电力拖动自动控制系统时机械工业习题答案

压UdEUd，很快使电流id反向，VD2截止，在tont＜Ｔ时，Ug2变正，于是VT2导通，反向电流沿回路D

ssnN s

nmin

s

(1sD

nN(1S１－４nOmax1500rmin D

1500150 s nNDnN

100%

%1500~150r/mins2，那么系 因为s

nminnnmins1500.023.06r/ 1 1因为n 1Knop11001 1－6158r/min，如果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 （1）因

e所

n 1284.13r/e1+K）1（2）由D

nNnN(1S

不变的情况下，D只与nN 某调速系统的调速范围D=20，额定转速nN1500rmin，开环转速降落nNop240rmin10%5%，则系统的开环增益将如何变解；当s=10%时，n nN 15000.18.33r/ （1- 此时K

1 当s=5%时，n nN 15000.053.95r/N此时K

（1 1—8转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？1—9在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测1—10V—MPN2.2kW，UN220V，IN12.5A，nN1500rminRa1.2Rrec1.5，触发整流环节的放Ks35。要求系统满足调速范围D=20s10%。计算开环系统的静态速降nop和调速要求所允许的闭环静态速降ncln调整该系统参数，使当U15VdIN，n=nN，则转速负反馈系数nIeCUNINe

22012.51.20.1367Vmin/ CnINR12.5（1.2+1.5）246.9r/Ce en nN 15000.18.33r/ （（2）系统的静态结构框图如下所示--+EnU*n ∆-U*U*∆ A GT+M--Un-n++U--+--n（3）U15V时，IdIN，n=nN，则转速负反馈系数应该是n n n

Knop1246.91 K

PKS/P

1—111-10Idbl2IN

U com2I

U

1.2I且U=15V，计算可得R UIdbl com2I

U

1.2I 18kWIN94A，nN1000rminRa0.15Rrec0.3，触发整流环节K40。最大给定电压U15V 反馈电压Uim1.5IN转速反馈系数 n n

eCUNINe

220940.150.2059Vmin/ nINR94（0.15+0.3）205.4r/ n nN 10000.15.56r/cl（1-s）20（1-Knop1205.41

PK P

KS/

0.01540/ 电压反馈系数1-13有一个VM系统，已知：电动机：PN2.8kW，UN220V，IN15.6A，Ks35。当nnIdIN，n=nN，计算转速负反馈系数Kpn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U10VnIdIN，n=nNKeCUNINe

22015.61.50.1311Vmin/ nINR15.6（1.5+1）297.5r/Ce Ce s 100% 100%nN 当n nN 5.56r/ （1-n（3）U10V时，IdIN，n=nN，则转速负反馈系数nUU10n n

Knop1297.51 K

PKS/P

所以nclnop297.5r/mins

100%

100%在题1-10的系统中，若主电路电感L=50mH，系统运动部分的飞轮惯量K是多电磁时间常数

L

m375CC 0.065se 3750.1367

TsT(TT)T 0.065(0.01850.00167)K s

0.018523.1>28.75,所以该系统不可以稳定运行的输入偏差电压U0时，调节器的输出电压是多少？它取决于那些因素？答；在动态过程中，当Un变化时，只要其极性不变，积分调节器的输出Uc只有达到UUU0时，U才停止上升；不到U变负，U不会下降。当U 时，Uc并不是零，而是一个终值；如果Un差量的全部历史。虽然现在Un0，但历史上有过Un，其积分就有一定数值，足以产生稳态运行时需要的控制电压Uc1/（1+K转速反馈系数行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？U*Un nn是由给定电压U决定的；改变转速反馈系数也可以改变电动机转速。改变转KnKs不可以。nP调节器时其输出量总是正比于输入量，PI调节器的输出量在动态过程中决定于nnASRU*iIdLUcnId，或者说，同时取决于U和IdL。双闭环调速系统的稳态参数计算是和无静差系统的稳态计nn路中串入一个大电阻KpKsRs，因而稳态速降极大，特剧下垂；比较电压Ucom与Un*的作用一致，好象把理想空载转速提高了。这样的两段式静特性常称作下垂行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压Ui是否n在转速、电流双闭环调速系统中，转速给定信号U未改变，若增大转速反馈系数，系统稳定后转速反馈电压Un是增加还是减少？为什么？nASR、ACRPI调节器。已知参数：电动机：PN3.7kW,UN220VIN20AnN1000rmin，电枢回路总电阻R1.5，设UU 8V，电枢回路最大电流 当电动机在最高速发生堵转时的 、U、U、U值d

因为Idm

80.2V/ nm

Ud0CenIdR401.5UUI UiUUd060 iiii10%计算过度过程时间ts和上升时间t绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间t0.25sK=有一个系统，其控制对象的传递函数为 (s) 无静差系统，在阶跃输入下系统超调量5%（按线性系统考虑。试对该系统进行动态

(s)

s(0.02s

调节对象的传递函数为Wobj(s) 的额定数据为：PN60kW,UN220VIN308AnN1000rmin，电动势系数n n ACR饱和输出电压U8V 6.5V 动到额定转速时的转速超调量n10%。试求：ACRRi、Ci、Coi。画出其电路图，调节器输入回路电阻R040k；U8im

0.0236V/ nm

Toi3.3ms,为了基本滤平波头,应有Ti

TiTSToi根据设计要求i≤5℅, 环控制对象是双惯性型的,因此可用PI型电流调节器,其传递函数见式(2-57).检查对电源电压的抗扰性能:

电流环开环增益:要求i≤5℅时,按表2-2K1Ti0.5IK0.5I

i KKIiR860.0120.18i

35电流环截止频率:ciKI

3

11 79.06s1 1 由图2-25,按所用运算放大器取RiKiR00.22540k

=40kΩ,各电阻和电容值为C

0.012F1.33106F1.33F取1.33i

940.0025F0.25106F0.25F取0.2按照上述参数,电流环可以达到的动态跟随性能指标为i=4.3℅<5℅(2-2),满足设计1K 1KI

2Ti20.0058s 转速环小时间常数Tn1KTn1KI

nnn

为n=hTn=3h 由式(2-75)可得转速环开环增益:KN

nK(h1)CeTmn

230.010.18

KNn314.10.0798s1 3

s140.6s1cn13

1

s125.2s1cn RnKnR07.7340k309.2k,取C

F0.257106F0.257F取0.257nn nn 4 on F

F1.5F取1.5R0 R0（7）由表2-7查得,由h3得

339 （

* n 2h KU 6 h

Tn48 0.02660.386s 555kW,UN750VIN760AnN375rmin，电动势系数Ce1.82Vminr，电枢回路总电阻R0.14，允许电流过载倍数1.5，触发整流环节的放大倍数Ks75。电磁时间常数Tl0.031s，机电时间常数Tm0.112sToi0.002s，转速反馈滤波时间常数Ton 。设调节器输入输出电UU 10VR40k 设计指标：稳态无静差，电流超调量i5%在此系统中，当转速给定信号最大值U15Vnn1500rmin 流给定信号最大值U10V时，允许最大电流 30A，电枢回路总电阻R2， Ks30IN20A，电动势系数C0.128Vmin/r现系统在U5V 20A时稳定运行求此时的稳态转速 ACR的输出电压Uc试分析并说明。若系统能够稳定下来，则稳定后n=？UU?IU? 已知转速环小时间常数Tn0.05s，求转速环在跟随给定作用下的开环传递函数，并计算该系统由空载（IdL0）Idn的动态过程波形是怎样的？已知机电时间常数Tm0.05s，计算其最大动态速降nmax和恢复时间tV。 PN200kW,UN48VIN3.7AnN200rminRa6.5，电枢回路总R8，允许电流过载倍数2Ce0.12Vmin/rTl0.015s，机电时间常数Tm0.2s，，电流反馈滤波时间常数Toi0.001s滤波时间常数T0.005s。设调节器输入输出电压UUU10V 电阻R040k。已计算出晶体管D202的开关频率 环节的放大倍Ks4.8动到额定转速时的转速超调量n20%；过载过程时间ts0.1s。3章1.5，计算机内部定点数占一个字的位置（16解：定点数长度为1个字（16位但最须用作符号位，只有15位可表示量值，故最大值Dmax=215-1。电枢电流最大允许值为1.5IN，考虑到调节过程中瞬时值可能超 NK 1.8760N NK 1.3375min/r67.21min/NK23A1，K67min/r求转速n=1500r/minn=150r/min时的测速分辩率和误差率最大值。M测速分辨率Q

M11）60M160

r/min1.46r/

当n=1500r/min时，M1 40960.011500 M测速误差率最大值maxM1

100% 100%当n=150r/min时，M1 40960.01150 T

max

100% 100% n=1500r/minn60 M M

M60

（ n=150r/min

100% 1100%M2 9测速分辨率Q

60

60106M60

9（

100% 100%M2 KT=0.5Ce1.82Vmin/rR0.14，允许过载倍数1.5T0.112s，转速滤波时间常数 0.02s，电流反馈系数K23A1，转速反 K67min/r，转速调节器采样时间Tsam0.01s，电流环小惯性时间常数TiTsToi0.0017s0.002s第4 n-说明在每个阶段中ASRACR各起什么作用，VFVR各处于什么状态。转速调节器ASR控制转速，设置双向输出限幅电路，以限制最大起制动电流；minVFGTF控制触发，正转时，VF整流；反转时，VF逆变。 第5章闭环控制的异步电动压调速系异步电动机从定子传入转子的电磁功率PmPs，根据对Ps处理方式的不同，可把交流调速系统分成哪几类？并举例说明。效率高低的标志。从这点出发，可以把异步电机的调速系统分成三类。167.5W45W，29W，试绘出该电动机的功率流程图，注明各项功率第6章笼型异步电动压变频调速系统阻抗压降，而认为定子相电压Us≈Eg，则得USf1UsEgrmConstant，从而改善了低速性能，但机械特性还是非线性的，产生转矩的能力仍受到限制。恒Er/1控制可以得到和直流他励电机一样的线性机械特性，按照rmrm动态