大工《微特电机及其控制》课程考试模拟试卷B答案

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大连理工大学网络教育学院

2011年2月份《微特电机及其控制》课程考试模拟试卷答案

考试形式：闭卷试卷类型：B

一、填空题（本大题共10小题，每小题2分，共20分）

1、逆变器

2、小

3、电流

4、功率变换器

5、低

6、30

7、混合式8、电流9、中间转子结构

10、非接触式

二、名词解释题（本大题共6小题，每小题4分，共24分）

1、APC控制——即角度位置控制模式，在SR电机高速运行时，通过调节开通角θon和关断角θoff的大小来

控制SR电机。

2、T法测速——通过测出相邻两个转子位置脉冲信号的时间间隔来计算转速的一种测速方法。

3、步进电动机的角度细分控制——又称为微步距控制，是步进电动机开环控制的新技术之一。所谓细分

控制就是把步进电机的步距角减小，把原来的一步再细分成若干步，这样，步进电机的

运动近似地变为匀速运动，并能使它在任何位置停步。

4、压电执行器——即超声波电动机，它利用压电材料的逆压电效应(即电致伸缩效应)，把电能转换为弹性

体的超声振动，并通过摩擦传动的方式转换成运动体的回转或直线运动。

5、动子——直线感应电机的运动部分，对应旋转感应电机的转子。

6、PID调节器——即比例、积分、微分调节器，是调速系统中转速环与电流环最常用的调节器。

三、简答题（本大题共4小题，每小题6分，共24分）

1、答：对于最常见的两相导通星形三相六状态工作方式，除了换相的瞬间之外，在任意时刻，电机总有一相绕组处于断电状态。当断电相绕组的反电动势过零点之后，再经过30︒电角度，就是该相的换相点。因此，只要检测到各相绕组反电动势的过零点，就可确定电机的转子位置和下次换流的时间。

评分要点：1）检测反电动势过零点3分

2）经过30︒电角度是换相点3分

2、答：行波型超声波电动机也是由定子(振动体)和转子(移动体)两部分组成，其定子由弹性体和压电陶瓷(PZT)构成；其转子为一个金属板。定子和转子在压力作用下紧密接触，为了减少定、转子之间相对运动产生的磨损，通常在二者之间(转子上)加一层摩擦材料。3分

它利用压电材料的逆压电效应(即电致伸缩效应)，把电能转换为弹性体的超声振动，并通过摩擦传动

的方式转换成运动体的回转或直线运动。 3分

3、答：引起无刷直流电动机转矩脉动的原因及减小其转矩脉动的措施有以下几点：

1) 电磁因素引起的转矩脉动，尽量增大极弧系数，采取集中绕组来减小。 1分 2) 换相引起的转矩脉动, 采用重叠换相控制来消除。

1分

3) 定子齿槽引起的转矩脉动,常用的措施是：采用定子斜槽或转子斜极,通过增大气隙或采用分数槽绕组来减少齿槽转矩脉动；采用无槽电机可完全消除齿槽转矩脉动。

2分 4) 电枢反应的影响,电机应选择瓦形或环形永磁体径向励磁结构，适当增大气隙。 1分 5) 机械工艺引起的转矩脉动,提高机械制造的工艺水平。

1分

4、答：开通角越小，电流上升越大，如图示。

3分 关断角越大，电流持续时间越长，如图示。

3分

四、计算题（本大题1小题，共12分）

解：（1）一个循环的通电顺序为

＋U ——→+U 、+V ——→+V ——→+V 、-U ——→-U ——→-U 、 -V ——→-V ——→-V 、+U

3分

（2）3603600.625728

b r Z N

θ︒︒=

==︒⨯

3分

（3）n=

b 606015000.625156.25r/m in 360360f θ⨯⨯︒

=

=︒

︒

3分 (4) 15000.625937.5i b N θθ==⨯︒=︒

3分

五、设计分析题（本大题1小题，共20分）

解：根据电机的相数和容量情况，采用电容分压型主电路，设计的功率变换器电路如图所示，电解电容C 1和C 2起到滤波及分压作用，而电阻R 2、R 3起到平衡两个电容上的电压及整个系统关闭时对电容放电的作用。

4分

开通角对相电流波形的影响

关断角对相电流波形的影响

4

4

功率变换器电路

6分

参数计算和选取：

直流侧的额定电流为

3

d 3010

63.9A 0.92510

N

dc

P I U η⨯=

=

=⨯ 3分 取允许过载倍数为2倍，则最大电流为I dm ＝2I d ＝2×63.9A ＝127.8A

3分 选择电压定额为1200V 、电流定额为150A 的IGBT 模块和快速二极管模块。 2分 取均匀电阻阻值R2=R3=50k Ω，功率5W 。取电解电容为3300μF ，耐压450V 。

2分