C′为轴线的磁场使转子的1、3齿和定子的C-C′极对齐，转子将在空间又逆时针转过30°角。如此按A→B→C→A的顺序通电，转子就会不断地按逆时针方向转动；如按A→C→B→A的顺序通电，转子就会不断地按顺时针方向转动。
从一相通电换到另一相通电，叫一拍；每一拍转子转动一步，每步转过角度叫步距角，用α表示。