电力拖动自动控制系统课后答案

习 题 二

2.2 系统的调速范围是1000~100rmin，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？

ns解：?n?n?1000?0.02(10?0.98)?2.04rpm D(1?s)系统允许的静态速降为2.04rpm。

2.3 某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为n0max?1500rmin，最低转速特性为 n0min?150rmin，带额定负载时的速度降落?nN?15rmin，且在不同转速下额定速降 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：1）调速范围 D?nmaxnmin(均指额定负载情况下）

nmax?n0max??nN?1500?15?1485 nmin?n0min??nN?150?15?135 D?nmaxnmin?1485135?11

2) 静差率 s??nNn0?15150?10%

2.5 某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。已知直流电动机

PN?60kW,UN?220V,IN?305A,nN?1000rmin，主电路总电阻R=0.18

Ω,Ce=0.2V?min/r,求：

（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落?nN为多少？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率SN多少？

（3）若要满足D=20,s≤5%的要求，额定负载下的转速降落?nN又为多少?

解：(1)?nN?IN?RCe?305?0.180.2?274.5r/min (2) SN??nNn0?274.5(1000?274.5)?21.5%

(3) ?n?nNS[D(1?s)]?1000?0.05[20?0.95]?2.63r/min

2.7 某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min，要求系统的静差率s?5%，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： 1）D?nNs/?nN?1?s?

10?1500?2%/?nN?98%

?nN?1500?2%/98%?10?3.06r/min

2.9 有一V-M调速系统：电动机参数PN=2.2kW, UN=220V, IN=12.5A, nN=1500 r/min，电枢电阻Ra=1.5Ω，电枢回路电抗器电阻RL=0.8Ω，整流装置内阻Rrec=1.0Ω,触发整流环节的放大倍数Ks=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图。 （3）调整该系统参数，使当Un*=15V时，Id=IN，n=nN ，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）

n??UN?IN?Ra?/Ce?Ce??220?12.5?1.5?/1500?201.25/1500?0.134Vmin/rn??UN?IN?R??/Ce??nop?IN?R?/Ce?12.5?3.3/0.134?307.836r/min

?nN?nNs/?D?1?s???1500?10%（/20*90%）?8.33r/min

所以，?ncl?8.33r/min （2）

??（3）（4）n?KpKsUn?IdR/?Ce?1?K???KUn/??1?K???IdR/?Ce?1?K???

????K???nop/?ncl??1?307.836/8.33?1?35.955

1500???35.955?15/??1?35.955??????12.5?3.3/?0.134?1?35.955????

???0.0096Vmin/r

可以求得，Kp?K*Ce35.955*0.134??14.34 Ks*?35*0.0096也可以用粗略算法：

?Un*Un15??0.01 ?Un??n，??n15002.12 有一个晶闸-电动机调速系统，已知：电动机：PN?2.8kW，UN?220V，

IN?15.6A，nN?1500r/min，Ra=1.5Ω，整流装置内阻Rrec=1Ω, 电枢回路电抗

器电阻RL=0.8Ω， 触发整流环节的放大倍数Ks?35。 (1)系统开环工作时，试计算调速范围D?30时的静差率s值。

(2)当D?30，s?10%时，计算系统允许的稳态速降。

*(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D?30，s?10%，在Un?10V时

Id?IN，n?nN，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?0.1311Vmin/r

（1）

?nop?IN?R?/Ce?15.6?3.3/0.1311?392.68r/minnmin?1500/30?50s??nop/?n0min?392.68/?392.68?50??88.7%

（2）

0.1??n/??n?50??n?5/0.9?5.56r/min

（3）

*??n?KpKsUn/Ce?1?K??R?Id/Ce?1?K? ?K?K?K/C?pse?*??1500?KpKsUn/Ce?1?K???R?15.6?/Ce?1?K? ???K??nop/?ncl?1??297.48/5.56??1?52.5??2.13旋转编码器光栅数1024，倍频系数4，高频时钟脉冲频率f0?1MHz，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?1500r/min和n?150r/min时的测速分辨率和误差率最大值。 解：

（1）M法：分辨率Q?6060??1.465r/min ZTc1024?4?0.01最大误差率：n?60M1? ZTcn?1500r/min时，M1?nZTc1500?4?1024?0.01??1024 6060n?150r/min时，M1?1500r/min时，?max%?nZTc150?4?1024?0.01??102.4 606011?100%??100%?0.098% M11024150r/min时，?max%?可见M法适合高速。 （2）T法： 分辨率：

11?100%??100%?0.98% M1102.4Zn21024?4?15002??171r/min n?1500r/min时，Q?60f0?Zn60?1?106?1025?4?1500Zn21024?4?1502??1.55r/min n?150r/min时，Q?660f0?Zn60?1?10?1024?4?150最大误差率：n?60f060f0，M2?， ZM2Zn60?106?9.77 当n?1500r/min时，M2?1024?4?150060?106?97.7 当n?150r/min时，M2?1024?4?150n?1500r/min时，?max%?1M2?11?100%?1?100%?11.4%

9.77?1n?150r/min时，?max%?可见T法适合低速

M2?1?100%?1?100%?1%

97.7?1习题三

*3.1双闭环调速系统的ASR和ACR均为PI调节器，设系统最大给定电压Unm=15V，

nN=1500r/min，IN=20A，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻R=2Ω，Ks=20，

*Ce=0.127V·min/r，求：（1）当系统稳定运行在Un=5V，IdL=10A时，系统的n、

Un、Ui*、Ui和Uc各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，Ui*和Uc各为

多少？ 解：(1)

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