鉴定范围4自动控制知识完

1、鉴定范围4 自动控制知识鉴定点1 自动控制原理的基本概念鉴定要求：1. 熟悉自动控制系统的组成。 2.掌握自动控制系统的有关参数。问：何谓自动控制系统？常见自动控制系统分为几类？答：自动控制是在人为规定的目标下，不需人的直接参与，系统能自动完成规定的动作和任务，能够完成自动控制目标的系统称为自动控制系统。自动控制系统分为开环系统和闭环系统两大类。开环控制是指在自动控制系统中，将各个环节连接起来，组成完整的一套系统。开环系统的特点是：结构比较简单，为了保证一定的控制精度，系统必须采用高精度元件，对干扰产生的误差不能自动修正，不存在稳定问题。闭环控制就是将被控对象的部分或全部输出量反馈到输入端与给

2、定量进行比较，从而对输出量进行调整。闭环控制具有的特点是：闭环系统需用反馈元件组成反馈环环节；系统可自动调节；系统存在稳定问题。自动调速系统常用的指标有：（1）静态指标1）调速范围 调速范围是指电动机工作在额定负载时，电动机所能达到的最高转速nmax与最低转速nmin之比，即D=2）静差率 它反映了电动机在负载转矩变化时转速变化的程度，即电动机由理想空载变为满载时所产生的转速降落n与理想空载转速n0之比的百分数，即S=×100%调速范围与静差率之间有着密切的联系，当系统的机械特性硬度一定时，对静差率的要求越高，（S越小），允许的调整范围D就越小。如果静差率S一定，则扩大调速范围D的唯

3、一途径是减少转速降落n。因此，调速系统应解决的问题是减少转速降落，使转速保持不变，从而在要求的静差率条件下扩大电动机的调速范围。（2）动态指标 稳定性是指调速系统中，在外界干扰消失后系统能由初始偏差状态返回原来平衡状态的性能。动态指标主要包括超调量、调整时间和振荡次数三个动态指标。其中最大超调量反映了系统的相对稳定性，最大超调量越小，说明系统的相对稳定的越好。调整时间反映系统进入稳定状态的快慢程度。振荡次数反映系统达到家稳定状态的性能。试题选解：开环自动控制系统出现偏差时，系统将（ ）。（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：由于不存在负

4、反馈，开环自动控制系统在出现偏差时，系统将不能消除偏差。所以正确答案应选A。鉴定点2 具有转速负反馈的直流调速系统的基本原理鉴定要求：1. 熟悉转速负反馈的直流调速系统的组成。 2.掌握转速负反馈的直流调速系统的工作原理。问：何谓转速负反馈调速系统？其工作原理如何？答：转速负反馈是指调速系统将转速信号变换成电压信号后反馈至输入端，进而改变电动机的转速，故称为转速负反馈。如图41所示为直流电动机转速负反馈调速系统的电路图。该系统主要由给定电压环节、转速负反馈环节、放大器和触发脉冲发生器及主电路四部分组成。 图41 直流电动机转速负反馈调速系统的电路图系统的自动调速过程如下：（1）假定给定电压Ug

5、一定，电动机在与Ug相对应的转速下运行，转速负反馈电压为Uf，偏差电压为U=Ug-Uf，U直接加到三极管V1的输入端，V1管的输出电压加到V2管的基极，使V2管的集电极电流恒定在某一数值上，该电流即是电容器C9的充电电流，电容器C9的充电速度决定了单结晶体管的导通时间，即决定了晶闸管控制角的大小，从而决定了晶闸管输出电压平均值Ua，电动机在该电压对应的转速下运行。当U发生变化时，单结晶体管导通的时间随之变化，从而使晶闸管输出电压Ua也发生变化，达到自动调速的目的。当系统受到外界干扰时，如负载转矩增加，电动机的转速n将下降，反馈电压Uf减小，U增加，V1的集电极电位下降，V2的集电极电流增加，电

6、容C9的充电速度加快，产生触发脉冲的时刻提前，控制角减小，晶闸管输出的电压增大，电动机转速回升，使电动机转速基本不变。上述过程可以表示为：TnufUUan反之，若负载转矩减小，电动机转速升高，通过系统内部调整，可以使电动机转速下降。带有无静差调速系统的转速负反馈如图42所示。 图4-2 带有PI调节器的无静差调速系统该系统的特点是：采用了比例积分调节器，简称PI调节器，使系统在扰动的作用下，通过PI调节器的调节作用使电动机的转速达到静态无差，从而实现了静态无差。无静差调速系统中，积分调节器的比例部分使动态响应比较快，积分部分使系统消除静差。试题选解：转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压造

7、成的转速降落（ ）补偿能力。（A）没有 （B）有 （C）对前者有补偿能力，对后者无 （D）对前者无补偿能力，对后者有解：转速负反馈调速系统对检测反馈元件和给定电压造成的转速降落没有补偿能力。所以正确答案应选A。鉴定点3 具有电压负反馈的直流调速系统的基本原理鉴定要求：1. 熟悉电压负反馈的直流调速系统的组成。 2.掌握电压负反馈的直流调速系统的工作原理。问：电压负反馈调速系统的原理和特点有哪些？答：在转速负反馈调速系统中，当负载增加时直流电动机的转速就会下降，转速下降的原因是电动机电流增大，导致电源内阻上的电压降、电动机电枢绕组上的电压降和电动机换向绕组上的电压降增大的缘故。如果采用电压负反馈

8、来补偿电源内阻上电压降的变化，当电枢压降可以忽略时，也可基本上维持电动机的转速恒定。电压负反馈自动调速系统如图43所示。其工作原理如下：当负载发生变化时，转矩T增大，则电动机转速下降，而电枢回路的电流Ia将增加，它导致电源内阻R0上的电压降IoR0将增加，即n1增加，使电枢电压Ua下降，与Ua成比例的反馈电压随之下降，U增加，Uk下降，使控制角前移，晶闸管输出电压Uao上升，电动机的转速得到一定的补偿。上述过程可以表示为：TIaIaR0UaUfUUaonn图43 具有电压负反馈自动调速的电路图电压负反馈系统的被控制量是电动机的端电压Ua，因而它只能维持电枢电压Ua基本不变。所以当负载增加时，由

9、于负载电流Ia在电动机电枢电阻上产生的压降IaRa所引起的转速降落n2没有得到补偿，故电压负反馈的效果不如转速负反馈好。一般在调速范围D10，静差率S大于15%时，可使用这种系统。试题选解：电压负反馈调速系统是通过稳定直流电动机电枢电压来达到稳定转速的目的，其原理是电枢电压的变化与（ ）。（A）转速的变化成正比 （B）转速的变化成反比（C）转速变化的平方成正比 （D）转速变化的平方成反比解：电压负反馈调速系统是通过稳定直流电动机电枢电压来达到稳定转速的目的，其原理是电枢电压的变化与转速的变化成正比。所以正确答案应选A。鉴定点4 具有电压负反馈和电流正反馈调速系统的基本原理鉴定要求：1. 熟悉电

10、压负反馈和电流正反馈调速系统的组成。 2.掌握电压负反馈和电流正反馈调速系统的工作原理。问：电压负反馈和电流正反馈调速系统的工作原理？答：电压负反馈系统的转速降落较大，即静特性不够理想。这是因为电动机电枢电阻上的电压降所引起的转速降落n2未得到补偿。为了补偿电枢电阻压降IaRa，在电压负反馈的基础之上增加一个电流正反馈环节。电压负反馈和电流正反馈调速系统电路图如图4-4所示。电流正反馈环节的工作原理如下：假设电动机在某转速下运转，若负载的转矩增大，除电压负反馈起作用外，电流正反馈也起作用。电流正反馈电阻R3上的电压降为IaR3，从电压极性可以看到：U=Ug-Uf+Ui，其中Ui=IaR3就是电

11、流正反馈信号。现在由于负载增加引起Ui的增加和Uf的减小，使偏差电压U增加，从而导致电动机转速回升。上述过程表述如下：Tn IaIRUiUUn图4-4 电压负反馈和电流正反馈调速系统电路图很明显，在负载增加时，电流正反馈引起的转速补偿其实是转速升而非转速降，目的是补偿电枢压降IaRa所产生的n2。如果参数配合得使电流正反馈引起的转速升不仅补偿n2，也补偿n1，那么就可使转速降n=0。这种补偿称为全补偿，实际上一般总是将电流正反馈调整的弱一些，以使系统可靠地工作。电流正反馈反映的物理量是电动机负载的大小，而不是被调整量电压或转速的大小。因此，电流正反馈的实质是根据负载变化的大小，适当调整控制电压

12、，以抵消负载变化而引起的转速降。从这个意义上讲，电流正反馈环节是一种补偿环节，而不是反馈环节。试题选解：在负载增加时，电流正反馈引起的速度补偿其实是转速（ ）。（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：在负载增加时，电动机转速下降，电流正反馈引起的速度补偿其实是转速上升。所以正确答案应选A。鉴定点5 具有电流截止负反馈的直流调速系统的基本原理鉴定要求：1. 熟悉电流截止负反馈的直流调速系统的组成。 2.掌握电流截止负反馈的直流调速系统的原理。问：电流截止负反馈的调速系统基本原理有哪些？答：为了使过硬的静特性调速系统，不出现严重后果，如电动机负载突然增大，或由于机

13、械部分被卡住时，主电路的电枢电流将会增大到危险的程度。所以系统应采取措施，保证在正常工作范围内，系统具有很硬的静特性，而当电动机过载时，系统将具有很软的静特性。这样当电动机过载时，其转速将迅速下降直到堵转为止，且使电动机的堵转电流也不超过电动机的允许电流，这种措施就是电流截止负反馈环节。电流截止负反馈的基本思路是：当电流还没有达到规定值时，该环节在系统中不工作，一旦电流达到和超过规定值时，该环节立即起作用，使电流的增加受到限制。具有转速负反馈和电流截止负反馈调速系统如图45所示。 图45 具有转速负反馈和电流截止负反馈调速系统电路图当电流截止负反馈环节起主导作用时的自动调速过程如下： Ia=I

14、aUfiUUa限制电流过大 -转速急剧下降 n=通常，电动机的堵转电流整定值应小于晶闸管允许的最大电流，大约为电动机额定电流的22.5倍，即ID=（22.5）IN。应用电流截止负反馈后，虽然限制了最大电流，但在主回路还必须接入快速熔断器，以防止短路。若要求系统获得较好的挖掘机特性，必须使两个电流ID与IB之差I越小越好，使静特性接近矩形。I=IDIB=要使I减小，则应将电阻R3增大，但R3太大，将导致工作段特性变软，故可采用增设电流负反馈信号放大器，将电流负反馈电压Uf放大若干倍，再反馈到调节器的输入端，以提高下垂特性的陡度。最后，对电流负反馈的截止方法也可以不用比较电压，而用在反馈回路中对接

15、一个稳压管来实现，如图46所示。 图4-6 利用稳压管来获得电流截止负反馈试题选解：带有电流截止负反馈环节的调速系统，为了使电流截止负反馈参与调节后机械特性曲线下垂段更陡一些，应把反馈取样电阻阻值选得（ ）。（A）大一些 （B）小一些 （C）接近无穷大 （D）零解：带有电流截止负反馈环节的调速系统，为了使电流截止负反馈参与调节后机械特性曲线下垂段更陡一些，应把反馈取样电阻选得大一些。所以正确答案选A。鉴定点6 速度和电流双闭环的直流调速系统的基本原理鉴定要求：1. 熟悉速度和电流双闭环的直流调速系统的组成。 2.掌握速度和电流双闭环的直流调速系统的组成。问：速度和电流双闭环调速系统的基本原理有

16、哪些？答：速度和电流双闭环调速系统有两个积分调节器，一个是电流调节器，另一个是速度调节器。由电流负反馈环节组成的闭环称为电流环，由速度负反馈环节组成的闭环称为速度环。转速负反馈比例积分调节器的输出就是电流负反馈比例积分调节器的输入，最后用比例调节器的输出控制触发脉冲，双闭环自动调速系统电路图如图47所示。电流调节器的主要作用是稳定电流。电流环自动调节过程如下：IaUi>0UkUaIa - 直到Ui=0电流环稳定电流的作用不仅能自动限制最大电流，而且也能有效地抑制电网电压波动的影响。 图4-7 双闭环自动调速系统电路图速度调节器的主要作用是保持转速稳定，并最后消除静差。稳定时，速度调节器输

17、入端的电压U= UgUf= Ugn=0。所以，稳态时n=，当Ug不变时，速度调节器的自动调节过程如下：nU>0-UsUi0UkUa Ian -直到Ui=0- -直到Ui=0- -在调节过程中，会看到一个矛盾现象：nIa，电流环力图保持电流稳定，必将影响转速上升；但由于速度是外环，电流环的作用相当于速度环内部的一种扰动，不起主导作用，依靠速度调节器最后仍能消除转速偏差。双闭环调速系统启动分为三个阶段，即电流上升阶段、恒流升速阶段和转速调节阶段。（1）电流上升阶段 启动开始，电动机转速n从零开始逐步增速，U一直处于较大的数值，使转速调节器的输出很快达到最大，而且始终保持在最大值。利用电流环的

18、追随作用，Ia很快达到最大值。（2）恒流上速阶段 由于转速上升还未达到给定值，所以UfUg，转速调节器的处于开环状态，输出Us=Usm不变。当电枢电流达到最大值时，电动机转变上升，反电动势E上升，主回路电流开始下降，但电流调节器又将电枢电流调到最大值，转速又上升，这样反复进行，可以使电枢电流基本上保持最大值。在这一阶段，电流调节器不能在限幅下工作，即不能工作在饱满状态。（3）转速调节阶段 当电动机上升到给定转速后，就进入转速调节阶段。这时，U=0，但转速调节器输出电压仍为Usm，所以电动机转速仍在加速运行。当电动机转速高于给定转速后，Uf Ug，则U0，调节器出现负偏差。输出电压Usm下降到线

19、性区，成为Us，使得电流调节器的输入电压Ui0，使Uk下降，调节器使电枢电流下降，电流从最大值下降，电磁转矩减小，只要电磁转矩下降到未和转轴负载转矩相等，电动机仍在加速，只不过加速度变小了，但晶闸管的输出电压及电流已被下调，当电流下降到使电磁转矩小于负载转矩时，电动机转速开始下降，一直降到给定转速值，最后使系统稳定下来，系统启动过程结束。该系统的特点是：调速性能好，启动时间短，过渡过程快，抗干扰能力强。两个调节器必须分别计算和调节，调节时应先调内环，后调外环。另外系统没有必要采用电流截止负反馈环节。试题选解：带有速度、电流双闭环调速系统，在启动时速度调节器处于（ ）状态。（A）调节 （B）零

20、（C）截止 （D）饱和解：带有速度、电流双闭环调速系统，在启动时速度调节器处于饱和状态，所以正确答案应选D。鉴定点7 位置移动数字显示系统（光栅、磁栅、感应同步器）的原理鉴定要求：1. 熟悉位置移动数字显示系统的组成。 2.掌握位置移动数字显示系统的工作原理。问：位置数字显示系统由哪几部分组成？其原理如何？答：位置数字显示检测装置是用于一些部件的距离位移或角度位移进行测量，并把机械位移经过“模一数”转换，以数字形式显示出来的一种装置。数显装置一般由检测器件、数显表两部分组成。常用的检测器件有感应同步器、光栅和磁栅等。（1）光栅 光栅按形状可分为长光栅和圆光栅。长光栅用于直线位移测量，因而又称为

21、直线光栅。圆光栅用于角位移测量。光栅由标尺光栅和指示光栅组成。光栅是在透明的玻璃或不透明但具有强反射能力的基体上，均匀地刻划间距、宽度相等的条纹。光栅传感器由光源、聚光镜、光栅副、光电元件组成。如图48所示。把二光删的刻划面相对叠合在一起，中间留有很小的间隙，并使两栅线间保持很大夹角。在刻线的重合处，光从缝隙中透过形成亮带；在刻线的彼此错开处，由于相互挡光作用而成暗带。这种亮带和暗带形成明暗相间的条纹，称为莫尔条纹。 图4-8 黑白透射光栅传感器光路 1光源 2聚光镜 3主光栅 4指示光栅 5光电元件莫尔条纹的特点是：1） 起放大作用。莫尔条纹的节距将光栅栅距放大了若干倍。K=2） 莫尔条纹的

22、移动与栅距的移动成比例。3） 起均化误差的作用。（2）磁栅 磁栅是一种录有等节距磁化信号的磁性标尺和磁盘，可用于数控系统的位置测量，其录磁和拾磁原理与普通磁带相似。在检测过程中，磁头读取磁性标尺上的磁化信号并把它转换成电信号，然后通过检测电路把磁头相对于磁尺的位置送微机或数显。磁栅按其结构分为线型、尺型和旋转型三种。磁栅测量装置由磁性标尺、拾磁标尺和测量电路组成。磁栅的工作过程如图49所示。它有两组绕组N1和N2。N1为励磁绕组，N2为感应输出绕组。在励磁绕组中通入交变的励磁电流，使磁心的可饱和部分在每周内两次被电流所产生的磁场饱和，这时磁心的磁阻很大，磁栅上的漏磁通就不能由铁心通过输出绕组产

23、生感应电动势。只有在励磁电流每周两次过零时，可饱和的铁心不被饱和，磁栅上的漏磁通才能通过输出绕组产生感应电动势。感应电动势的频率为励磁电流频率的两倍，而感应电动势的包络线反映了磁头与磁尺的位置关系。 图4-9 磁栅传感器示意图 1磁头 2磁栅 3读出信号波形（3）感应同步器 感应同步器是用来测量直线或转角位移的一种位置检测器件。测量直线位置的有直线感应同步器、测量转角的有圆感应同步器。直线式感应同步器和圆感应同步器的结构如图4-10所示。 图4-10 感应同步器示意图 1定尺 2定尺绕组 3滑尺 4滑尺的正弦绕组 5滑尺的余弦绕组 6定子 7定子的正弦绕组 8定子的余弦绕组 9转子 10转子绕

24、组直线式感应同步器一般由定尺和滑尺组成。两个尺都是在钢基、铅基等金属材料或玻璃等非金属材料为基板的敷铜板上，经过腐蚀成不同的绕组而制成，外层有保护漆和铝箔，防止绕组腐蚀和静电干扰。在感应同步器的定尺上制有节距为2mm的连接绕组。在滑尺上印有正弦和余弦两相绕组。两尺组装时平行放置，并保持0.25mm间隙。将滑尺上一相绕组与定尺绕组对正，另一绕组与定尺绕组在空间上相差1/4节距。当滑尺的绕组接入励磁电压时，在定尺绕组中会感应出电压。感应同步器就是得用这个感应电压进行位置检测的，其工作状态根据励磁供电方式分为鉴幅工作状态和鉴相工作状态两种。试题选解：在标尺光栅移动过程中，光电元件接收到的光通量忽强忽

25、弱，于是产生了近似（ ）的电流。（A）方波 （B）正弦波 （C）锯齿波 （D）梯形波解：在标尺光栅移动过程中，光电元件接收到的光通量忽强忽弱于是产生了近似正弦波的电流，所以正确答案应选B。鉴定点8位置移动数字显示系统（光栅、磁栅、感应同步器）的应用知识鉴定要求：1. 熟悉光栅和磁栅及感应同步器的主要技术参数。 2.掌握光栅和磁栅及感应同步器的基本应用。问：光栅和磁栅及感应同步器的主要技术参数有哪些？光栅和磁栅及感应同步器的基本应用？答：光栅和磁栅及感应同步器主要技术参数见下表4-1： 表4-1 光栅和磁栅及感应同步器主要技术参数技术参数名称动态范围精度分辨率光栅301000mm0.110m磁栅

26、120m1m感应同步器0.240m2.5m0.1m光栅传感器的测量精度很高，测量范围长达数十米，抗干扰能力强。近年来制成了很多光栅式测量长度或转角的计量仪器，并成功地将光栅作为数控机床的检测元件，用于精密机床和仪器的精密定位、长度检测及速度、加速度、振动和爬行的测量。磁头、磁尺与专用的磁栅数显表配合，可用来检测机械位移量，随着微机技术的应用，已推广使用微机数显表。感应同步器的应用十分广泛，它与数字位置显示装置配合，能快速地进行各种位置的精密测量，并进行数字显示。它与相应电气控制系统组成位置伺服控制系统，能实现整个系统的半自动化和全自动化，在同步感应器上配置微处理机，进一步提高了数字显示功能及位

27、移检测的可靠性。试题选解：感应同步器的主要技术参数有动态范围、精度、分辨率，其中动态范围为（ ）。（A）0.240m （B）0.220m （C）0.340m （D）0.320m解：感应同步器的主要技术参数有动态范围、精度、分辨率，其中动态范围为0.240m。所以正确答案应选A。鉴定点9 位置移动数字显示系统（光栅、磁栅、感应同步器）调整的基本知识鉴定要求：掌握感应同步器的安装要求。问：感应同步器的安装要求有哪些？答：感应同步器的安装要求如下：（1）定尺测母线与机床导轨基准面A的不平行度允差0.1mm/全长，定尺安装平面与机床导轨基准面B的不平行允差0.04mm/全长。（2）滑尺测母线与机床导轨

28、基准面A的不平行度允差0.02mm/全长。（3）定尺基准侧面与滑尺基准侧面相距88±0.10mm.。（4）定尺与滑尺的间隙为0.25±0.05mm，在全行程中间隙变化应小于0.1mm。（5）定尺与滑尺的平行度，在滑尺四角处用塞尺测得间隙值应小于0.05mm，全行程中平行度变化小于0.01mm。（6）定滑尺的绕组面应垂直安装，以防积尘。定、滑尺安装位置应考虑调整和维修方便，不宜安装在宜扭动的位置。试题选解：感应同步器在安装时必须保持两尺平行，两平面间的间隙约为（ ）mm。（A）1 （B）0.75 （C）0.5 （D）0.25解：感应同步器在安装时必须保持两尺平行，两平面间的间

29、隙约为0.25mm。所以正确答案应选D。鉴定点10 数控设备的基本原理鉴定要求：1. 熟悉数控设备的主要组成。2.掌握数控设备的基本工作原理。问：数控设备的主要有哪几部分组成？数控设备的工作原理？答：数控机床就是将加工过程所需的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行机构，使机床自动加工出所需要的工件。数字机床是一个装有程序控制系统的机床，其主要组成部分有：控制介质、数控装置、伺服系统、机床本体以及辅助装置所组成。其核心装置是数控装置，通常由输

30、入装置、控制器、运算器和输出装置和接口电路组成。数控机床按运动方式分为：点位控制系统、点位直线点位控制系统和轮廓控制系统。例如，数控钻床就是典型的点位控制系统；数控镗床上常采用点位真线控制系统；采用轮廓控制的数控机床有：数控铣床、数控车床、数控凸轮磨床、数控线切割机和加工中心等。数控机床按进给伺服系统的类型分为：开环进给系统数控机床、闭环进给系统数控机床和半闭环进给系统数控机床。数控系统的控制包括顺序控制和数字控制两个方面。顺序控制是指对刀具交换、主轴调速、冷却液开停、工作台限位等一类开关量进行控制；数字控制是对机床进给传动的控制，以实现对工作台式刀架的行程、速度这一类数字量的控制。机床数控的

31、中心问题，是其数控装置如何按照输入的原始数据信息，通过运算等处理产生出符合要求的若干个脉冲信号，以控制刀具运动轨迹的实现。数控装置的工作原理就是指各进给坐标所需进给脉冲的基本规律。各种数控机床加工复杂轮廓零件时，需要将两个或两个以上的进给轴的直线运动合成，以实现所需轮廓的运动轨迹，这种合成的复杂运动称为插补运动。应用插补原理的方法有很多种，如逐点比较法、数字积分法及单步追踪法等；最常采用的是逐点比较法。采用这种方法进行插补的优点是运算直观、调节方便、简便易行。常见CNC数控机床的加工过程为一边加工，一边插补。对于直线时，Li斜率不变，两速度分量比Vyi/Vxi不变，故进给速度Vi可以保持常量。

32、对于曲线加工时，Li斜率不断变化，两速度分量比Vyi/Vxi也不断变化，故进给速度也不断变化。试题选解：现代数控机床的数控系统由机床控制程序、数控装置、可编程控制器、主轴控制系统及进给控制系统等组成，其核心部分是（ ）。（A）进给控制系统 （B）可编程控制器 （C）数控装置 （D）数控镗床解：现代数控机床的数控系统的核心部分是由数控装置组成。所以正确答案应选C。鉴定点11 数控设备的配置和调整的基本知识鉴定要求：1. 熟悉数控设备的配置。 2.掌握数控设备的调试步骤。问：数控机床的配置主要包括哪几部分？调整数控机床的步骤有哪些？答：数控机床的配置包括控制介质、数控装置、伺服驱动机构和数控机床本

33、体。（1）控制介质 为了实现数控机床的自动控制，必须有操作人员在零件图样和数控装置之间，通过某种媒介质建立起一定的联系，这种媒介质即为控制介质。数控机床最为常用的媒介质是穿孔纸带。（2）数控装置 数控装置是数控机床的核心部分。它的作用是接受纸带阅读机送来的信息，进行运算并产生一系列控制信号与数据，再送到伺服驱动机构，进而控制机床的运动，数控装置一般由输入装置、控制器、运算器、输出装置和接口电路组成。（3）伺服驱动机构 伺服驱动机构的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换成机床部件的运动。（4）数控机床本体 数控机床精度高、刚度好，热变形小，有工作稳定的伺服系统，动作灵活准确，电气与液压相结合，是高

34、度的机电一体化设备。对数控机床按下列步骤调试：（1）接通机床总电源 1）接通机床总电源，检查主轴电动机冷却风扇，润滑、液压等处的油标指示及机床照明灯是否正常。2）测量强电各部分的电压、伺服单元用的电源变压器一、二次电压。3）观察各油路系统的液压缸和电磁阀有无漏油现象，如有漏油应立即停电修理和更换。（2）手动数据输入（MDI）试验1）将机床的锁住开关放在接通位置，用手动数据输入指令，进行主轴任务变速，并观察主轴速度显示值，调整其误差应保证在5%之间。2）进行转塔或刀座的选刀试验，检查刀座或正、反转和定位精度的正确性。（3）编辑（EDIT）功能试验 将状态选择开关置于EDIT位置，自行编制一简单程

35、序，尽可能更多地包括各种功能指令和辅助指令，移动尺寸以机床最大行程为限，同时进行程序的增加，删除和修改。（4）自动状态试验 将机床锁住，用编制的程序进行空转运转试验，验证程序的正确性。然后使机床充分运行，观察整机的工作情况是否正常。（5）外围设备试验 将程序纸带用光电读入机送入CNC，确认后再用程序运行一次，验证光电读入机工作的正确性。试题选解：西门子公司的802S数控系统安装在普通车床中，一般进给系统采用()系统。(A) 开环(B) 半闭环(C) 单闭环(D) 双闭环解：西门子公司的802S数控系统安装在普通车床中，一般进给系统采用开环系统。所以正确答案应选A。鉴定点12 自动线的原理、配置

36、和调整的基本知识鉴定要求：1. 熟悉自动生产线的组成。 2.掌握自动线生产的调整原则。问：何谓自动生产线？自动生产线有哪几部分组成？调整自动线的原则有哪些？答：按照规定的程序进行自动加工的生产作业线称为自动线。自动线中的单机电气控制除了要完成本身的自动循环外，还应满足自动线总体工作循环的要求。自动线的电气控制方法按其主令信号传递方式和互锁联系方式的不同，分为分散控制和集中控制两种。分散控制的主令信号的传递方式是直接传递，这些信号是分散在各个运动部件的执行电路中。集中控制的信号不是直接传递的，控制信号是统一由主令控制器发出。自动生产线的电气部分一般由顺序控制器装置、执行器、被控对象和检测元件组成

37、，其核心装置是顺序控制器。生产线按自动化的程序不同分半自动和全自动两种。自动生产线的调整原则如下：（1）首先调整自动线中的每一个运动部件，使之满足其控制要求。（2）调整检测装置，使各部件运动位置变化的检测准确。（3）调整各联锁及互锁元件，使其满足动作要求。（4）最后调整整个系统内动作情况，让整个动作满足各个环节服从整个系统，而系统满足各个环节的要求。试题选解：在自动化综合控制系统中控制包括（ ）两方面。（A）顺序控制和数字控制 （B）顺序控制和反馈控制（C）模拟控制和数字控制 （D）反馈控制和数字控制解：在自动化综合控制系统包括顺序控制和反馈控制两个方面。所以正确答案应选B。鉴定点13电梯的交

38、流控制原理鉴定要求： 1.熟悉电梯的拖动系统主要构成。 2.熟悉电梯的交流控制原理。问：电梯的电力拖动系统种类有哪些？交流电梯的交流控制原理有哪些？如何选择电梯用交流电动机？ 答：目前用于电梯的拖动系统主要有交流单、双速电动机拖动系统，直流发电机电动机、晶闸管励磁拖动系统，此外还有交流电动机定子调压调速拖动系统、晶闸管直接供电直流拖动系统和VVVF变频变压调速拖动系统等。电梯的交流控制分为交流双速变极调速控制、交流调压调速交流变极调速控制、交流电梯闭环调速控制和交流变压变频调速控制。（1）交流双速电梯的控制原理 交流双速电梯电力拖动属于变极调速系统，这是最简单的调速系统。其控制线路简单，配套元

39、器件少，工艺最简，成本低廉。此外，该系统靠回馈制动实现减速，它将高速运行时积蓄的能量回馈给电网。同时不论是高速运行还是低速运行，转差功率不变，效率很高。因此，这是一种最简单的调速方案，工作可靠性最高。由于变极调速系统的工作电压是完整的工频正弦波，不产生高次谐波，不会影响电动机的工作性能，不会对电网造成污染，更不会干扰通信系统。高速一般不超过1m/s，低速一般是额定转速的1/4，停车制动时，采用机械电磁拖闸制动。（2）交流调压调速控制原理 ACVV电梯就是采用电梯调速电动机拖动，通过改变电动机定子电压来实现调速的电梯，一般为速度高于1m/s的中、快电梯。ACVV调速交流为全闭环控制交流，该系统对

40、电梯的加速、稳速运行和制动减速平层过程都进行闭环控制。（3）交流半闭环调速电梯调速原理 该系统在电梯启动加速和稳速运行过程中，均处于开环控制状态；只有当电梯轿厢到达停靠层站之前的换速点时，才开始对电梯的制动减速过程进行闭环控制，并按距离原则零速直接停靠层站。该类拖动系统结构较为简单，价格低廉，维护方便，乘坐舒适感得到明显的改善，主要技术指标均能满足标准要求。在我国，半闭环交流调速交流多用于1m/s电梯。（4）交流变频变压调速 交流变频变压调速电梯也称为VVVF电梯。VVVF电梯速度调节平滑，能获得十分良好的乘坐舒适感；能明显地降低电动机的启动电流，与其他类型交流调速系统相比，其性能最好，运行效

41、率最高，可以节能30%50%。由于VVVF交流转差功率不变，而且在回馈制动过程中，只能将动能转换为电能消耗在制动电阻放电电阻上或者回馈给电网，而不消耗电网电能，所以效率很高，节能明显。SPWM变频调速交流输出谐波最小，发展很快，被广泛应用。转差频率控制系统解决了在稳态时得保持磁通m恒定，在此前提下来控制电磁转矩，使调速性能基本上具备了直流电动机调速的优点。而矢量控制系统则解决了在动态时基本保持m不变。因此调速性能可与直流电动机调速性能相媲美。交流双速电动机施动系统是电梯拖动系统中较为简单经济的一种拖动方式，通常采用笼型双速异步电动机。采用双绕组电动机的拖动线路如图4-11所示。图4-11 双绕

42、组电动机拖动线路电梯启动过程中为了限制启动电流，减小电网电压波动及启动加速度，改善乘坐舒适感，一般在定子回路中串入电抗、电阻或电抗电阻的组合体，进行降压启动，如图1中的电抗器L2。随着电动机转速的增加，经一段延时后接触器Q8吸合，电动机转入自然特性运行。电动机减速时，Q6释放，Q3吸合，为了限制制动电流及减速度，将电抗器L2及电阻R串入低速绕组中，经延时后接触器Q9吸合切除电阻器R，再延时一段时间Q10吸合，电动机运行在低速自然特性上。图4-12 单绕组电动机拖动线路采用单绕组双速异步电动机的拖动线路如图4-12所示。高速运行时接触器Q6、Q7吸合，低速时Q6、Q7释放，Q3吸合。在这种线路中

43、，如果Q6吸合而Q7没有吸合，电动机会出现反转现象，这应予以特别注意。图4-13 能耗制动线路交流双速电梯的缺点是舒适感较差，在运行速度为1ms的电梯上采用能耗制动可以较好地解决电梯减速过程中的舒适感问题。能耗制动线路如图4-13所示，电梯减速时，接触器Q6释放，Q4吸合，经晶闸管半控桥式整流电路输出的直流电流通入电动机慢速绕组中，在定子内形成一个固定磁场，电动机转子由于惯性仍继续旋转，其导体切割此磁场产生感应电动势及电流，产生制动力矩，使电梯减速。电梯的减速过程通常按位置控制。当轿厢到达减速位置时，根据轿厢与平层位置的距离确定减速指令曲线，将速度指令与速度反馈信号进行比较，按其差值控制移相器

44、输出的触发脉冲相位角，触发晶闸管导通，其差值越大,晶闸管导通角越大，能耗制动电流与制动力矩也越大。随着电梯速度平缓地下降，能耗制动电流逐渐减小，最后轿厢准确平稳地平层。速度零检测装置测得电梯速度为零时，切断能耗制动电源，同时制动器施闸停梯。能耗制动控制系统框图如图4-14所示。图4-14 能耗制动线路由电机学原理可知，改变磁极数就可以改变电动机转速。电梯用交流电动机有单速、双速及三速。单速仅用于速度较低的杂物梯。双速的磁场极数一般为4极和16极或6极和24极，少数也有4极和24极或6极和36极。国内的三速电机的磁极数一般为6824极，它比双速梯多3个8极(同步转速为750rmin)，这一绕组主

45、要用于电梯在制动减速时的附加制动绕组，使减速开始的瞬间具有较好的舒适感，有了8极绕组就可以不要在减速时串人附加的电阻或电抗器。另种三速交流电动机的极对数为6418极，6极绕组作为启动绕组以限制启动电流，使启动电流小于2.5倍额定电流，待电动机转速达到650rmin时自动切换到4极绕组，4极绕组作为正常稳速运行用，18极绕组作为制动减速和平层停车用。试题选解： 交流双速电梯停车前的运动速度大约是额定速度的（ ）左右。（A）1/2 （B）1/3 （C）1/4 （D）1/8解：交流双速电梯停车前的运动速度大约是额定速度的1/4。所以正确答案应选C。鉴定点14电梯的直流控制原理鉴定要求： 1. 熟悉电

46、梯的直流控制种类。2掌握电梯的直流控制原理。问：电梯的直流控制原理有哪些？答：直流电动机调速范围宽，调速性能好，因此，使用直流电动机拖动的直流电梯具有速度快、舒适感好、平层准确度高等特点。这种系统在2.0ms以上速度的电梯中仍有较多的应用。（1）晶闸管励磁的发电机电动机拖动系统 该系统直流电源由交流电动机(称为原动机)驱动的直流发电机供给。采用晶闸管整流装置为直流发电机励磁，通过对励磁的控制改变发电机的输出电压的大小与极性，称为晶闸管励磁系统。晶闸管励磁的发电机电动机直流拖动系统原理图如图4-15所示。图4-15 晶闸管励磁的发电机电动机直流拖动系统原理图在电梯拖动系统中的直流电动机采用他励式

47、接法，额定电压为110V的直流电源作励磁绕组的电源。电枢绕组的电源由直流发电机供给。通过晶闸管励磁装置改变直流发电机的输出电压的极性和大小，可方便池控制直流电动机的运转方向与速度。直流发电机有以下四组励磁绕组： 1)他励绕组 在电梯正常运行状态下，由晶闸管励磁装置提供励磁电流，实现对电动机按预定要求的转向和转速的调节控制。 2)他励检修磁场绕组 由控制系统供给一个110V直流电源，使发电机输出一个恒定的低电压,控制电动机在电梯检修状态下作低速运行。 3)消磁绕组 该绕组通过运行方向接触器与发电机的电枢绕组并接，当电梯停靠时感应电流在该绕组中产生一个与主磁场方向相反的磁场，起消除剩磁的作用。 4

48、)另一个磁场绕组在大多数系统中没有使用 直流电梯在上、下运行过程中，启动加速、高速运行、停靠前减速以及准确平层，是通过对电动机的速度控制实现的，快速电梯的速度控制采用闭环调节。快速直流电梯速度调节系统原理图如图4-16 所示。图4-16 快速直流电梯速度调节系统原理图给定电源输出的电压信号经积分转换后，作为速度给定信号输入到速度调节器测速发电机输出的反映电梯运行速度的电压信号作为速度反馈输入到速度调节器。反馈信号的极性与速度给定信号的极性相反它们通过具有比例积分功能的速度调节器进行比较放大，输出控制信号到触发器调节触发脉冲的相位。晶闸管整流器分为正向组和反向组，当速度给定信号为正时，正向组工作

49、在整流状态，反向组工作在待逆变状态，电动机正向运转，反之，当速度信号给定为负时，反向组正作在整流状态，电动机反向运转，图4-16中调节器输入输出波形如图4-17所示。 图4-17 快速直流电梯速度调节系统调节器波形图高速电梯的速度调节系统在快速电梯速度调节系统的基础上，又增加了电动机电流调节，作为速度环的内环，成为双闭环调节系统，其原理如图4-18所示。图4-18 高速电梯的速度调节系统电路图(2)晶闸管直接供电的直流驱动系统 由于三相晶闸管励磁发电机电动机驱动系统的电路复杂，调试维修不便，体积大，占空间多，能耗也大。因此在大功率晶闸管整流器装置的技术及其元件质量得到极大提高的今天，将完全有可

50、能用晶闸管取代发电机组直接向直流曳引机供电。这样的驱动系统控制方便、重量轻、维修容易，可节能30左右。晶闸管供电的直流快速电梯拖动系统主要由两组晶闸管取代了传统驱动系统中的直流发电机组。两组晶闸管可以进行相位控制，或处于整流或处于逆变状态。当控制电路对给定的速度指令信号与速度反馈信号、电流反馈信号进行比较运算后，就决定了两组晶闸管整流装置中哪一组应该投入运行，并根据运算结果，控制晶闸管整流装置的输出电压，即曳引电动机的电枢电压。于是，电梯便跟随速度指令信号运行。常用的可控整流电路是将电源变压器接成Y-形，副边有中心抽头。正反向晶闸管分别把电源变压器三相的正半波或三相的负半波变换成直流电，正向或

51、反向加于直流电动机的电枢端，使电动机正转或反转。而电枢端电压大小变化，则由控制电路送出的脉冲相位移动所决定。两者相比较，晶闸管直接供电的拖动方式（SCRD）比晶闸管励磁的发电机电动机拖动系统（FD）拖动方式节能，反方向速度快，噪声小，对供电设备的容量要求低，投资少，维修方便。试题选解1：直流电梯制动控制系统主要采用（ ）制动。（A）反接 （B）能耗 （C）再生 （D）电磁抱闸解：直流电梯制动控制交流主要采用电磁抱闸。所以正确答案应选D。试题选解2：电枢电路由两组反向并联的三相全波可控整流器供电的（SCRC）直流电梯，当正组整流桥（ZCAZ）控制角=90°时，反组整流控制角>90

52、°时，则电动机处于（ ）。（A）正反馈状态 （B）正向电动机状态（C）反向电动机状态 （D）反向回馈状态解：电枢电路由两组反向并联的三相全波可控整流器供电的（SCRC）直流电梯，当正组整流桥（ZCAZ）控制角=90°时，反组整流控制角>90°时，则电动机处于正向电动机状态。所以正确答案应选B。鉴定点15电梯交流控制的应用和调整方法鉴定要求： 1. 熟悉电梯的调整方法。2掌握电梯的调试步骤。问：电梯运行前应做哪些检查工作？电梯运行调试的原则有哪些？电梯运行调试的步骤有哪些?答：电梯是机电一体的十分复杂的系统，各个组成环节之间有密切联系。调试电梯的基本原则如下：

53、（1）要充分了解电梯的控制功能和拖动控制交流的工作原理。（2）调试工作必须以安全为前提（3）调试工作要按由局部到整体、由空载到负载、由静态到动态的原则进行。电梯运行前应做的检查工作如下：（1）首先进行通电前的检查工作 检查安全钳、限速器是否已安装完毕，限速器钢丝绳是否已张紧且调节好，经联动，其动作是否有效可靠；检查机房内所有电气线路的配置及接线工作是否均已完成，各电气设备的金属外壳是否具有良好的接地装置，且接地电阻不大于4；检查轿厢的所有电气线路的配置及接线工作是否均已完成；检查机房内的接线是否正确无误，接线螺栓是否均已拧好而无松动现象；检查控制屏与轿厢接线之间的接线是否正确无误，轿厢中的各电

54、气装置的金属外壳是否具有良好的接地；检查控制屏、安全保护开关等与井道各层楼的召唤厢、门外指示灯、门锁触头等之间的接线是否正确无误，是否所有机械螺栓无松动现象；检查轿内各电器部件、井道层站电气设备是否均处于干燥状态。（2）进行不挂曳引钢丝绳的通电动作试验 将原已挂好的曳引钢丝绳按顺序取下，并作顺序标记；暂时断开信号指示和开门机电源的熔断保险丝，取下各熔断器的熔断丝用3A熔断丝临时代替；在控制柜的接线端子上用临时线短接门锁电接点回路及安全保护接地回路和底层(基站)的电梯运行开关接点；合上总电源开关，用万用表检查控制屏中大型接线绳子上的三相电源端子的电压是否为380V，各相电压是否一致，如电压正常，

55、则应观察相序继电器是否工作，若没有工作，说明引入控制屏的三相电源线相序不对，应予以调换其中两根电源线的位置；用万用表的直流电压档检查整流器的直流输出电压是否正常，与控制屏上的原已设定的极性是否一致，不然应予以更正；检查和观察安全回路继电器是否已吸合；用临时线短接控制屏上的检修开关接线端子，而断开由轿厢部分来的有司机和自动运行的接线，这样控制屏上的检修状态继电器应予以吸合，使电梯处于检修状态；手按上行方向继电器，此时电磁制动器松闸打开，曳引机慢速旋转，如其转向不是电梯的上行方向，应调换引入曳引机的电源线顺序。再用手按下行方向开车继电器，再次检查曳引机转向；按上一步操作方法，初步调整制动器闸瓦与制动轮的间隙，使其均匀。并保持在不大于0.7mm范围内，且闸瓦不摩擦制动轮。然后测量