自动化运控习题答案汇总 - 图文

第一次作业

2-1试分析有制动电流通路的不可逆PWM变化器-直流电动机系统进行制动时，两个VT是如何工作的？

解：在制动状态时，由于要先减小控制电压，使得Ug1的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电降低。但是由于机电惯性，转速和反电动势来不及变化，造成E>Ud的局面，很快电流id反向，VD2截止，在ton?t

正，故VT2导通，反向电流沿回路-id沿回路4经VD1续流，向电源回馈能量。与此同时，VD1两端压降钳住VT21，使它不能导通。在整个制动过程中，VT和VD1轮流导通，而VT1始终是关断的。

2-4 直流电动机为PN=74kW,UN=220V，IN=378A，nN=1430r/min，Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少？

解：Ce?(UN?INRa)nN?(220?378?0.023)1430?0.1478Vrpm

?378?(0.02?30.022)0?.14r7m115 ?n?INRCe p8n1?s)]?143?00.2?[11?5(1?0.2)]NS[?( D?n n1?s)]?143?00.3?[11?5(1?0.3)]NS[?( D?n

3.15.332.5 某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。已知直流电动机

PN?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？

SN（2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率多少？

（3）若要满足D=20,s≤5%的要求，额定负载下的转速降落

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

?nN又为多少?

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

第二次作业：

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）闭环系统的开环放大系数：

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

由静态特性方程：

n?KpKsUn??IdR/?Ce?1?K???KUn?/??1?K???IdR/?Ce?1?K???

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

???0.0096Vmin/r

KpKsUn*（4）由K?得:

Ce(1?K)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，??n1500Kp?KCe/Ks?，Kp?35.955?0.134/?35?0.01??13.76

2-12 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。

*?10V时(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D?30，s?10%，在UnId?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） 开环系统的稳态速降：

?nop?IN?R?/Ce?15.6?3.3/0.131?392.98r/min

由D?nNS得：

?nN?S?nN静差率：s?D?nN30?392.98??100%?88.7%

nN?D?nN1500?30?392.98

（2）系统允许的稳态速降：

?nN?nNs1500?0.1?r/min?5.56r/min

D(1?s)30?（1?0.1）（3）闭环系统的开环放大系数：

K?(?nop/?ncl)?1?(392.98/5.56)?1?69.68

由闭环系数静态特性方程知：

KpKsUn*R?Id n??Ce?1?K?Ce?1?K?K?Kp?Ks/Ce

Un*R?IdK ?n????1?KCe?1?K?

带入相关参数，解得：

??0.00654v?min/r

Kp?KCe69.63?0.1311??39.88 Ks?35?0.00654第三次作业：

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