電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)(第三版)-陳伯時(shí)-習(xí)題答案

（完整版）電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)（第三版）_陳伯時(shí)_習(xí)題答案（全部）第一章：閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)000001-1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系統(tǒng)與V-M系統(tǒng)相比，在很多方面有較大的優(yōu)越性：1） 主電路線路簡單，需用的功率器件少；2） 開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較??；3） 低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1：10000左右；4） 若與快速響應(yīng)的電動(dòng)機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)抗擾能力強(qiáng)；5） 功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)開關(guān)損耗也大，因而裝置效率較高；（6）直流電源采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高；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：如圖P13，1-17，制動(dòng)狀態(tài)時(shí)，先減小控制電壓，使Ugl的正脈沖變窄，負(fù)脈沖變寬，從而使平均電樞電壓Ud降低。但是，由于機(jī)電慣性，轉(zhuǎn)速和反電動(dòng)勢還來不及變化，因而造成E>Ud，很快使電流id反向，VD2截止，在tonWtVT時(shí)，Ug2口變正，于是VT2導(dǎo)通，反向電流沿回路3流通，產(chǎn)生能耗制動(dòng)作用?！踉赥WtVT+ton（即口下一周期的0WtVTon）時(shí)，VT2關(guān)斷，-id沿回路4經(jīng)VD1續(xù)流，向電源回饋制動(dòng)，與此同時(shí)，VD1兩端壓降鉗住VT1使它不能導(dǎo)通。在制動(dòng)狀態(tài)中，VT2和VD1輪流導(dǎo)通，而VT1始終是關(guān)斷的?！跤幸环N特殊狀態(tài)，即輕載電動(dòng)狀態(tài)，這時(shí)平均電流較小，以致在VT1關(guān)斷后id經(jīng)VD2續(xù)流時(shí)，還沒有達(dá)到周期T，電流已經(jīng)衰減到零，這時(shí)VD2兩端電壓也降為零，VT2便提前導(dǎo)通了，使電流反向，產(chǎn)生局部時(shí)間的制動(dòng)作用。□1-3調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？調(diào)速范圍、靜差速降和最小靜差率之間有什么關(guān)系為什么說“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)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，用字母D表示,即：Dnma某nmin當(dāng)系統(tǒng)在某一轉(zhuǎn)速下運(yùn)行時(shí)，負(fù)載由理想空載增加到額定值時(shí)所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速降落AnN與理想空載轉(zhuǎn)速n0之比，稱作靜差率，即口nNn0調(diào)速范圍、靜態(tài)速降和最小靜差率之間的關(guān)系是：DnNminnN(1min)按上述關(guān)系可得出：D越小，越小，D越大，越大；D與相互制約，所以說“脫離了調(diào)速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易得多了”。1-4某一調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉(zhuǎn)速特性為n0ma某1500r/min，最低轉(zhuǎn)速特性為口n0minl50r/min，帶額定負(fù)載時(shí)的速度降落口15r/min,且在不同轉(zhuǎn)速下額口定速降nN不變，試問系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？解：思路一：系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍為：nma某n0ma某1500Dn0min11nminnN15015系統(tǒng)允許的靜差率：DnNDnN1500100%10%nN1115思路二：系統(tǒng)允許的靜差率：nN100%nN100%15n0n0min100%10%150系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍為：n0ma某15000.1DnN(1)15(111nN(1)0.1)1-5某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1500~150r/min,要求系統(tǒng)的靜差率口2%，那么系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是多少？如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100r/min，則閉環(huán)口系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)應(yīng)有多大？解：因?yàn)椋篋nma某nmin150，所以系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降：nNnma某15000.02nN)D(1)10(13.06r/minD(10.02)又：nclnopK，ncl故閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)：Knop10031.68ncl3.061-6某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開環(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8r/min，如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到30,它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調(diào)速范圍可以擴(kuò)大多少倍？解：因?yàn)椋篟IdnclCe(1K)所以：RIdncl(1K)8(115)128CeK=30時(shí)，電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下的速降為：RId128ncl4.13r/minCe(1K)130又因?yàn)椋簄NDnN(1)所以在同樣靜差率要求下，且nN不變，D的變化只與nN有關(guān)，即調(diào)速范圍D擴(kuò)大了8/4.13=1.49倍。1-7某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍D=20，額定轉(zhuǎn)速nN1500r/min，開環(huán)轉(zhuǎn)速降落nNop240r/min，若要求系統(tǒng)的靜差率由10%減少到5%，則系統(tǒng)的開環(huán)增益將如何變化？解：當(dāng)靜差率=10%時(shí)，nN0.1nN20(18.33r/minD(1)0.1)Knop240127.8ncl8.33當(dāng)靜差率=5%時(shí)，nN15000.05nN)3.95r/minD(10.05）nop240159.8Kncl3.95因此，若要求系統(tǒng)的靜差率由10%減少到5%，則系統(tǒng)的開環(huán)增益將從27.8變化到59.8。1-8轉(zhuǎn)速單閉環(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)測速反饋電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？答：（1）轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有以下三個(gè)基本特征：4只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被調(diào)量仍是有靜差的?！醯挚箶_動(dòng)，服從給定?！跸到y(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。（2）改變給定電壓會(huì)改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，因?yàn)榉答伩刂葡到y(tǒng)完全服從給定作用。（3）如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)測速反饋電壓的分壓比會(huì)改變轉(zhuǎn)速，因?yàn)榉答佇盘?hào)與給定信號(hào)的比較值發(fā)生了變化，破壞了原先