电力拖动控制系统第三章答案

选煤厂电气设备及自动控制\授课讲义01第一章 选煤厂供电与安全02第二章 选煤厂高压电气设备及其选择03第三章 电力拖动基础04第四章 晶闸管及其应用05第五章 选煤工艺参数检测06第六章 选煤厂集中控制及计算机监控管理07第七章 选煤工艺过程自动化

第三章 电力拖动基础

第一节 低压电器

电器是指对电路起开关、控制、保护和调节等作用的电气设备。工作在交流1000V、直流1200V以下的电器为低压电器。

低压开关

一、开关

开关是用于接通和断开电路的电器，常用的有刀开关、组合开关和自动空气断路器。

1、 刀开关

常有的刀开关有开启式负荷开关（瓷底胶盖闸刀开关）和封闭式负荷开关（铁壳开关）。按极数（刀片数）分为单极、双极和三极。

① 用途。常用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源，或用来将电路与电源隔离。用于照明电路和控制小容量电动机（功率小于5.5KW）直接起动与停机。

② 功能。刀开关一般与熔断器串联使用，所以对电路具有短路保护功能。

铁壳开关

选煤厂电气设备及自动控制\授课讲义01第一章 选煤厂供电与安全02第二章 选煤厂高压电气设备及其选择03第三章 电力拖动基础04第四章 晶闸管及

选煤厂电气设备及自动控制\授课讲义01第一章 选煤厂供电与安全02第二章 选煤厂高压电气设备及其选择03第三章 电力拖动基础04第四章 晶闸管及其应用05第五章 选煤工艺参数检测06第六章 选煤厂集中控制及计算机监控管理07第七章 选煤工艺过程自动化

第三章 电力拖动基础

第一节 低压电器

电器是指对电路起开关、控制、保护和调节等作用的电气设备。工作在交流1000V、直流1200V以下的电器为低压电器。

低压开关

一、开关

开关是用于接通和断开电路的电器，常用的有刀开关、组合开关和自动空气断路器。

1、 刀开关

常有的刀开关有开启式负荷开关（瓷底胶盖闸刀开关）和封闭式负荷开关（铁壳开关）。按极数（刀片数）分为单极、双极和三极。

① 用途。常用于不频繁操作的低压电路中，用作接通和切断电源，或用来将电路与电源隔离。用于照明电路和控制小容量电动机（功率小于5.5KW）直接起动与停机。

② 功能。刀开关一般与熔断器串联使用，所以对电路具有短路保护功能。

铁壳开关

选煤厂电气设备及自动控制\授课讲义01第一章 选煤厂供电与安全02第二章 选煤厂高压电气设备及其选择03第三章 电力拖动基础04第四章 晶闸管及

华科,电气,电力拖动

实验及第三、四、五章作业

实验联系人： 马超：13163387806;韦忠朝课堂 陈昕：15072486089 夏胜芬课堂 第三章作业：3-5,3-6,3-8,3-9 第四章作业：4-5,4-6,4-8,4-9 第五章作业：5-6,5-8,5-9,5-10,5-13

华科,电气,电力拖动

第5章 异步电动机调压调速系统5.1 交流调速系统概述5.1.1 交流调速的发展概况交流调速系统：由交流电动机拖动、电机转速为控制目标的电力拖动自动控制系 统 直流电动机优点：调速性能好 直流电动机缺点：体积大、容量小、制造成本高、有机械换向装置，维护困难 交流电动机优点 ：结构简单可靠，维护少，无机械换向火花，制造成本低 20世纪70年代，研究开发高性能的交流调速系统，期望用它来节约能源。 同期，电力电子技术、大规模集成电路、各种控制理论、计算机控制技术的 飞速发展，为交流调速电力拖动的发展创造了有利条件。 20世纪80年代，原有的交直流调速拖动系统的分工格局被逐渐打破。 20世纪90年代，交流调速系统已经占到了调速系统的主导地位。 目前的许多交流调速系统在装置容量上、动静态性能上、可四象限运 行的要求上，以至在系统制造成本上都可以与直

《电力拖动自动控制系统》部分习题参考答案

《电力拖动自动控制系统》部分习题解答

第一章

1. 什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？ 答：

①调速范围——电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速nmax与最低转速nminn之比叫做调速范围，用D表示，即D?max

nmin②静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的

?n转速降落?nN与理想空载转速n0之比，称作静差率S，即S?N

n0③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为D?nNs

?nN(1?s)④采用闭环控制方式，使转速降落?nN能够大幅度下降，才能保证在静差率S不变的前提下扩大调速范围。

2. 某一调速系统，测得的最高转速特性为n0max＝1500 r/min，带额定负载时的速降?nN＝15 r/min，最低速特性为n0min＝100 r/min，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？

解：

已知?nN＝15 r/min，有

nmax＝n0max－?nN＝1500 r/min－15 r/min＝1485 r/min nmin＝n0min－?nN＝100 r/min－15 r/mi

《电力拖动自动控制系统》部分习题参考答案

《电力拖动自动控制系统》部分习题解答

第一章

1. 什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？ 答：

①调速范围——电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速nmax与最低转速nminn之比叫做调速范围，用D表示，即D?max

nmin②静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的

?n转速降落?nN与理想空载转速n0之比，称作静差率S，即S?N

n0③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为D?nNs

?nN(1?s)④采用闭环控制方式，使转速降落?nN能够大幅度下降，才能保证在静差率S不变的前提下扩大调速范围。

2. 某一调速系统，测得的最高转速特性为n0max＝1500 r/min，带额定负载时的速降?nN＝15 r/min，最低速特性为n0min＝100 r/min，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？

解：

已知?nN＝15 r/min，有

nmax＝n0max－?nN＝1500 r/min－15 r/min＝1485 r/min nmin＝n0min－?nN＝100 r/min－15 r/mi

《电力拖动自动控制系统》部分习题参考答案

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第一章

1. 什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？ 答：

①调速范围——电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速nmax与最低转速nminn之比叫做调速范围，用D表示，即D?max

nmin②静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的

?n转速降落?nN与理想空载转速n0之比，称作静差率S，即S?N

n0③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为D?nNs

?nN(1?s)④采用闭环控制方式，使转速降落?nN能够大幅度下降，才能保证在静差率S不变的前提下扩大调速范围。

2. 某一调速系统，测得的最高转速特性为n0max＝1500 r/min，带额定负载时的速降?nN＝15 r/min，最低速特性为n0min＝100 r/min，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？

解：

已知?nN＝15 r/min，有

nmax＝n0max－?nN＝1500 r/min－15 r/min＝1485 r/min nmin＝n0min－?nN＝100 r/min－15 r/mi

3－12 一台绕线转子三相异步电动机，极数2p＝4，额定功率PN＝75kW，额定电压UN＝380V，额定电流IN＝144A，额定频率fN＝50Hz，转子额定电动势E2N＝399V，转子额定电流I2N＝116A，额定转速nN＝1460r/min，过载能力?m＝2.8。用简化实用表达式及较准确的实用表达式绘制电动机的固有机械特性。 解：

TN?9550PN75?9550??491N?mnN1460Tm?TN??m?1374N?msN?

1500?1460?0.0271500sm?sN?m??m2?1?0.027?5.41?0.146Te2?2sm?ssmTm??2smsmsT2?ssmTm?sms??

3－14 一台笼型三相异步电动机，极数2p＝4，额定功率PN＝28kW，定子绕组为△接，额定电压UN＝380V，额定电流IN＝58A，额定频率fN＝50Hz，额定功率因数cos?N=0.88，额定转速nN＝1455r/min，起动电流倍数K1＝6，起动转矩倍数KT＝1.1，过载能力?m＝2.3。车间变电站允许最大冲击电流为150A，生产机械要求起动转矩不小于73.5N·m，试选择合适的降压起动方法，写出必要的计算数据。若采用自

“电力拖动控制系统”习题

第一章习题

1-1 某V-M系统，电动机数据为：Pnom=10kW，Unom=220V，Inom=55A，nnom=1000r/min，Ra=0.1Ω。若采用开环控制系统，且仅考虑电枢电阻引起的转速降。

1．要求s=10%，求系统调速范围。

2．要求调速范围D=2，则其允许的静差率s为多少？ 3．若要求D=10，s=5%，则允许的转速降Δnnom为多少？

1-2 在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当下列参数变化时系统对其是否有抑制调节作用，为什么？

1．放大器的放大系数Kp。 2．供电电网电压。 3．电枢电阻Ra。 4．电动机励磁电流。 5．电压反馈系数γ。

1-3 某调速系统的调速范围是150~1500r/min，即D=10，要求静差率s=2%，此时系统允许的稳态速降是多少？如果开环系统的稳态速降是100r/min，此时闭环系统的开环放大系数应有多大？

1-4 在教材图1-23（P19）所示的转速负反馈有静差系统中，当Un*不变时调整转速反馈电位计RP2，使转速反馈系数α增大至原来的2倍。试问电动机转速n是升高还是下降？系统的稳态速降比原来增加还是减小？对系统稳定是有利还是不利？为什么？

第3章 直流电动机V-M可逆调速系统3.1 V-M可逆系统主电路结构形式及工作状态可逆系统的目的：获得电机四象限的运行特性(正、反转和电、制动)。

3.1.1 单组晶闸管供电切换电流极性的可逆电路1.切换电机电枢与电源之间连接极性 1)主电路结构形式: 2)工作原理： Ⅰ象限工作： Ⅱ象限工作： 1C断、2C合，V逆变， 控制β,使Ud略< Ea 2.切换电机励磁电流 此方案比较经济，但只能用 于不太频繁切换的场合。~~

V

1CUd

Ia

T

2C~

V

VT1Ud

Ia

T

VT3

M

-

M

2C

Ea

1C

-

VT4b)

Ea

VT2

a)

a)用接触器切换

b)用晶闸管开关切换

VUd

IaEaM

1C

-

if

2C 2C 1C

~

图3-2 切换电动机励磁电流方向的可逆电路

3.1.2 两组晶闸管供电的可逆电路两组晶闸管整流电路供电的可逆电路有两种连接方式，反并联连接及交叉连接。

1.反并联连接VFA BCLC1

VFLd

VR

Ld

VF

VRM

LC 2

M

N

VR

A B C

M

~N

a)

N

b)

c)

图3-3 采用三相半波整流电路的反并联可逆电路 a)主电路图1 b)主电路图2VFLC1 LC 2

c)简图

VR

A B C

Ld

Ia EaLC 4 a)

Ud MLC 3

-

A B C

VF

VR

M

b)

图3-4

控制系统的数学描述与建模

CH3、控制系统的数学描述与建模控制系统的数学模型在控制系统的研究中有着相当重要的 地位，要对系统进行仿真处理，首先应当知道系统的数学 模型，然后才可以对系统进行模拟。同样，如果知道了系 统的模型，才可以在此基础上设计一个合适的控制器，使 得系统响应达到预期的效果，从而符合工程实际的需要。 在线性系统理论中，一般常用的数学模型形式有：传递函 数模型(系统的外部模型)、状态方程模型(系统的内部模 型)、零极点增益模型和部分分式模型等。这些模型之间都 有着内在的联系，可以相互进行转换。

控制系统的数学描述与建模

第一节

系统的分类

按系统性能分：线性系统和非线性系统；连续系统和离散 系统；定常系统和时变系统；确定系统和不确定系统。 1、线性连续系统：用线性微分方程式来描述，如果微分方程 的系数为常数，则为定常系统；如果系数随时间而变化， 则为时变系统。今后我们所讨论的系统主要以线性定常连 续系统为主。 2、线性定常离散系统：离散系统指系统的某处或多处的信号 为脉冲序列或数码形式。这类系统用差分方程来描述。 3、非线性系统：系统中有一个元部件的输入输出特性为非线 性的系统。

控制系统的数学描述与建模

第二节 线性定常连续系统的微分方程