交直流调速(A)卷答案

#交直流调速控制系统》课程A卷答案一、填空题（本大题15空，每空1分，共15分）直流电动机有三种调速方法，分别是改变电枢供电电压 U、改变励磁通器、改变电枢回路电阻 R可控直流电源有三种形式：旋转变流机组、静止可控整流器、直流斩波器。直流调速系统采用改变电源电压调速，已知电动机的额定转速nN=900r/min，高速机械特性的理想空载转速n0=1000r/min；低速机械特性的理想空载转速n0min=200r/min，在额定负载下低速机械特性的转速nmin=100r/min，电动机在额定负载下运行的调速范围D=9，静差率6=0.5。在直流调速系统中，常用的校正方法有串联校正、并联校正两种。双闭环直流调速系统在突加给定启动时，动态过程有三个阶段分别是_电流上升阶段、恒流升速阶段、转速调节阶段。直流调速系统的工程设计中,工程设计方法的基本指导思想是_预期特性典型化、典型系统性能指标与其参数的关系表格化。二、名词解释（共4小题；每小题5分，共20分）7．V-M系统答：直流调速系统中的可控变流装置广泛采用晶闸管变流器，这种系统称为晶闸管—电动机直流调速系统，简称V-M系统。其功能是进行功率放大，能量转换和传递，取得和处理系统中有关变量的信息，并按预定的控制规律产生控制信号或作用。8．ASR和ACR答：双闭环系统中由转速调节器（ASR）和电流调节器（ACR）两个调节器组成，采用串级调速的方式。即用ASR的输出去“驱动”ACR,再由ACR“驱动”晶闸管触发装置。9．调速范围D答：电动机在额定负载下运行的最高转速与最低转速之比，用D表示，即D=nmax，D值越大，系统minn的调速范围越宽。答：双闭环系统在突加给定时，ASR经历了不饱和、饱和、退饱和三个ASR在饱和时处于开环阶段，状态，起着饱和的非线性控制，只有当转速出现超调后，ASR才退出饱和参与调节，这一现象称为退饱和超调状态。三、简答题（共3小题，每题10分，共30分）.在转速、电流双闭环调速系统中转速调节器有那些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值又应如何整定？答：转速调节器的作用：①使转速n跟随给定电压Un变化稳态进行无静差②在负载变化或给定电压变化或产生扰动而出现转速偏差时，则靠ASR的调节起抗扰作用③当转速出现较大偏差时，ASR的输出限幅值决定了允许的最大电流，作用于ACR以获得较快的动态响应。ASR的输出限幅为Um，主要用来限制最大电流L。电流调节器的作用：①对电网电压的波动起到及时的抗扰作用，几乎不对转速产生影响②在起动时，由于ASR饱和，电流调节器获得允许的最大电流，使过渡过程加快，实现了快速起动③在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压U变化④在电动机过载甚至堵转时，一方面限制了过大的电流起到快速的保护作用，另一方面使转速迅速下降实现了很陡的下垂特快。ACR的输出限幅值为Uctm，主要限制晶闸管触发装置的最大电压Ud0m。.为抑制零漂，通常在PI调节器的反馈回路中并联一个高阻值的电阻。试分析这对闭环调速系统的影响。答：有时为了避免运算放大器长期工作时的零点漂移，故意将其放大系数压低一些，在R1—C1两端并接一个大电阻R1.，其值一般为几MQ,这样调节器的稳态放大系数更低于无穷大，为KP.R1,系统R0也只是一个近似的无静差调速系统。如果需要的话，可以利用KP'来计算系统的实际静差率。.在突加给定启动时，转速调节器退饱和超调的条件是什么？在给定积分器启动时，转速调节器是否存在退饱和超调现象?答：①当电动机转速达到给定值时，则有UnUn,此时ASR的输入信号Un0,由于ASR的积分作用，其输出仍保持限幅值Uin，同时电流保持最大值L，Un改变极性，贝IJASR退出饱和并参与调节作用,系统进入双闭环调节阶段。②在给定积分器起动时转速调节器不存在退饱和超调现象，只有经过一定时间满足一定条件时才会出现腿饱和超调现象。四、计算题（共2题；第1小题15分,第2小题20分,共35分）.某典型I型电流控制系统结构如图1所示，电流输出回路总电阻R=4，电磁时间常数T1=0.3s,系统小时间常数T=0.01s,额定电流In45A，该系统要求阶跃给定的电流超调量＜5%,试求直流扰动电压U32V时的电流最大动态降落（以额定电流的百分数Im/In表示）和恢复时间tv（按基准值Cb的5%解：查典型I型系统,跟随性能表3-1,要求5%,应选11K=502T20.01根据系统两个时间常数的比值T/T1=0.01/0.3=1/30,查表3-2,知最大动态降落为ACmax/C=12.9%，恢复时间tv(5%)/T=30.4，11由已知得K2=用/1/Q)C=N1K1=322A=A128b32 b基准值电流3最大降落AIm=0.129C则AIm0.007170.717%Intv(tv/T)T=30.4T=30.4X0.01S=0.304S15.某个V-M调速系统，电动机：2.5kW、220V、15A、1500r/min，电枢内阻为2触发晶闸管装置电压放大系数为30。要求调速范围D=20，静差率s8%。晶闸管装置内阻1，(1)计算开环系统的稳态速降和调速要求所允许的稳态速降。(2)采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的稳态结构图。(3)调整该系统，使得U*n10V时，转速n=1000r/min，计算所需放大器的KP至少为多大？放大系数解：(1)U-IRCnomnomae=0.13V•mi(2)n/rAnopIdRnn=om346.15r/mindCenomnomns=ns4.79