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1、转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法2-1在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速,应调节什么参数改变转速调节器的放大倍数Kn行不行改变电力电子变换器的放大倍数Ks行不行改变转速反馈系数”行不行若要改变电动机的堵转电流,应调节系统中的哪些参数答：在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节的参数有：转速给定电压U*n,因为转速反馈系统的转速输出服从给定。 改变转速调节器的放大倍数Kn，只是加快过渡过程，但转速调节器的放大倍数Kn的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。因此，不能通过改变转速调节器的放大倍数Kn,来改变转速
2、 改变改变电力电子变换器的放大倍数Ks,只是加快过渡过程，但转电力电子变换器的放大倍数Ks的影响在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统有调节和抑制能力。因此，不能通过改变电力电子变换器的放大倍数Ks,来改变转速 改变转速反馈系数a,能改变转速。转速反馈系数a的影响不在转速负反馈环内的前向通道上，它引起的转速变化，系统没有调节和抑制能力。因此，可以通过改变转速反馈系数a来改变转速，但在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行最终的转速还是服从给定。 若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的参数有：转速的给定U*n、转速调节器的放大倍数Kn、转速调节器的限幅值、转速反馈系数a等，因为它们都
3、在电流环之外。2-2在转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少为什么答：在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，转速调节器退饱和，PI的作用使得转速调节器的输入偏差电压为0，转速调节器的输出电压由于维持在U*im（n*）。在转速、电流双闭环调速系统中稳定运行时，电流调节器不饱和，PI的作用使得电流调节器的输入偏差电压为0,形成一个电流随动子系统，力图使Id尽快跟随其给定U*i.电流调节器的输出电压UC又后面的环节决定。2-3在转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是P调节器，对系统的静、动态性能将会产生什么影响答：在转速、电流双闭环调速系统
4、中，转速调节器采用P调节器，整个系统成为一个有静差的系统。转速调节器不饱和，一直处于主导地位；电流调节器不饱和，形成一个电流随动子系统，无法形成在最大电流下在最短时间内使速度上升/下降最快，动态响应较慢。2-4试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统：调速系统的静态性能；动态限流性能；启动的快速性抗负载扰动的性能；抗电源波动的性能答： 调速系统的静态性能:在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器采用PI调节器，整个系统成为一个无静差的系统。带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，转速调节器采用PI调节器，整个系统成为一个无静差的系统。 动态限流性能:在转
5、速、电流双闭环调速系统中，电流调节器采用PI调节器，将电流限制在Idm内。带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，将电流限制在Idcr-Idbl内。 启动的快速性:在转速、电流双闭环调速系统在启动/制动过程中，转速调节器饱和，电流调节器在最大电流Idm附近进行PI调节，时间最短，提高了启动/制动的快速性。带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，在启动/制动过程中，当电流大于截止电流Idcr时，电流调节器起作用，并不是在最大电流附近进行调节，启动/制动的快速性较差。 抗负载扰动的性能：在转速、电流双闭环调速系统中，负载扰动在转速外环中，负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调节器ASR来产生抗负载
6、扰动的作用。在设计ASR时，应要求有较好的抗扰性能指标。带电流截止环节的转速单闭环调速系统中，负载扰动立即引起电流变化，当电流大于截止电流Idcr时，电流调节器起作用，可以进行调节。 抗电源波动的性能在转速、电流双闭环调速系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗电源波动的性能大有改善。在电流截止环节的转速单闭环调速系统中，电网电压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电源电压扰动的性能要差一些。2-5在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运行时，转速反
7、馈线突然断线，当系统重新进入稳定运行时电流调节器的输入偏差信号5是否为零答：在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，转速调节器反馈电压突变为为0,转速调节器输入偏差突变为最大，转速调节器（PI调节器）饱和，转速开环，系统变为电流单闭环调节。转速调节器的输出突变为正极限值U*im,电流调节器的输入偏差变大，电流调节器为PI调节器作用，直至进入新的稳定状态，电流无静差。当重新进入稳定运行时，电流调节器（PI调节器）的输入偏差信号Ui为零。,系统稳定后转速反,转速调节器反馈电电流调节器输入偏差2-6在转速、电流双闭环调速系统中，给定信号U
8、*n未变，增加转速反馈系数馈电压Un是增加、减小还是不变答：在转速、电流双闭环调速系统中，给定信号U*n未变，增加转速反馈系数压增加，转速调节器输入偏差变大，转速调节器输出变大即电流调节器给定变大,变大，电流调节器输出变大即电机电流变大，进入重新调节阶段。系统稳定后，转速、电流无静差。转速调节器输入偏差为0,转速反馈电压Un等于转速给定信号U*n,不变。2-7在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI调节器。已知电动机参数为：Pn=,Un=220V,In=20A,nN=1000r/min,电枢绕组总电阻Ra=1.5,U*nm=U*m=U*cm=8V,电枢回路最大电流Idm=40A,电力
9、电子变换器的放大倍数Ks=40试求：电流反馈系数和转速反馈系数当电动机在最高转速发生堵转时的Udo、U*i、Ui、Uc值.*解：稳态运行时，转速调节器不饱和，输入偏差为0,a=工旦=5四&1500=nnN*UiU%稳态运行时，电流调节器不饱和，输入偏差为0,3=m=840=nidm当电动机在最（Wj转速发生堵转时,电枢回路最大电流Idm=40A,电流调节器反馈电压最大U*im=8V,电流调节器输入偏差最大大，电流调节器饱和,输出最大U*cm=8V,电流开环.经过电力电子变换器后的Ud0=Ks*Uc=40*8=320V.,电机转速很小；几乎为0,转速反馈电压很小，转速调节器输入偏差很大，转速调节
10、器饱和，转速开环，转速调节器输出U*im=8V.2-8在转速、电流双闭环倜速系统中，ASRACR两个倜节器均米用PI倜节器。当ASR的输出达到Uim=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,试问：U*i如何变化Uc如何变化Uc值.由哪些条件决定答：在转速、电流双闭环调速系统中，ASRACR两个调节器均采用PI调节器。当ASR的输出达到U*m=8V时，ASR饱和不起作用；主电路电流达到最大电流80A,电流调节器的给定电压U*i=U*im=8V最大保持不变，当负载电流由40A增加到70A,电流调节器反馈电压Ui增加，电流调节器的输入偏差电压减小，电流调节器的输出电压U
11、c减小.Uc值曲：电流调节器的输入偏差电压（电流调节器的给定电压U*i-电流调节器反馈电压卜条电流调节器的比例放大系数、电流调节器积分时间常数以及电机的运行状态等条件决定。2-9在转速、电流双闭环调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因使电动机励磁电源突然下降一半，系统工作情况会如何变化写出Ud0、U*i、Uc、Id、n在系统重新进入稳定后的表达式。答：在转速、电流双闭环调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因使电动机励磁电源突然下降一半，电机的电磁转矩减小为原来的一半，转速下降，转速调节器反馈电压Un减小，转速调节器的输入偏差电压增大，转速
12、调节器的输出电压即电流调节器的给定电压U*i增大.电流调节器的输出电压Uc增大，转速上升，达到新的稳定。在系统重新进入稳定后Ud0=U*i=Uc=Id=n=2-10某反馈控制系统已校正成典型I型系统。已知时间常数T=,要求阶跃响应超调量bW10%求系统的开环增益；计算过渡过程时间ts和上升时间tr画出开环对数特性。如要求上升时间tr,则K=,b=K解：典型I型系统W(S)=T=阶跃响应超调量bW10%S(TS1)系统的开当wc1/T时，的幅频特性以W0dB/dec斜率穿越零分贝线，系统有较好的稳定性。环增益K=wc截止频率KT=K=5过渡过程时间ts=a=6T=n2T上升时间(93)取一2Ta
13、rccos ) E =上升时间trT2T1s1T1skpi(1S1)“Wpi(S)=,x1=hT2一般取h=5x1=hT2=5*=1S2-14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，已知电动机额定参数：pn=360KW,Un=220V,In=308A,nN=1000r/min,电动势系数Ce=.min/r,主回路总电阻R=,触发整流环节的放大倍数Ks=35,电磁时间常数T尸，机电时间常数Tm=，电流反馈滤波时间常数Toi=转速反馈滤波时间常数Ton=.额定转速时给定电压U(*n)N=10V,调节器ASRACR饱和输出电压Uim=8V,Ucm=,系统的静、动态指标为：稳态无静差，调速范围D=10,电流超
