电力拖动自动控制系统

第三章3.1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U*=8.8V、u比列调节器放大系数K二2、晶闸管装置放大系数K二15、反馈系数Y=0.7。PS求：(1)输出电压U；(2)若把反馈线断开，U为何值？开环时的输出电压是dd闭环是的多少倍？(3)若把反馈系数减至Y=0.35,当保持同样的输出电压时，给定电压U*应为多少？u解：KKU*(1)解：KKU*(1)U=——p_s—d1+KK丫ps2xl5x8.81+2xl5x0.7=12V(2)若把反馈线断开，则丫=0,U=KKU*=8.8x2x15=264V，开环dpsu输出电压是闭环的22倍(3)U*u(3)U*uUx(1+KKY) 12x(1+2x15x0.35)KK2x15=4.6V3.2转速闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min，要求系统的静差率s<5%，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：1)D=^n(汪AnNns1500x0.05AnNn= =7.9r/minD(1-s) 0.95x10An为闭环静态速降NAn 1002)K=op-1=—-1=11.66An 7.9cl3.3转速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8r/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：An=(1+K)An=(1+15)x8=128r/minop cl如果将开环放大倍数提高到30,则速降为：An=吟= =4.13r/mincl1+K 1+30在同样静差率要求下，D可以扩大驚=人=1-937倍cl2

P=2.2kW,U=220V,I=12.5A,n=1500r/min,电枢电阻R=1.5Q,PWM变换器的放大N N N N a倍数K=22,电源内阻R=0.1Q。要求系统满足调速范围D=20，静差率s<5%。s rec计算开环系统的静态速降^op和调速要求所允许的闭环静态速降Ancl。采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构图。调整该系统参数，使当U*=15V时，I=I,n=n 则转速负反馈系数a应该是多n dN N，少？计算放大器所需的放大倍数。U-1R220-12.5X1.5 201.251500解：(1)C=—n = = =0.134Vmm/r1500en 1500 1500NAnop0.134二(Ra+汕二2+煦12・5二149.3rminAnop0.134eAn=Nns1500x0.05An=Nn= =3.95r/minD(1-s) 20x(1-0.05)所以，An=3.95r/mincl(2)(3)由以上知An 1493K二op-1>―9--1二36.8An 3.95clRI

——dKKU*RI

——d因为n= p_s_n—d=nC(1+K)C(1+K)a(1+K)C(1+K)e e e把已知各项代入上式，na=0.0097也可以用粗略算法:151500=151500=0.01(4)放大器的放大倍数K=竺pKas—22.4“KC36.8*0.134

pKa22*0.01—22.4s3.5在题3.4的转速负反馈系统中增设电流截止环节，要求堵转电流I<21，临界截止电流I>1.21，应该选用多大的比较电压和电流反馈采dbl N dcr N样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过主电路总电阻的1/3，如果做不到，需要增加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构图，并计算电流反馈放大系数。这时电流反馈采样电阻和比较电压各为多少？dbl解：⑴Idbl<2IN=25A，Idcr> =15Adbl=Ueom=15dcrRsG*+un comR

25TOC\o"1-5"\h\zR=dbl =25sU*+U 15+15R\o"CurrentDocument"n com可得R=1.50，sU 二15R可得R=1.50，scom s(2)R=1.6ZRR=1.50>二,s 3取R二0.50，则Us com二IxR二15x0.5二7.5V取R二0.50，则Us com二IxR二15x0.5二7.5Vdcrsnoq(3)当Id>I时，有dcrKUU*+KUCG+K)eKKK(RI-U p s is_d_:yca+k)力「Q+KKKR〃 ps is dC(1+K)ecomcom)1RIC(1+K)

e -当n=0时，KKG*+KU)U*+KUI=—P_s——n icomUnicomdbi R+KKKR KRpsis is已知项代入 i=25可得K=3K*0.5 iiGD2=0.16Nm2，3.6在题3.4的系统中，若开关频率为8KHz，主电路电感L=15mH，系统运动部分的飞轮惯量GD2GD2=0.16Nm2，R=1.6q，C=0.134Vrpm工-=0.00012580000.0150.16-=0.00012580000.0150.16=0.094s0.16x0.16sT=GD2R= =0.0363sm375CeCm 375X°」34X30X0・134按照式(3-22)的稳定条件，应有=291K/Tm(T+Ts)+Ts2=0.0363x(0.094+0.000125)+0.0001252=291TT 0.094x0.000125ls可见题3.4中要求K>36.8满足系统稳定条件。3.7有一个PWM变换器供电的直流调速系统，已知：电动机：P=2.8kW，U=220V，NNI=15.6A，n=1500r/min,R=1.5Q，整流装置内阻R=0.20，PWM变换器的放大N N a rec倍数K=31。s系统开环工作时，试计算调速范围D=100时的静差率s值。当D=100，s=5%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D=100，s=5%，在u*=10V时I=I，n dNn=n，计算转速负反馈系数a和放大器放大系数K。Np解：CeeU-1R220-15.6X1.5 0口讪i/解：Cee——n 弘十= —0.1311Vmm/rnN(1)An -旦+Rop recC)「(1刖—20—maxn=15r/minminmin静差率minAnAn202.3op■op0minmin+An(2)当D二100,(3)