简答题

1. 什么是机器人三原则？

第一条：机器人不能伤害人类。也不能眼见人类受到伤害而袖手旁观。
第二条：机器人应服从人类的命令，但不能违反第一条原则。
第三条：机器人应保护自身的安全，但不能违反第一条和第二条原则。
这三条原则目前已成为机器人研究人员与研制厂家共同遵守的指导方针。

2. 三相笼型异步电动机的变速方法有哪几种？其各自的适用范畴如何？、

三相笼型异步电动机可通过以下三种方法进行调速，即改变转差率的变转差率调速、改变极对数的变极调速和改变电动机电源频率的变频调速。
变转差率调速方法的调速范围较小，局限性大，应用较少。
变极调速方法是通过改变电动机定子绕组的磁极对数进行调速。变极调速属于有级调速，调速平滑度差，一般多用于金属切削机床，如铣床、镗床、磨床等。
变频调速方法是利用变频器，改变施加在电动机上的电源频率进行调速。变频调速的调速范围大，调速的稳定性、平滑性均属优良，机械特性较硬。变频调速属于无级调速，适用于绝大部分三相笼型异步电动机。

3. 简述绕线式异步电动机的启动特点及方法？

鼠笼式异步电动机多为降压启动，因此启动转矩小，启动电流大，因此不能满足某些生产机械需要高启动转矩低启动电流的要求。绕线式异步电动机由于能在转子电路中串电阻，因此具有较大的启动转矩和较小的启动电流，即具有较好的启动特性。在转子电路中串电阻的启动方法常用的有两种：逐级切除启动电阻法和频敏变阻器启动法。

4. 直流电动机调速方法中，典型的改变电枢电路外串电阻调速方式有哪些缺点？

1）机械特性较软，电阻愈大则特性愈软，稳定度愈低；
2）在空载或轻载时，调速范围不大；
3）实现无级调速困难；
4）在调速电阻上消耗大量电能。

5. 简述三相异步交流电动机的变频调速方法及特点？

三相异步交流电动机变频调速是一种通过改变定子绕组供电频率来改变转子转速的调速方式。由于同步转速与定子频率成正比，改变定子绕组供电频率便可实现转子转速的平滑调节，并且可以获得较宽的调速范围和足够硬的机械特性。因而，在各种方法中，变频调速是一种高性能的调速方案。

6. 电传动系统运动方程中的静态转矩和动态转矩的概念。

静态转矩：电动机轴上的负载转矩 TL，它不随系统加速或减速而变化。
动态转矩：系统加速或减速时，存在一个动态转矩 Td，它使系统的运动状态发生变化。

7. 例说明机器人的主要分类方式

按发展时期分类：第一代—示教再现型机器人；第二代—有感觉的机器人；第三代—具有智能的机器人。
按几何结构分类：直角坐标机器人；圆柱坐标机器人；球坐标机器；关节型标机器人。
按控制方式分类：非伺服控制机器人和伺服控制机器人；其中伺服控制机器人又可划分为：点位伺服控制机器人和连续轨迹伺服控制机器人。
按驱动方式分类：电力驱动；液压驱动；气压驱动；新型驱动。

8. 三相笼型异步电动机减压起动的方法有哪几种？

三相笼型异步电动机常结构用的减压起动方法有：定子串电阻（或电抗器）减压起动、 星形—三角形（Y/Δ）转换减压起动、自耦变压器减压起动、延边三角形减压起动、软起动器减压起动和变频器减压起动等。

9. 机器人驱动用电动机按照结构形式可分为哪几类？

可根据工作环境的具体条件选择电动机的结构型式，具体可分为以下 4 类。
（1）防护式电动机（IP23）能防止大量灰尘和异物进入电机工作区域，避免影响电机正常运行工作。
（2）封闭式电动机（IP44）适用于多尘、潮湿、易受风雨侵蚀，有腐蚀性气体等较恶劣的工作环境。
（3）密封式电动机（IP68）的密封程度高，外部的气体和液体都不能进入电动机内部，可以浸在液体中使用，潜水泵电动机就是典型的密封式电动机。
（4）防爆式电动机
防爆式电动机不但有严密的封闭结构，外壳又有足够的机械强度，适用于有易燃、易爆气体的场所，如矿井、油库和煤气站等场所。

9. 电气控制线路中，既装设熔断器，又装设热继电器，各起什么作用？能否相互代用？

二者不能相互替换，热继电器和熔断器在电路中的保护作用是不相同的。热继电器只做长期的过载保护，而熔断器是做严重过载和短路保护，因此一个较完整的保护电路，特别是电动机控制电路，应该两种保护都具有。

10. 为什么电动机要设零电压和欠电压保护？

零电压保护的目的是防止电气设备意外失电后因来电而导致电动机意外自行启动。设置了零电压保护环节，则电气设备意外失电再上电后，必须通过再次启动，电动机才能运行。欠电压保护的目的是防止当电源电压降低时而导致电动机产生故障。当电源电压下降到电动机额定电压的 80％以下后，将导致电动机因转矩不足而转速下降，以致被迫停转，使电动机因堵转而烧毁。

11. 为确保电动机正常工作，在电气控制系统中，需要对电动机采取哪些保护措施？

在电气控制系统中常用的保护环节有短路保护、过载保护、过电流保护、零电压保护、欠电压保护和弱磁保护等。

12. 从结构特征上如何区分交流、直流电磁机构？

交流接触器的线圈通以交流电，将产生涡流和磁滞损耗，使铁心发热。为减少铁损，铁心用硅钢片冲压而成。为便于散热，线圈做成短而粗的筒状绕在骨架上。
直流接触器的线圈通以直流电，铁心中不会产生涡流和磁滞损耗，所以不会发热。为方便加工，铁心用整块钢块制成。为使线圈散热良好，通常将线圈绕制成长而薄的筒状。

13. 简述直流电动机制动与自然停车的区别和特点？

1）自然停车：电动机脱离电网，靠很小的摩擦阻转矩消耗机械能使转速慢慢下降，直到转速为零而停车。
特点：停车过程需时较长，不能满足生产机械快速停车的要求；
2）制动：电动机脱离电网，外加阻力转矩使电动机速度迅速下降，直到转速为零而停车。
特点：加快停车过程，提高生产效率；实现准确停车等。

14. 热继电器在电路中的作用是什么？带断相保护和不带断相保护的三相式热继电器各用在什么场合？

热继电器（FR）主要用于电力拖动系统中电动机负载的过载保护。热继电器的选择主要根据电动机定子绕组的联结方式来确定热继电器的型号，在三相异步电动机电路中，对 Y 连接的电动机可选两相或三相结构的热继电器，一般采用两相结构的热继电器，即在两相主电路中串接热元件。对于三相感应电动机，定子绕组为 A 连接的电动机，必须采用带断相保护的热继电器。

15. 什么是主令电器？常用的主令电器有哪些？

主令电器是在自动控制系统中发出指令或信号的电器，用来控制接触器、继电器或其他电器线圈，使电路接通或分断，从而达到控制生产机械的目的。主令电器应用广泛、种类繁多。按其作用可分为：按钮、行程开关、接近开关、万能转换开关、主令控制器及其他主令电器（如脚踏开关、钮子开关、急停开关）等。

16. 自锁环节怎样组成？它起什么作用？并具有什么功能？

答：在连续控制中，将接触器的常开辅助触头 KMX 与自复位启动按钮 SBX 并联，即可形成自锁环节。当启动按钮SBX 松开后，接触器 KMX 的线圈通过其辅助常开触头的闭合仍继续保持通电，从而保证电动机的连续运行。这种依靠接触器自身辅助常开触头而使线圈保持通电的控制方式，称自锁或自保。起到自锁作用的辅助常开触头称自锁触头。所以自锁环节的功能就是在启动按钮松开后，能够保待接触器线圈一直通电，使电动机连续运行。

17. 直流电动机工作原理中按定子励磁绕组的励磁方式可分为哪几类？并画出对应的电路图？

直流电动机也按定子励磁绕组的励磁方式可分他励式，串励式，并励式和复励式四种类型，对应的电路图如下：
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