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1、1-1為什么PWM-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)比晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)能夠獲得更好的動(dòng)態(tài)性能?答:PWM開(kāi)關(guān)頻率高,響應(yīng)速度快,電流容易連續(xù),系統(tǒng)頻帶寬,動(dòng)態(tài) 響應(yīng)快,動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)。1-2試分析有制動(dòng)通路的不可逆PWM變換器進(jìn)行制動(dòng)時(shí),兩個(gè) VT是如何工作的?答:制動(dòng)時(shí),由于 Ugi的脈沖變窄而導(dǎo)致id反向時(shí),Ug2變正,于是VT2導(dǎo)通, VT2導(dǎo)通,VTi關(guān)斷。1-3調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么?調(diào)速范圍,靜態(tài)速降和最小靜差之間有什么 關(guān)系?為什么脫離了調(diào)速范圍,要滿足給定的靜差率也就容易得多了?答:生產(chǎn)機(jī)械要求電動(dòng)機(jī)提供的最高轉(zhuǎn)速%ax和最低轉(zhuǎn)速nmin之比叫做調(diào)速范圍,用字母D表示,即:D nmin負(fù)載由

2、理想空載增加到額定值時(shí),所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落nN與理想空載轉(zhuǎn)速n0min之比,稱(chēng)為系統(tǒng)的靜差率 S,即:s n0min調(diào)速范圍,靜差速降和最小靜差之間的關(guān)系為:nNSnN (1 s)由于在一定的nN下,D越大,nmin越小nN又一定,則S變大。所以,如果不考慮D ,則S的調(diào)節(jié)也就會(huì)容易,1-4.某一調(diào)速 系統(tǒng),測(cè)得的最高轉(zhuǎn)速特性為n°max 1500r/min ,最低轉(zhuǎn)速 特性為n0 min150r/min ,帶額定負(fù)載的速度降落nN15r/min,且不同轉(zhuǎn)速下額定速降nN不變,試問(wèn)系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍有多大?系統(tǒng)允許的靜差率是多大? 解nmaxnminn0 maxn nn0minnN

3、1500 15 一11150 15n0 min1510%1501-5閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1500-150r/min ,要求系統(tǒng)的靜差 S<=2%,那末系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是多少?如果開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100r/min則閉環(huán)系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)應(yīng)有多大?1, Dnmaxnmin150015010則nnN SD(1 S)1500 2%10(1 2%)3.06r / min2,opK 1則 K -100 1 31.7rcl3.061-6某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)為15時(shí),額定負(fù)載下電動(dòng)機(jī)的速降為8 r/min ,如果將開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)他提高到30,它的速降為多少?在同樣靜差率要求下,調(diào)速范圍可

4、以擴(kuò)大多少倍?K115; K230;K1ncM; K2nci2nci2 / nci1同樣負(fù)載擾動(dòng)的條件下n與開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)加1成反比,則(K1 1)/( K2 1)nci2K11K21nci115 130 14r / min同樣靜差率的條件下調(diào)速范圍與開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)加1成正比(K1)/(K2Dcl2K21Dci1K111)Dcl1 /Dcl230 115 11.94ncincin0minnminQ原系統(tǒng)在范圍D=20 ,靜差率為10%時(shí),開(kāi)環(huán)增益為:ncln NopK1 131.5r / minK1n Nop12401 27.88.331-7某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍D=20 ,額定轉(zhuǎn)速n 1500r

5、/min ,開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)速降落nNop 240r/min ,若要求靜差率由10%減少到5%則系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益將如何變化?n 1500解:原系統(tǒng)在調(diào)速范圍D=20,最小轉(zhuǎn)速為:nmin -max 75r/min,D 20nc 10例 ncl 8.33r/min75 nd靜差率10%時(shí)原系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益為: 當(dāng)% 5%時(shí),同理可得K2 59.76所以系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益K將從27.8增加到59.761-8轉(zhuǎn)速單環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特點(diǎn)?改變給定電壓能否改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?為什么?如果給定電壓不變,調(diào)節(jié)測(cè)速反饋電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速?為什么?如果測(cè)速發(fā)電機(jī) 的勵(lì)磁發(fā)生了變化,系統(tǒng)有無(wú)克服這種干擾的能力? 答:1)閉

6、環(huán)調(diào)速系統(tǒng)可以比開(kāi)環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性,從而在保證一定靜差率的要 求下,能夠提高調(diào)速范圍。為此,所需付出的代價(jià)是需增設(shè)電壓放大器以及檢測(cè)與反饋裝置。*-kp ksU nRI d2)能。因?yàn)閚 p,由公式可以看出,當(dāng)其它量均不變化時(shí),n隨Ce(1 k) Ce(1 k)* ,著U n的變化而變化3)能。因?yàn)檗D(zhuǎn)速和反饋電壓比有關(guān)。4)不,因?yàn)榉答伩刂葡到y(tǒng)只對(duì)反饋環(huán)所包圍的前向通道上的擾動(dòng)起抑制作用,而測(cè)速機(jī)勵(lì)磁不是。1-9在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,當(dāng)電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩,電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流,電樞電流、電樞 電阻、測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí),都會(huì)引起轉(zhuǎn)速的變化,問(wèn)系統(tǒng)對(duì)于上述各量有無(wú) 調(diào)節(jié)能力?為什么

7、?答:系統(tǒng)對(duì)于上述各量中電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩,電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流,電樞電流、電樞電阻、有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)樗鼈冊(cè)陂]環(huán)系統(tǒng)的前向通道中,對(duì)于測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化,沒(méi)有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)樗辉陂]環(huán)系統(tǒng)的前向通道中。1-10有一 V-M調(diào)速系統(tǒng),電動(dòng)機(jī)參數(shù)為:PN 2.2kW,UN 220V, IN 12.5A, nN 1500r/min,電樞電阻Ra 1.2 ,整流裝置內(nèi)阻 Rrec 1.5 ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks 35。要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍。=20,靜差率sw 10%。(1)計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降nop和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降ncl。(2)調(diào)整該系統(tǒng)能參數(shù),使當(dāng)U n 15V , Id In

8、, n nN ,則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)應(yīng)該是多少?(3 )計(jì)算放大器所需的放大倍數(shù)。解:(1)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)勢(shì)系數(shù)CeUn I N RanN220 12.5 1.215000.1367V min/r開(kāi)環(huán)系統(tǒng)靜態(tài)速降nopRIdNCe12.5 (1.2 1.5)0.1367246.9r/min閉環(huán)靜態(tài)速降 ncl nNs 1500 0.18.33r/minD(1 S) 20(1 0.1)閉環(huán)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)放大倍數(shù)K p 1 2469 1 28.64ncl 9.33(2)因?yàn)閚*kpksU nRidCe(1k) Ce(1k)(3)所以 kpks =407.4288 p sK =0.00961 V kpKs/Ce

9、min/ r運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)KpKs/Ce2864 11,640.00961 35/0.13671-11 在題1 10的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中增設(shè)電流截止環(huán)節(jié),要求堵轉(zhuǎn)電流I dbi 2I N ,臨界截止電流I dcr 1.2I n ,應(yīng)該選用多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻?要求電流反饋采樣電阻不超過(guò)主電路總阻的1/3,如果做不到,需要加電流反饋放大器,試畫(huà)出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖,并計(jì) 算電流反饋放大系數(shù)。這時(shí)電流反饋采樣電阻和比較電壓各為多少?解:(1) Idbl 2IN 2 12.5 25AI dcr 1.2In 1.2 12.5 15A*rKpKs(Un Ucom)則 Ucom I

10、dcrRs15RsIdbl P 一 一(1 42)0R K p Ks Rs2511.6 35(15 15Rs)一(由 1 42式)也可(由 1 43)式(1.2 1.5) 11.6 35 Rs得:Idbl*(Un15 15RSRSRs1.46 1.5Ucom I dcr Rs15Rs 15 1.5 22.5V系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖(給它畫(huà)出圖)UcOMId(2)顯然采樣電阻大于主電路2.7*1/3倍,所以增加電流反饋放大器后:,11新的采樣電阻:Rs -R 1(1.2 1.5) 0.9 可選0.5歐姆33R 1 5電流反饋放大系數(shù):Kfi-sT 1 3Rs0.5、一 . . _ '

11、_ .新的比較電壓:UcomIdcr RS15Rs 15 0.5 8.5Vcom cr ss所以加上的電流反饋放大器的放大倍數(shù)為33Ro1 12 某調(diào)速系統(tǒng)原理圖如圖所示,已知數(shù)據(jù)如下:電動(dòng)機(jī)PN 18KW;Un 220V;In 94A;nn 1000r/min;Ra 0.15 Pn=18KW, Un = 220V, In =94 A,整流裝置內(nèi)阻 Rrec 0.3 ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù) Ks 40。最大給定電壓 Unm 15V ,當(dāng)主電路電達(dá)到最大值時(shí),整定電流反饋電壓Uim 10V o設(shè)計(jì)指標(biāo):要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍D=20,靜差率sw 10%, 1dbl 1.5In, 1dcr 1.1

12、IN。試畫(huà)出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖,并計(jì)算:(1 ) 轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a。(2)調(diào)節(jié)器放大系數(shù) KP o(3) 電阻Ri的數(shù)值。(放大器的輸入電阻 Ro 20K )(4) 電阻R2的數(shù)值和穩(wěn)壓管V S的擊穿電壓值。nNS1000 0.1解:(1)ncl N 100/18 5.56r/minD(1 S) 20 09Ce0.20597V min/ rU N IN Ra220 94 0.15nN1000nopInRc794 0.450.2059205.44r/minKp 1 型54 1 35.95(取 36)ncl5.56同1-10可彳導(dǎo)a=0.0145(2) Kp35.95KS/Ce0.0145 40/0

13、.205912.8(取 13) R1 KpR0 13 20 260k(4) 1dbl 1.5|n 1.5 94 141a; 1dcr 1.1IN 1.1 94 103.4A;當(dāng)主電路電流最大即為1dbl時(shí),Uim 10V而當(dāng)主電路電流為ldcr時(shí),5為:Um 51 dbl 1 dcrUiU im 1 dcrl dbl10 103.41417.33V此時(shí)電流反饋起作用,穩(wěn)壓管的擊穿電壓U vs可根據(jù)Ui確定取稍大值:U vs 7.4V當(dāng)主電路的電流增大到|dbl時(shí),為起到保護(hù)作用應(yīng)使流過(guò)R2的電流lR2等于流過(guò)*, Unm 15Uim Uvsl R20.75mA ;R2 - Ro20l R2Ro

14、的電流,以使電機(jī)轉(zhuǎn)速迅速降落。此時(shí):10 7.4 3.47 kQ(B 3.5k Q)0.75系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖1-13在電壓負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中,當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變化時(shí),系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用,為什么?(1 )放大器的放大倍數(shù)K p( 2 )供電電網(wǎng)電壓(3 )電樞電阻R a(4)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流(5)電壓反饋系數(shù) a答:3)電樞電阻,4)電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流, (5)電壓反饋系數(shù) a 無(wú)調(diào)節(jié)作用。因?yàn)榉答伩刂葡到y(tǒng)所能抑制的只是被反饋包圍的前向通道上的擾動(dòng)。1-14 有一個(gè)V-M系統(tǒng),已知:電動(dòng)機(jī):(15分)Pn 2.8KW;Un 220V;In 15A1n 1500r/min;Ra 0.15 ,R

15、a=1.5,整流裝置內(nèi)阻Rrec 1 ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks 35。(15分)(1)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)工作時(shí),試計(jì)算調(diào)速范圍 D=30時(shí)的靜差率s值;(2)當(dāng)D=30, S 10%時(shí),計(jì)算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降;(3)如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng),要求D=30, S 10%,在,* .一- . . . . . -.Un 10V, Id I N,n nN,計(jì)算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù) a和放大器放大系數(shù) Kp;(4)如將上述調(diào)速系統(tǒng)改為電壓負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng),仍要求在* ,."一 一. .、Un 10V,Id IN ,n nN ,并保持系統(tǒng)原來(lái)的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)K不變,試求在D= 30時(shí)的靜差率。解:(

16、1) CeUn INRanN220 15.6 1.5 0.131V min/r (原來(lái)多加了 1)1500nopRIdNCe15.6 (1 1.5)297.7r/min0.131297.7nomin50 297.785.61%(2)當(dāng) D=30, S=10% 時(shí)計(jì)算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降ncinN SD(1 S)1500* 0.130(1 0.1)5.56r / min(3) K1Kp52.540.00652* 35/0.13130.16(取 30)52.54297.7 d15.56求取的方法同1-10可得 =0.00652 V ?min/r(4)改為電壓負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng) 閉環(huán)轉(zhuǎn)速降落為:nc

17、lI N RrecIn (Ra)Ce(1 K) Ce15.6 10.131(1 52.54)15.6 1.50.1322.224 178.6 180.825 r/min 當(dāng)調(diào)速 D范圍不變時(shí)靜差率為:D nNnN D nN30 180.81500 30 180.8100%78.35%顯然比速度反饋系統(tǒng)在調(diào)速范圍不變的情況下靜差率大的多,但比無(wú)反饋系統(tǒng)靜差率小了1-15 在題1-10的系統(tǒng)中,若主電路電感L=50mH,系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分的飛輪慣量GD2 1.6Nm2,整流裝置采用三相零式電路,試判斷按題1-10要求設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行?如果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,允許的最大開(kāi)懷放大系數(shù)K是多少?

18、電磁時(shí)間常數(shù) Tl - 005 0.0185SR 2.7機(jī)電時(shí)間數(shù)TmGD2R375* CeCT1.6 2.730375 0.01367 (或 9.55) 0.013673.140.0645TS 0.00333S (查表全波為 0.00167)I.Tm Tl Ts Ts20.0645 0.0185 0.00333 0.003332TlTs0.0185 0.00333K-Jm-Us 23.1在1-10題中K28.64如要系統(tǒng)穩(wěn)定須保證 K 23.1則系統(tǒng)不穩(wěn)定。如要系統(tǒng)穩(wěn)定,允許的最大的開(kāi)環(huán)放大系數(shù)為K 23.1但調(diào)速范圍不滿足了16.為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無(wú)靜差的?在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中

19、 , 當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓U 0 時(shí) ,調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少?它取決于那些因素?答: 使用積分控制時(shí)可以借助積分作用,使反饋電壓U n 與給定電壓 U *n 相等,即使U n 為零 U C 一樣有輸出,不再需要U n 來(lái)維持 U C ,由此即可使輸出穩(wěn)定于給定值使調(diào)速系統(tǒng)無(wú)靜差。當(dāng) U n 0 時(shí)調(diào)節(jié)器的輸出為電壓 U C ,是對(duì)之前時(shí)刻的輸入偏差的積累。它取決于U n 的過(guò)去變化, 當(dāng) U n 為正 U C 增加, 當(dāng) U n 為負(fù) U C 下降, 當(dāng) U n 為零時(shí) U C 不變。17 .在無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響?試說(shuō)明理由

20、;答: 在無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度同樣受給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)精度的影響。 無(wú)靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)只是消除了誤差, 使輸出的轉(zhuǎn)速基本穩(wěn)定于給定的轉(zhuǎn)速。 但是, 這種系統(tǒng)依然屬于反饋控制系統(tǒng), 只能抑制被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng),對(duì)于其他環(huán)節(jié)上的精度影響無(wú)可奈何。18 .采用比例調(diào)節(jié)器控制的電壓負(fù)反饋系統(tǒng),穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的速度是否有靜差?為什么 ?試說(shuō)明理由 ;答:有靜差。電壓負(fù)反饋系統(tǒng)中是在轉(zhuǎn)速較高時(shí),CenI aRaU d0 忽略了轉(zhuǎn)速的降落認(rèn)為 電樞電壓正比于轉(zhuǎn)速,而實(shí)際上是電樞電壓無(wú)靜差,從公式中可以看出速度的降落是不能消除的。因?yàn)檎{(diào)節(jié)器的輸出是電力電子變換器的控制電壓

21、U C K P U n 。所以只要電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行, 就必須有控制電壓U C, 因而也必須有轉(zhuǎn)速偏差電壓 Un 。第二章 習(xí)題答案2-1 在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,若改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,應(yīng)調(diào)節(jié)什么參數(shù)?改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù) Kn 行不行?改變電力電子變換器的放大倍數(shù) Ks 行不行?改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行不行?若要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流,應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)?答:改變轉(zhuǎn)速,調(diào)節(jié)給定電壓U n* ,改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器放大倍數(shù)Kn 不行,改變Ks 也不行,改變行。改變堵轉(zhuǎn)電流調(diào)節(jié)電流反饋系數(shù).2-2 轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí),兩個(gè)調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少?為什么 ?答:兩個(gè)倜節(jié)器的

22、輸入偏差電壓均為0,如果不為。則Uc和Ui繼續(xù)變化,就不是穩(wěn)態(tài)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出電壓為:* . 、Ui 1d電流倜節(jié)器的輸出電壓為:UcUdo_ *CeUn/ RIdK2-3如果轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不是PI調(diào)節(jié)器,而改為 P調(diào)節(jié)器,對(duì)系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)性能將會(huì)產(chǎn)生什么影響?答:穩(wěn)態(tài)精度變差,但跟隨性和抗干擾能力都不會(huì)得到改善,使系統(tǒng)成為不穩(wěn)定系統(tǒng)。答:靜特性1)閉環(huán)系統(tǒng)的靜特性變軟2)存在靜差率相對(duì)較大。動(dòng)特性:跟隨性和抗干擾能力不會(huì)得到改善,動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性降低,而快速性卻提高了。2-4試從下述五個(gè)方面來(lái)比較轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止環(huán)節(jié)的轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng):(1 )調(diào)速系

23、統(tǒng)的靜態(tài)特性;(2 ) 動(dòng)態(tài)限流性能;(3 ) 起動(dòng)的快速性;(4)抗負(fù)載擾動(dòng)的性能;(5 ) 抗電源電壓波動(dòng)的性能; 答:(1)單閉環(huán):在系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差。雙閉環(huán):可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速無(wú)靜差和電流無(wú)靜差。(2)單閉環(huán):只能在超過(guò)臨界電流1dcr后,限制電流沖擊雙閉環(huán):電流調(diào)節(jié)器通過(guò)電流反饋系數(shù)隨時(shí)調(diào)節(jié)控制電流(3)單閉環(huán):快、不平穩(wěn)雙閉環(huán):起動(dòng)快、平穩(wěn)(4)單閉環(huán):差雙閉環(huán):強(qiáng)、靠 ASR單閉環(huán):差雙閉環(huán):由電流內(nèi)環(huán) ACR及時(shí)調(diào)節(jié)2-5在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,兩個(gè)調(diào)節(jié)器均采用PI調(diào)節(jié)。當(dāng)系統(tǒng)帶額定負(fù)載運(yùn)行時(shí),轉(zhuǎn)速線突然斷線,系統(tǒng)重新進(jìn)入后,電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓Ui是否為零?為什么?

24、答:轉(zhuǎn)速和電流調(diào)節(jié)器的輸出達(dá)到飽和為止,電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓Ui不為零,因?yàn)榉€(wěn)定后電流反饋依然為UiId只能增加電動(dòng)機(jī)的 轉(zhuǎn)速達(dá)到新的平衡 Udom Cenmax RId2-6在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速給定信號(hào)Un未改變,若增大轉(zhuǎn)速反饋系數(shù),系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓Un是增加、減少還是不變?為什么?答:Un不變。因?yàn)?增大,在達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),依然要是無(wú)靜差系統(tǒng),系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速下降,在達(dá)到同樣的U n時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行。2-7在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,兩個(gè)調(diào)節(jié)器ASR、ACR均采用PI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù):電動(dòng)機(jī):* 一一*Pn 3.7KW;Un 220V,nN 1000r/min 電樞回路總

25、電阻 R=1.5 ,設(shè) Unm Uim U cm 8V ,電樞回路最大電流I dm 40A,電力電子變換器的放大系數(shù)Ks40。試求:(1 )電流反饋系數(shù)和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的.*U do 、 U i、Ui、Uc值。解:(1)電流反饋系數(shù)*UmI dm8400.2V/A轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)*U nm810000.008Vmin/r*UiI dm0.240 8VUi_ *Um8V(負(fù)反饋)由于堵轉(zhuǎn)電流n= 0UdoUcCe nUdoKsIdR 1dmR 40 1.560 1.5V4060V2-8在轉(zhuǎn)速、電流比閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,*倜節(jié)器ASR,ACR均米用PI倜節(jié)器。當(dāng)ASR輸出達(dá)

26、到U而8V時(shí),主電路電流達(dá)到最大電流80A。當(dāng)負(fù)載電流由40A增加到70A時(shí),試問(wèn):(1)Ui應(yīng)如何變化?(2)Uc應(yīng)如何變化?(3)Uc值由哪些條件決定?解:(1) Ui應(yīng)增加。因?yàn)楫?dāng)負(fù)載電流由 40A增加到70A時(shí)Ui增加,Ui是確定的。*UiI dm8800.1V/AI d由40A增加到70A時(shí),(2) Uc略有增加。因?yàn)閁c(3) Uc由n和Id決定。UcIdId*U i由4V增加到7V0.10.1Ks Ud0 Cen RId;Ud0/Ks P40 4V70 7VId的增加使Ud0增加,使得Uc增加2-9在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中,電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載在額定工作點(diǎn)正常運(yùn)行,現(xiàn)因某種原

27、因使電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電源電壓突然下降一半,系統(tǒng)工作情況將會(huì)如何變化?寫(xiě)出 Ui、Uc、Ud0、Id及n在系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)定后的表達(dá)式答:當(dāng)磁通下降一半時(shí)但電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載運(yùn)行所以Id2IdUiId 2Id2-10某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型(1)求系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)增益;(2)(3 )UcUdoKsUdoI型系統(tǒng)。計(jì)算過(guò)渡過(guò)程時(shí)間ts和上升時(shí)間tr ;繪出開(kāi)環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性。如果上升時(shí)間解:(1)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)增益10%KT(2)調(diào)節(jié)時(shí)間 ts 6T 60.10.6s上升時(shí)間tr 3.3T 0.33s(3) tr 0.25s KT=1 K=1016.3%(4)用MATLAB 仿一個(gè)為好:2-11有一個(gè)系統(tǒng),其控制對(duì)

28、象的傳遞函數(shù)為WjK1s 1 0.01s 110t人,要設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)靜差系統(tǒng),在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量 并選擇其參數(shù)。_ ' *Ce U"Ks2Id* R_ *Ce Un/2RId 2Id*n Un/已知時(shí)間常數(shù) T = 0.1S,要求階躍響應(yīng)超調(diào)量tr0.25s,貝U K=?,0.69.0.69 "K 6.9 (參見(jiàn)表 2-2)0.110%5% (按線性系統(tǒng)考慮)。試對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正,決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu),K解:校正成典型I型系統(tǒng),倜節(jié)器傳遞函數(shù)為Wpi(s) 一 校正后系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:sW(s) Wpi(s)Wobj(s)KiK1s( s 1)取 K KiK1W

29、(s) 0.55%查表得:KT 0.5; K 500.0150s(0.01s 1)T 0.01s KiK 50廣 5K1102-12有一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),其控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為 Wobj(s)1s(Ts10典型型系統(tǒng),在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量30% (按線性系統(tǒng)考慮)解:30%選用PI型調(diào)節(jié)器WpiKpi(iS 1)系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳函為WpiWobjKpi(is 1)10s(0.02s1)h=7hT0.02 70.141)s(0.02s 1),要求校正為。決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu),并選擇其參數(shù)。22 49 0.022204.110KpiK 巴;Kpi K11/10 2.862-13調(diào)節(jié)對(duì)象的傳遞函數(shù)為Wobj(s)1

30、8(0.25s 1)(0.005s一,要求用調(diào)節(jié)器分別將其校正為典型型和1)型系統(tǒng),求調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)。解:校正成典型 型系統(tǒng)選擇PI調(diào)節(jié)器:Kpi( is 1)Wpi (s)p2校正后的開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)為:1sW(s) Wpi (s)Wo.(s)Kpi( 1S 1) 18is(0.25s 1)(0.005s 1)令 10.25 K Kpi 18/ 1W(s)100s(0.005s 1)s(0.005s 1)4.3%KT 0.5 K=100 ts 6T 0.03K 11001818(2)校正成典型系統(tǒng),選擇PI調(diào)節(jié)器:Kpi0.25 , “1.39Kpi( is 1)Wpi (s)isW (s)

31、 W pi ( s)W obj ( s)K pi ( iS 1 ) K 1(TiS 1 )( T 2 s 1 )2-14K pi KS1 Ti i ( iS 1 )-2(T2(將Ti看成大慣性環(huán)節(jié))h=51 hT2 50.005 0.025ts/T9.55ts 9.550.005 0.047h 12h2T237.6%650 0.00524800KpiKTi14800; K piKTi 14800 0.25 0.25181.67在一個(gè)三相零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)速*(1)電流反饋系數(shù)U im 80.0263V/AI dm 339轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)*Unnmax10 0.01V min/r 1000(

32、2)設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器 ACR1 .確定時(shí)間常數(shù)0.0025s整流裝置滯后時(shí)間常數(shù)Ts 0.00333s Toi電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和 T i Ts Toi 0.00583s2 .選擇電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)PI型電流調(diào)節(jié)器。5% 按典型 型設(shè)計(jì),電流環(huán)控制對(duì)象是雙慣性型的可用WACRKi( s 1)() 檢查對(duì)電源電壓的抗擾性能:iSTl0.012sT i 0.00583s2.06各項(xiàng)指標(biāo)可以接受。3 .計(jì)算電流調(diào)節(jié)器參數(shù)電流調(diào)節(jié)器超前時(shí)間常數(shù)Tl0.012 s電流開(kāi)環(huán)增益:要求5% KiT i 0.5KiKi iRKs85.76 0.01235 0.02360.180.2244 .校驗(yàn)近似條件電流截止頻率WciKi 85.76S 1(1)晶閘管裝置傳遞函數(shù)的近似條件3TS3 0.00333100.1S 1Wci滿足近似條件(2)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件3日310.12 0.01279.06 Wci滿足近似條件(4)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件3 1 TsToi3 0.00170.0025161.7S 1Wci滿足近似條件(5)計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容動(dòng)態(tài)性能跟隨指標(biāo)為 3.ASR 1.確定時(shí)間常數(shù)電流環(huán)等效R0RiCiCoi40KKiR00.224408.96K (9K )i 0.012Ri 94Toi4.3%R0Ki2T i 2 0.005830.01166S轉(zhuǎn)速

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