鑒定范圍4自動(dòng)控制知識(shí)完

1、鑒定范圍4 自動(dòng)控制知識(shí)鑒定點(diǎn)1 自動(dòng)控制原理的基本概念鑒定要求：1. 熟悉自動(dòng)控制系統(tǒng)的組成。 2.掌握自動(dòng)控制系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)。問：何謂自動(dòng)控制系統(tǒng)？常見自動(dòng)控制系統(tǒng)分為幾類？答：自動(dòng)控制是在人為規(guī)定的目標(biāo)下，不需人的直接參與，系統(tǒng)能自動(dòng)完成規(guī)定的動(dòng)作和任務(wù)，能夠完成自動(dòng)控制目標(biāo)的系統(tǒng)稱為自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)分為開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)兩大類。開環(huán)控制是指在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，將各個(gè)環(huán)節(jié)連接起來，組成完整的一套系統(tǒng)。開環(huán)系統(tǒng)的特點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，為了保證一定的控制精度，系統(tǒng)必須采用高精度元件，對(duì)干擾產(chǎn)生的誤差不能自動(dòng)修正，不存在穩(wěn)定問題。閉環(huán)控制就是將被控對(duì)象的部分或全部輸出量反饋到輸入端與給

2、定量進(jìn)行比較，從而對(duì)輸出量進(jìn)行調(diào)整。閉環(huán)控制具有的特點(diǎn)是：閉環(huán)系統(tǒng)需用反饋元件組成反饋環(huán)環(huán)節(jié)；系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)節(jié)；系統(tǒng)存在穩(wěn)定問題。自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)常用的指標(biāo)有：（1）靜態(tài)指標(biāo)1）調(diào)速范圍 調(diào)速范圍是指電動(dòng)機(jī)工作在額定負(fù)載時(shí)，電動(dòng)機(jī)所能達(dá)到的最高轉(zhuǎn)速nmax與最低轉(zhuǎn)速nmin之比，即D=2）靜差率 它反映了電動(dòng)機(jī)在負(fù)載轉(zhuǎn)矩變化時(shí)轉(zhuǎn)速變化的程度，即電動(dòng)機(jī)由理想空載變?yōu)闈M載時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速降落n與理想空載轉(zhuǎn)速n0之比的百分?jǐn)?shù)，即S=×100%調(diào)速范圍與靜差率之間有著密切的聯(lián)系，當(dāng)系統(tǒng)的機(jī)械特性硬度一定時(shí)，對(duì)靜差率的要求越高，（S越?。?，允許的調(diào)整范圍D就越小。如果靜差率S一定，則擴(kuò)大調(diào)速范圍D的唯

3、一途徑是減少轉(zhuǎn)速降落n。因此，調(diào)速系統(tǒng)應(yīng)解決的問題是減少轉(zhuǎn)速降落，使轉(zhuǎn)速保持不變，從而在要求的靜差率條件下擴(kuò)大電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍。（2）動(dòng)態(tài)指標(biāo) 穩(wěn)定性是指調(diào)速系統(tǒng)中，在外界干擾消失后系統(tǒng)能由初始偏差狀態(tài)返回原來平衡狀態(tài)的性能。動(dòng)態(tài)指標(biāo)主要包括超調(diào)量、調(diào)整時(shí)間和振蕩次數(shù)三個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)。其中最大超調(diào)量反映了系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定性，最大超調(diào)量越小，說明系統(tǒng)的相對(duì)穩(wěn)定的越好。調(diào)整時(shí)間反映系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)的快慢程度。振蕩次數(shù)反映系統(tǒng)達(dá)到家穩(wěn)定狀態(tài)的性能。試題選解：開環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)偏差時(shí)，系統(tǒng)將（ ）。（A） 不能消除偏差 （B）完全能消除偏差（C）能消除偏差的1/3 （D）能消除偏差的1/2解：由于不存在負(fù)

4、反饋，開環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)在出現(xiàn)偏差時(shí)，系統(tǒng)將不能消除偏差。所以正確答案應(yīng)選A。鑒定點(diǎn)2 具有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的基本原理鑒定要求：1. 熟悉轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的組成。 2.掌握轉(zhuǎn)速負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。問：何謂轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)？其工作原理如何？答：轉(zhuǎn)速負(fù)反饋是指調(diào)速系統(tǒng)將轉(zhuǎn)速信號(hào)變換成電壓信號(hào)后反饋至輸入端，進(jìn)而改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，故稱為轉(zhuǎn)速負(fù)反饋。如圖41所示為直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的電路圖。該系統(tǒng)主要由給定電壓環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)速負(fù)反饋環(huán)節(jié)、放大器和觸發(fā)脈沖發(fā)生器及主電路四部分組成。 圖41 直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的電路圖系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)速過程如下：（1）假定給定電壓Ug

5、一定，電動(dòng)機(jī)在與Ug相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，轉(zhuǎn)速負(fù)反饋電壓為Uf，偏差電壓為U=Ug-Uf，U直接加到三極管V1的輸入端，V1管的輸出電壓加到V2管的基極，使V2管的集電極電流恒定在某一數(shù)值上，該電流即是電容器C9的充電電流，電容器C9的充電速度決定了單結(jié)晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，即決定了晶閘管控制角的大小，從而決定了晶閘管輸出電壓平均值Ua，電動(dòng)機(jī)在該電壓對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。當(dāng)U發(fā)生變化時(shí)，單結(jié)晶體管導(dǎo)通的時(shí)間隨之變化，從而使晶閘管輸出電壓Ua也發(fā)生變化，達(dá)到自動(dòng)調(diào)速的目的。當(dāng)系統(tǒng)受到外界干擾時(shí)，如負(fù)載轉(zhuǎn)矩增加，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速n將下降，反饋電壓Uf減小，U增加，V1的集電極電位下降，V2的集電極電流增加，電

6、容C9的充電速度加快，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖的時(shí)刻提前，控制角減小，晶閘管輸出的電壓增大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速回升，使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速基本不變。上述過程可以表示為：TnufUUan反之，若負(fù)載轉(zhuǎn)矩減小，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高，通過系統(tǒng)內(nèi)部調(diào)整，可以使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降。帶有無靜差調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋如圖42所示。 圖4-2 帶有PI調(diào)節(jié)器的無靜差調(diào)速系統(tǒng)該系統(tǒng)的特點(diǎn)是：采用了比例積分調(diào)節(jié)器，簡(jiǎn)稱PI調(diào)節(jié)器，使系統(tǒng)在擾動(dòng)的作用下，通過PI調(diào)節(jié)器的調(diào)節(jié)作用使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到靜態(tài)無差，從而實(shí)現(xiàn)了靜態(tài)無差。無靜差調(diào)速系統(tǒng)中，積分調(diào)節(jié)器的比例部分使動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較快，積分部分使系統(tǒng)消除靜差。試題選解：轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)反饋元件和給定電壓造

7、成的轉(zhuǎn)速降落（ ）補(bǔ)償能力。（A）沒有 （B）有 （C）對(duì)前者有補(bǔ)償能力，對(duì)后者無 （D）對(duì)前者無補(bǔ)償能力，對(duì)后者有解：轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)對(duì)檢測(cè)反饋元件和給定電壓造成的轉(zhuǎn)速降落沒有補(bǔ)償能力。所以正確答案應(yīng)選A。鑒定點(diǎn)3 具有電壓負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的基本原理鑒定要求：1. 熟悉電壓負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的組成。 2.掌握電壓負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。問：電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)有哪些？答：在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)負(fù)載增加時(shí)直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)下降，轉(zhuǎn)速下降的原因是電動(dòng)機(jī)電流增大，導(dǎo)致電源內(nèi)阻上的電壓降、電動(dòng)機(jī)電樞繞組上的電壓降和電動(dòng)機(jī)換向繞組上的電壓降增大的緣故。如果采用電壓負(fù)反饋

8、來補(bǔ)償電源內(nèi)阻上電壓降的變化，當(dāng)電樞壓降可以忽略時(shí)，也可基本上維持電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速恒定。電壓負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)速系統(tǒng)如圖43所示。其工作原理如下：當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，轉(zhuǎn)矩T增大，則電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，而電樞回路的電流Ia將增加，它導(dǎo)致電源內(nèi)阻R0上的電壓降IoR0將增加，即n1增加，使電樞電壓Ua下降，與Ua成比例的反饋電壓隨之下降，U增加，Uk下降，使控制角前移，晶閘管輸出電壓Uao上升，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速得到一定的補(bǔ)償。上述過程可以表示為：TIaIaR0UaUfUUaonn圖43 具有電壓負(fù)反饋?zhàn)詣?dòng)調(diào)速的電路圖電壓負(fù)反饋系統(tǒng)的被控制量是電動(dòng)機(jī)的端電壓Ua，因而它只能維持電樞電壓Ua基本不變。所以當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，由

9、于負(fù)載電流Ia在電動(dòng)機(jī)電樞電阻上產(chǎn)生的壓降IaRa所引起的轉(zhuǎn)速降落n2沒有得到補(bǔ)償，故電壓負(fù)反饋的效果不如轉(zhuǎn)速負(fù)反饋好。一般在調(diào)速范圍D10，靜差率S大于15%時(shí)，可使用這種系統(tǒng)。試題選解：電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)是通過穩(wěn)定直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓來達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的目的，其原理是電樞電壓的變化與（ ）。（A）轉(zhuǎn)速的變化成正比 （B）轉(zhuǎn)速的變化成反比（C）轉(zhuǎn)速變化的平方成正比 （D）轉(zhuǎn)速變化的平方成反比解：電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)是通過穩(wěn)定直流電動(dòng)機(jī)電樞電壓來達(dá)到穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的目的，其原理是電樞電壓的變化與轉(zhuǎn)速的變化成正比。所以正確答案應(yīng)選A。鑒定點(diǎn)4 具有電壓負(fù)反饋和電流正反饋調(diào)速系統(tǒng)的基本原理鑒定要求：1. 熟悉電

10、壓負(fù)反饋和電流正反饋調(diào)速系統(tǒng)的組成。 2.掌握電壓負(fù)反饋和電流正反饋調(diào)速系統(tǒng)的工作原理。問：電壓負(fù)反饋和電流正反饋調(diào)速系統(tǒng)的工作原理？答：電壓負(fù)反饋系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速降落較大，即靜特性不夠理想。這是因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)電樞電阻上的電壓降所引起的轉(zhuǎn)速降落n2未得到補(bǔ)償。為了補(bǔ)償電樞電阻壓降IaRa，在電壓負(fù)反饋的基礎(chǔ)之上增加一個(gè)電流正反饋環(huán)節(jié)。電壓負(fù)反饋和電流正反饋調(diào)速系統(tǒng)電路圖如圖4-4所示。電流正反饋環(huán)節(jié)的工作原理如下：假設(shè)電動(dòng)機(jī)在某轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)，若負(fù)載的轉(zhuǎn)矩增大，除電壓負(fù)反饋起作用外，電流正反饋也起作用。電流正反饋電阻R3上的電壓降為IaR3，從電壓極性可以看到：U=Ug-Uf+Ui，其中Ui=IaR3就是電

11、流正反饋信號(hào)?，F(xiàn)在由于負(fù)載增加引起Ui的增加和Uf的減小，使偏差電壓U增加，從而導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速回升。上述過程表述如下：Tn IaIRUiUUn圖4-4 電壓負(fù)反饋和電流正反饋調(diào)速系統(tǒng)電路圖很明顯，在負(fù)載增加時(shí)，電流正反饋引起的轉(zhuǎn)速補(bǔ)償其實(shí)是轉(zhuǎn)速升而非轉(zhuǎn)速降，目的是補(bǔ)償電樞壓降IaRa所產(chǎn)生的n2。如果參數(shù)配合得使電流正反饋引起的轉(zhuǎn)速升不僅補(bǔ)償n2，也補(bǔ)償n1，那么就可使轉(zhuǎn)速降n=0。這種補(bǔ)償稱為全補(bǔ)償，實(shí)際上一般總是將電流正反饋調(diào)整的弱一些，以使系統(tǒng)可靠地工作。電流正反饋反映的物理量是電動(dòng)機(jī)負(fù)載的大小，而不是被調(diào)整量電壓或轉(zhuǎn)速的大小。因此，電流正反饋的實(shí)質(zhì)是根據(jù)負(fù)載變化的大小，適當(dāng)調(diào)整控制電壓

12、，以抵消負(fù)載變化而引起的轉(zhuǎn)速降。從這個(gè)意義上講，電流正反饋環(huán)節(jié)是一種補(bǔ)償環(huán)節(jié)，而不是反饋環(huán)節(jié)。試題選解：在負(fù)載增加時(shí)，電流正反饋引起的速度補(bǔ)償其實(shí)是轉(zhuǎn)速（ ）。（A）上升 （B）下降 （C）上升一段然后下降 （D）下降一段然后上升解：在負(fù)載增加時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降，電流正反饋引起的速度補(bǔ)償其實(shí)是轉(zhuǎn)速上升。所以正確答案應(yīng)選A。鑒定點(diǎn)5 具有電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的基本原理鑒定要求：1. 熟悉電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的組成。 2.掌握電流截止負(fù)反饋的直流調(diào)速系統(tǒng)的原理。問：電流截止負(fù)反饋的調(diào)速系統(tǒng)基本原理有哪些？答：為了使過硬的靜特性調(diào)速系統(tǒng)，不出現(xiàn)嚴(yán)重后果，如電動(dòng)機(jī)負(fù)載突然增大，或由于機(jī)

13、械部分被卡住時(shí)，主電路的電樞電流將會(huì)增大到危險(xiǎn)的程度。所以系統(tǒng)應(yīng)采取措施，保證在正常工作范圍內(nèi)，系統(tǒng)具有很硬的靜特性，而當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，系統(tǒng)將具有很軟的靜特性。這樣當(dāng)電動(dòng)機(jī)過載時(shí)，其轉(zhuǎn)速將迅速下降直到堵轉(zhuǎn)為止，且使電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流也不超過電動(dòng)機(jī)的允許電流，這種措施就是電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)。電流截止負(fù)反饋的基本思路是：當(dāng)電流還沒有達(dá)到規(guī)定值時(shí)，該環(huán)節(jié)在系統(tǒng)中不工作，一旦電流達(dá)到和超過規(guī)定值時(shí)，該環(huán)節(jié)立即起作用，使電流的增加受到限制。具有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)如圖45所示。 圖45 具有轉(zhuǎn)速負(fù)反饋和電流截止負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)電路圖當(dāng)電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)起主導(dǎo)作用時(shí)的自動(dòng)調(diào)速過程如下： Ia=I

14、aUfiUUa限制電流過大 -轉(zhuǎn)速急劇下降 n=通常，電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流整定值應(yīng)小于晶閘管允許的最大電流，大約為電動(dòng)機(jī)額定電流的22.5倍，即ID=（22.5）IN。應(yīng)用電流截止負(fù)反饋后，雖然限制了最大電流，但在主回路還必須接入快速熔斷器，以防止短路。若要求系統(tǒng)獲得較好的挖掘機(jī)特性，必須使兩個(gè)電流ID與IB之差I(lǐng)越小越好，使靜特性接近矩形。I=IDIB=要使I減小，則應(yīng)將電阻R3增大，但R3太大，將導(dǎo)致工作段特性變軟，故可采用增設(shè)電流負(fù)反饋信號(hào)放大器，將電流負(fù)反饋電壓Uf放大若干倍，再反饋到調(diào)節(jié)器的輸入端，以提高下垂特性的陡度。最后，對(duì)電流負(fù)反饋的截止方法也可以不用比較電壓，而用在反饋回路中對(duì)接

15、一個(gè)穩(wěn)壓管來實(shí)現(xiàn)，如圖46所示。 圖4-6 利用穩(wěn)壓管來獲得電流截止負(fù)反饋試題選解：帶有電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的調(diào)速系統(tǒng)，為了使電流截止負(fù)反饋參與調(diào)節(jié)后機(jī)械特性曲線下垂段更陡一些，應(yīng)把反饋取樣電阻阻值選得（ ）。（A）大一些 （B）小一些 （C）接近無窮大 （D）零解：帶有電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)的調(diào)速系統(tǒng)，為了使電流截止負(fù)反饋參與調(diào)節(jié)后機(jī)械特性曲線下垂段更陡一些，應(yīng)把反饋取樣電阻選得大一些。所以正確答案選A。鑒定點(diǎn)6 速度和電流雙閉環(huán)的直流調(diào)速系統(tǒng)的基本原理鑒定要求：1. 熟悉速度和電流雙閉環(huán)的直流調(diào)速系統(tǒng)的組成。 2.掌握速度和電流雙閉環(huán)的直流調(diào)速系統(tǒng)的組成。問：速度和電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的基本原理有

16、哪些？答：速度和電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有兩個(gè)積分調(diào)節(jié)器，一個(gè)是電流調(diào)節(jié)器，另一個(gè)是速度調(diào)節(jié)器。由電流負(fù)反饋環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)稱為電流環(huán)，由速度負(fù)反饋環(huán)節(jié)組成的閉環(huán)稱為速度環(huán)。轉(zhuǎn)速負(fù)反饋比例積分調(diào)節(jié)器的輸出就是電流負(fù)反饋比例積分調(diào)節(jié)器的輸入，最后用比例調(diào)節(jié)器的輸出控制觸發(fā)脈沖，雙閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)電路圖如圖47所示。電流調(diào)節(jié)器的主要作用是穩(wěn)定電流。電流環(huán)自動(dòng)調(diào)節(jié)過程如下：IaUi>0UkUaIa - 直到Ui=0電流環(huán)穩(wěn)定電流的作用不僅能自動(dòng)限制最大電流，而且也能有效地抑制電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響。 圖4-7 雙閉環(huán)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)電路圖速度調(diào)節(jié)器的主要作用是保持轉(zhuǎn)速穩(wěn)定，并最后消除靜差。穩(wěn)定時(shí)，速度調(diào)節(jié)器輸

17、入端的電壓U= UgUf= Ugn=0。所以，穩(wěn)態(tài)時(shí)n=，當(dāng)Ug不變時(shí)，速度調(diào)節(jié)器的自動(dòng)調(diào)節(jié)過程如下：nU>0-UsUi0UkUa Ian -直到Ui=0- -直到Ui=0- -在調(diào)節(jié)過程中，會(huì)看到一個(gè)矛盾現(xiàn)象：nIa，電流環(huán)力圖保持電流穩(wěn)定，必將影響轉(zhuǎn)速上升；但由于速度是外環(huán)，電流環(huán)的作用相當(dāng)于速度環(huán)內(nèi)部的一種擾動(dòng)，不起主導(dǎo)作用，依靠速度調(diào)節(jié)器最后仍能消除轉(zhuǎn)速偏差。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)啟動(dòng)分為三個(gè)階段，即電流上升階段、恒流升速階段和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。（1）電流上升階段 啟動(dòng)開始，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n從零開始逐步增速，U一直處于較大的數(shù)值，使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出很快達(dá)到最大，而且始終保持在最大值。利用電流環(huán)的

18、追隨作用，Ia很快達(dá)到最大值。（2）恒流上速階段 由于轉(zhuǎn)速上升還未達(dá)到給定值，所以UfUg，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的處于開環(huán)狀態(tài)，輸出Us=Usm不變。當(dāng)電樞電流達(dá)到最大值時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)變上升，反電動(dòng)勢(shì)E上升，主回路電流開始下降，但電流調(diào)節(jié)器又將電樞電流調(diào)到最大值，轉(zhuǎn)速又上升，這樣反復(fù)進(jìn)行，可以使電樞電流基本上保持最大值。在這一階段，電流調(diào)節(jié)器不能在限幅下工作，即不能工作在飽滿狀態(tài)。（3）轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段 當(dāng)電動(dòng)機(jī)上升到給定轉(zhuǎn)速后，就進(jìn)入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。這時(shí)，U=0，但轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器輸出電壓仍為Usm，所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速仍在加速運(yùn)行。當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于給定轉(zhuǎn)速后，Uf Ug，則U0，調(diào)節(jié)器出現(xiàn)負(fù)偏差。輸出電壓Usm下降到線

19、性區(qū)，成為Us，使得電流調(diào)節(jié)器的輸入電壓Ui0，使Uk下降，調(diào)節(jié)器使電樞電流下降，電流從最大值下降，電磁轉(zhuǎn)矩減小，只要電磁轉(zhuǎn)矩下降到未和轉(zhuǎn)軸負(fù)載轉(zhuǎn)矩相等，電動(dòng)機(jī)仍在加速，只不過加速度變小了，但晶閘管的輸出電壓及電流已被下調(diào)，當(dāng)電流下降到使電磁轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速開始下降，一直降到給定轉(zhuǎn)速值，最后使系統(tǒng)穩(wěn)定下來，系統(tǒng)啟動(dòng)過程結(jié)束。該系統(tǒng)的特點(diǎn)是：調(diào)速性能好，啟動(dòng)時(shí)間短，過渡過程快，抗干擾能力強(qiáng)。兩個(gè)調(diào)節(jié)器必須分別計(jì)算和調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)時(shí)應(yīng)先調(diào)內(nèi)環(huán)，后調(diào)外環(huán)。另外系統(tǒng)沒有必要采用電流截止負(fù)反饋環(huán)節(jié)。試題選解：帶有速度、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在啟動(dòng)時(shí)速度調(diào)節(jié)器處于（ ）狀態(tài)。（A）調(diào)節(jié) （B）零

20、（C）截止 （D）飽和解：帶有速度、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在啟動(dòng)時(shí)速度調(diào)節(jié)器處于飽和狀態(tài)，所以正確答案應(yīng)選D。鑒定點(diǎn)7 位置移動(dòng)數(shù)字顯示系統(tǒng)（光柵、磁柵、感應(yīng)同步器）的原理鑒定要求：1. 熟悉位置移動(dòng)數(shù)字顯示系統(tǒng)的組成。 2.掌握位置移動(dòng)數(shù)字顯示系統(tǒng)的工作原理。問：位置數(shù)字顯示系統(tǒng)由哪幾部分組成？其原理如何？答：位置數(shù)字顯示檢測(cè)裝置是用于一些部件的距離位移或角度位移進(jìn)行測(cè)量，并把機(jī)械位移經(jīng)過“模一數(shù)”轉(zhuǎn)換，以數(shù)字形式顯示出來的一種裝置。數(shù)顯裝置一般由檢測(cè)器件、數(shù)顯表兩部分組成。常用的檢測(cè)器件有感應(yīng)同步器、光柵和磁柵等。（1）光柵 光柵按形狀可分為長(zhǎng)光柵和圓光柵。長(zhǎng)光柵用于直線位移測(cè)量，因而又稱為

21、直線光柵。圓光柵用于角位移測(cè)量。光柵由標(biāo)尺光柵和指示光柵組成。光柵是在透明的玻璃或不透明但具有強(qiáng)反射能力的基體上，均勻地刻劃間距、寬度相等的條紋。光柵傳感器由光源、聚光鏡、光柵副、光電元件組成。如圖48所示。把二光刪的刻劃面相對(duì)疊合在一起，中間留有很小的間隙，并使兩柵線間保持很大夾角。在刻線的重合處，光從縫隙中透過形成亮帶；在刻線的彼此錯(cuò)開處，由于相互擋光作用而成暗帶。這種亮帶和暗帶形成明暗相間的條紋，稱為莫爾條紋。 圖4-8 黑白透射光柵傳感器光路 1光源 2聚光鏡 3主光柵 4指示光柵 5光電元件莫爾條紋的特點(diǎn)是：1） 起放大作用。莫爾條紋的節(jié)距將光柵柵距放大了若干倍。K=2） 莫爾條紋的

22、移動(dòng)與柵距的移動(dòng)成比例。3） 起均化誤差的作用。（2）磁柵 磁柵是一種錄有等節(jié)距磁化信號(hào)的磁性標(biāo)尺和磁盤，可用于數(shù)控系統(tǒng)的位置測(cè)量，其錄磁和拾磁原理與普通磁帶相似。在檢測(cè)過程中，磁頭讀取磁性標(biāo)尺上的磁化信號(hào)并把它轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，然后通過檢測(cè)電路把磁頭相對(duì)于磁尺的位置送微機(jī)或數(shù)顯。磁柵按其結(jié)構(gòu)分為線型、尺型和旋轉(zhuǎn)型三種。磁柵測(cè)量裝置由磁性標(biāo)尺、拾磁標(biāo)尺和測(cè)量電路組成。磁柵的工作過程如圖49所示。它有兩組繞組N1和N2。N1為勵(lì)磁繞組，N2為感應(yīng)輸出繞組。在勵(lì)磁繞組中通入交變的勵(lì)磁電流，使磁心的可飽和部分在每周內(nèi)兩次被電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)飽和，這時(shí)磁心的磁阻很大，磁柵上的漏磁通就不能由鐵心通過輸出繞組產(chǎn)

23、生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。只有在勵(lì)磁電流每周兩次過零時(shí)，可飽和的鐵心不被飽和，磁柵上的漏磁通才能通過輸出繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的頻率為勵(lì)磁電流頻率的兩倍，而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的包絡(luò)線反映了磁頭與磁尺的位置關(guān)系。 圖4-9 磁柵傳感器示意圖 1磁頭 2磁柵 3讀出信號(hào)波形（3）感應(yīng)同步器 感應(yīng)同步器是用來測(cè)量直線或轉(zhuǎn)角位移的一種位置檢測(cè)器件。測(cè)量直線位置的有直線感應(yīng)同步器、測(cè)量轉(zhuǎn)角的有圓感應(yīng)同步器。直線式感應(yīng)同步器和圓感應(yīng)同步器的結(jié)構(gòu)如圖4-10所示。 圖4-10 感應(yīng)同步器示意圖 1定尺 2定尺繞組 3滑尺 4滑尺的正弦繞組 5滑尺的余弦繞組 6定子 7定子的正弦繞組 8定子的余弦繞組 9轉(zhuǎn)子 10轉(zhuǎn)子繞

24、組直線式感應(yīng)同步器一般由定尺和滑尺組成。兩個(gè)尺都是在鋼基、鉛基等金屬材料或玻璃等非金屬材料為基板的敷銅板上，經(jīng)過腐蝕成不同的繞組而制成，外層有保護(hù)漆和鋁箔，防止繞組腐蝕和靜電干擾。在感應(yīng)同步器的定尺上制有節(jié)距為2mm的連接繞組。在滑尺上印有正弦和余弦兩相繞組。兩尺組裝時(shí)平行放置，并保持0.25mm間隙。將滑尺上一相繞組與定尺繞組對(duì)正，另一繞組與定尺繞組在空間上相差1/4節(jié)距。當(dāng)滑尺的繞組接入勵(lì)磁電壓時(shí)，在定尺繞組中會(huì)感應(yīng)出電壓。感應(yīng)同步器就是得用這個(gè)感應(yīng)電壓進(jìn)行位置檢測(cè)的，其工作狀態(tài)根據(jù)勵(lì)磁供電方式分為鑒幅工作狀態(tài)和鑒相工作狀態(tài)兩種。試題選解：在標(biāo)尺光柵移動(dòng)過程中，光電元件接收到的光通量忽強(qiáng)忽

25、弱，于是產(chǎn)生了近似（ ）的電流。（A）方波 （B）正弦波 （C）鋸齒波 （D）梯形波解：在標(biāo)尺光柵移動(dòng)過程中，光電元件接收到的光通量忽強(qiáng)忽弱于是產(chǎn)生了近似正弦波的電流，所以正確答案應(yīng)選B。鑒定點(diǎn)8位置移動(dòng)數(shù)字顯示系統(tǒng)（光柵、磁柵、感應(yīng)同步器）的應(yīng)用知識(shí)鑒定要求：1. 熟悉光柵和磁柵及感應(yīng)同步器的主要技術(shù)參數(shù)。 2.掌握光柵和磁柵及感應(yīng)同步器的基本應(yīng)用。問：光柵和磁柵及感應(yīng)同步器的主要技術(shù)參數(shù)有哪些？光柵和磁柵及感應(yīng)同步器的基本應(yīng)用？答：光柵和磁柵及感應(yīng)同步器主要技術(shù)參數(shù)見下表4-1： 表4-1 光柵和磁柵及感應(yīng)同步器主要技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)名稱動(dòng)態(tài)范圍精度分辨率光柵301000mm0.110m磁柵

26、120m1m感應(yīng)同步器0.240m2.5m0.1m光柵傳感器的測(cè)量精度很高，測(cè)量范圍長(zhǎng)達(dá)數(shù)十米，抗干擾能力強(qiáng)。近年來制成了很多光柵式測(cè)量長(zhǎng)度或轉(zhuǎn)角的計(jì)量?jī)x器，并成功地將光柵作為數(shù)控機(jī)床的檢測(cè)元件，用于精密機(jī)床和儀器的精密定位、長(zhǎng)度檢測(cè)及速度、加速度、振動(dòng)和爬行的測(cè)量。磁頭、磁尺與專用的磁柵數(shù)顯表配合，可用來檢測(cè)機(jī)械位移量，隨著微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，已推廣使用微機(jī)數(shù)顯表。感應(yīng)同步器的應(yīng)用十分廣泛，它與數(shù)字位置顯示裝置配合，能快速地進(jìn)行各種位置的精密測(cè)量，并進(jìn)行數(shù)字顯示。它與相應(yīng)電氣控制系統(tǒng)組成位置伺服控制系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的半自動(dòng)化和全自動(dòng)化，在同步感應(yīng)器上配置微處理機(jī)，進(jìn)一步提高了數(shù)字顯示功能及位

27、移檢測(cè)的可靠性。試題選解：感應(yīng)同步器的主要技術(shù)參數(shù)有動(dòng)態(tài)范圍、精度、分辨率，其中動(dòng)態(tài)范圍為（ ）。（A）0.240m （B）0.220m （C）0.340m （D）0.320m解：感應(yīng)同步器的主要技術(shù)參數(shù)有動(dòng)態(tài)范圍、精度、分辨率，其中動(dòng)態(tài)范圍為0.240m。所以正確答案應(yīng)選A。鑒定點(diǎn)9 位置移動(dòng)數(shù)字顯示系統(tǒng)（光柵、磁柵、感應(yīng)同步器）調(diào)整的基本知識(shí)鑒定要求：掌握感應(yīng)同步器的安裝要求。問：感應(yīng)同步器的安裝要求有哪些？答：感應(yīng)同步器的安裝要求如下：（1）定尺測(cè)母線與機(jī)床導(dǎo)軌基準(zhǔn)面A的不平行度允差0.1mm/全長(zhǎng)，定尺安裝平面與機(jī)床導(dǎo)軌基準(zhǔn)面B的不平行允差0.04mm/全長(zhǎng)。（2）滑尺測(cè)母線與機(jī)床導(dǎo)軌

28、基準(zhǔn)面A的不平行度允差0.02mm/全長(zhǎng)。（3）定尺基準(zhǔn)側(cè)面與滑尺基準(zhǔn)側(cè)面相距88±0.10mm.。（4）定尺與滑尺的間隙為0.25±0.05mm，在全行程中間隙變化應(yīng)小于0.1mm。（5）定尺與滑尺的平行度，在滑尺四角處用塞尺測(cè)得間隙值應(yīng)小于0.05mm，全行程中平行度變化小于0.01mm。（6）定滑尺的繞組面應(yīng)垂直安裝，以防積塵。定、滑尺安裝位置應(yīng)考慮調(diào)整和維修方便，不宜安裝在宜扭動(dòng)的位置。試題選解：感應(yīng)同步器在安裝時(shí)必須保持兩尺平行，兩平面間的間隙約為（ ）mm。（A）1 （B）0.75 （C）0.5 （D）0.25解：感應(yīng)同步器在安裝時(shí)必須保持兩尺平行，兩平面間的間

29、隙約為0.25mm。所以正確答案應(yīng)選D。鑒定點(diǎn)10 數(shù)控設(shè)備的基本原理鑒定要求：1. 熟悉數(shù)控設(shè)備的主要組成。2.掌握數(shù)控設(shè)備的基本工作原理。問：數(shù)控設(shè)備的主要有哪幾部分組成？數(shù)控設(shè)備的工作原理？答：數(shù)控機(jī)床就是將加工過程所需的各種操作和步驟以及刀具與工件之間的相對(duì)位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。數(shù)字機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，其主要組成部分有：控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體以及輔助裝置所組成。其核心裝置是數(shù)控裝置，通常由輸

30、入裝置、控制器、運(yùn)算器和輸出裝置和接口電路組成。數(shù)控機(jī)床按運(yùn)動(dòng)方式分為：點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位直線點(diǎn)位控制系統(tǒng)和輪廓控制系統(tǒng)。例如，數(shù)控鉆床就是典型的點(diǎn)位控制系統(tǒng)；數(shù)控鏜床上常采用點(diǎn)位真線控制系統(tǒng)；采用輪廓控制的數(shù)控機(jī)床有：數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控凸輪磨床、數(shù)控線切割機(jī)和加工中心等。數(shù)控機(jī)床按進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型分為：開環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)的控制包括順序控制和數(shù)字控制兩個(gè)方面。順序控制是指對(duì)刀具交換、主軸調(diào)速、冷卻液開停、工作臺(tái)限位等一類開關(guān)量進(jìn)行控制；數(shù)字控制是對(duì)機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)的控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作臺(tái)式刀架的行程、速度這一類數(shù)字量的控制。機(jī)床數(shù)控的

31、中心問題，是其數(shù)控裝置如何按照輸入的原始數(shù)據(jù)信息，通過運(yùn)算等處理產(chǎn)生出符合要求的若干個(gè)脈沖信號(hào)，以控制刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的實(shí)現(xiàn)。數(shù)控裝置的工作原理就是指各進(jìn)給坐標(biāo)所需進(jìn)給脈沖的基本規(guī)律。各種數(shù)控機(jī)床加工復(fù)雜輪廓零件時(shí)，需要將兩個(gè)或兩個(gè)以上的進(jìn)給軸的直線運(yùn)動(dòng)合成，以實(shí)現(xiàn)所需輪廓的運(yùn)動(dòng)軌跡，這種合成的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)稱為插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用插補(bǔ)原理的方法有很多種，如逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法及單步追蹤法等；最常采用的是逐點(diǎn)比較法。采用這種方法進(jìn)行插補(bǔ)的優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)算直觀、調(diào)節(jié)方便、簡(jiǎn)便易行。常見CNC數(shù)控機(jī)床的加工過程為一邊加工，一邊插補(bǔ)。對(duì)于直線時(shí)，Li斜率不變，兩速度分量比Vyi/Vxi不變，故進(jìn)給速度Vi可以保持常量。

32、對(duì)于曲線加工時(shí)，Li斜率不斷變化，兩速度分量比Vyi/Vxi也不斷變化，故進(jìn)給速度也不斷變化。試題選解：現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)由機(jī)床控制程序、數(shù)控裝置、可編程控制器、主軸控制系統(tǒng)及進(jìn)給控制系統(tǒng)等組成，其核心部分是（ ）。（A）進(jìn)給控制系統(tǒng) （B）可編程控制器 （C）數(shù)控裝置 （D）數(shù)控鏜床解：現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)的核心部分是由數(shù)控裝置組成。所以正確答案應(yīng)選C。鑒定點(diǎn)11 數(shù)控設(shè)備的配置和調(diào)整的基本知識(shí)鑒定要求：1. 熟悉數(shù)控設(shè)備的配置。 2.掌握數(shù)控設(shè)備的調(diào)試步驟。問：數(shù)控機(jī)床的配置主要包括哪幾部分？調(diào)整數(shù)控機(jī)床的步驟有哪些？答：數(shù)控機(jī)床的配置包括控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和數(shù)控機(jī)床本

33、體。（1）控制介質(zhì) 為了實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)控制，必須有操作人員在零件圖樣和數(shù)控裝置之間，通過某種媒介質(zhì)建立起一定的聯(lián)系，這種媒介質(zhì)即為控制介質(zhì)。數(shù)控機(jī)床最為常用的媒介質(zhì)是穿孔紙帶。（2）數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心部分。它的作用是接受紙帶閱讀機(jī)送來的信息，進(jìn)行運(yùn)算并產(chǎn)生一系列控制信號(hào)與數(shù)據(jù)，再送到伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，進(jìn)而控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，數(shù)控裝置一般由輸入裝置、控制器、運(yùn)算器、輸出裝置和接口電路組成。（3）伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)。（4）數(shù)控機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床精度高、剛度好，熱變形小，有工作穩(wěn)定的伺服系統(tǒng)，動(dòng)作靈活準(zhǔn)確，電氣與液壓相結(jié)合，是高

34、度的機(jī)電一體化設(shè)備。對(duì)數(shù)控機(jī)床按下列步驟調(diào)試：（1）接通機(jī)床總電源 1）接通機(jī)床總電源，檢查主軸電動(dòng)機(jī)冷卻風(fēng)扇，潤(rùn)滑、液壓等處的油標(biāo)指示及機(jī)床照明燈是否正常。2）測(cè)量強(qiáng)電各部分的電壓、伺服單元用的電源變壓器一、二次電壓。3）觀察各油路系統(tǒng)的液壓缸和電磁閥有無漏油現(xiàn)象，如有漏油應(yīng)立即停電修理和更換。（2）手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入（MDI）試驗(yàn)1）將機(jī)床的鎖住開關(guān)放在接通位置，用手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入指令，進(jìn)行主軸任務(wù)變速，并觀察主軸速度顯示值，調(diào)整其誤差應(yīng)保證在5%之間。2）進(jìn)行轉(zhuǎn)塔或刀座的選刀試驗(yàn)，檢查刀座或正、反轉(zhuǎn)和定位精度的正確性。（3）編輯（EDIT）功能試驗(yàn) 將狀態(tài)選擇開關(guān)置于EDIT位置，自行編制一簡(jiǎn)單程

35、序，盡可能更多地包括各種功能指令和輔助指令，移動(dòng)尺寸以機(jī)床最大行程為限，同時(shí)進(jìn)行程序的增加，刪除和修改。（4）自動(dòng)狀態(tài)試驗(yàn) 將機(jī)床鎖住，用編制的程序進(jìn)行空轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，驗(yàn)證程序的正確性。然后使機(jī)床充分運(yùn)行，觀察整機(jī)的工作情況是否正常。（5）外圍設(shè)備試驗(yàn) 將程序紙帶用光電讀入機(jī)送入CNC，確認(rèn)后再用程序運(yùn)行一次，驗(yàn)證光電讀入機(jī)工作的正確性。試題選解：西門子公司的802S數(shù)控系統(tǒng)安裝在普通車床中，一般進(jìn)給系統(tǒng)采用()系統(tǒng)。(A) 開環(huán)(B) 半閉環(huán)(C) 單閉環(huán)(D) 雙閉環(huán)解：西門子公司的802S數(shù)控系統(tǒng)安裝在普通車床中，一般進(jìn)給系統(tǒng)采用開環(huán)系統(tǒng)。所以正確答案應(yīng)選A。鑒定點(diǎn)12 自動(dòng)線的原理、配置

36、和調(diào)整的基本知識(shí)鑒定要求：1. 熟悉自動(dòng)生產(chǎn)線的組成。 2.掌握自動(dòng)線生產(chǎn)的調(diào)整原則。問：何謂自動(dòng)生產(chǎn)線？自動(dòng)生產(chǎn)線有哪幾部分組成？調(diào)整自動(dòng)線的原則有哪些？答：按照規(guī)定的程序進(jìn)行自動(dòng)加工的生產(chǎn)作業(yè)線稱為自動(dòng)線。自動(dòng)線中的單機(jī)電氣控制除了要完成本身的自動(dòng)循環(huán)外，還應(yīng)滿足自動(dòng)線總體工作循環(huán)的要求。自動(dòng)線的電氣控制方法按其主令信號(hào)傳遞方式和互鎖聯(lián)系方式的不同，分為分散控制和集中控制兩種。分散控制的主令信號(hào)的傳遞方式是直接傳遞，這些信號(hào)是分散在各個(gè)運(yùn)動(dòng)部件的執(zhí)行電路中。集中控制的信號(hào)不是直接傳遞的，控制信號(hào)是統(tǒng)一由主令控制器發(fā)出。自動(dòng)生產(chǎn)線的電氣部分一般由順序控制器裝置、執(zhí)行器、被控對(duì)象和檢測(cè)元件組成

37、，其核心裝置是順序控制器。生產(chǎn)線按自動(dòng)化的程序不同分半自動(dòng)和全自動(dòng)兩種。自動(dòng)生產(chǎn)線的調(diào)整原則如下：（1）首先調(diào)整自動(dòng)線中的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件，使之滿足其控制要求。（2）調(diào)整檢測(cè)裝置，使各部件運(yùn)動(dòng)位置變化的檢測(cè)準(zhǔn)確。（3）調(diào)整各聯(lián)鎖及互鎖元件，使其滿足動(dòng)作要求。（4）最后調(diào)整整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)動(dòng)作情況，讓整個(gè)動(dòng)作滿足各個(gè)環(huán)節(jié)服從整個(gè)系統(tǒng)，而系統(tǒng)滿足各個(gè)環(huán)節(jié)的要求。試題選解：在自動(dòng)化綜合控制系統(tǒng)中控制包括（ ）兩方面。（A）順序控制和數(shù)字控制 （B）順序控制和反饋控制（C）模擬控制和數(shù)字控制 （D）反饋控制和數(shù)字控制解：在自動(dòng)化綜合控制系統(tǒng)包括順序控制和反饋控制兩個(gè)方面。所以正確答案應(yīng)選B。鑒定點(diǎn)13電梯的交

38、流控制原理鑒定要求： 1.熟悉電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)主要構(gòu)成。 2.熟悉電梯的交流控制原理。問：電梯的電力拖動(dòng)系統(tǒng)種類有哪些？交流電梯的交流控制原理有哪些？如何選擇電梯用交流電動(dòng)機(jī)？ 答：目前用于電梯的拖動(dòng)系統(tǒng)主要有交流單、雙速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)，直流發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)、晶閘管勵(lì)磁拖動(dòng)系統(tǒng)，此外還有交流電動(dòng)機(jī)定子調(diào)壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)、晶閘管直接供電直流拖動(dòng)系統(tǒng)和VVVF變頻變壓調(diào)速拖動(dòng)系統(tǒng)等。電梯的交流控制分為交流雙速變極調(diào)速控制、交流調(diào)壓調(diào)速交流變極調(diào)速控制、交流電梯閉環(huán)調(diào)速控制和交流變壓變頻調(diào)速控制。（1）交流雙速電梯的控制原理 交流雙速電梯電力拖動(dòng)屬于變極調(diào)速系統(tǒng)，這是最簡(jiǎn)單的調(diào)速系統(tǒng)。其控制線路簡(jiǎn)單，配套元

39、器件少，工藝最簡(jiǎn)，成本低廉。此外，該系統(tǒng)靠回饋制動(dòng)實(shí)現(xiàn)減速，它將高速運(yùn)行時(shí)積蓄的能量回饋給電網(wǎng)。同時(shí)不論是高速運(yùn)行還是低速運(yùn)行，轉(zhuǎn)差功率不變，效率很高。因此，這是一種最簡(jiǎn)單的調(diào)速方案，工作可靠性最高。由于變極調(diào)速系統(tǒng)的工作電壓是完整的工頻正弦波，不產(chǎn)生高次諧波，不會(huì)影響電動(dòng)機(jī)的工作性能，不會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成污染，更不會(huì)干擾通信系統(tǒng)。高速一般不超過1m/s，低速一般是額定轉(zhuǎn)速的1/4，停車制動(dòng)時(shí)，采用機(jī)械電磁拖閘制動(dòng)。（2）交流調(diào)壓調(diào)速控制原理 ACVV電梯就是采用電梯調(diào)速電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，通過改變電動(dòng)機(jī)定子電壓來實(shí)現(xiàn)調(diào)速的電梯，一般為速度高于1m/s的中、快電梯。ACVV調(diào)速交流為全閉環(huán)控制交流，該系統(tǒng)對(duì)

40、電梯的加速、穩(wěn)速運(yùn)行和制動(dòng)減速平層過程都進(jìn)行閉環(huán)控制。（3）交流半閉環(huán)調(diào)速電梯調(diào)速原理 該系統(tǒng)在電梯啟動(dòng)加速和穩(wěn)速運(yùn)行過程中，均處于開環(huán)控制狀態(tài)；只有當(dāng)電梯轎廂到達(dá)停靠層站之前的換速點(diǎn)時(shí)，才開始對(duì)電梯的制動(dòng)減速過程進(jìn)行閉環(huán)控制，并按距離原則零速直接停靠層站。該類拖動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，乘坐舒適感得到明顯的改善，主要技術(shù)指標(biāo)均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。在我國(guó)，半閉環(huán)交流調(diào)速交流多用于1m/s電梯。（4）交流變頻變壓調(diào)速 交流變頻變壓調(diào)速電梯也稱為VVVF電梯。VVVF電梯速度調(diào)節(jié)平滑，能獲得十分良好的乘坐舒適感；能明顯地降低電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流，與其他類型交流調(diào)速系統(tǒng)相比，其性能最好，運(yùn)行效

41、率最高，可以節(jié)能30%50%。由于VVVF交流轉(zhuǎn)差功率不變，而且在回饋制動(dòng)過程中，只能將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能消耗在制動(dòng)電阻放電電阻上或者回饋給電網(wǎng)，而不消耗電網(wǎng)電能，所以效率很高，節(jié)能明顯。SPWM變頻調(diào)速交流輸出諧波最小，發(fā)展很快，被廣泛應(yīng)用。轉(zhuǎn)差頻率控制系統(tǒng)解決了在穩(wěn)態(tài)時(shí)得保持磁通m恒定，在此前提下來控制電磁轉(zhuǎn)矩，使調(diào)速性能基本上具備了直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速的優(yōu)點(diǎn)。而矢量控制系統(tǒng)則解決了在動(dòng)態(tài)時(shí)基本保持m不變。因此調(diào)速性能可與直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能相媲美。交流雙速電動(dòng)機(jī)施動(dòng)系統(tǒng)是電梯拖動(dòng)系統(tǒng)中較為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)的一種拖動(dòng)方式，通常采用籠型雙速異步電動(dòng)機(jī)。采用雙繞組電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)線路如圖4-11所示。圖4-11 雙繞

42、組電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)線路電梯啟動(dòng)過程中為了限制啟動(dòng)電流，減小電網(wǎng)電壓波動(dòng)及啟動(dòng)加速度，改善乘坐舒適感，一般在定子回路中串入電抗、電阻或電抗電阻的組合體，進(jìn)行降壓?jiǎn)?dòng)，如圖1中的電抗器L2。隨著電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加，經(jīng)一段延時(shí)后接觸器Q8吸合，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)入自然特性運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，Q6釋放，Q3吸合，為了限制制動(dòng)電流及減速度，將電抗器L2及電阻R串入低速繞組中，經(jīng)延時(shí)后接觸器Q9吸合切除電阻器R，再延時(shí)一段時(shí)間Q10吸合，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在低速自然特性上。圖4-12 單繞組電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)線路采用單繞組雙速異步電動(dòng)機(jī)的拖動(dòng)線路如圖4-12所示。高速運(yùn)行時(shí)接觸器Q6、Q7吸合，低速時(shí)Q6、Q7釋放，Q3吸合。在這種線路中

43、，如果Q6吸合而Q7沒有吸合，電動(dòng)機(jī)會(huì)出現(xiàn)反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，這應(yīng)予以特別注意。圖4-13 能耗制動(dòng)線路交流雙速電梯的缺點(diǎn)是舒適感較差，在運(yùn)行速度為1ms的電梯上采用能耗制動(dòng)可以較好地解決電梯減速過程中的舒適感問題。能耗制動(dòng)線路如圖4-13所示，電梯減速時(shí)，接觸器Q6釋放，Q4吸合，經(jīng)晶閘管半控橋式整流電路輸出的直流電流通入電動(dòng)機(jī)慢速繞組中，在定子內(nèi)形成一個(gè)固定磁場(chǎng)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子由于慣性仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，其導(dǎo)體切割此磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及電流，產(chǎn)生制動(dòng)力矩，使電梯減速。電梯的減速過程通常按位置控制。當(dāng)轎廂到達(dá)減速位置時(shí)，根據(jù)轎廂與平層位置的距離確定減速指令曲線，將速度指令與速度反饋信號(hào)進(jìn)行比較，按其差值控制移相器

44、輸出的觸發(fā)脈沖相位角，觸發(fā)晶閘管導(dǎo)通，其差值越大,晶閘管導(dǎo)通角越大，能耗制動(dòng)電流與制動(dòng)力矩也越大。隨著電梯速度平緩地下降，能耗制動(dòng)電流逐漸減小，最后轎廂準(zhǔn)確平穩(wěn)地平層。速度零檢測(cè)裝置測(cè)得電梯速度為零時(shí)，切斷能耗制動(dòng)電源，同時(shí)制動(dòng)器施閘停梯。能耗制動(dòng)控制系統(tǒng)框圖如圖4-14所示。圖4-14 能耗制動(dòng)線路由電機(jī)學(xué)原理可知，改變磁極數(shù)就可以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。電梯用交流電動(dòng)機(jī)有單速、雙速及三速。單速僅用于速度較低的雜物梯。雙速的磁場(chǎng)極數(shù)一般為4極和16極或6極和24極，少數(shù)也有4極和24極或6極和36極。國(guó)內(nèi)的三速電機(jī)的磁極數(shù)一般為6824極，它比雙速梯多3個(gè)8極(同步轉(zhuǎn)速為750rmin)，這一繞組主

45、要用于電梯在制動(dòng)減速時(shí)的附加制動(dòng)繞組，使減速開始的瞬間具有較好的舒適感，有了8極繞組就可以不要在減速時(shí)串人附加的電阻或電抗器。另種三速交流電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)為6418極，6極繞組作為啟動(dòng)繞組以限制啟動(dòng)電流，使啟動(dòng)電流小于2.5倍額定電流，待電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到650rmin時(shí)自動(dòng)切換到4極繞組，4極繞組作為正常穩(wěn)速運(yùn)行用，18極繞組作為制動(dòng)減速和平層停車用。試題選解： 交流雙速電梯停車前的運(yùn)動(dòng)速度大約是額定速度的（ ）左右。（A）1/2 （B）1/3 （C）1/4 （D）1/8解：交流雙速電梯停車前的運(yùn)動(dòng)速度大約是額定速度的1/4。所以正確答案應(yīng)選C。鑒定點(diǎn)14電梯的直流控制原理鑒定要求： 1. 熟悉電

46、梯的直流控制種類。2掌握電梯的直流控制原理。問：電梯的直流控制原理有哪些？答：直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速范圍寬，調(diào)速性能好，因此，使用直流電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)的直流電梯具有速度快、舒適感好、平層準(zhǔn)確度高等特點(diǎn)。這種系統(tǒng)在2.0ms以上速度的電梯中仍有較多的應(yīng)用。（1）晶閘管勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng) 該系統(tǒng)直流電源由交流電動(dòng)機(jī)(稱為原動(dòng)機(jī))驅(qū)動(dòng)的直流發(fā)電機(jī)供給。采用晶閘管整流裝置為直流發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，通過對(duì)勵(lì)磁的控制改變發(fā)電機(jī)的輸出電壓的大小與極性，稱為晶閘管勵(lì)磁系統(tǒng)。晶閘管勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)直流拖動(dòng)系統(tǒng)原理圖如圖4-15所示。圖4-15 晶閘管勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)直流拖動(dòng)系統(tǒng)原理圖在電梯拖動(dòng)系統(tǒng)中的直流電動(dòng)機(jī)采用他勵(lì)式

47、接法，額定電壓為110V的直流電源作勵(lì)磁繞組的電源。電樞繞組的電源由直流發(fā)電機(jī)供給。通過晶閘管勵(lì)磁裝置改變直流發(fā)電機(jī)的輸出電壓的極性和大小，可方便池控制直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向與速度。直流發(fā)電機(jī)有以下四組勵(lì)磁繞組： 1)他勵(lì)繞組 在電梯正常運(yùn)行狀態(tài)下，由晶閘管勵(lì)磁裝置提供勵(lì)磁電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)按預(yù)定要求的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)控制。 2)他勵(lì)檢修磁場(chǎng)繞組 由控制系統(tǒng)供給一個(gè)110V直流電源，使發(fā)電機(jī)輸出一個(gè)恒定的低電壓,控制電動(dòng)機(jī)在電梯檢修狀態(tài)下作低速運(yùn)行。 3)消磁繞組 該繞組通過運(yùn)行方向接觸器與發(fā)電機(jī)的電樞繞組并接，當(dāng)電梯?？繒r(shí)感應(yīng)電流在該繞組中產(chǎn)生一個(gè)與主磁場(chǎng)方向相反的磁場(chǎng)，起消除剩磁的作用。 4

48、)另一個(gè)磁場(chǎng)繞組在大多數(shù)系統(tǒng)中沒有使用 直流電梯在上、下運(yùn)行過程中，啟動(dòng)加速、高速運(yùn)行、?？壳皽p速以及準(zhǔn)確平層，是通過對(duì)電動(dòng)機(jī)的速度控制實(shí)現(xiàn)的，快速電梯的速度控制采用閉環(huán)調(diào)節(jié)。快速直流電梯速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖如圖4-16 所示。圖4-16 快速直流電梯速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)原理圖給定電源輸出的電壓信號(hào)經(jīng)積分轉(zhuǎn)換后，作為速度給定信號(hào)輸入到速度調(diào)節(jié)器測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出的反映電梯運(yùn)行速度的電壓信號(hào)作為速度反饋輸入到速度調(diào)節(jié)器。反饋信號(hào)的極性與速度給定信號(hào)的極性相反它們通過具有比例積分功能的速度調(diào)節(jié)器進(jìn)行比較放大，輸出控制信號(hào)到觸發(fā)器調(diào)節(jié)觸發(fā)脈沖的相位。晶閘管整流器分為正向組和反向組，當(dāng)速度給定信號(hào)為正時(shí)，正向組工作

49、在整流狀態(tài)，反向組工作在待逆變狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)正向運(yùn)轉(zhuǎn)，反之，當(dāng)速度信號(hào)給定為負(fù)時(shí)，反向組正作在整流狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)反向運(yùn)轉(zhuǎn)，圖4-16中調(diào)節(jié)器輸入輸出波形如圖4-17所示。 圖4-17 快速直流電梯速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)器波形圖高速電梯的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)在快速電梯速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又增加了電動(dòng)機(jī)電流調(diào)節(jié)，作為速度環(huán)的內(nèi)環(huán)，成為雙閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其原理如圖4-18所示。圖4-18 高速電梯的速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)電路圖(2)晶閘管直接供電的直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 由于三相晶閘管勵(lì)磁發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電路復(fù)雜，調(diào)試維修不便，體積大，占空間多，能耗也大。因此在大功率晶閘管整流器裝置的技術(shù)及其元件質(zhì)量得到極大提高的今天，將完全有可

50、能用晶閘管取代發(fā)電機(jī)組直接向直流曳引機(jī)供電。這樣的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制方便、重量輕、維修容易，可節(jié)能30左右。晶閘管供電的直流快速電梯拖動(dòng)系統(tǒng)主要由兩組晶閘管取代了傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的直流發(fā)電機(jī)組。兩組晶閘管可以進(jìn)行相位控制，或處于整流或處于逆變狀態(tài)。當(dāng)控制電路對(duì)給定的速度指令信號(hào)與速度反饋信號(hào)、電流反饋信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算后，就決定了兩組晶閘管整流裝置中哪一組應(yīng)該投入運(yùn)行，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，控制晶閘管整流裝置的輸出電壓，即曳引電動(dòng)機(jī)的電樞電壓。于是，電梯便跟隨速度指令信號(hào)運(yùn)行。常用的可控整流電路是將電源變壓器接成Y-形，副邊有中心抽頭。正反向晶閘管分別把電源變壓器三相的正半波或三相的負(fù)半波變換成直流電，正向或

51、反向加于直流電動(dòng)機(jī)的電樞端，使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。而電樞端電壓大小變化，則由控制電路送出的脈沖相位移動(dòng)所決定。兩者相比較，晶閘管直接供電的拖動(dòng)方式（SCRD）比晶閘管勵(lì)磁的發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)（FD）拖動(dòng)方式節(jié)能，反方向速度快，噪聲小，對(duì)供電設(shè)備的容量要求低，投資少，維修方便。試題選解1：直流電梯制動(dòng)控制系統(tǒng)主要采用（ ）制動(dòng)。（A）反接 （B）能耗 （C）再生 （D）電磁抱閘解：直流電梯制動(dòng)控制交流主要采用電磁抱閘。所以正確答案應(yīng)選D。試題選解2：電樞電路由兩組反向并聯(lián)的三相全波可控整流器供電的（SCRC）直流電梯，當(dāng)正組整流橋（ZCAZ）控制角=90°時(shí)，反組整流控制角>90

52、°時(shí)，則電動(dòng)機(jī)處于（ ）。（A）正反饋狀態(tài) （B）正向電動(dòng)機(jī)狀態(tài)（C）反向電動(dòng)機(jī)狀態(tài) （D）反向回饋狀態(tài)解：電樞電路由兩組反向并聯(lián)的三相全波可控整流器供電的（SCRC）直流電梯，當(dāng)正組整流橋（ZCAZ）控制角=90°時(shí)，反組整流控制角>90°時(shí)，則電動(dòng)機(jī)處于正向電動(dòng)機(jī)狀態(tài)。所以正確答案應(yīng)選B。鑒定點(diǎn)15電梯交流控制的應(yīng)用和調(diào)整方法鑒定要求： 1. 熟悉電梯的調(diào)整方法。2掌握電梯的調(diào)試步驟。問：電梯運(yùn)行前應(yīng)做哪些檢查工作？電梯運(yùn)行調(diào)試的原則有哪些？電梯運(yùn)行調(diào)試的步驟有哪些?答：電梯是機(jī)電一體的十分復(fù)雜的系統(tǒng)，各個(gè)組成環(huán)節(jié)之間有密切聯(lián)系。調(diào)試電梯的基本原則如下：

53、（1）要充分了解電梯的控制功能和拖動(dòng)控制交流的工作原理。（2）調(diào)試工作必須以安全為前提（3）調(diào)試工作要按由局部到整體、由空載到負(fù)載、由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)的原則進(jìn)行。電梯運(yùn)行前應(yīng)做的檢查工作如下：（1）首先進(jìn)行通電前的檢查工作 檢查安全鉗、限速器是否已安裝完畢，限速器鋼絲繩是否已張緊且調(diào)節(jié)好，經(jīng)聯(lián)動(dòng)，其動(dòng)作是否有效可靠；檢查機(jī)房?jī)?nèi)所有電氣線路的配置及接線工作是否均已完成，各電氣設(shè)備的金屬外殼是否具有良好的接地裝置，且接地電阻不大于4；檢查轎廂的所有電氣線路的配置及接線工作是否均已完成；檢查機(jī)房?jī)?nèi)的接線是否正確無誤，接線螺栓是否均已擰好而無松動(dòng)現(xiàn)象；檢查控制屏與轎廂接線之間的接線是否正確無誤，轎廂中的各電

54、氣裝置的金屬外殼是否具有良好的接地；檢查控制屏、安全保護(hù)開關(guān)等與井道各層樓的召喚廂、門外指示燈、門鎖觸頭等之間的接線是否正確無誤，是否所有機(jī)械螺栓無松動(dòng)現(xiàn)象；檢查轎內(nèi)各電器部件、井道層站電氣設(shè)備是否均處于干燥狀態(tài)。（2）進(jìn)行不掛曳引鋼絲繩的通電動(dòng)作試驗(yàn) 將原已掛好的曳引鋼絲繩按順序取下，并作順序標(biāo)記；暫時(shí)斷開信號(hào)指示和開門機(jī)電源的熔斷保險(xiǎn)絲，取下各熔斷器的熔斷絲用3A熔斷絲臨時(shí)代替；在控制柜的接線端子上用臨時(shí)線短接門鎖電接點(diǎn)回路及安全保護(hù)接地回路和底層(基站)的電梯運(yùn)行開關(guān)接點(diǎn)；合上總電源開關(guān)，用萬用表檢查控制屏中大型接線繩子上的三相電源端子的電壓是否為380V，各相電壓是否一致，如電壓正常，

55、則應(yīng)觀察相序繼電器是否工作，若沒有工作，說明引入控制屏的三相電源線相序不對(duì)，應(yīng)予以調(diào)換其中兩根電源線的位置；用萬用表的直流電壓檔檢查整流器的直流輸出電壓是否正常，與控制屏上的原已設(shè)定的極性是否一致，不然應(yīng)予以更正；檢查和觀察安全回路繼電器是否已吸合；用臨時(shí)線短接控制屏上的檢修開關(guān)接線端子，而斷開由轎廂部分來的有司機(jī)和自動(dòng)運(yùn)行的接線，這樣控制屏上的檢修狀態(tài)繼電器應(yīng)予以吸合，使電梯處于檢修狀態(tài)；手按上行方向繼電器，此時(shí)電磁制動(dòng)器松閘打開，曳引機(jī)慢速旋轉(zhuǎn)，如其轉(zhuǎn)向不是電梯的上行方向，應(yīng)調(diào)換引入曳引機(jī)的電源線順序。再用手按下行方向開車?yán)^電器，再次檢查曳引機(jī)轉(zhuǎn)向；按上一步操作方法，初步調(diào)整制動(dòng)器閘瓦與制動(dòng)輪的間隙，使其均勻。并保持在不大于0.7mm范圍內(nèi)，且閘瓦不摩擦制動(dòng)輪。然后測(cè)量