《电力拖动自动控制系统—课后答案解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力拖动自动控制系统—课后答案解析（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、.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是多少？解：系统允许的静态速降为。2.3 某一调速系统,在额定负载下,最高转速特性为,最低转速特性为 ,带额定负载时的速度降落,且在不同转速下额定速降 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 静差率 2.4 直流电动机为PN=74kW,UN=220V,IN=378A,nN=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
2、：2.5 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R=0.18,Ce=0.2Vmin/r,求：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？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?解： 2.6 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若把反馈系数减至=0.35,当保持同样的输出电压时,给定电压 应为多少？解：1 ,开环输出电压是闭环的22倍 2.7
3、 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： 122.8 某闭环调速系统的开环放大倍数为15时,额定负载下电动机的速降为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： 如果将开环放大倍数提高到30, 则速降为：在同样静差率要求下,D可以扩大倍2.9 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,
4、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,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：,r/min,=1.5,整流装置内阻=1, 电枢回路电抗器电阻=0.8, 触发整流环节的放大倍数。系统开环工作时,试计算调速范围时的静差率值。当,时,计算系统允许的稳态速降。如组成转速负反馈有静差调速系统,要求,在时,计算转速负反馈系数和放大器放大系数。解：1232.13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
5、输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。解：1M法：分辨率最大误差率：时,时,时,时,可见M法适合高速。2T法：分辨率：时,时,最大误差率：,当时,当时,时,时,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/min,=20A,电流过载倍数为2,电枢回路总电阻=2,=20,=0.127Vmin/r,求：1当系统稳定运行在=5V,=10A时,系统的、和各为多少？2当电动机负载过大而堵转时,和各为多少？解：2堵转时,3.2 在转速、电流双闭环调速系统中,两
6、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=1.5,设=8V,电枢回路最大电流=40A,电力电子变换器的放大系数=40。试求：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。解:1 2 这时： ,ASR处于饱和,输出最大电流给定值。 3.3 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：1应如何变化？2应如何变化？3值由哪些条件决定？解: 1 因此当电流从40A70A时
7、, 应从4V7V变化。 2 要有所增加。 3 取决于电机速度和负载大小。因为 3.5 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；（3） 绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间0.25s, 则K=?,=?解：取(1) 系统开环增益：(2) 上升时间过度过程时间：3如要求,查表3-1则应取 , 这时,超调量=16.3%。3.6有一个系统,其控制对象的传递函数为,要求设计一个无静差系统,在阶跃输入下系统超调量5按线性系统考虑。试对系统进行动态校正,决定调节器结构,并选择其参数。解：按典型I型系统
8、设计,选。选I调节器,校正后系统的开环传递函数为,已选KT0.5, 则K0.5/T=50, 所以,积分调节器：。3.7有一个闭环系统,其控制对象的传递函数为,要求校正为典型型系统,在阶跃输入下系统超调量30按线性系统考虑。试决定调节器结构,并选择其参数。解：应选择PI调节器,对照典型型系统, ,满足设计要求。 这样,3.8在一个由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调速系统中,已知电动机的额定数据为：kW , V , A , r/min , 电动势系数=0.196Vmin/r , 主回路总电阻=0.18,触发整流环节的放大倍数=35。电磁时间常数=0.012s,机电时间常数=0.12s
9、,电流反馈滤波时间常数=0.0025s,转速反馈滤波时间常数=0.015s。额定转速时的给定电压N =10V,调节器ASR,ACR饱和输出电压Uim*=8V,Ucm =6.5V。系统的静、动态指标为:稳态无静差,调速范围D=10,电流超调量5% ,空载起动到额定转速时的转速超调量10%。试求：1确定电流反馈系数和转速反馈系数。2试设计电流调节器ACR,计算其参数Ri,、Ci、COi。画出其电路图,调节器输入回路电阻R0=40。3设计转速调节器ASR,计算其参数Rn、Cn、COn。4计算电动机带40%额定负载起动到最低转速时的转速超调量n。5计算空载起动到额定转速的时间。解：12电流调节器设计
10、确定时间常数：电流调节器结构确定：因为,可按典型I型系统设计,选用PI调节器,电流调节器参数确定:,。校验等效条件：可见满足近似等效条件,电流调节器的实现：选,则：,取9K.由此3速度调节器设计 确定时间常数：a) 电流环等效时间常数:因为则速度调节器结构确定：按照无静差的要求,应选用PI调节器, 速度调节器参数确定：校验等效条件：可见满足近似等效条件。转速超调量的校验 40%额定负载起动到最低转速时:5 空载起动到额定转速的时间是：书上无此公式仅考虑起动过程的第二阶段。所以：3.10 有一转速、电流双闭环调速系统,主电路采用三相桥式整流电路。已知电动机参数为：PN =500kW,UN =75
11、0V,IN =760A,nN=375 r/min,电动势系数Ce =1.82Vmin/r, 电枢回路总电阻R=0.14,允许电流过载倍数=1.5,触发整流环节的放大倍数Ks=75,电磁时间常数=0.031s,机电时间常数=0.112s,电流反馈滤波时间常数=0.002s,转速反馈滤波时间常数=0.02s。设调节器输入输出电压Unm*=Uim*=Unm =10V,调节器输入电阻R0=40k。设计指标:稳态无静差,电流超调量5%,空载起动到额定转速时的转速超调量10%。电流调节器已按典型I型系统设计,并取参数KT=0.5。1选择转速调节器结构,并计算其参数。2计算电流环的截止频率和转速环的截止频率,并考虑它们是否合理?解：1电流调节器已按典型I型系统设计如下：确定时间常数：电流调节器结构确定：因为%5%,可按典型I型系统设计,选用PI调节器, WACR=Ki/is, Tl/Ti=0.031/0.00367=8.25Ton=0.02sc) cTn=1/KI+Ton=0.00734+0.02=0.02734s速度调节器结构确定：按照无静差的要求,应选用PI调节器,WASR=Kn/ns
