电力拖动自动控制系统(第三版)陈伯时习题答案(全部)

1、第一章：闭环控制的直流调速系统00000之吉白夕凡创作创作时间：二零二一年六月三十日1-1为什么PWM电念头系统比晶闸管-电念头系统能够获得更好的静态性能？答：PW陈统与V-M系统相比，在很多方面有较年夜的优越性：(1)主电路线路简单，需用的功率器件少；(2)开关频率高，电流容易连续，谐波少，机电损耗及发热都较小；(3)低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1:10000左右；(4)若与快速响应的电念头配合，则系统频带宽，静态响应快，静态抗扰能力强；(5)功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适那时，开关损耗也年夜，因而装置效率较高；(6)直流电源采纳不控整流时,电网功率因数比相

2、控整流器高；1-2试分析有制动通路的不成逆PW旋换器进彳f制动时,两个VTM如何工作的.答：如图P13,1-17,制动状态时,先减小控制电压，使Ug1的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压Ud降低.可是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变动，因而造成EUd,很快使电流id反向，VD2截止，在tonWtCT日t,Ug2变正，于是VT2导通，反向电流沿回路3流通，发生能耗制举措用.在TWtT+ton（即下一周期的0Wt,整流装置内阻Rrec0.3,触发整流环节的放年夜倍数Ks40.最*年夜给定电压Unm15V,当主电路电流到达最年夜值时,整定电流反馈电压Uim10V.设计指标：要求系统满

3、足调速范围D=20,静差率SW10%,Idbl1.5IN,Idcr伫味.试画出系统的静态结构框图，并计算:(1)转速反馈系数.(2)调节器放年夜系数Kp.(3)电阻Ri的数值.(放年夜器输入电阻Ro20k)(4)电阻R2的数值和稳压管VS勺击穿电压值.解：(1)*因为 Unm U N max n N.*U nm所以nN1510000.015V min/r系统静态结构框图如下：？(2)电念头的电动势系数为开环系统的静态速降为闭环系统的静态速降为闭环系统的开环放年夜系数为调节器放年夜系数为-K35123Ks/Ce0.01540/0.2059取Kp13（3）取Ro20k则RiKpRc2013260k

4、(4)求解R2的核心应放在运放上，利用虚地址求解电流:15107.3Uc20R2260对特殊点：当机电堵转时,n0,故Un0且此时，电枢回路中IImaxIdblUd0%Uc-Idm又Idbl1.5INKsKs将上式带入式即可获得：当VS被击穿时,UVSIdcr又Uim10V,1dblUim,Idbl1.5IN,Idcr1.1IN所以，UVS7.34V1-13在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数发生变动时系统是否有调节作用，为什么？放年夜器的放年夜系数Kp;供电电网电压；电枢电阻R;电念头励磁电流；电压反馈系数丫.答：当放年夜器的放年夜系数、供电电网电压、电枢电阻、电念头励磁电流发生变

5、动时,系统有调节作用，当电压反馈系数丫发生变动时,它不能获得反馈控制系统的抑制，反而会增年夜被调量的误差.因为反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动.1-14有一个V-M系统，已知：电念头：PN2.8kW,UN220V,IN15.6A,nN1500r/min,Ra1.5，整流装置内阻Rrec1,触发整流环节的放年夜倍数KS35.(1)系统开环工作时,试计算调速范围D30时的静差率s值.(2)当D30,s10%时，计算系统允许的稳态速降.(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D30,s10%,在Un10V时IdIN,nnN,计算转速负反馈系数和放年夜器放年夜系数Kp.(4)

6、如将上述调速系统改为电压负反馈有静差调速系统，仍要求在Un10V时，1dIN,nnN,并坚持系统原来的开环放年夜系数K不变，试求在D30时的静差率.解：(1)先计算电念头的电动势系数：则开环系统的额定速降：所以系统开环工作时,调速范围D30时的静差率：(2)当D30,s10%时，系统允许的稳态速降(3)在Un10V时1dIN,nnN,转速负反馈系数为闭环系统的开环放年夜系数为52.5调节器放年夜系数Kp为Kp28.09Ks/Ce0.00735/0.1311取Kp29(4)在电压负反馈有静差调速系统中故那时Un10V1dIN,nnN,并坚持原开环放年夜系数K不变，在D30时nmin=50r/mi

7、n,静差率：1-15在题1-10的系统中，主电路电感L50mH,系统运动部份飞轮惯量GD21.6Nm2,整流装置采纳三相零式电路，试判断按题1-10要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行？如要保证系统稳定运行，允许的最年夜开环放年夜系数K是几多？解：计算系统中各环节的时间常数：电磁时间常数Ti机电时间常数TmGD2R1.6 (1.2 1.5) s 0.064 s375com375 0.137 30 0.137L0.05H-0.0185sR(1.21.5)对三相零式电路（即三相半波整流电路），晶闸管装置的滞后时间常数为为保证系统稳定，开环放年夜系数应满足稳定条件:Tm(Ti Ts) Ts2K un

8、,积分调节器的输出Uc便一直增长；只有到达UnUn,Un0时，Uc才停止上升；不到Un变负，Uc不会下降.特别要注意的是，那时Un0,Uc其实不是零，而是一个终值Ucf；如果Un不再变动，这个终值便坚持恒定而不再变动，这是积分控制的特点.因此，积分控制可以使系统在无静差的情况下坚持恒速运行，实现无静差调速.当积分调节器的输入偏差电压U0时，调节器的输出电压Uc不是零，而是一个终值Ucf,它取决于输入偏差量的全部历史.1-17在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发机电精度的影响？并说明理由.答：转速的稳态精度还受给定电源和测速发机电精度的影响，因*为系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度，UnUnn.例如，若给定应为15V1500转；当给定发生毛病为13V1转速n不为1500转.当反馈检测环节的精度禁绝时,即有误差时,转速n也不为1500转.1-18采纳比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统，稳态运行时的速度是否有静差？为什么