電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)-第四版-課后答案

習(xí)題解答(供參考)

習(xí)題二

2.2系統(tǒng)的調(diào)速疝圍是io(x)-ioor/min.要求靜差率$=2%.那么系統(tǒng)允許的靜差轉(zhuǎn)速降是多少？

悴A/?="%(]_S)=1000X0.02/(10X0.98)=2.04中加

條次允許的靜態(tài)速降為2.04少〃？

2.2某一調(diào)速系統(tǒng).在額定負(fù)載下.城高粘速特性為〃()max=1500〃min,最低軸速行性為7?Oniin=1507-/min,帶額定負(fù)載時(shí)的速度降落

△〃N=15r/min，旦在不同忖速卜額定速降不變，試問系統(tǒng)能緲到達(dá)的謝速范因有多大.系統(tǒng)允許的靜差率是多少？

器：1)調(diào)速范困￡>="max/"min(均指額定負(fù)我情況卜)

2)除差率S=A/7JV//?0=15/150=10%

2.4直流電動(dòng)機(jī)為Pv=74kW.UN=220V,lz=378A,nz=1430r/min,R;i=O.O23Q.相控整流器內(nèi)阻Rrec=O.O22a,采用降壓調(diào)速，當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械要求$=20%時(shí)，求系統(tǒng)的

網(wǎng)速篦田.如果s=3U%時(shí),那么系統(tǒng)的明速泣田又知死少？?

髀：Ce=(UN-lNRa)lnN=(220-378x0.023)/1430=0.147SV/rpm

2.5某龍門刨床工作臺(tái)采用V-M調(diào)速系統(tǒng).直流電動(dòng)機(jī).主電路總電阻R=0J8a,CE).2V?min/r,求:

(I)當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，在額定負(fù)我卜的轉(zhuǎn)速降落△〃N為多少？

(2)開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性連續(xù)段在歆定轉(zhuǎn)速時(shí)的靜若率SN多少？

(3)假設(shè)要滿足D=2O.sW5%的要求.額定負(fù)我下的轉(zhuǎn)速降落又為多少？

愀(I)AnN=INxR/Ce=305x0.18/0.2=274.5r/min

(2)SN=△〃/%=274.5/(1000+274.5)=21.5%

⑶\n=—s)]=1000x0.05/[20xO.95J=2.63〃min

2.e有品網(wǎng)節(jié)?槍壓電源,其柩態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下圖，格定電壓U；=8.8V、比例調(diào)節(jié)涔放大系數(shù)Kp=2、品用檢裝置放大系數(shù)Ks=15、反應(yīng)系數(shù)丫=o.7.

求：(1)輸出電壓U”；(2)假設(shè)把反應(yīng)戰(zhàn)斷開，U,/為何假？開環(huán)時(shí)的輸出電壓是閉環(huán)是的多少倍？(3)假設(shè)把反應(yīng)系數(shù)派至丫=0.35,當(dāng)保掙同樣的輸出電壓

時(shí)，給定電樂U；應(yīng)為多少？

稱⑴Ud=KPKsul/(I+KpKsy)=2xl5x8.8/(l+2xl5x0.7)=12V

(2)Ud=8.8x2x15=264V，開環(huán)輸出電壓是閉環(huán)的22倍

⑶U：=Ud(\+KpKsy)IKp=12x(1+2x15x().35)/(2x15)=4.6V

2.-某團(tuán)環(huán)網(wǎng)連系統(tǒng)的兩逆苑附是15OOrJmin~15Or.，min.要求系統(tǒng)的靜婁豐SV5%.孫:么系統(tǒng)允許的憐態(tài)速降是?小。加果開壞?系統(tǒng)的冷態(tài)逑中笈lOOr/min.H：

么訊環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)應(yīng)有多大？

解：1)D=nNs/^nN(\-s)

2iK=(△%,/△〃“)一1=100/3.06-1=31.7

2.S某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為15時(shí),額定依收下電動(dòng)機(jī)的速降為8dmin,如果將開壞放大倍數(shù)提高到30,它的速降為多少？在同樣靜注率斐求下，調(diào)速范困

可以擴(kuò)大多少倍？

峰A%p=(1+K)4%=(1+15)x8=128

如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到30.咫么連降為；

=

任同樣靜弟率要求下，D可以擴(kuò)大△〃(?“/A〃d2L937倍

2.5行?V-M調(diào)速系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)套數(shù)pN=2.2kW.UK=220V.2l2.SA.nN=1500r/min,電樞電阻R,=1.5d電樞回路電抗器電阻RL=0.8d整流袋巴內(nèi)阻R^=I.Ofi.觸發(fā)

的比環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K,=35.要求系統(tǒng)滿足時(shí)速范I3D=2O.酹差率S<=IO%.

(I)計(jì)算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降A(chǔ)n2和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)神態(tài)速降A(chǔ)n”。

(2)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)組成閉環(huán)系統(tǒng),試畫出系統(tǒng)的僚理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖.

(5)調(diào)推該系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng)U“*=15V時(shí)，I.I、，n=nN,那么轉(zhuǎn)速例反應(yīng)系數(shù)a應(yīng)該是多少？

N)計(jì)算放大器所Jfi的放大倍數(shù)。

峪⑴

所以,A/?c/=8.337,/min

(2)

⑶⑷〃=(Kp&U：-/㈤/(G(l+K))=[KU；/a(\+K)]-1R/(Q(1+K))]

。K*C35.955*0.134?百

可以求褥.K=-----=--------------------=14.34

0K、*a35*0.0096

也可以用粗略尊法：

U；xU,i=an,a=—=—^―=0.01

nnn1500

Kp=KCJK,a,Kp=35.955x0.134/(35x0.01)=13.76

2.10在題2.9的轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)系統(tǒng)中增諛電流枝止環(huán)力，要求堵轉(zhuǎn)電流<21N，豳界能止電/)dcr~\21N，應(yīng)該選用多大的比擬U壓和電流反應(yīng)來

樣也吼？要求電流反應(yīng)采樣電阻不超過主電路總電網(wǎng)的1/3，如果做不到，需要增加電流反應(yīng)放大器.試畫出系統(tǒng)的陵理圖和靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖.并計(jì)算也流反應(yīng)放大系數(shù).

這時(shí)電流反應(yīng)采樣電阻和比擬電氏各為多少？

解：⑴Idbl<21N=25A.Idcr>1.2//V=15A

小產(chǎn)(0：+(=25=(15+Ug,JR,nRs=L5C,Ucom=15x1.5=22.5V

(R/3)=(l.()+1.5+().8)/3=l.lC,->(4/3)

(2)

不符合要求，取凡=1.1。，需加電流反饋放大器

由于防要的檢測(cè)電阻他大，說明要求的電流信號(hào)他也大.要同時(shí)滿足檢測(cè)電阻小和電流信號(hào)大佻要求.那么必須采用放大器,對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行放大.為此,

取R、=1.1C.那么Ug=/，/x凡=15x1.1=16.5V

⑶當(dāng)/[>Ide/，有

〃=k〃KQ；/C,(l+K)HK〃K”.(RJ/-Uw.)/Q(l+K^-[RId/Ce(\+K)]

=K/M；+匕心〃)/仁(1+/0)]-卜+勺/(尺)//(0(1+刈)]'

n=)時(shí)，

2.H在即2.9的系統(tǒng)中，假設(shè)主電路電/L=50mH,系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)局部的飛輪慣MGD?=1SNtt?.整流裝孔果用三相零式電路,試判斷按題2-9要求設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速

仇反應(yīng)系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行？如要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,允許的M大開開放大系數(shù)是多少？

幅L=50mH.GD-=1.6MM.%=3.3。,Ce=0.134V/rpm

K<[，(4+()+k]/77：=[0.082X(0.015+0.00333)+0.003332]/(0.0151*0.00333)

「,-i可見與前面的K>35.955

=[0.0015+O.OO3332]/0.00004983=30.52

相矛盾，故系統(tǒng)不穩(wěn)定，隹使系統(tǒng)能緲程定運(yùn)行，K最大為30.52,

2.12行一個(gè)品閘-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng).：電動(dòng)機(jī)：Pv=2.SkW.UN=220V.IN=15.6/\.nN=1500r/nin.Ra=i.5Q.整流笠巴內(nèi)口I=i

a電樞回路電玩滿電網(wǎng)A’,=o.80.邂發(fā)整流抗節(jié)的放大倍數(shù)K,=35.

3系統(tǒng)開環(huán)工作時(shí)，試計(jì)算調(diào)速范的D=30時(shí)的靜差率s值，

⑵當(dāng)￡)=3(),s=10%時(shí)，計(jì)律系統(tǒng)允許的移態(tài)速降，

⑶加絹成轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)力?靜差調(diào)速系統(tǒng).要求7)=30.$=10%,在〃：=101/時(shí)=/,",〃=〃”,計(jì)算轉(zhuǎn)速仇反應(yīng)系數(shù)。和放大沿放大系數(shù)Kp.

解：

(1)

⑵

⑶

2.13也轉(zhuǎn)幅碼曙光出數(shù)1024.倍頻系數(shù)4.高頓時(shí)仲脈沖頻率f()=1MHz.旋傳斕碼器輸出的膿沖個(gè)數(shù)和高斕時(shí)怦林沖個(gè)數(shù)均采用16位計(jì)數(shù)器.M法測(cè)速時(shí)

間為o.ois.求轉(zhuǎn)速n=150017min和n=150r/min時(shí)的測(cè)速分辨率和誤差率)大值.

解：

60

八&)1公，.

toM法：分的率Q=---=------------=1.465r/min

ZT(1024x4x0.01

60M.

出大誤差率：n=------->

ZTC

nZ7；=1500x4x1024x0.01=W24

n=1500〃/min時(shí).

16060

nZ7；=150x4x1024x0.01=i014

n=150/7minRI,M-

X6060

1500/Vmin時(shí),筋皿％=一xlOO%=——x100%=0.098%

皿M11024

150/7min時(shí)，6皿%=—xb30%=—x100%=0.98%

皿%102.4

可見M法適合高速,

(2)T法：

分班率：

1024x4x150()2

n=1500/7min?t.=17177min

。=信60xlxl06-1025x4x1500

Zn21024x4xl502

71=15077min時(shí),Q==1.55/7min

6O./o-Zn60xlxl06-I024x4xl50

6O./o

Zn

ZM2~

當(dāng)?shù)?1500/7min時(shí)，M2

2二"四

當(dāng)〃二150，/min時(shí).M

n=1500/7min時(shí)，3mx%=---x100%=—!—x100%=11.4%

皿A/2-19.77-1

n=150/7min時(shí),31mx%=——'——x100%=---!----x100%=1%

皿%-197.7-1

可見T法適合低速

習(xí)題三

3.1雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的ASR和ACR均為P1調(diào)節(jié)器,設(shè)廉統(tǒng)最大給定電壓U；〃f=15V,=1500r/min,/N=20A,電源過軟倍數(shù)為2.電樞回路總電網(wǎng)R皿K$=20.

C，W.127Wmin/r.求：⑴當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在U：=5Y.I=10Altj.系統(tǒng)的〃、U?.U：、U：和U,.各為多少？(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)仇或過大而堵轉(zhuǎn)時(shí),

U；和U。各為多少？

解：⑴

⑵堵轉(zhuǎn)時(shí).U；=(31dm=15V,

0c

3.2在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)15器ASR,ACR均采用PI調(diào)節(jié)器.參數(shù)：電動(dòng)機(jī)：PN=3.7kW,UN=22QV,IN=20A.or/min,電樞網(wǎng)

路總電阻R=1.5Q,設(shè)U；m=%=UE挪，電樞向路最大電流Idin=忤,電力電子變換器的放大系數(shù)K5=40,試求：

(1)電流反應(yīng)系數(shù)〃和轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)a

（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的u〃o,Uj、Uj、Uc假“

TJ*QI/u8V

孵］)〃=y=_=0.2V/Aa二y0.008V//yw/

/加40AnN1000/y力〃

2)Udo=EIR=Q〃N+〃K=40A*1.5Q=60V

這時(shí)：

Un=8V,Un=0.ASR處干飽和.輸出最大電流給定值.

U；=8V,J=8KUc=Udo/Ks=60/40=1.5V

3.3在轉(zhuǎn)速、電流刈閉環(huán)閉速系統(tǒng)中.調(diào)節(jié)器ASR.ACR均采用PI調(diào)節(jié)器.當(dāng)ASR輸出到達(dá)U；“WY時(shí).主電路電流到達(dá)最大電流80A.當(dāng)負(fù)教日流由40A增加到

70.1時(shí)，試問：（1）U；應(yīng)如何變化？（2）應(yīng)如何變化？（3）值由唾些條件淡定？

TTQI/

解1)D=*=——=0.1V/A

/圳804

因此當(dāng)電流從40A=70A時(shí)，U'應(yīng)從4vZZ>7V變化.

2)uc要有所始加，

TT=Udo_(C〃+〃R)

3>取決于電機(jī)速度和負(fù)我大小，因?yàn)閁〃o=E+/,〃q=CenN+I(IIR^c-K-K

、、s

3.5某反應(yīng)控制系統(tǒng)已校正成典型1型系統(tǒng).時(shí)間常數(shù)TR.Is.要求階跟響應(yīng)超調(diào)量CT￡10%.

<l>系統(tǒng)的開環(huán)用Ab

（2）計(jì)算過渡過程時(shí)間&和??升時(shí)間/,.：

（3）抬出開環(huán)對(duì)數(shù)懈箱特性.如果要求上升時(shí)向今<0.25,那么K=?.CT%=?

相取KT=0.69,J=0.6,。％=9.5%

(1)系統(tǒng)開環(huán)增益：K=0.69/T=0.69/0.1=6.9(1/s)

（2）上升時(shí)何。=3.3T=0.33S

過女過程時(shí)間:

⑶

如要求tr<0.25s.杳表3-i那么應(yīng)取KT==().5,tr=2.4T=2.4*0.1=0.24s這時(shí)K=1/T=10.超調(diào)貴

=63%.

I1Z/、K10

31么?個(gè)系統(tǒng).其控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為叱珈（S）=-4-=-------?要求設(shè)計(jì)一個(gè)元靜差系統(tǒng),在階氏輸入下系統(tǒng)超調(diào)量<7%W5%（按線性系統(tǒng)考

TS+I0.015+1

慮）.試對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正.決定調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu).并選杼共參數(shù).

解：按典型【型系統(tǒng)設(shè)計(jì).選KT=0.5,4=0.707,查表3-1,得b%=4.3%

選I調(diào)節(jié)器，皿(5)二二二'校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)為IV(s)=—--這樣，T=0.01,K=10/T,己選K-=O.5.那么K=

TSTS(0.015+1)

0，仔50.所以r=10/K=10/50=0.25,枳分調(diào)節(jié)器：W(s)=-=——.

TS0.2s

,,、10

3。行一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng),共控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為叱IZ5(S)=----K-]!—=---------------?要求校正為典型II組系統(tǒng).在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)用。%W30%(按

'叼5(754-1)$(0.029+1)

線性浜統(tǒng)書密).試決定調(diào)節(jié)密結(jié)構(gòu).并迭并其參數(shù).

解：應(yīng)選擇PI兩節(jié)猾.W,,/(s)=K"s+"、校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)附⑸=Kpg+l)&對(duì)照典.型II型系統(tǒng).

TSTSS(TS+1)

K=KplKl/r,r=〃T,選h=8,查表3~4,。%=27.2%,滿足設(shè)i陵求.這樣T=67=8*0.02=0.16s,

3.3在?個(gè)由三相零式品閘管整流裝世供電的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)iB?速系統(tǒng)中.電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN=60k\v.UN=220V.IN=308A.

nN=lOOOdmin.電動(dòng)勢(shì)系數(shù)Ce=0.196V-min/r.上回路總電BlR=0.18。,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K$=35.電磁時(shí)間常數(shù)7j=0.012s,機(jī)電時(shí)間常數(shù)

7,n=O.12s,電流反應(yīng)/波時(shí)間常數(shù)7^=0.0025$,轉(zhuǎn)速反應(yīng)泄波時(shí)間常數(shù)”“=0.015s.頷定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓(U)=10七調(diào)節(jié)器ASR.ACR飽和輸出電壓

U/=8V,U<.=6.5V.

系境的靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：稔態(tài)無靜基，調(diào)速范附310電流加調(diào)hiW5%.空我起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)送超謨址CT”W10%,試求：

(I)礴定電流反應(yīng)系數(shù)B(假設(shè)起動(dòng)電前限制在11/N以內(nèi))和轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)。.

(2)試設(shè)計(jì)電瓶調(diào)節(jié)㈱ACR,計(jì)算其參數(shù)鬼、C,C...畫出其電路圖，調(diào)巖器輸入問跣電阻&內(nèi)04.

⑶設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)遑調(diào)節(jié)器ASR,計(jì)算其夢(mèng)數(shù)R?、C..G“(R..=40kQ)

(1)計(jì)翼電動(dòng)機(jī)帶10?領(lǐng)定他軟也動(dòng)到最低粘速時(shí)為轉(zhuǎn)速地詞錄，.?

(5)計(jì)舞空或起動(dòng)到額定軌速的時(shí)間。

解：⑴4=U：,//而=8V/(l.l*ZjV)=8V/339A=0.0236V/A

(2)電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

確定時(shí)間常數(shù)：a)(=0.00333s

電直調(diào)15零結(jié)構(gòu)確定：

V<0/W用?5+1)

因?yàn)?7-<5%,可按典里1駟系統(tǒng)設(shè)計(jì),選用PI網(wǎng)節(jié)照.VvU7f(d)=---------------.

電流調(diào)”器參數(shù)確定：盯=7；=0.0125,選(7^=05勺=0.5/7^=85.765"

K/T灑_85.76x0.012x0.18

=0.224.

K、。一—35x0.0173

校檢等效條件：(oci=Kf=85.76s

可見滿足近似等效條件,電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選仆=40K.那么:

4=K圈=0.224x40K=8.96K.取9K.

G=馬/旦=0.012/(9X10)=1.33〃尸

itiit.

3

Co.=4幾/6)=4xO.(X)25/40X10=0.25//F

：3)速度調(diào)節(jié)器諛計(jì)

確定時(shí)間常數(shù)：

o電源環(huán)等效時(shí)間常數(shù)I/K[:因?yàn)镵&=0.5

那么1/K,=2&j=2x0.00583=0.01166s

速度詢w器結(jié)構(gòu)確定；

按照無齡差的要求.應(yīng)選用PI調(diào)節(jié)涔，

/、K〃(&s+1)

W^SK(5)=---------,速度調(diào)節(jié)器忿效確定：

外

2

K=上上=——Y---?=168.82.y-

AN2〃2G2X52X0.026662

乙校驗(yàn)等效條件?

K_(h+\)/3CTin_6x0.0236x0.196x0.12_694

w-

2haRTyi>~2x5x0.01x0.18x0.02666-,

=KNI?=KNrn=168.82x0.1333=22.5『

可見滿足近似等效條件.

檸速都調(diào)強(qiáng)的校驗(yàn)(空我Z=0)

轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果說明,上述設(shè)il不符合胎求.因此需型新設(shè)計(jì).

起表,應(yīng)取小一些的h,選h=3進(jìn)行設(shè)計(jì).

按h=3,速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定如下：E=hTyn=0.07998s

22

Kv=(〃+1)/2hT^n=4/(2x9x0.02666)=312.656.小

1校蛤等效條件?

K“=(h+1)pCJm/2haRTyn=4x0.0236x0.196x0.12/(2x3x0.01x0.18x0.02666)=7.6

a)cn=KN/a)l=KNQ=312.656x0.07998=25—

可見漸足近似等效條件。

轉(zhuǎn)速超調(diào)顯的校驗(yàn)：

傳速都調(diào)玳的校蛤結(jié)果說明，上述設(shè)計(jì)符合要求.

速度調(diào)節(jié)播的實(shí)現(xiàn)：選R。=40K那么Rt=K“x&=7.6x40=304K,取310K.

司40%額定負(fù)鼓起動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)：

5)空投起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間是：(書上無此公式)

僅考慮起動(dòng)過程的第二階段.

根據(jù)電機(jī)運(yùn)動(dòng)方程:黑先一j包_CnQdm-】dL)_RQdm-L)_/r_?)R

_

dt~空~cGD，R加人CJn,所以

375e375C?C

tne

CTn_0.196*0.12*1000

(m=0.385.V

(心-心冰二。1*308-0)*0.18

3.10有一轉(zhuǎn)置、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)法電路采用三相橋式整流電路.電動(dòng)機(jī)器數(shù)為:P、=50QkW,S=750V,】、=760A,n、=375r/min,電動(dòng)勢(shì)系數(shù)C=1.82V.?iin/r,電

樞向路總電阻R=0.110,允許電流過我倍數(shù)入=1.5,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K.=75.電磁時(shí)間行數(shù)T,=0.031s,機(jī)電時(shí)間常數(shù)T?,-0.112s.電流反應(yīng)濾波時(shí)間常數(shù)

7力=0.002s.轉(zhuǎn)速反應(yīng)灌波時(shí)間常數(shù)又“=0.02s.設(shè)詡節(jié)器輸入輸出電壓U-*=UJ=U..=10V,調(diào)節(jié)器曲入電阻Ro-!OkO.

設(shè)計(jì)指標(biāo)：粒態(tài)無崢差，電流超調(diào)盤(TjW5%，空裝起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的，專速超調(diào)Mb”W10%.電流調(diào)節(jié)器己按典型【里系統(tǒng)設(shè)計(jì)，井取參數(shù)KT=05,

(1)選擇轉(zhuǎn)速iffl節(jié)器結(jié)構(gòu)，并計(jì)算其參數(shù).

(2)計(jì)修電流環(huán)的技止頊率和軌速環(huán)的極止頻率，并號(hào)虐它們是否合理？

B=%=---=0.00877V/A

31.5*760

解：(U.

a=^-=—=0.0267Vmin/r

nN375

電流四節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)如K

a)Ts=0.001765

璃定時(shí)間常數(shù)：/?)〃?=0.002.V

c)7^.=0.003675

電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：因?yàn)椤＃ザ啵?可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選用PI調(diào)節(jié)器,W“*(s)=K代/1向$,Tin-y,=0.031^.00367=8.25<10

,

電流洞修湍卷數(shù)確定：.TFO.O31s.KiTn=0$Kl=0.5fTv,=136.24s

長(zhǎng)抬等效條件：g=Ki=l36.24s"

可見滿足近靚等效條件。

電流町節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選&=4()K.那么

R]=KiX&=0.899x40=35.96取36K

速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)

確定時(shí)間常數(shù)：

a)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1的：因?yàn)镵IT?=0.5那么I/Ki=2Tx,=2*0.00367=0.00734s

b)b)T,n=0.02s

c)G51.Ki+T1?=O.OO734+O.O2=<).O2734s

速克調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)胸定；

按椎無靜差的要求,應(yīng)選用Pl謂H器.

W.xktS^KnftnS+l)/tnS

速交謂甘蕓參數(shù)確定1

的hTj>,選h=5.那么[尸hTj>=0.1367%

::

KEh+W(2hTvn)=6/2*25*0.027342=160.54s?

K『<h+1)PC<T?/(2haRl\?)=6*0.00877*1.82*0.112/2*5?O.O267*O.I4?O.O2734=lO.5

校姑等效條件：s產(chǎn)KMD產(chǎn)Kf=16054?Q1367=21.)46sJ

,/2,2,

a)l>'3(Kl.Tyi)=l/3(l36.24/D.00367)=64.22sXdl,

b)I/3(KEJ"=13136.24/0.02嚴(yán)=27.51『必

可見滿足近似等效條件.

速史調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選R“=40K,那么R.=K.*R,>=I0.5*40=420K

5,5

lldt0,=1,.^(=0.1367/420*10=0.325|iF取0.33"C<>,=4T.),/Kl>=4?0.02'40*10=2pF

2)電流環(huán)的裁止頻率是：136.248'

速度壞的故止頗率是：收.=21.946/

從電流環(huán)和速度環(huán)的截止叛率可以看出,電流環(huán)比速度環(huán)要快,在保證每個(gè)環(huán)部穩(wěn)定的情況下，再求系統(tǒng)的快速性,充分表達(dá)了多環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)特點(diǎn).

3.II在個(gè)轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)V-M系統(tǒng)中,轉(zhuǎn)速諷節(jié)器ASR,電流iBj節(jié)器ACR均采用PI調(diào)節(jié)器.

(1)在此系統(tǒng)中.當(dāng)轉(zhuǎn)速給定信號(hào)及大位U“；=15V時(shí).n=nN=1500Mnin;電流給定信號(hào)最大值l；=10Y時(shí).允許加大電沌L=30A.電樞回路總電眼R=2S解閘管裝置的放

大齡數(shù)K.=30，電動(dòng)機(jī)械定電流I、=20A.電動(dòng)勢(shì)票數(shù)C=0.128V-nin/r.現(xiàn)系統(tǒng)在U；=5V,L,=20A時(shí)也定運(yùn)行.求此時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n=?ACR的輸出電玉U=?

(2)當(dāng)系統(tǒng)在上述情況下運(yùn)行I機(jī)電動(dòng)機(jī)突然失磁(中=0),系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？試分析并說明之.假設(shè)系統(tǒng)能師程定下來，那么也定后n=?V..=?IT=?U尸？I尸？

U,=?

(3)該系統(tǒng)料速訃按典型II型系統(tǒng)設(shè)計(jì),且按Mm,準(zhǔn)那么選擇參數(shù).取中領(lǐng)'電h=5.軌通壞小時(shí)間常數(shù)%.=0,05s,求抖速環(huán)在跟隨給定作用下的開環(huán)傳遞函數(shù),并計(jì)

罪出放大系數(shù)及各時(shí)間常數(shù).

(4)該系統(tǒng)由空桅/"=0)夫加獨(dú)定負(fù)我時(shí)，電流1(1和轉(zhuǎn)速n的動(dòng)態(tài)過程波形是怎樣的?機(jī)電時(shí)局布.數(shù)T,n=0.05s.計(jì)兌其最大動(dòng)態(tài)速常A〃max和慢復(fù)時(shí)間00

1)a=U*rt</nN=15/1500=0.01Vmin'r

朽U*??'Ln=230=633V/A

U*?=SV,n=U*Ja=5.*O.OI=5OOr/min

Uv=Ua^K?=(E+ItlRvVK?=(Ccn*UjRvyKs=(().l28*5(X)+20*2)/30=3.467V

2)在上述檢定逕行情況卜.，電動(dòng)機(jī)突然失超(◎二0：那么電動(dòng)機(jī)無電動(dòng)轉(zhuǎn)地，轉(zhuǎn)速迅速卜降到零，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器很快到達(dá)飽和，要求整流裝置輸出最大電流Le。因此，

系流穩(wěn)定后.

n=0,U.=0

U，=U*H.=10,Ui=U*i=IO

Id=Ia?=30A

UC=UWK=(E+LJRJK=(0+30拿2MM>=2V

3)在跟隨給定作用下.轉(zhuǎn)速環(huán)處于線性狀態(tài).此時(shí)系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數(shù)是：

tn=hTxn=5*0.05=0.25s

Tv?=C.05s

Kgh+1)/2hsTI=6/2*25*0.052=48s-2

4)空載突加額定負(fù)戲時(shí),我通有動(dòng)態(tài)降落.(p93.%)

Anb=2(X-z)AnNTj；/rB=2*(I-0)*20*2.'0.128*(0.050.05)=625r/min

,

[Cb=2FK2T=21dsRTv,;C(Tm=2*2O?2*O.O5/O..28<0.05=625r/min|

破大動(dòng)態(tài)速降：Ai^uHACa/CVAn^ft1.2%*625=507.5r/min

快更時(shí)間：L=8.8T=8.8H).05=0.44式p81表)

習(xí)題五

5.8兩電平PWM逆變器主回路，采用雙極性調(diào)制時(shí)，用“1”表示上橋W開通，“。”表示上橋曾關(guān)斷，共有幾種開關(guān)狀態(tài)，寫出其開關(guān)函數(shù)。根據(jù)開關(guān)狀態(tài)巧山其電壓

空訶矢量表達(dá)式，曲出空間電壓矢量圖，

解：兩電平PWM逆變器E回絆：

采用雙極性詢制時(shí).忽略死區(qū)時(shí)間影響,用“I”表示上橋鶻開通.“0”表示下橋曾開通,逆變器輸出端電壓:

〃x=?（2S「l）

以百流電源中點(diǎn)°為參考點(diǎn)

SASB5c〃A〃8uc%

000一”0

%

222

3

叫100旦

222朋

以

〃2110L

222朋/

工L

〃3010旦

222加芳

3L

%011

222即"

L

%001_L

222加產(chǎn)

u〃L

%101

222

L以以

%1110

222

空用電壓失fiU札

5.9當(dāng)三相電樂分別為"八°、"8°、"C°,如何定義三相定子電選空間矢量"A。、UHO”C0和合成矢盤明,寫出他的的表達(dá)式.

解：A.B.C為定于三相交織的軸壓，定義三相電壓殳間矢玩：

合成矢fib

uU.HRCuU

5.10忽略定子電阻的影響，討論定子電壓空間矢fitt'與定子磁fit*'的關(guān)系，當(dāng)三相電壓ACA'、BO、cn為正弦對(duì)稱時(shí)，耳出電用空間矢皿c*與定子

整法丫S的表達(dá)式.畫出各自的運(yùn)動(dòng)凱跡。

解：用合成空間矢Jit表示的定子電壓方程式：

忽略定子電阻的影響，

△匕可必”

即電壓空［可矢肽的枳分為定子橫燧的增5U

當(dāng)三和電壓為正效:對(duì)稱時(shí).定子期fit旋轉(zhuǎn)占1ft

電樂空間矢量：

5/l采用電壓空間矢量PUN調(diào)制方法，假設(shè)直流電玉u.d恒定.如何協(xié)調(diào)輸出電壓與輸出頻率的關(guān)系.

輝：百流電底恒定那么六個(gè)根本電壓空間矢量的幡位一定.

J』2-，2T

.零矢破作兒時(shí)間增加.所以插入零矢量可以協(xié)調(diào)輸出電壓與輸出翔奉的關(guān)系.

11

5.12兩電平PUX!逆變器主同路的輸出電壓矢量是有限的，假設(shè)期里輸出電壓矢量