《电力拖动自动控制系统》第三版陈伯时课后答案解析
电力拖动自动控制系统习题含答案共43页文档
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电力拖动自动控制系统习题含答案
21、静念园林好，人间良可辞。 22、步步寻往迹，有处特依依。 23、望云惭高鸟，临木愧游鱼。 24、结庐在人境，而无车马喧；问君 何能尔 ？心远 地自偏 。 25、人生归有道，衣食固其端。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
《电力拖动自动控制系统》课后习题答案
第一章闭环控制的直流调速系统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—电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路简单，需用的功率器件少。
（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
（3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1：10000 左右。
（4）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。
（5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。
（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
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：在制动状态中，为负值，i VT就发挥作用了。
这种情况发生在电动运行过程中需要降d 2速的时候。
这时，先减小控制电压，使U g1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d降低。
但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成E U d，很快使电流i d反向，VD2截止，在t on≤ t＜Ｔ时，U g2 变正，于是VT2导通，反向电流沿回路3 流通，产生能耗制动作用。
在T t≤＜Ｔ+ t时，VT关断，−id 沿回路4 经VD续流，向on 2 1电源回馈制动，与此同时，VD1两端压降钳住VT1使它不能导通。
在制动状态中，VT2和VT1轮流导通，而VT始终是关断的。
1在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT1关断后i d经VD2续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD2两端电压也降为零，VT2便提前导通了，使电流反向，产生局部时间的制动作用。
１－３调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“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和最低转速之比叫做调速范围，用字母Ｄ表示，即D= nmax 其中，n和n一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负n min max min载很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。
电力拖动课后习题答案
电力拖动课后习题答案关闭窗口《电气传动自动控制系统》陈伯石机械工业出版社课后答案pdf以下是该文档的文本预览效果，预览是为了您快捷查看，但可能丢失了某些格式或图片。
打印|下载第一章闭环控制直流调速系统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―电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路简单，需用的功率器件少。
（2）开关频率高，易连续电流，谐波少，电机损耗小，发热少。
（3）低速性能好，速度稳定精度高，调速范围宽，可达1:10000左右。
（4）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。
（5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。
（6）直流电源采用非受控整流器时，电网的功率因数高于相控整流器。
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：在制动状态中，为负值，就发挥作用了。
这种情况发生在电动运行过程中需要降速的时候。
这时，先减小控制电压，使di2vt1gu的正脉冲变窄，负脉冲变宽，使平均电枢通电压降低。
但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成，很快使电流反向，截止，在dudeu>当Di2vDont≤ < T、 2Gu变为正极，因此接通，反向电流沿电路3流动，产生能耗制动。
当＜T+时，关闭，2vttt≤ont2vtdi〓沿回路4经续流，向同时，两端的电压降被钳制，因此无法开启。
在制动状态下，和依次打开，但始终关闭。
1vd1vd1vt2vt1vt1vt在轻载电状态下，此时的平均电流很小，因此当连续电流关闭时，还没有达到周期T，并且电流已衰减到零。
此时，两端的电压也降到零，因此提前接通，以反转电流，产生当地时间的制动效果。
1vtdi2vd2vd2vt１－３调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？A：电机提供的生产机械所需的最大速度和最小速度之比称为调速范围，用字母D表示，即maxminndn=其中，和一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负载很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。
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1-4．某一调速系统，测得的最高转速特性为min /1500max 0r n =，最低转速特性为min /150min 0r n =，带额定负载的速度降落min /15r n N =∆，且不同转速下额定速降Nn ∆不变，试问系统能够到达的调速范围有多大？系统允许的静差率是多大？ 解1115150151500min 0max 0min max =--=∆-∆-==N N n n n n n n D %1015015min 0==∆=n n s 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 clop 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？min /4813011511/1/11;;30;151********21121r n K K n n n K K n n K n K K K cl cl cl cl cl cl ≈⨯++=∆++=∆∆∆=++∆∆→∆→==）（）成反比，则（与开环放大倍数加同样负载扰动的条件下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94.111513011/1/112122121≈++=++==++K K D D D D K K cl cl cl cl ）（）（ 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 =∆，假设要求静差率由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：8.27133.82401min /5.31111=-=-∆∆=→=+∆=∆clNop Nop cl n n K r K n n 静差率10%时原系统的开环增益为：76.598.2776.59%522增加到将从所以系统的开环增益时，同理可得当K K s ==1-10有一V-M 调速系统，电动机参数为：min,/1500,5.12,220,2.2r n A I V U kW P N N N N ====电枢电阻Ω=2.1a R ，整流装置内阻Ω=5.1rec R ，触发整流环节的放大倍数35=S K 。
电力拖动自动控制系统(第3版)(陈伯时)第18讲.
其中，Pm(1- s)项随s的变化和串级调速时一样，而 所串电阻越大时，pCus越大，∑p也越大，因而效率 R越低，几乎是随着转速的降低而成比例地减少。
效率的比较
串级调速系统的总 效率是比较高的， 且当电动机转速降 低时，sch的减少 并不多。 而绕线转子异步电 动机转子回路串电 阻调速时的效率几 乎随转速的降低而 成比例地减少。
整流器和逆变器容量
选择主要依据其电流与电压的定额。 电流定额决定于异步电动机转子的额定电 流和所拖动的负载IrN； 电压定额则决定于异步电动机转子的额定 相电压（即转子开路电动势Er0）和系统的 调速范围D。这里，
D nsyn n0 min
其中，n0min是调速系统的最低转速，对应于最大 理想空载转差率s0max，由式（7-7）可得
（7-30）
式中 n0 —不同占空比时的理想空载转速； nsyn—异步电动机的同步转速。
2．系统的功率因数
在斩波控制时， 逆变角设定为 min， 则逆变器从电网吸 收的无功功率可减 到最小程度。图716绘出了带恒转 矩负载的斩波控制 串级调速系统在不 同转差率下的功率 因数。
斩波控制串 级调速系统
常规串级调 速系统
图7-16 两种串级调速系统的功率因数比较
*7.4.4 串级调速装置的电压和容量 串级调速装置是指整个串级调速系统 中除异步电动机以外为实现串级调速而附 加的所有功率部件，包括转子整流器、逆 变器和逆变变压器。从经济角度出发，必 须正确合理地选择这些附加设备的电压和 容量，以提高整个调速系统的性能价格比。
系统比较
图7－17所示的系统与直流不可逆双闭环 调速系统一样，具有静态稳速与动态恒流 的作用。 所不同的是它的控制作用都是通过异步电 动机转子回路实现的。
《电力拖动自动控制系统》参考答案
《电力拖动自动控制系统》参考答案：第一章一、填空题：1.答案：静止可控整流器直流斩波器2.答案：调速范围静差率.3.答案：恒转矩、恒功率4.答案：脉冲宽度调制二、判断题：答案：1.×、2. √、三、问答题：1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩T L的关系。
1.阻转矩负载特性；2.位转矩负载特性；3.转矩随转速变化而改变的负载特性，通风机型、恒功率、转矩与转速成比例；4.转矩随位置变化的负载特性。
2.答案：放大器的放大系数K p，供电电网电压，参数变化时系统有调节作用。
电压负反馈系统实际上只是一个自动调压系统，只有被反馈环包围部分参数变化时有调节作用。
3.答案：U d减少，转速n不变、U d增加。
4.答案：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围。
当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之比，称作转差率。
静态速降值一定，如果对静差率要求越严，值越小时，允许的调速范围就越小。
5.答案：反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。
系统能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。
但完全服从给定作用。
反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
可见，测速发电机的励磁量发生变化时，系统无能为力。
6.答案：采用比例积分调节器的闭环调速系统是无静差调速系统。
积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，原因是积分调节器的输出包含了输入偏差量的全部历史。
可以实现无静差调速。
四、计算题：1.答案：开环系统的稳态速降：354.33r/min；满足调速要求所允许的稳态速降：8.33r/min；闭环系统的开环放大系数：41.542.答案：42.5N•M，3.41N•M3.答案：T=62.92N•M，n=920r/min，cosФ=0.784.答案：α=0。
时n0=2119r/min, α=30。
时n0=1824r/min，α=31.1。
《电力拖动自动控制系统》答案(全)
《电力拖动自动控制系统》答案(全)相关答案整理2-4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。
2-1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Ug1的脉冲变窄而导致id反向时，Ug2变正，于是VT2导通，VT2导通，VT1关断。
2-2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nma某nminnma某和最低转速nmin之比叫做调速范围，用字母D表示，即：D负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落nN与理想空载转速n0min之比，称为系统的静差率S,即：调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：DnNnN(1)由于在一定的nN下，D越大，nmin越小nN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，2-3．某一调速系统，测得的最高转速特性为n0ma某1500r/min，最低转速特性为n0min150r/min，带额定负载的速度降落nN15r/min，且不同转速下额定速降nN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Dnma某nminnn0minn0ma某nNn0minnN1515010%150********112-7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，Dnma某nmin1500150nNSD(1S)15002%10(12%)3.06r/min2，nopnclK1则K1003.06131.72-8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8r/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？K115;K230;K1ncl1;K2ncl2同样负载扰动的条件下ncl2K11K21ncl1n与开环放大倍数加15130184r/min1成反比，则（K11）（/K21）ncl2/ncl1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（K11）（/K21）Dcl1/Dcl2Dcl2Dcl1K21K113011511.94思考2-12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陈伯时答案
电力拖动自动控制系统陈伯时答案【篇一：电力拖动自动控制系统(第四版)习题答案_陈伯时】class=txt>2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/min，要求静差率 s=2%，那么系统允许的稳态速降是多少？解：系统允许的稳态速降pn = 60 kw ， 2-5 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u n = 220 = r min ，主电路总电阻 r = 0 18? ， v ， in = 305a ， nn1000ce = 0 2 v ? min r ，求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n 为多少？ n（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s 多少？ n （3）额定负载下的转速降落 ?n n 为多少，才能满足d = 20, s ≤ 5% 的要求。
解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落? n n 274 5 = ≈ 0 215 = 21 5% n n + ? n n 1000 + 274 5（3）额定负载下满足d = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落 s n =* uu = 8 8 v , 比例调节放大 2-6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构如图所示，已知给定电压（2）若把反馈线断开， u d 为何值？开环时的输出电压是闭环时的多少倍？（2）若把反馈线断开， u d（2）（3）（4）闭环系统的开环放大系数为 k = ? nop307.6 ? 1 = ? 1 =35.93 ? ncl8.33解：1 / 3 r = 4.8 ? r s / r = 0.3125图见 49 页解：计算系统中各环节的时间常数电磁时间常数 l 0.05 t = = = 0.02 s l r 1.5 + 1.0t s s = 0.00167 机电时间常数晶闸管装置的滞后时间常数为为保证系统稳定，应满足的稳定条件：可以稳定运行，最大开环放大系数是 53.29pn = 2.8 kw ， un = 220 v ， in = 15.6 a ， 2-12 有一晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机nn1500= r min ， r = 1 5 ? ，整流装置内阻 r= 0 8 ? ， = 1? ，电枢回路电抗器电阻 r l rec a触发整流环节的放大倍数 k s = 35 。
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
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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* * 第一章 闭环控制的直流调速系统 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—电动机系统在很多方面有较大的优越性： （1） 主电路线路简单，需用的功率器件少。 （2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。 （3） 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达 1：10000 左右。 （4） 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。 （5） 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也 不大，因而装置效率较高。 （6） 直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。 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：在制动状态中，id 为负值，VT2 就发挥作用了。这种情况发生在电动运行过程中需要降
速的时候。这时，先减小控制电压，使U g1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电 压U d 降低。但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成 E > U d ，很 快使电流 id 反向，VD2 截止，在 ton ≤ t ＜Ｔ时，U g 2 变正，于是VT2 导通，反向电流沿回路
3 流通，产生能耗制动作用。在T ≤ t ＜Ｔ+ ton 时，VT2 关断，−id 沿回路 4 经VD1 续流，
向 电源回馈制动，与此同时，VD1 两端压降钳住VT1 使它不能导通。在制动状态中，VT2 和VT1
轮流导通，而VT1 始终是关断的。
在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT1 关断后 id 经VD2 续流时，还没有达到 周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD2 两端电压也降为零，VT2 便提前导通了，使电流反向， 产生局部时间的制动作用。 １－３ 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关 系？为什么说“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和最低转速之比叫做调速范围，用字母Ｄ表示，即
D =
n
max n
min
其中，nmax 和 n
min 一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负
载很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。 当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落，与理
想空载转速之比，称作静差率 s，即
或用百分比表示 s =
Δn
N n
0
s = ΔnN ×100%
n0 * * 在直流电动机变压调速系统中，一般以电动机的额定转速 nN 作为最高转速 则 s =
Δn
N n
0
= ΔnN nmin + ΔnN
∴ nmin = ΔnN s − ΔnN
= (1 − s)ΔnN s
D = nmax nmin = nN S
ΔnN (1 − S )
由上式可看出调速系统的调速范围、静差速降和最小静差率之间的关系。对于同一个调 速系统， ΔnN 值一定，如果对静差率要求越严，即要求 s 值越小时，系统能够允许的调速 范围也越小。一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范 围。
１－４ 某一调速系统，测得的最高转速特性为 nO max = 1500r / min ，最低转速特性为
nO min = 150r / min ，带额定负载时的速度降落 ΔnN = 15r / min
，且在不同转速下额
定速降
ΔnN 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 系统能够达到的调速范围为 D =
nmax nmin
= 1500 150 − 15 = 11
系统允许的静差率 s =
DΔnN nN + DΔ
n
N
×100% = 11×15 1500 + 11×15 ×100% = 10%
１－５ 某闭环调速系统的调速范围是 1500~150r/min，要求系统的静差率 s ≤ 2% ，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 因为 s =
Δ
nN n0
= ΔnN nmin + ΔnN * * Δn = nmin s = 150 × 0.02 = 3.06r / min 所以 N
1 − s 1 − 0.02
因为 Δncl
= Δnop 1 + K * *
e C cl
cl
Δn 100
K = op − 1 = − 1 = 31.7
所以 Δncl 3.06
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 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 （1） 因为 Δn = RId cl C
（1+K）
所以 RId = Δn（
e 1+K）=8×（1+15）=128
RI 128 则 Δn = d = = 4.13r / min
C（e 1+K） 1 + 30
（2） 由 D =
nN S
ΔnN (1 − S )
，可知在 s 和 nN 不变的情况下，D 只与 ΔnN 有关
调速范围扩大 1.94 倍。 1 － 7 某 调速系统的 调速范围 D=20 ，额定 转速 nN = 1500r / min ，开环 转速降落
ΔnNop = 240r / min ，若要求系统的静差率由 10%减少到 5%，则系统的开环增益将如何
变
化？ 解； 当 s=10%时， Δn = nN s = 1500× 0.1 = 8.33r / min
N D
（1-s）
Δnop
20 ×（1-0.1）
240 此时 K = − 1 = − 1 = 27.8
当 s=5%时， Δncl
Δn = 8.33 nN s = 1500× 0.05 = 3.95r / min
N Δnop
D（1-s） 240 20 ×（1-0.05）
此时 K = − 1 = − 1 = 59.8
Δncl 3.95
则若要求系统的静差率由 10%减少到 5%，则系统的开环增益将变大。
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？ 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）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征 ①只用比例放大器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。 ②反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。扰动性能是反馈控制系统最突出的特
征之一。 * *
n d N N e
③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。 （2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。
（3）如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比或测速发电机的励磁发生了变化， 它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是 被反馈环包围的前向通道上的扰动。
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 速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量有无调节能力？为 什么？ 答：当电网电压发生变化时，系统对其有调节能力。因为电网电压是系统的给定反馈控制系 统完全服从给定。 负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻变化时系统对其有调节能力。因为他们的变化最 终会影响到转速，都会被测速装置检测出来。再通过反馈控制作用，减小它们对稳态转速的 影响。 测速发电机励磁各量发生变化时，它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量 的误差。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。
1—10 有一 V—M 调速系统。电动机参数为： PN = 2.2kW，U N = 220V，I N = 12.5 A，
nN = 1500r / min ， 电枢电阻 Ra = 1.2Ω ，整流装置内阻 Rrec = 1.5Ω
，触发整流环节
的放 大倍数 K s = 35 。要求系统满足调速范围 D=20，静差率 s ≤ 10% 。 （1）计算开环系统的静态速降 Δnop 和调速要求所允许的闭环静态速降 Δncl 。 （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框图。 （3）调整该系统参数，使当U ∗ = 15V 时，I = I ，n=n ，则转速负反馈系数α 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
C =
U N − I N Ra nN
= 220 − 12.5 ×1.2 = 0.1367V ⋅ min/ r 1500
则开环系数额定速降为 （1.2+1.5） Δnop = I N R = 12.5 × = 246.9r / min Ce 0.1367
额定负载时的稳态速降应为
Δn = nN s ≤ 1500× 0.1 = 8.33r / min cl D（1-s） 20 ×（1-0.1）
（2） 系统的静态结构框图如下所示