(完整版)电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后参考答案第二章(仅供参考)

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电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后思考题习题答案2-7章完整版

电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后思考题习题答案2-7章完整版

第二章思考题:2-1直流电动机有哪几种调速方法?各有哪些特点?1.电枢回路串电阻调速特点:电枢回路的电阻增加时,理想空载转速不变,机械特性的硬度变软。

反之机械特性的硬度变硬。

2.调节电源电压调速特点:电动机的转速随着外加电源电压的降低而下降,从而达到降速的目的。

不同电源电压下的机械特性相互平行,在调速过程中机械特性的硬度不变,比电枢回路串电阻的降压调速具有更宽的调速范围。

3.弱磁调速特点:电动机的转速随着励磁电流的减小而升高,从而达到弱磁降速的目的。

调速是在功率较小的励磁回路进行,控制方便,能耗小,调速的平滑性也较高。

2-2简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

IGBT,电容,续流二极管,电动机。

2-3直流PWM 变换器输出电压的特征是什么?直流电压2-4为什么直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统能够获得更好的动态性能?直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统开关频率高,电流容易连续,谐波少,电动机损耗及发热都较小;低速性能好,稳速精度高,调速范围宽;若与快速响应的电动机配合,则系统频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强;电力电子开关器件工作在开关状态,导通损耗小,当开关频率适中时,开关损耗也不大,因而装置效率较高;直流电源采用不控整流时,电网功率因数比相控整流器高。

2-5在直流脉宽调速系统中,当电动机停止不动时,电枢两端是否还有电压?电路中是否还有电流?为什么?电枢两端还有电压,因为在直流脉宽调速系统中,电动机电枢两端电压仅取决于直流。

电路中无电流,因为电动机处已断开,构不成通路。

2-6直流PWM变换器主电路中反并联二极管有何作用?如果二极管断路会产生什么后果?反并联二极管是续流作用。

若没有反并联二极管,则IGBT的门极控制电压为负时,无法完成续流,导致电动机电枢电压不近似为零。

2-7直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好?为什么?不是越高越好,因为太高的话可能出现电容还没充完电就IGBT关断了,达不到需要的输出电压。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统思考题和课后习题答案

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电力拖动自动控制系统-运动控制系统(阮毅陈伯时)课后答案包括思考题和课后习题第2章2-1 直流电动机有哪几种调速方法?各有哪些特点?答:调压调速,弱磁调速,转子回路串电阻调速,变频调速。

特点略。

2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

答:直流PWM 变换器基本结构如图,包括IGBT 和续流二极管。

三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器,通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比,来调节直流PWM 变换器输出电压大小,二极管起续流作用。

2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么?答:脉动直流电压。

2=4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能?答:直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。

其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期(1/fc),而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半(1/(2mf)。

因fc 通常为kHz 级,而f 通常为工频(50 或60Hz)为一周内),m 整流电压的脉波数,通常也不会超过20,故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小,从而响应更快,动态性能更好。

2=5 在直流脉宽调速系统中,当电动机停止不动时,电枢两端是否还有电压?电路中是否还有电流?为什么?答:电枢两端还有电压,因为在直流脉宽调速系统中,电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM 变换器的输出。

电枢回路中还有电流,因为电枢电压和电枢电阻的存在。

2-6 直流PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用?如果二极管断路会产生什么后果?答:为电动机提供续流通道。

若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。

2-7 直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好?为什么?答:不是。

因为若开关频率非常高,当给直流电动机供电时,有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时,就已经开始下降了,从而导致平均电流总小于负载电流,电机无法运转。

电力拖动自动控制系统课后习题答案全内含两份阮毅陈伯时完整版

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电力拖动自动控制系统课后习题答案全内含两份阮毅陈伯时HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】电力拖动自动控制系统 课后习题答案{全,内含两份,二无一失}——运动控制系统第四版{上海大学 阮毅 陈伯时}1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能?答:PWM 开关频率高,响应速度快,电流容易连续,系统频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强。

1-2试分析有制动通路的不可逆PWM 变换器进行制动时,两个VT 是如何工作的?答:制动时,由于1g U 的脉冲变窄而导致d i 反向时,U g2变正,于是VT 2导通,VT 2导通,VT 1关断。

1-3调速范围和静差率的定义是什么?调速范围,静态速降和最小静差之间有什么关系为什么脱离了调速范围,要满足给定的静差率也就容易得多了答:生产机械要求电动机提供的最高转速max n 和最低转速min n 之比叫做调速范围,用字母D 表示,即:m inm ax n n D负载由理想空载增加到额定值时,所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速min 0n 之比,称为系统的静差率S,即:min0n n s N ∆= 调速范围,静差速降和最小静差之间的关系为:由于在一定的N n 下,D 越大,m in n 越小N n ∆又一定,则S 变大。

所以,如果不考虑D ,则S 的调节也就会容易,1-4.某一调速系统,测得的最高转速特性为m in /1500max 0r n =,最低转速特性为m in /150min 0r n =,带额定负载的速度降落m in /15r n N =∆,且不同转速下额定速降N n ∆不变,试问系统能够达到的调速范围有多大系统允许的静差率是多大解1-5闭环调速系统的调速范围是1500----150r/min ,要求系统的静差S<=2%,那末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1,min /06.3%)21(10%21500)1(101501500min max r S D S n n n n D N =-⨯≤-=∆===则 2,7.31106.31001=-≥+=∆∆K K n n cl op则1-6某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8 r/min ,如果将开环放大倍数他提高到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同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比1-7某调速系统的调速范围D=20,额定转速min /1500r n =,开环转速降落min /240r n Nop =∆,若要求静差率由10%减少到5%则系统的开环增益将如何变化?解:原系统在调速范围D=20,最小转速为:min /75201500max min r D n n ===, 原系统在范围D=20,静差率为10%时,开环增益为:静差率10%时原系统的开环增益为: 1-8转速单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如果给定电压不变,调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速为什么如果测速发电机的励磁发生了变化,系统有无克服这种干扰的能力答:1)闭环调速系统可以比开环调速系统硬得多的稳态特性,从而在保证一定静差率的要求下,能够提高调速范围。

电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版 习题答案 作者 阮毅 陈伯时

电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版 习题答案 作者 阮毅 陈伯时

习题解答(供参考)习题二2.2 系统的调速范围是1000~100min r ,要求静差率s=2%,那么系统允许的静差转速降是多少? 解:10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-系统允许的静态速降为2.04rpm 。

2.3 某一调速系统,在额定负载下,最高转速特性为0max 1500min n r =,最低转速特性为0min 150min n r =,带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=,且在不同转速下额定速降不变,试问系统能够达到的调速范围有多大?系统允许的静差率是多少?解:1)调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下)max 0max 1500151485N n n n =-∆=-= min 0min 15015135N n n n =-∆=-= max min 148513511D n n ===2) 静差率 01515010%N s n n =∆==2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ,I N =378A ,n N =1430r/min ,Ra=0.023Ω。

相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。

采用降压调速。

当生产机械要求s=20%时,求系统的调速范围。

如果s=30%时,则系统的调速范围又为多少??解:()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯=378(0.0230.022)0.1478115N n I R rpm ∆==⨯+= (1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =∆-=⨯⨯-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =∆-=⨯⨯-=2.5 某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。

已知直流电动机60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====,主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V•min/r,求:(1)当电流连续时,在额定负载下的转速降落N n ∆为多少? (2)开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 多少?(3)若要满足D=20,s ≤5%的要求,额定负载下的转速降落N n ∆又为多少? 解:(1)3050.180.2274.5/min N N n I R r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=2.6 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*8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统阮毅陈伯时课后思考题答案(最新整理)

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电力拖动自动控制系统-运动控制系统(阮毅陈伯时)课后思考题答案第2章2-1 直流电动机有哪几种调速方法?各有哪些特点?答:调压调速,弱磁调速,转子回路串电阻调速,变频调速。

特点略。

2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。

答:直流PWM 变换器基本结构如图,包括IGBT 和续流二极管。

三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器,通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比,来调节直流 PWM 变换器输出电压大小,二极管起续流作用。

2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么?答:脉动直流电压。

2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能?答:直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。

其中直流PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期(1/fc),而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半(1/(2mf)。

因 fc 通常为 kHz 级,而 f 通常为工频(50 或 60Hz)为一周内),m 整流电压的脉波数,通常也不会超过20,故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小,从而响应更快,动态性能更好。

2=5 在直流脉宽调速系统中,当电动机停止不动时,电枢两端是否还有电压?电路中是否还有电流?为什么?答:电枢两端还有电压,因为在直流脉宽调速系统中,电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。

电枢回路中还有电流,因为电枢电压和电枢电阻的存在。

2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用?如果二极管断路会产生什么后果?答:为电动机提供续流通道。

若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。

2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好?为什么?答:不是。

因为若开关频率非常高,当给直流电动机供电时,有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时,就已经开始下降了,从而导致平均电流总小于负载电流,电机无法运转。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后参考答案第三四章(仅供参考)

电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后参考答案第三四章(仅供参考)

第三章作业思考题3-1 在恒流起动过程中,电枢电流能否达到最大值I dm ?为什么?答:不能达到最大值,因为在恒流升速阶段,电流闭环调节的扰动是电动机的反电动势,它正是一个线性渐增的斜坡扰动量,所以系统做不到无静差,而是I d 略低于I dm 。

3-2 由于机械原因,造成转轴堵死,分析双闭环直流调速系统的工作状态。

答:转轴堵死,则n=0,U n =α×n =0,∆U n =U n ∗−U n =U n ∗比较大,导致U i ∗=∆U n ×K ASE 比较大,U C =(U i ∗−U i )×K ACR 也比较大,然后输出电压U d 0=U C ×K S 较大,最终可能导致电机烧坏。

3-3双闭环直流调速系统中,给定电压 Un*不变,增加转速负反馈系数α,系统稳定后转速反馈电压 Un 和实际转速 n 是增加、减小还是不变?答:反馈系数增加使得U n =α×n 增大,∆U n =U n ∗−U n 减小,U i ∗=∆U n ×K ASE 减小,U C = U i ∗−U i ×K ACR 减小,输出电压U d 0=U C ×K S 减小,转速n 减小,然后U n =α×n 会有所减小,但是由于α增大了,总体U n 还是增大的。

3-4双闭环直流调速系统调试时,遇到下列情况会出现什么现象? (1) 电流反馈极性接反。

(2)转速极性接反。

答:(1)转速一直上升,ASR 不会饱和,转速调节有静差。

(2)转速上升时,电流不能维持恒值,有静差。

3-5某双闭环调速系统,ASR 、均采用 PI 调节器,ACR 调试中怎样才能做到Uim*=6V 时,Idm=20A ;如欲使 Un*=10V 时,n=1000rpm ,应调什么参数?答:前者应调节β=U im∗I dm=0.3,后者应调节α=U n∗n=0.01。

3-6在转速、电流双闭环直流调速系统中,若要改变电动机的转速,应调节什么参数?改变转速调节器的放大倍数Kn 行不行?改变电力电子变换器的放大倍数 Ks 行不行?改变转速反馈系数α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?答:转速n 是由给定电压U n ∗决定的,若要改变电动机转速,应调节给定电压U n ∗。

电力拖动自动控制系统 运动控制系统阮毅陈伯时课后思考题答案

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电力拖动自动控制系统运动控制系统阮毅陈伯时课后思考题答案电力拖动自动控制系统-运动控制系统阮毅陈伯时课后思考题答案电力拖动自动控制系统-运动控制系统(阮毅陈伯时)课后思考题答案第2章2-1直流电动机有哪几种调速方法?各有哪些特点?请问:调压变频,强磁变频,转子电路串成电阻变频,变频变频。

特点略。

2-2详述直流pwm变换器电路的基本结构。

答:直流pwm变换器基本结构如图,包括igbt和续流二极管。

三相交流电经过整流滤波后送往直流pwm变换器,通过改变直流pwm变换器中igbt的控制脉冲占空比,来调节直流pwm变换器输出电压大小,二极管起续流作用。

2-3直流pwm变换器输出电压的特征是什么?答:脉动直流电压。

2=4为什么直流pwm变换器-电动机系统比v-m系统能赢得更好的动态性能?请问:直流pwm变换器和晶闸管整流装置均可看做就是一阶惯性环节。

其中直流pwm变换器的时间常数ts等同于其igbt掌控脉冲周期(1/fc),而晶闸管整流装置的时间常数ts通常挑其最小失控时间的一半(1/(2mf)。

因fc通常为khz级,而f通常为工频(50或60hz)为一周内),m整流电压的脉波数,通常也不能少于20,故直流pwm变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更大,从而积极响应更慢,动态性能更好。

2=5在直流脉宽调速系统中,当电动机停止不动时,电枢两端是否还有电压?电路中是否还有电流?为什么?请问:电枢两端除了电压,因为在直流脉阔变频系统中,电动机电枢两端电压仅依赖于直流pwm变换器的输入。

电枢电路中除了电流,因为电枢电压和电枢电阻的存有。

2-6直流pwm变换器主电路中反并联二极管有何作用?如果二极管断路会产生什么后果?请问:为电动机提供更多Chinian流通道。

若二极管断路则可以并使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。

2-7直流pwm变换器的开关频率是否越高越好?为什么?请问:不是。

因为若控制器频率非常低,当给直流电动机供电时,有可能引致电枢电流还未下降至功率电流时,就已经已经开始上升了,从而引致平均值电流总大于功率电流,电机无法运转。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统(-阮毅-陈伯时)课后思考题答案

电力拖动自动控制系统-运动控制系统(-阮毅-陈伯时)课后思考题答案

电力拖动自动控制系统-运动控制系统(阮毅陈伯时)课后思考题答案第2章2-1 直流电动机有哪几种调速方法?各有哪些特点?答:调压调速,弱磁调速,转子回路串电阻调速,变频调速。

特点略。

2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

答:直流PWM 变换器基本结构如图,包括IGBT 和续流二极管。

三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器,通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比,来调节直流PWM 变换器输出电压大小,二极管起续流作用。

2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么?答:脉动直流电压。

2=4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能?答:直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。

其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期(1/fc),而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半(1/(2mf)。

因fc 通常为kHz 级,而f 通常为工频(50 或60Hz)为一周内),m 整流电压的脉波数,通常也不会超过20,故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小,从而响应更快,动态性能更好。

2=5 在直流脉宽调速系统中,当电动机停止不动时,电枢两端是否还有电压?电路中是否还有电流?为什么?答:电枢两端还有电压,因为在直流脉宽调速系统中,电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM 变换器的输出。

电枢回路中还有电流,因为电枢电压和电枢电阻的存在。

2-6 直流PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用?如果二极管断路会产生什么后果?答:为电动机提供续流通道。

若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。

2-7 直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好?为什么?答:不是。

因为若开关频率非常高,当给直流电动机供电时,有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时,就已经开始下降了,从而导致平均电流总小于负载电流,电机无法运转。

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第二章作业思考题:2-1直流电动机有哪几种调速方法?各有哪些特点?1.电枢回路串电阻调速特点:电枢回路的电阻增加时,理想空载转速不变,机械特性的硬度变软。

反之机械特性的硬度变硬。

2.调节电源电压调速特点:电动机的转速随着外加电源电压的降低而下降,从而达到降速的目的。

不同电源电压下的机械特性相互平行,在调速过程中机械特性的硬度不变,比电枢回路串电阻的降压调速具有更宽的调速范围。

3.弱磁调速特点:电动机的转速随着励磁电流的减小而升高,从而达到弱磁降速的目的。

调速是在功率较小的励磁回路进行,控制方便,能耗小,调速的平滑性也较高。

2-2简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

IGBT,电容,续流二极管,电动机。

2-3直流PWM 变换器输出电压的特征是什么?直流电压2-4为什么直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统能够获得更好的动态性能?直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统开关频率高,电流容易连续,谐波少,电动机损耗及发热都较小;低速性能好,稳速精度高,调速范围宽;若与快速响应的电动机配合,则系统频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强;电力电子开关器件工作在开关状态,导通损耗小,当开关频率适中时,开关损耗也不大,因而装置效率较高;直流电源采用不控整流时,电网功率因数比相控整流器高。

2-5在直流脉宽调速系统中,当电动机停止不动时,电枢两端是否还有电压?电路中是否还有电流?为什么?电枢两端还有电压,因为在直流脉宽调速系统中,电动机电枢两端电压仅取决于直流。

电路中无电流,因为电动机处已断开,构不成通路。

2-6直流PWM变换器主电路中反并联二极管有何作用?如果二极管断路会产生什么后果?反并联二极管是续流作用。

若没有反并联二极管,则IGBT的门极控制电压为负时,无法完成续流,导致电动机电枢电压不近似为零。

2-7直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好?为什么?不是越高越好,因为太高的话可能出现电容还没充完电就IGBT关断了,达不到需要的输出电压。

2-8泵升电压是怎样产生的?对系统有何影响?如何抑制?对滤波电容充电的结果造成直流侧电压升高。

过高的泵升电压将超过电力电子器件的耐压限制值。

选取电容量较大且合适的电容。

2-9在晶闸管整流器-电动机开环调速系统中,为什么转速随负载增加而降低?负载增加,负载转矩增大,电动机转速下降直到电磁转矩等于负载转矩时速度就不变了,达到稳态。

T-T L=J*dn/dt2-10静差率和调速范围有何关系?静差率和机械特性硬度是一回事吗?举个例子。

D=n N∗s∆n N∗(1−s)不是一回事。

静差率是用来衡量调速系统在负载变化下转速的稳定度的。

机械特性硬度是用来衡量调速系统在负载变化下转速的降落的。

是机械特性的斜率。

如:变压调速系统在不同转速下的机械特性是相互平行的,机械特性硬度是一样的,但是静差率却不同,空载转速高的静差率小。

2-11调速范围与静态速降和最小静差率之间有何关系?为什么必须同时提才有意义?D=n N∗s∆n N∗(1−s)若只考虑一个量,其余两个量在一个量一定的情况下另一个量就会不满足要求。

2-12 转速单闭环调速系统有哪些特点?改变给定电压能否改变电动机的转速?为什么?如果给定电压不变,调节转速反馈系数是否能够改变转速?为什么?如果测速发电机的励磁发生了变化,系统有无克服这种干扰的能力?特点:减小转速降落,降低静差率,扩大调速范围。

∆U n=U n∗−U n,U n=α×n,U C=K P×∆U n,U d0=K S×U C,n=U d0−I d×Re改变给定电压能改变电动机转速,因为改变给定电业会改变电压变化值,进而改变控制电压,然后改变输出电压,最后改变转速。

如果给定电压不变,调节转速反馈系数是能够改变转速,因为调节转速反馈系数会改变反馈电压,进而改变电压变化值,控制电压,输出电压,最终改变转速。

如果测速发电机的励磁发生了变化,会造成Ce的变化,会影响转速,被测速装置检测出来,再通过反馈控制的作用,减小对稳态转速的影响。

系统有克服这种干扰的能力。

2-13 为什么用积分控制的调速系统是无静差的?在转速单闭环调速系统中,当积分调节器的输入偏差电压△U=0 时,调节器的输出电压是多少?它决定于哪些因素?比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状,而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。

虽然到稳态时∆U n=0,只要历史上有过∆U n,其积分就有一定的数值,足以产生稳态运行所需要的控制电压U C。

2-14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电机精度的影响?为什么?受影响。

因为无静差转速单闭环调速系统若给定电源发生偏移或者测速发电机精度受到影响会导致转速改变,进而反馈电压改变,使电压偏差为零,所以转速的稳态精度会受影响。

2-15在转速负反馈单闭环有静差调速系统中,当下列参数发生变化时系统是否有调节作用?为什么?(1)放大器的放大系数Kp。

(2)供电电网电压Ud。

(3)电枢电阻Ra。

(4)电动机励磁电流If。

(5)转速反馈系数α。

∆U n=U n∗−U n,U n=α×n,U C=K P×∆U n,U d0=K S×U C,n=U d0−I d×Re(1)放大器的放大系数K p发生变化时系统有调节作用,因为K p发生变化时,控制电压U c就会改变,然后输出电压U d0就会改变,转速改变,反馈电压随之改变,改变电压偏差进一步调节输出电压和转速达到调节作用。

(2)供电电网电压U d发生变化时系统有调节作用,因为U d发生变化时,会使K s变化,进而改变输出电压和转速,反馈电压随之改变,改变电压偏差进一步调节输出电压和转速达到调节作用。

(3)电枢电阻Ra发生变化时系统有调节作用,因为Ra发生变化时,会使电枢电路总电阻变化,使得转速改变,反馈电压随之改变,改变电压偏差进一步调节输出电压和转速达到调节作用。

(4)电动机励磁电流If发生变化时系统有调节作用,因为If发生变化时,使得Ce变化,转速改变,反馈电压随之改变,改变电压偏差进一步调节输出电压和转速达到调节作用。

(5)转速反馈系数α发生变化时系统有调节作用,因为α发生变化时,使反馈电压改变,改变电压偏差进一步调节输出电压和转速达到调节作用。

2-16(1)在转速负反馈单闭环有静差调速系统中,突减负载后又进入稳定运行状态,此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较之负载变化前是增加、减少还是不变?(2)在无静差调速系统中,突加负载后进入稳态时转速n和整流装置的输出电压Ud 是增加、减少还是不变?∆U n=U n∗−U n,U n=α×n,U C=K P×∆U n,U d0=K S×U C,n=U d0−I d×RC e在转速负反馈单闭环有静差调速系统中,突减负载后又进入稳定运行状态,此时转速有所增大,反馈电压增大,电压偏差减小,控制电压减小,晶闸管整流装置的输出电压Ud较之负载变化前减小。

在无静差调速系统中,突加负载后引起动态速降时,产生电压偏差,控制电压Uc从Uc1不断上升,使电枢电压也由Ud1不断上升,从而使转速n在下降到一定程度后又回升。

达到新的稳态时,电压偏差又恢复为零,但Uc已从Uc1上升到Uc2,使电枢电压由Ud1上升到Ud2,以克服负载电流增加的压降。

所以转速是不变的,输出电压Ud是增加的。

2-17 闭环调速系统有哪些基本特征?它能减少或消除转速稳态误差的实质是什么?基本特征:闭环,有反馈调节作用,减小速降,降低静差率,扩大调速范围。

实质:闭环调速系统中参数变化时会影响到转速,都会被测速装置检测出来,再通过反馈控制的作用,减小它们对稳态转速的影响从而减小或消除转速稳态误差。

习题2-1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,VT1始终不导通。

VT2导通时,电动机处于能耗制动状态;VT2不导通时,VD1续流,电动机处于回馈制动状态。

2-2D=n maxn min=1000100=10∆n N=n N×sD(1−s)=1000×0.0210×(1−0.02)=2.04 r/min2-3D=n maxn min=n0max−∆n Nn0min−∆n N=1500−15150−15=11s=11+n ND×∆n N=11+1500−1511×15=0.12-4C e=U N−I N×R aN=0.148∆n N=I N×(R a+R s)C e=115.1 r/mins=20%,D=n N×s∆n N(1−s)=3.11s=30%,D=n N×s∆n N(1−s)=5.32 2-5∆n N=I N×Re=274.5 r/minS N=∆n NN N=21.54%∆n N=n N×sD(1−s)=2.63 r/min2-6U dcl=U u∗×K P×K S1+γ×K P×K S=12 VU dop=U u∗×K P×K S=264 VU dop U dcl =26412=22U u∗=U dclK P×K S+U dcl×γ=4.6 V2-7D=n maxn min=1500150=10∆n N=n N×s=7.89 r/minK =∆n op∆n cl−1=11.67 2-8∆n op = ∆n cl (K +1)=128 r/min∆n cl ′=∆n opK ′+1=4.13 r/minD =n N ×s ∆n N (1−s)=n N ×s∆n cl (1−s)D ′D =∆n cl∆n cl′=1.94 2-9 ∆U n =U n∗−U n ,U n =α×n,U C =K P ×∆U n ,U d0=K S ×U C ,n =U d0−I d ×RC e(1)R =R a +R L +R rec =3.3 ΩC e =U N −I N ×R an N=0.134∆n op=I N ×R C e =I N ×(R a +R L +R rec )C e=307.84 r/min∆n cl =n N ×sD(1−s)=8.33 r/min(2)图一 系统的原理图图二系统的静态结构图(3)(4)K=∆n op∆n cl−1=35.96n=n N=U d0−I N∗RC e=K P×K S×U n∗−I N∗RC e(K+1)K P=n N×C e×(K+1)+I N∗RS×n∗=14.23α=C e×KK P×K S=0.00972-10I dbl=K P×K S×(U n∗+U com)R+K P×K S×R S一般K P×K S×R S≫R,因此I dbl≈U n∗+U comR S≤2I NI dcr=U comR S≥1.2I N由习题2-5知电路总电阻R=0.18ΩR S≤13R=0.06Ω若取R S=0.06Ω,U com≥1.2I N×R S=21.96V题目中未出U n∗,条件不足,解不出来。

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