电力拖动自动控制系统课后答案.doc

1、第 1 页 共 24 页习题解答（供参考）习题二2.2 系统的调速范围是 1000100 ，要求静差率 s=2%，那么系统允许的静差转速降minr是多少？解： 10.2(0.98)2.4()ns rpmD系统允许的静态速降为 。.4rp2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为 ，最低转速特性0max15innr为 ，带额定负载时的速度降落 ，且在不同转速下额定0min15irN速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：1）调速范围 (均指额定负载情况下）maxinDmax0a150485Nnnii 3axin48D2) 静差率 0150%Ns2.4 直

2、流电动机为 PN=74kW,UN=220V，I N=378A，n N=1430r/min，Ra=0.023 。相控整流器内阻 Rrec=0.022。采用降压调速。当生产机械要求 s=20%时，求系统的调速范围。如果 s=30%时，则系统的调速范围又为多少？解： ()(20378.2)430.178aCeUIRnVrpm第 2 页 共 24 页378(0.2.)0.14785NnIRCe rpm(1)45(2)3.DSs.3.N2.5 某龙门刨床工作台采用 V-M 调速系统。已知直流电动机，主电路总电阻60,20,5,10minNNNPkWUVIAnrR=0.18,Ce=0.2Vmin/r,求：

3、（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 为多少？（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 多少？NS（3）若要满足 D=20,s5% 的要求，额定负载下的转速降落 又为多少?n解：(1) 305.18274.5/miNnIRCer(2) 274()1%S(3) ().0.92.63/inNDs r2.6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压 、比例调节*8.uUV器放大系数 、晶闸管装置放大系数 、反馈系数 =0.7。求：（1）输出电2PK15SK压 ；（2）若把反馈线断开， 为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？（3）dUdU若把反馈系数减至 =0.35，当

4、保持同样的输出电压时，给定电压 应为多少？*uU解：（1） *(1)2158.(2150.7)2dpsupsK V(2) ,开环输出电压是闭环的 22 倍8.2564UV(3) *()(.3)(4.6udpspsK2.7 某闭环调速系统的调速范围是 1500r/min150r/min，要求系统的静差率 ，那么5%s系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是 100r/min，则闭环系统的开环放大倍数应有多大？解： 1） snsDN1/第 3 页 共 24 页1052%/98Nn/103.6/minNnr2） 7.1clopK2.8 某闭环调速系统的开环放大倍数为 15 时，额定负载下电

5、动机的速降为 8 r/min，如果将开环放大倍数提高到 30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？解： 12851clopnn如果将开环放大倍数提高到 30, 则速降为： rpmKopcl 3.40/在同样静差率要求下，D 可以扩大 倍97.1/21clln2.9 有一 V-M 调速系统：电动机参数 PN=2.2kW, UN=220V, IN=12.5A, nN=1500 r/min，电枢电阻 Ra=1.5，电枢回路电抗器电阻 RL=0.8，整流装置内阻 Rrec=1.0,触发整流环节的放大倍数 Ks=35。要求系统满足调速范围 D=20，静差率 S35.955 相矛盾

6、，故系统不稳定。要使系统能够稳定运行，K 最大为30.52。2.12 有一个晶闸-电动机调速系统，已知：电动机： ， ，kWPN8.2VUN20， r/min， =1.5，整流装置内阻 =1, 电枢回路电抗器电阻AIN6.15150NnaRrecR=0.8， 触发整流环节的放大倍数 。LR35sK第 7 页 共 24 页(1)系统开环工作时，试计算调速范围 时的静差率 值。30Ds(2)当 ， 时，计算系统允许的稳态速降。30D%1s(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求 ， ，在 时 ，%10sVUn10*NdI，计算转速负反馈系数 和放大器放大系数 。NnpK解： rVCe min/1

7、3.05/.1620（1） min0min/./.92.68/i153/92.68/3.50.7%opNeopIRCrs（2） i/5./.r（3） espdenspCKIRUK/11/*5.216.5/482971/150*clop eens K2.13 旋转编码器光栅数 1024，倍频系数 4，高频时钟脉冲频率 ，旋转编码器输MHz1f0出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用 16 位计数器，M 法测速时间为 0.01s，求转速和 时的测速分辨率和误差率最大值。min/r150nin/r150解：（1）M 法：分辨率 min/465.10.246rZTQc最大误差率： cn160时， mi/

8、15r 102460.1245601 cnZT时，in/0 .1cM第 8 页 共 24 页时，min/150r %098.1024%1ax M时，i/ .1ax可见 M 法适合高速。（2）T 法：分辨率：时，min/150rn min/175041206062 rZnfQ时，i/ i/.602f最大误差率： ， ，2ZMnZnf当 时，mi/150r 7.915046当 时，in/.2时，i/150rn %4.107.91%012max M时，i/ .2ax可见 T 法适合低速习题三3.1 双闭环调速系统的 ASR 和 ACR 均为 PI 调节器，设系统最大给定电压=15V， =1500r/

9、min， =20A，电流过载倍数为 2，电枢回路总电阻*nmUNNI=2， =20， =0.127Vmin/r，求：（1）当系统稳定运行在 =5V， =10A 时，RsKeC*nUdLI系统的 、 、 、 和 各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时， 和n*iiUc *i各为多少？cU解：(1)第 9 页 共 24 页* *0 */15/0.01/5, 0./150.37/4.*.50.127*51024.1755,5,3.,nmNnimdi iddLeNdLCsssnii cUVrpmVrpUrpmVAIAUUEIRCIRVKKnrpmVV 当 转 速即 4.v（2）堵转时， ，Idi1*

10、0 40*2edd dmcsssCnRUIVKK3.2 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器 ASR，ACR 均采用 PI 调节器。已知参数：电动机： =3.7kW， =220V， =20A， =1000 r/min ,电枢回路总电阻NPNUNINn=1.5,设 =8V，电枢回路最大电流 =40A,电力电子变换器的放大系Rcminm* dmI数 =40。试求：sK（1）电流反馈系数 和转速反馈系数 。（2）当电动机在最高转速发生堵转时的 值。,0dUci,*解:1）* *880.2/ .08/41im nmd NUVVArpmI rp2) 0 40*.56ddleNdlERCnIR这时：，

11、ASR 处于饱和，输出最大电流给定值。 *8,nnUV,ii0641.5CdSKV3.3 在转速、电流双闭环调速系统中，调节器 ASR，ACR 均采用 PI 调节器。当 ASR 输出达到 =8V 时，主电路电流达到最大电流 80A。当负载电流由 40A 增加到 70A 时，试问：*imU（1） 应如何变化？（2） 应如何变化？（3） 值由哪些条件决定？i cUcU第 10 页 共 24 页解: 1) *80.1/imdUVAI因此当电流从 40A 70A 时， 应从 4V 7V 变化。*iU2) 要有所增加。C3) 取决于电机速度和负载大小。因为 U0ddleNdlEIRCnIR0eddcssnIRK3.5 某反馈控制系统已校正成典型 I 型系统。已知时间常数 T=0.1s, 要求阶跃响应超调量10。（1） 系统的开环增益。（2） 计算过渡过程时间 和上升时间 ；strt（3） 绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间 0.25s, 则K=?， =?rt解：取 0.69,.,%9.5KT(1) 系统开环增益： /06/.19(/)Ts(2) 上升时间 3.rtS过度过程时间： 60.16sntTs（3）如要求 ，查表 3-1 则应取 , 这时0.25rts1,0.5KT2.4.*01.24rtTs,超调量=16.3%。1/KT