国家开放大学电大专科《数控机床电气控制》简答题分析题题库及答案（试卷号：2432）

国家开放大学电大专科《数控机床电气控制》简答题分析题题库及答案（试卷号：2432）
盗传必究 一、简答题 1.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。

2.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。

3．什么是时间继电器？ 答：时间继电器是一种触头延时接通或断开的控制器，它在控制系统中的作用是通电延时和断电延时。

4.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。

5．PLC的硬件主要由哪几部分组成？ 答：PLC的硬件主要由中央处理单元(CPU)、存储器、输入／输出接口、编程器、电源等几部分组成。

6．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。

7．电动机起动电流很大，当电动机起动时，热继电器会不会动作？为什么？ 答：当负载电流超过整定电流值并经过一定时间后，发热元件所产生的热量使双金属片受热弯曲，带动动触点与静触点分断，切断电动机的控制回路，使接触器线圈断电释放，从而断开主电路，实现对电动机的过载保护。由此可见，热继电器由于热惯性，当电路短路时不能立即动作使电路立即断开，因此不能作短路保护。

8．简述数控装置(CNC)硬件部分由哪两方面基本结构组成。

答：就CNC装置硬件基本组成而言，它一方面具有一般微型计算机的基本结构，如中央处理单元(CPU)、总线、存储器、输入／输出接口等；
另一方面又具有数控机床完成特有功能所需要的功能模块和接口单元，如手动数据输入(MDI)接口、PLC接口、纸带阅读机接口等。

9．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。

10．数控机床对检测装置有哪些基本要求？ 答：数控机床对检测装置的基本要求如下：
(1)稳定可靠、抗干扰能力强。

(2)满足精度和速度的要求。

(3)安装维护方便、成本低廉。

11．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。

12．数控机床控制系统的基本组成包括哪几部分？ 答：数控机床控制系统的基本组成包括输入／输出装置、数控装置、伺服驱动装置、机床电气逻辑控制装置、位置检测装置。

二、分析题 1．数控系统的干扰一般是指那些与信号无关的，在信号输入、传输和输出过程中出现的一些不确定的有害的电气瞬变现象。这些瞬变现象会使数控系统出现异常情况，引起故障。为此数控机床可以采用哪些抗干扰措施？ 答：(1)减少供电线路干扰 数控机床的安置要远离中频、高频的电气设备；
要避免大功率起动、停止频繁的设备，电火花设备同数控机床位于同一供电干线上，最好是采用独立的动力线供电。（4分）
(2)减少机床控制中的干扰。（3分）
(3)屏蔽 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。（3分）
(4)保证“接地”良好 “接地”是数控机床安装中一项关键的抗干扰技术措施。电网的许多干扰都是通过“接地”这条途径对机床起作用的。（4分）
2.数控机床的基本组成如图所示，试分析说明控制系统各部分的作用。

答：输入／输出装置：数控系统中的人机交互设备，它能进行加工数据的输入和输出。（3分）
数控装置是数控系统的核心，数控装置实际上就是微型计算机系统。（3分）
伺服驱动装置是数控机床的执行机构，是数控系统和机床本体之间的电气联系环节。（3分）
位置检测装置用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。（3分）
机床电气逻辑控制装置对主轴起／停、换刀、冷却液开／停等辅助功能进行控制。（2分）
3. 数控机床的基本组成如图所示，试分析说明控制系统各部分的作用。

答：输入／输出装置：数控系统中的人机交互设备，它能进行加工数据的输入和输出。（3分）
数控装置是数控系统的核心，数控装置实际上就是微型计算机系统。（3分）。

伺服驱动装置是数控机床的执行机构，是数控系统和机床本体之间的电气联系环节。（3分）
位置检测装置用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。（3分）
机床电气逻辑控制装置对主轴起／停、换刀、冷却液开／停等辅助功能进行控制。（2分）
4. 步进电动机控制驱动电路如图所示，请回答步进电动机的驱动装置由哪两部分组成I并简 要分析步进电动机驱动电路中“电路二”的作用。

答：1．步进电动机驱动装置由环形脉冲分配器、功率放大驱动电路两大部分组成。（6分）
2．其中，步进电动机功率放大驱动电路完成由弱电到强电的转换和放大，也就是将逻辑电平信号变换成电机绕组所需的具有一定功率的电流信号。（8分）
5. 永磁式同步型交流电动机的工作原理如图所示，试分析其工作原理。并回答转子磁极轴线与定子磁场轴线e夹角的大小与什么因素有关？ 答：交流伺服电动机的转子是一个具有两个极的永磁体（也可以是多极的）。（3分）按照电动机学原理，当同步型电动机的定子三相绕组接通三相交流电源时，就会产生旋转磁场(Ns，Ss)以同步转速ns逆时针方向旋转（3分）。根据两异性磁极相吸的原理，定子磁极Ns(或Ss)紧紧吸住转子，以同步转速ns在空间旋转，即转子和定子磁场同步旋转。（3分）
当转子加上负载转矩后，转子磁极轴线将落后定子磁场轴线一个8夹角。转子的负载转矩增大时，定子磁极轴线与转子磁极轴线间的夹角e增大；
当负载转矩减小时e角减小。

(5分) 6.数控机床的基本组成如图所示，试分析说明控制系统各部分的作用。

答：输入／输出装置：数控系统中的人机交互设备，它能进行加工数据的输入和输出。（3分）
数控装置是数控系统的核心，数控装置实际上就是微型计算机系统。（3分）
伺服驱动装置是数控机床的执行机构，是数控系统和机床本体之间的电气联系环节。（3分）
位置检测装置用来检测工作台的实际位移或丝杠的实际转角。（3分）
机床电气逻辑控制装置对主轴起／停、换刀、冷却液开／停等辅助功能进行控制。（2分）