第16练 伺服电动机 重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 一课一练

编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练的第16练，内容涵盖了解伺服电动机的基本结构和工作原理。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 单元四 特殊电机 第16练 伺服电动机 一、单项选择题 1. 自动控制系统要求执行元件能按输入量快速调节转角或转速，这类元件的主要任务是（ ） A. 将机械运动变为检测信号 B. 将控制信号变为机械运动 C. 将电能消耗变为热量输出 D. 将电压波动变为声光报警 2. 直流式小型控制电机的电枢通过换向器和电刷接入外电路，该部件组合主要用于（ ） A. 形成定子固定磁场 B. 限制转轴轴向窜动 C. 实现电枢电流适时换向 D. 支承转子平稳旋转 3. 两相交流型电机中，励磁绕组接固定交流电压，控制绕组接控制电压。当控制电压的相位改变时，转子转向随之改变，其直接依据是（ ） A. 气隙合成磁场旋转方向 B. 定子铁心材料导磁方向 C. 转轴机械惯量变化方向 D. 机座安装平面倾斜方向 4. 一台进给机构接到位移指令后只抖动不跟随，机械传动无卡滞，驱动器已有输出电压。为判断闭环信号是否丢失，应优先检查（ ） A. 冷却风扇供电回路 B. 照明按钮接线端子 C. 主轴制动电阻支路 D. 反馈元件连接线路 二、判断题 5. 在负载不变时，控制电压增大，伺服电动机的转速或转矩一般随之增大。（ ） 6. 调试位置随动机构时，只要电动机能连续高速旋转，就能说明其适合作伺服执行元件。（ ） 7. 与普通动力电动机相比，伺服电动机更强调控制特性和快速响应能力。（ ） 8. 某执行机构要求停信号后立即停止，若电机存在明显自转现象，有利于提高位置控制精度。（ ） 三、填空题 9. 在自动控制系统中，伺服电动机常作为______元件，把电信号转变为机械运动。 10. 直流伺服电动机常见的转子部分称为______，其绕组通电后在磁场中受力转动。 11. 交流伺服电动机通常有励磁绕组和______绕组，两相电压共同形成驱动转矩。 12. 若伺服系统出现指令给出后电机不动作，应先检查电源、控制信号和______回路是否可靠。 四、综合题 13. 某直流伺服电动机在负载基本不变时，控制电压为6 V，转速为300 r/min。若其他条件不变，将控制电压调为9 V，并保持电压极性不变。回答下列问题： （1）该电动机的转速约为多少？ （2）若将控制电压极性反接，转子运动方向将怎样变化？ 14. 某自动分拣装置要求推杆按传感器信号快速伸出到指定位置，并能及时停止。设计人员拟在普通三相异步电动机和伺服电动机之间选择执行电机。回答下列问题： （1）该装置更适合选用哪类电动机？ （2）调试时发现推杆到位后仍有小幅越位，应重点从哪一类性能要求分析？ 15. 某两相交流伺服机构用于工作台位置控制。调试时出现以下现象：发出正向移动指令后，工作台反向移动；调整接线后，工作台方向正确，但运行时出现来回抖动，机械丝杠检查无卡滞，电源电压稳定。回答下列问题： （1）正向指令下反向移动，可能与哪类接线或信号关系错误有关？ （2）方向改正后仍来回抖动，若机械部分正常，应重点检查哪些环节？ （3）写出较合理的排查顺序。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 编写说明：考虑到中职学生普遍基础知识相对薄弱的情况，我们依据支架式教学理念，精心编制了重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练。专辑里的每一份练习，都与课堂所授知识点紧密相关，题目围绕课堂所学知识点呈现。目的在于激发学生的学习兴趣，培养他们的学习自觉性，帮助学生扎实掌握课程的基本概念与基本方法，为他们后续的逐步提升奠定坚实基础。 本卷是重庆市（高职分类考试）《电机与电气控制技术》（高教版·第四版）一课一练的第16练，内容涵盖了解伺服电动机的基本结构和工作原理。 重庆市（高职分类考试）一课一练 《电机与电气控制技术》（高教版·第四版） 单元四 特殊电机 第16练 伺服电动机 一、单项选择题 1. 自动控制系统要求执行元件能按输入量快速调节转角或转速，这类元件的主要任务是（ ） A. 将机械运动变为检测信号 B. 将控制信号变为机械运动 C. 将电能消耗变为热量输出 D. 将电压波动变为声光报警 【答案】B 【解析】伺服电动机在自动控制系统中接受控制信号，并输出相应的转角、转速或转矩，用于带动执行机构运动。 2. 直流式小型控制电机的电枢通过换向器和电刷接入外电路，该部件组合主要用于（ ） A. 形成定子固定磁场 B. 限制转轴轴向窜动 C. 实现电枢电流适时换向 D. 支承转子平稳旋转 【答案】C 【解析】换向器和电刷能使电枢绕组中的电流方向按转子位置改变，从而保证电磁转矩方向基本一致。形成磁场主要由定子部分完成，支承转子主要依靠轴承。 3. 两相交流型电机中，励磁绕组接固定交流电压，控制绕组接控制电压。当控制电压的相位改变时，转子转向随之改变，其直接依据是（ ） A. 气隙合成磁场旋转方向 B. 定子铁心材料导磁方向 C. 转轴机械惯量变化方向 D. 机座安装平面倾斜方向 【答案】A 【解析】两相交流伺服电动机的转向由气隙中合成磁场的旋转方向决定。改变控制电压的相位关系，会改变合成磁场方向，进而改变转子转向。 4. 一台进给机构接到位移指令后只抖动不跟随，机械传动无卡滞，驱动器已有输出电压。为判断闭环信号是否丢失，应优先检查（ ） A. 冷却风扇供电回路 B. 照明按钮接线端子 C. 主轴制动电阻支路 D. 反馈元件连接线路 【答案】D 【解析】进给机构有驱动输出但不能稳定跟随，常与反馈信号异常有关。优先检查反馈元件及其连接线路，有助于判断系统是否失去位置或速度反馈。 二、判断题 5. 在负载不变时，控制电压增大，伺服电动机的转速或转矩一般随之增大。（ ） 【答案】√ 【解析】伺服电动机的输出受控制信号调节，在允许范围内控制电压增大时，电磁转矩和转速通常会相应增大。 6. 调试位置随动机构时，只要电动机能连续高速旋转，就能说明其适合作伺服执行元件。（ ） 【答案】× 【解析】伺服执行元件不仅要求能转动，还要求响应快、可控性好、能按信号准确改变运动状态。单纯连续高速旋转不能说明其满足位置随动控制要求。 7. 与普通动力电动机相比，伺服电动机更强调控制特性和快速响应能力。（ ） 【答案】√ 【解析】普通动力电动机主要用于输出功率和持续拖动负载，伺服电动机则主要用于自动控制系统，要求能灵敏、准确地响应控制信号。 8. 某执行机构要求停信号后立即停止，若电机存在明显自转现象，有利于提高位置控制精度。（ ） 【答案】× 【解析】停信号后仍继续转动会造成位置超调，降低定位准确性。伺服电动机通常要求惯量小、响应快，以便及时启动和停止。 三、填空题 9. 在自动控制系统中，伺服电动机常作为______元件，把电信号转变为机械运动。 【答案】执行 【解析】伺服电动机受控制信号支配并带动机构动作，因此在系统中通常作为执行元件使用。 10. 直流伺服电动机常见的转子部分称为______，其绕组通电后在磁场中受力转动。 【答案】电枢 【解析】直流伺服电动机的电枢绕组通电后在定子磁场中受电磁力作用，从而产生转矩并带动转子转动。 11. 交流伺服电动机通常有励磁绕组和______绕组，两相电压共同形成驱动转矩。 【答案】控制 【解析】两相交流伺服电动机一般由励磁绕组和控制绕组组成，控制绕组电压的大小和相位会影响输出转矩和转向。 12. 若伺服系统出现指令给出后电机不动作，应先检查电源、控制信号和______回路是否可靠。 【答案】反馈 【解析】伺服系统通常依靠反馈信号实现闭环控制，反馈回路异常会导致系统无法正确判断运动状态，从而出现不动作或动作异常。 四、综合题 13. 某直流伺服电动机在负载基本不变时，控制电压为6 V，转速为300 r/min。若其他条件不变，将控制电压调为9 V，并保持电压极性不变。回答下列问题： （1）该电动机的转速约为多少？ （2）若将控制电压极性反接，转子运动方向将怎样变化？ 【答案】（1）转速约为450 r/min。 （2）转子运动方向将反向。 【解析】（1）在近似线性控制范围内，直流伺服电动机转速与控制电压近似成正比。6 V对应300 r/min，每伏约对应50 r/min，因此9 V时约为450 r/min。 （2）直流伺服电动机控制电压极性改变时，电枢电流方向改变，电磁转矩方向随之改变，所以转子运动方向反向。 14. 某自动分拣装置要求推杆按传感器信号快速伸出到指定位置，并能及时停止。设计人员拟在普通三相异步电动机和伺服电动机之间选择执行电机。回答下列问题： （1）该装置更适合选用哪类电动机？ （2）调试时发现推杆到位后仍有小幅越位，应重点从哪一类性能要求分析？ 【答案】（1）更适合选用伺服电动机。 （2）应重点从快速响应和停止控制性能分析。 【解析】（1）分拣装置需要按照传感器信号完成位置控制，伺服电动机能较好地响应控制信号并实现较准确的运动控制。 （2）推杆到位后越位说明停止不够及时，可能与电机惯量、控制参数或反馈调节有关，分析时应关注响应速度和定位控制效果。 15. 某两相交流伺服机构用于工作台位置控制。调试时出现以下现象：发出正向移动指令后，工作台反向移动；调整接线后，工作台方向正确，但运行时出现来回抖动，机械丝杠检查无卡滞，电源电压稳定。回答下列问题： （1）正向指令下反向移动，可能与哪类接线或信号关系错误有关？ （2）方向改正后仍来回抖动，若机械部分正常，应重点检查哪些环节？ （3）写出较合理的排查顺序。 【答案】（1）可能与控制绕组接线相序、控制信号极性或反馈信号极性错误有关。 （2）应重点检查反馈元件连接、反馈信号稳定性、控制信号接线和驱动器相关端子。 （3）先确认机械传动无卡滞，再核对控制绕组与励磁绕组接线关系，随后检查反馈元件及屏蔽接地，最后观察驱动器输入输出信号是否稳定。 【解析】（1）两相交流伺服电动机的转向由合成磁场旋转方向决定，接线相序或控制信号极性错误会使合成磁场方向相反，从而导致工作台反向运动。 （2）方向正确但运行抖动，且机械和电源基本正常时，故障重点应转向闭环反馈和控制信号稳定性。反馈信号断续、极性不当或接插件接触不良，都可能造成系统反复修正而抖动。 （3）排查应由外到内、由机械到电气、由接线到信号逐步进行。这样既能排除明显机械故障，又能逐步定位到绕组接线、反馈回路或驱动控制环节。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $