电力拖动自动控制系统问题解答.docx
习题解答(供参照)习题二2.2 系统的调速范围是IoOO-100"min,规定静差率s=2%,那么系统容许的静差转速降是多少？解：z=%(1_*=100OX0.02/(10X0.98)=2.04w系统容许的静态速降为2.04加。2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为他max=1500rmin,最低转速特性为“min=150”min,带额定负载时的速度降落AiN=15"min,且在不一样转速下额定速降不变，试问系统可以到达的调速范围有多大？系统容许的静差率是多少？解：1）调速范围O=%m¼n（均指额定负载状况下）"max=max-1500-15=1485wmin=minnN=150-15=135=axin=1485/135=112） 静差率S=A"%=15/150=10%2.4 直流电动机为PN=74kW,UN=220V,In=378A,nN=1430r/min,Ra=O.023。相控整流器内阻RreC=O.022Q。采用降压调速。当生产机械规定s=20%时，求系统的J调速范围。假如s=30%时，则系统的调速范围又为多少？解：Ce=(UN-=(220-378x0.023)1430=0.1478V6mn=INRlCe=378×(0.023+0.022)/0.1478=115rpmD=IINS/n(l-s)=1430×0,2115×(1-0.2)=3.1D=Sn(l-5)=1430×0.3l15×(1-0.3)=5.332.5 某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。已知直流电动机PN=6(洪W,UN=220V,=3()5A,nN=l(XX)rmin,主电路总电阻R=0.18,Ce=0.2Vmin/r,求：(1)当电流持续时，在额定负载下的转速降落/V为多少？(2)开环系统机械特性持续段在额定转速时口勺静差率S,V多少？(3)若要满足D=20,sW5%的规定，额定负载下的转速降落又为多少？解：(1)njv=ZjvXRICe=305×0.18/0.2=274.5r/min(2) SN=NInO=274.5/(1000+274.5)=21.5%(3) n=11nSD(-s)l(XX)×0.0520×0.95=2.63rmin2.6有一晶闸管稳压电源，其稳态构造图如图所示，己知给定电压U：=8.8V、比例调整器放大系数Kp=2、晶闸管装置放大系数KS=I5、反馈系数Y=O.7。求：(1)输出电压Uq(2)若把反馈线断开，Ud为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？(3)若把反馈系数减至=0.35,当保持同样的输出电压时，给定电压U：应为多少？解：(1)Ud=KpKsU/(1+KpKs)=2×15×8.8(1+2×15×0.7)=12V(2) Ud=8.8x2x15=264V,开环输出电压是闭环的22倍(3) U：=Ud(1+KpKs)/XTpXT5=12×(1+2×15×0.35)/(2×15)=4.6V2.7某闭环调速系统的调速范围是1500rmin150rmin,规定系统H勺静差率S5%,那么系统容许的静态速降是多少？假如开环系统的静态速降是100rmin,则闭环系统的开环放大倍数应有多大？解：1)D=nNs/11n(-s)10=1500×2%,zv×98%ZIN=1500×2%/98%×10=3.06r/min2) K=/wcJ-l=1003.06-l=31.72.8 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8rmin,假如将开环放大倍数提高到30,它的速降为多少？在同样静差率规定下，调速范围可以扩大多少倍？解：P=(1+K)Ancl=(1+15)×8=128假如将开环放大倍数提高到30,则速降为：ncl=np(l+K)=128/(l+3)=4.13pm在同样静差率规定下，D可以扩大/A&2=1.937倍2.9 有一V-M调速系统：电动机参数PN=2.2kW,Un=220V,In=12.5A,nN=1500rmin,电枢电阻Ra=1.5C,电枢回路电抗器电阻RL=O.8Q,整流装置内阻RrcC=I.OC,触发整流环节的放大倍数KS=35。规定系统满足调速范围D=20,静差率SV=I0%。(1)计算开环系统的静态速降An°p和调速规定所容许H勺闭环静态速降And。(2)采用转速负反馈构成闭环系统，试画出系统H勺原理图和静态构造图。（3）调整该系统参数，使当Un*=15V时，Id=lN,11=11n,则转速负反馈系数应当是多少？(4)计算放大器所需的放大倍数。解：n=(UN-INxRa)/Ce=>Cr=(220-12.5×1.5)/1500=201.25/1500=0.I34Vminr=>t=INXR/C=I2.5×3.3/0.134=307.836r/minjv=即s/(0(I-S)=I500X10%/(20*90%)=8.33rmin因此，nef=8.33rrrrin(2)3 + /UCudKp Ks Una -/小o+ EnlCe -r-(4)=(Kp&U：-/(Ce(I+K)=m"(l+K)-%R/(Q(I+K)K=(%/)-l=307.836/8.33-1=35.9551500=35.955×15a(l+35.955)-12.5×3.3/(0.134(1+35.955)可以求得,35.955*0.134 35*0.0096zz>a=0.96Vminr14.34也可以用粗略算法:U：XUn=Cm,«=0.01"n1500t=KCe!KSa,KP=35.955×0.134/(35×0.01)=13.762.10 在题2.9H勺转速负反馈系统中增设电流截止环节，规定堵转电流m2m临界截止电流dcr1.2N,应当选用多大的比较电压和电流反馈采样电阻？规定电流反馈采样电阻不超过主电路总电阻的1/3,假如做不到，需要增长电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态构造图，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？解：(1)Idhl<21n=25A,IdCrNI21N=I5AIderUCCm/&=15=UmniRS/曲产(u：÷Uq/Rsn25=(15+Ucom)/RsnRS=1.5，USwt=I5L5=22.5V(¾/3)=(1.0+1.5+0.8)/3=1,1,R,>(R3)(2)不符合要求，取K=I1,需加电流反馈放大器由于需要的检测电阻值大，阐明规定的电流信号值也大。要同步满足检测电阻小和电流信号大的规定，则必须采用放大器，对电流信号进行放大。为此,取凡=L,则Uttra=小用=15XL1=16.5V(3)当时，有=psu/Ce(1+K)HKPK内依3-Ucotn)/Ce(I+C)-¾Ce(l+K)=kpKR:+KjUwJ/C(1+K)H(R+KPK禺Rs)I/©。+K)当n=0时，G=KpKx(u：+KiUctm)/(R+KPKKR)H+KUqlKK25=(15+16.5KJ/1.1K,nK,=15/(22.5-13.5)=1.362.11 在题2.9的系统中，若主电路电感L=50mH,系统运动部分的飞轮惯量GD2=1.6N11,整流装置采用三相零式电路，试判断按题2-9规定设计H勺转速负反馈系统能否稳定运行？如要保证系统稳定运行，容许的最大开环放大系数是多少？解：L=50m",GD2=i.6Nm2f%=3.3,Ce=034V/rpm7；=L¾=0.05/3.3=0.01557；=G£>2&/(375CC)=I.6x3.3/(375x0.134x0.134x30/3.14)=5.28/64.33=0.082sZ=0.003335K<Tn(Tl+Ts)+TTTs=0.082×(0.015+0.00333)+O.OO3332/(0.0151*0.00333)=.()15+().0()33320.(X)(X)4983=30.52可见与前面的K>35.955相矛盾，故系统不稳定。要使系统可以稳定运行，K最大为30.52。2.12 有一种晶闸-电动机调速系统，己知：电动机：Pn=2MW,Un=22(V,In=15.64,zljv=1500rmin,(=1.5。，整流装置内阻RreJIQ,电枢回路电抗器电阻RLo8。，触发整流环节的放大倍数&=35。(1)系统开环工作时，试计算调速范围。=30时的静差率S值。当0=30,S=I0%时，计算系统容许的稳态速降。如构成转速负反馈有静差调速系统，规定0=30,S=Io%,在U：=IOV时=/心=n，计算转速负反馈系数。和放大器放大系数Kp。解：Ce=(220-15.6×1.5)1500=0.1311Vin/r(1)q,=ZyvX2.ZCf=15.6×330.1311=392.68r/minnmin=1500/30=50S=阻,/0min=392.68/(392.68+50)=88.7%(2)0.1=(a乂+50)=5/0.9=5.56rmin=KPKSU；/C+K)RJd/CeQ+)K=KpaKsCe1500=KpKsU/Ce(1+c)-(jR15.6)/Ce(1+K)<K=UoPlAncl)-1=(297.48/5.56)-1=52.52. 13旋转编码器光栅数1024,倍频系数4,高频时钟脉冲频率f°=IMHz,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法测速时间为0.01s,求转速n=1500rmin和n=150rmin时的测速辨别率和误差率最大值。解：(1) M 法:辨别率Q=9 ZTc601024 X4x0.01=1.465 r/mill最大误差率：二攀 = 150(Wmin时，M=/=型3色"1 = 10246060n = 150r min 时,nZTc 150×4×1024×0.016060102.415(Xkmin 时，SiraX % = -×100% = ×100% = 0.098%max Ml1024150rmin 时，必皿 = XloO% = ! 100% = 0.98%IraX M102.4可见M法适合高速。(2) T 法：辨别率:n = 1500r min 时,Z2_1024x4x150()2- 6(VO-Z60×l×106-1025×4×1500=171rminn = 150r min 时,Z刀21024x4x15()2- 6(VO-Zn 60×l×106-1024 ×4×150=1.55 min最大误差率：=更皿，MZM26。£）Zn当九二 150（kmin时，M26×6 .9771024 ×4×1500当"二150"min时，M2n=1500"min时，SIraX%=-XlOo%=!X100%=11.4
