电力拖动自动控制系统(第四版) - 第二章答案.pdf

第 2 章 转速反馈控制的直流调速系统21 试分析有制动电流通路的不可逆 PWM 变换器直流电动机系统进行制动时，两个 VT是如何工作的？答：P1722 调速系统的调速范围是 1000100r/min，要求静差率 s=2%，那么系统允许的稳态转速降是多少？解：方法一：minminNNoNnnSnnnmin100/minnr联立求得min2%1002.04/min112%Nsnnrs方法二：maxmin100010100nDn，max1000/minNnnr1000 2%2.04/min(1)(1)10(1 2%)NNNNn sn sDnrnsDs23 某一调速系统，在额定负载下，最高转速为0max1500/minnr，最低转速为min150/minonr，带额定负载时的速度降落15/minNnr，且在不同转速下额定速降Nn不变，试问系统调速范围有多大？系统的静差率是多少？解：maxmaxonnn，minminonnnmaxmaxminmin1500 15148511150 15135oonnnDnnnmin15100%10%150Nonsn25 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器电动机调速系统。已知直流电动机60NPkW，220NUV，305NIA，1000/minNnr，主 电 路 总 电 路 电 阻0.18R，孙浩明数字签名者：孙浩明 DN：o=A Corporation,ou=CA Center,cn=孙浩明,sn=2088002349974343,email= 日期：2010.11.22 22:25:49+0800eC 解：26放大解：0.2minV（1）当电（2）开环（3）额定（1）当电流1n 故有Nn我们可所以 VNn（2）开环系Ns（3）如果要 则有NnD 有一晶闸管大系数2pK（1）输出（2）若把（3）若把少？（1）根据右psK Kn/r，求：电流连续时，环系统机械特定负载下的转流连续时，V0(deUIC1(NeUC可以得到NnVM 系统的额3NeI RC系统机械特性NNonnn要求20D(1NNsns稳压电院，其2，晶闸管装出电压dU。把反馈线断开把反馈系数减？右图可以建立*()udUU在额定负载特性连续段在转速降落NnM 系统的机械)dI R)NNUI R，maxoNnn额定速降为05 0.180.2性连续段在额NNNnn，5%s，)Nnns其稳态结构图装置放大系数开，dU为何减至0.35立等式 dU载下的转速降在额定转速时N为多少，才械特性方程maxNoUnNNeI RC/min22r额定转速时的2751000(1)Nn sDs图如图所示，数15sK，何值？开环时5，当保持同降落Nn为多时的静差率Ns才能满足D NeC（P24 页图 2275/minr的静差率为100%2751000 0.)已知给定电反馈系数的输出电压时同样的输出电多少？N多少？20，5%s 217）%21.6%0520(1 0电压*8.8uU 0.7。求：时闭环时的多电压时，给定%的要求？/min0.05)r8V，比例调多少倍？定电压*uU应n2.63/mr节器为多min*2 15 8.812112 15 0.7psudpsK K UUK K（2）若把反馈线断开，则可以得到*2 15 8.8264dpsuUK K UV2642212ddUU（3）若要保持同样输出电压，则*()psuddK K UUU*11()(0.35)124.62 15udpsUUVK K 27 转速闭环调速系统的调速范围是 1500150r/min，要求系统的静差率5%s，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：maxmin150010150nDn，max1500/minNnnr1500 2%3.06/min(1)(1)10(1 2%)NNNNn sn sDnrnsDs若开环系统的静态速降是 100r/min，可有1001131.713.06opopclclnnnKKn 29 有一个 VM 调速系统：电动机参数2.2NPkW，220NUV，12.5NIA，1500/minNnr，电枢电阻1.5aR，电枢回路电抗器电阻0.8LR，整流装置内阻1.0recR，触发整流环节的放大倍数35SK。要求系统满足调速范围20D，静差率10%s。（1）计算开环系统的静态速降opn和调速要求所允许的闭环静态速降cln。（2）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。（3）调整该系统参数，使当*15nUV时，dNII，Nnn，则转速负反馈系数应该是多少？（4）计算放大器所需的放大倍数。解：（1）先计算电动机的电动势系数220 12.5 1.50.13421500NNaeNUI RCn电枢回路总电阻为1.50.8 1.03.3aLresRRRR则开环系统额定速降为12.5 3.3307.4/min0.1342NopeI RnrC（精确点为 307.5r/min）调速要求所允许的闭环静态速降为1500 0.18.33/min(1)20(1 0.1)Ncln snrDs（2）图略（3）求转速负反馈系数，可近似计算得到*150.01min/1500nNUVrn（4）求放大器放大倍速时，先求闭环系统的开环放大系数为307.41135.908.33opclnKn 则放大器的放大系数为35.90 0.134213.770.01 35epsKCKK211 在习题 29 的系统中，若主电路电感50LmH，系统运动部分的飞轮惯量221.6GDNm，整流装置采用三相零式电路，试判断按习题 25 要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行？如果保证系统稳定运行，允许的最大开环放大系统K是多少？解：计算系统中各环节的时间常数：电磁时间常数0.050.015153.3lLTR机电时间常数221.6 3.30.0818737530375 0.1342memGD RTC C对于三相零式电路，也就是三相半波整流电路，晶闸管装置的滞后时间常数为0.00333sTs为保证系统稳定，开环放大系数应满足22()0.08187(0.015150.00333)0.0033330.20.01515 0.00333mlsscrlsT TTTKT T题 29 中，crKK，故系统不稳定（习题 25 应改为 29）213 旋转编码器光栅数为 1024，倍频系数为 4，高频时钟脉冲频率01fMHz，旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用 16 位计数器，M法和T法测速时间均为0.01s，求转速1500/minnr和150/minnr时的测速分辨率和误差率最大值。解：电机每转一圈共产生4 10244096Z 个脉冲（1）M 法测速测速分辨率1160(1)6060601.46/min4096 0.01cccMMQrZTZTZT当 n=1500r/min 时14096 0.01 150010246060cZT nM测速误差率最大值max111100%100%0.098%1024M当 n=150r/min 时14096 0.01 1501026060cZT nMmax111100%100%0.98%102M（2）T 法测速当 n=1500r/min 时测速分辨率22604096 1500171/min6060 104096 1500ZnQrfZn6026060 1094096 1500fMZn（取整数）测速误差率最大值max1100%12.5%9 1当 n=150r/min 时测速分辨率22604096 1501.55/min6060 104096 150ZnQrfZn6026060 10974096 150fMZn（取整数测速误差率最大值max1100%1.04%97 1