电力拖动自动控制直流调速系统的课后习题
电力拖动自动控制系统-第四版-课后答案思考题
第2章三、思考题2-1 直流电动机有哪几种调速方法各有哪些特点答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。
特点略。
2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。
答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么答：脉动直流电压。
2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。
其中直流 PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。
因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或 60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。
2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压电路中是否还有电流为什么答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。
电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。
2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用如果二极管断路会产生什么后果答：为电动机提供续流通道。
若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。
2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好为什么答：不是。
因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。
电力拖动自动控制系统课后复习题答案
第一章闭环控制的直流调速系统1－1 为什么 PWM —电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：PWM —电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1） 主电路线路简单，需用的功率器件少。
（2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
（3） 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达 1：10000 左右。
（4） 若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。
（5） 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。
（6） 直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
1－2 试分析有制动通路的不可逆 PWM 变换器进行制动时，两个 VT 是如何工作的。
答：在制动状态中， 为负值，i VT 就发挥作用了。
这种情况发生在电动运行过程中需要降d2速的时候。
这时，先减小控制电压，使U g1 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d降低。
但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成 E U d，很快使电流 i d反向，VD 2截止，在 t on≤ t ＜Ｔ时，U g2 变正，于是 VT 2导通，反向电流沿回路3 流通，产生能耗制动作用。
在 T t ≤＜Ｔ+ t 时，VT关断，−i d沿回路 4 经VD 续流，向on21电源回馈制动，与此同时，VD 1两端压降钳住VT 1使它不能导通。
在制动状态中，VT 2和VT 1轮流导通，而VT 始终是关断的。
1在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT 1关断后 i d 经VD 2续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD 2两端电压也降为零，VT 2便提前导通了，使电流反向，产生局部时间的制动作用。
１－３ 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关 系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母Ｄ表示，即D= n max其中，n 和 n 一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负n minmaxmin载很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。
电力拖动自动控制系统-第五版 课后习题答案
习题解答（供参考）2.1试分析有制动电流通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的？解：减小控制电压，使U g1得正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d 降低，使得E>U d ，电机流过反向电流，电机进入制动状态。
0≤t< t on 时，通过二极管VD1续流，在t on ≤t<T 期间U g2为正，VT2导通，流过反向制动电流。
因此在制动状态时，VT2和VD1轮流导通，VT1始终关断。
2.2 系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？解：10000.022.04(1)100.98n n n rpm rpm D 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min 1500m ax 0r n =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，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 maxminn D n =(均指额定负载情况下） max 0max 1500151485N n n n rpm =-∆=-= min 0min 15015135N n n n rpm =-∆=-=max min 148511135n D n ===2) 静差率 min 1510%150N n s n ∆===2.4 直流电动机为N P =74kW, N U =220V ，N I =378A ，N n =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： 2203780.0230.1478/1430N N a e N U I R C V rpm n --⨯===378(0.0230.022)1150.1478N e I R n rpm C ⨯+∆===当s=20%时 14300.23.1(1)115(10.2)N n s D n s ⨯===∆-⨯-当s=30%时 14300.35.33(1)115(10.3)N n s D n s ⨯===∆-⨯-2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。
电力拖动(运动控制系统)课后习题思考题答案
第2章三、思考题2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。
特点略。
2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。
答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：脉动直流电压。
2=4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能？答：直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。
其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。
因fc 通常为kHz 级，而f 通常为工频（50 或60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。
2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM 变换器的输出。
电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。
2-6 直流PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？答：为电动机提供续流通道。
若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。
2-7 直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？答：不是。
因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。
2=8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。
电力拖动自动控制系统 第四版 课后答案
习题解答(供参考)习题二2、2 系统的调速范围就是1000~100min r ,要求静差率s=2%,那么系统允许的静差转速降就是多少？解:10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D 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0max 1500min n r =,最低转速特性为 0min 150min n r =,带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=,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？系统允许的静差率就是多少？解:1)调速范围max minD n n =(均指额定负载情况下)max 0max 1500151485N n n n =-∆=-= min 0min 15015135N n n n =-∆=-= max min 148513511D n n ===2) 静差率01515010%N s n n =∆==2、4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ,I N =378A,n N =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:()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯=378(0.0230.022)0.1478115N n I R rpm ∆==⨯+=(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =∆-=⨯⨯-=(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =∆-=⨯⨯-=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,主电路总电阻R=0、18Ω,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N S 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)3050.180.2274.5/min N N n I R r ∆=⨯=⨯= (2)0274.5274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3)(1)]10000.050.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=2、6 有一晶闸管稳压电源,其稳态结构图如图所示,已知给定电压*8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0、7。
电力拖动自动控制系统课后答案
习 题 二之南宫帮珍创作2.2 系统的调速范围是1000~100min r , 要求静差率s=2%, 那么系统允许的静差转速降是几多？解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n s n rpm D 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0max 1500min n r =, 最低转速特性为 0min 150min n r =, 带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=, 且在分歧转速下额定速降 不变, 试问系统能够到达的调速范围有多年夜？系统允许的静差率是几多？ 解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下） 2) 静差率 01515010%N s n n =∆==2.5 某龙门刨床工作台采纳V-M 调速系统.已知直流电念头60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====Ω•min/r,求：（1）当电流连续时, 在额定负载下的转速降落N n ∆为几多？ （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率N S 几多？ （3）若要满足D=20,s ≤5%的要求, 额定负载下的转速降落N n ∆又为几多?解：(1)3050.18274.5/min N N n I R r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=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5%s ≤, 那么系统允许的静态速降是几多？如果开环系统的静态速降是100r/min, 则闭环系统的开环放年夜倍数应有多年夜？解： 1）()s n s n D N N -∆=1/2.9 有一V-M 调速系统：电念头参数P N =2.2kW, U N =220V, I N =, n N =1500 r/min, 电枢电阻R a =Ω, Ω, 整流装置内阻R rec =1.0Ω,触发整流环节的放年夜倍数K s =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Δn op 和调速要求所允许的闭环静态速降Δn cl .（2）采纳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U n *=15V 时, I d =I N , n=n N , 则转速负反馈系数 α应该是几多？（4）计算放年夜器所需的放年夜倍数. 解：（1）所以, min /33.8r n cl =∆ （2） （3）（4）()()()()[]()()[]K C R I K KU K C R I U K K n e d n e d n s p +-+=+-=**1/1/1/α可以求得, *35.955*0.13414.34*35*0.0096e p sK C K Kα=== 也可以用粗略算法：n U U n nα=≈*, 01.0150015*===n U n α 2.12 有一个晶闸-电念头调速系统, 已知：电念头：kWP N8.2=,VU N 220=, A I N 6.15=, 1500=N n r/min, a R Ω, 整流装置内阻rec R =1Ω,电枢回路电抗器电阻L R Ω, 触发整流环节的放年夜倍数35=s K . (1)系统开环工作时, 试计算调速范围30=D 时的静差率s 值. (2)当30=D , %10=s 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30=D , %10=s , 在VU n 10*=时NdI I =, N n n =, 计算转速负反馈系数α和放年夜器放年夜系数p K . 解： （1） （2） （3）2.13旋转编码器光栅数1024, 倍频系数4, 高频时钟脉冲频率MHz 1f 0=, 旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采纳16位计数器, M 法测速时间为0.01s, 求转速min /r 1500n =和min /r 150n =时的测速分辨率和误差率最年夜值.解：（1）M 法：分辨率min /465.101.0410246060r ZT Q c =⨯⨯== 最年夜误差率：→=cZT M n 160min /1500r n =时, 10246001.0102441500601=⨯⨯⨯==c nZT M min /150r n =时, 4.1026001.010*********=⨯⨯⨯==c nZT M min /1500r 时, %098.0%10010241%1001%1max =⨯=⨯=M δ min /150r 时, %98.0%1004.1021%1001%1max =⨯=⨯=M δ 可见M 法适合高速. （2）T 法： 分辨率：min /1500r n =时, min /17115004102510160150041024606202r Zn f Zn Q =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-= min /150r n =时, min /55.1150410241016015041024606202r Zn f Zn Q =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-= 最年夜误差率：2060ZM f n =, Znf M 0260=,那时min /1500r n =, 77.9150041024106062=⨯⨯⨯=M那时min /150r n =, 7.9715041024106062=⨯⨯⨯=Mmin /1500r n =时, %4.11%100177.91%10011%2max =⨯-=⨯-=M δmin /150r n =时, %1%10017.971%10011%2max =⨯-=⨯-=M δ可见T 法适合低速习题三3.1双闭环调速系统的ASR 和ACR 均为PI 调节器, 设系统最年夜给定电压*nm U =15V, N n =1500r/min, N I =20A, 电流过载倍数为2,电枢回路总电阻R =2Ω, s K =20, e C ·min/r, 求：（1）当系统稳定运行在*n U =5V, dL I =10A 时, 系统的n 、n U 、*i U 、i U 和c U 各为几多？（2）当电念头负载过年夜而堵转时, *i U 和c U 各为几多？ 解：(1)（2）堵转时, V I U dm i 15*==β,3.2 在转速、电流双闭环调速系统中, 两个调节器ASR, ACR 均采纳PI 调节器.已知参数：电念头：N P , N U =220V, N I =20A, N n=1000 r/min ,电枢回路总电阻R Ω,设cm im nm U U U ==** =8V, 电枢回路最年夜电流dm I =40A,电力电子变换器的放年夜系数s K =40.试求：（1）电流反馈系数β和转速反馈系数α.（2）当电念头在最高转速发生堵转时的,0d U c i i U U U ,,*值. 解:1）**880.2/0.008/401000im nm dm N U V U V V AV rpm I A n rpmβα======2) 040*1.560d dl e N dl U E I R C n I R A V ∑∑=+=+=Ω=这时：*8,0n n U V U ==, ASR 处于饱和, 输出最年夜电流给定值.*8,8,i i U V U V == 06040 1.5C d S U U K V ===3.3 在转速、电流双闭环调速系统中, 调节器ASR, ACR 均采纳PI 调节器.当ASR 输出到达*im U =8V 时, 主电路电流到达最年夜电流80A.当负载电流由40A 增加到70A 时, 试问：（1）*i U应如何变动？（2）c U 应如何变动？（3）c U 值由哪些条件决定？解: 1)*80.1/80im dm U V V A I Aβ=== 因此当电流从40A ⇒70A 时, *iU 应从4V ⇒7V 变动. 2)CU 要有所增加.3) C U 取决于机电速度和负载年夜小.因为0d dl e N dl U E I R C n I R ∑∑=+=+()0e d d c ss C n I R U U K K +== 3.5 某反馈控制系统已校正成典范I 型系统.已知时间常数T=0.1s, 要求阶跃响应超调量σ≤10％.（1） 系统的开环增益.（2） 计算过度过程时间s t 和上升时间r t ；（3） 绘出开环对数幅频特性.如果要求上升时间r t <0.25s, 则K=?, σ％=?解：取0.69,0.6,%9.5%KT ξσ===(1) 系统开环增益：0.69/0.69/0.1 6.9(1/)K T s === (2) 上升时间 3.30.33r t T S ==过度过程时间： （3）如要求0.25r t s <, 查表3-1则应取 1,0.5KT ξ== ,2.4 2.4*0.10.24r t T s === 这时1/10K T ==%.习题六6．1 按磁动势等效、功率相等的原则, 三相坐标系变换到两相静止坐标系的变换矩阵为现有三相正弦对称电流s()A m i I co t ω=, 2s()3B m i I co t πω=-,2cos()3C m i I t πω=+, 求变换后两相静止坐标系中的电流αs i 和βs i , 分析两相电流的基本特征与三相电流的关系. 解：两相静止坐标系中的电流 其中, 0A B C i i i ++=两相电流与三相电流的的频率相同, 两相电流的幅值是三相电流, 两相电流的相位差2π.6．2 两相静止坐标系到两相旋转坐标系的变换阵为将上题中的两相静止坐标系中的电流αs i 和βs i 变换到两相旋转坐标系中的电流sd i 和sq i , 坐标系旋转速度1ωϕ=dtd .分析那时ωω=1, sd i 和sq i 的基本特征, 电流矢量幅值22sq sd s i i i +=与三相电流幅值m I 的关系, 其中ω是三相电源角频率. 解：两相静止坐标系中的电流 两相旋转坐标系中的电流 那时1ωϕ=dtd , 1t ϕω=, 两相旋转坐标系中的电流 电流矢量幅值。
《电力拖动自动控制系统》习题解答(前三章)
《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max n 与最低转速minn 之比叫做调速范围，用D 表示，即min max n nD =②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转速降落N n ∆与理想空载转速0n 之比，称作静差率S ，即0N n nS ∆=③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)1(s n s n D N N -∆=④采用闭环控制方式，使转速降落N n ∆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n 0max ＝1500 r/min ，带额定负载时的速降N n ∆＝15 r/min ，最低速特性为n 0min ＝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N n ∆＝15 r/min ，有n max ＝n 0max －N n ∆＝1500 r/min －15 r/min ＝1485 r/min n min ＝n 0min －N n ∆＝100 r/min －15 r/min ＝85 r/min 于是调速范围47.17851585minmax ===n n D静差率%15%10010015%100min0=⨯=⨯∆=n n s N答：系统能达到的调速范围是17.47；允许的静差率是15%。
3. 为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么？答：当负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小，导致转速n 必然下降。
实质是电枢电阻的存在导致压降增大。
4. 某调速系统的调速范围是1500 ~ 150 r/min ，要求静差率为s ＝2% ，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100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有多大？解：①已知101501500==D ，又)1(s n s n D N N -∆=06.3)02.01(1002.01500)1(N N =-⨯=-=∆s D s n n r/min也可以这样计算n n n n n s NNN ∆+∆=∆=min 0 min r/06.302.0102.01501min N =-⨯=-=∆s s n n ②因为 K1op cl +∆=∆n n所以 68.31106.31001K clop =-=-∆∆=n n答：要求静差率为s ＝2%时，系统允许的静态速降是3.06r/min ；如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有31.68。
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《电力拖动自动控制系统》(第四版)习题答案n 《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/min ，要求静差率 s=2%，那么系统允许的稳态速降是 多少？解：系统允许的稳态速降∆n N = sn min (1 − s )= 0.02 ×100 (1 − 0.02) = 2.04(rmin )2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。
已知直流电动机 P N = 60kW ，U N = 220V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r min ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0.18Ω ，C e = 0.2V • min r ，求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ∆n N 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 s N 多少？ （3）额定负载下的转速降落 ∆n N 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。
解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落∆n N = I N R = 305 × 0.18= 274.5(r min )C e0.2 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率s N =N∆n N+ ∆n N = 274.5≈ 0.215 = 21.5% 1000 + 274.5 （3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落∆n N =n N sD (1 − s )= 1000 × 0.05 20 × (1 − 0.05)≈ 2.63(r min )UN 解：（1）C e =−IdRanN= 220 −12.5 ×1.5 = 0.1341V ⋅min/ r1500∆nop =RI NCe=12.5 ×(1.5 +1.0 +0.8)0.1341= 307.6r / min（2）∆n =n N s ≤ 1500×0.1 =8.33r / min cl D(1 −s) 20 × (1 −0.1)（3）∆nop307.6（4）闭环系统的开环放大系数为K =−1=−1= 35.93∆nclK8.3335.93运算放大器所需的放大倍数K p=Ksα / Ce==13.7735 ×0.01 / 0.1341解：R = 4.8Ω R s / R = 0.3125 <1 / 3图见 49 页2-12 有一晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机 P N = 2.8kW ，U N = 220V ， I N = 15.6 A ， n N = 1500 r min ， R a = 1.5Ω ，整流装置内阻 R rec = 1Ω ，电枢回路电抗器电阻 R L = 0.8Ω ， 触发整流环节的放大倍数 K s = 35 。
电力拖动课后习题答案
关闭窗口《电力拖动自动控制系统》陈伯时机械工业出版社课后答案.pdf以下是该文档的文本预览效果，预览是为了您快捷查看，但可能丢失了某些格式或图片。
打印 | 下载第一章闭环控制的直流调速系统1－1 为什么PWM—电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？答：PWM—电动机系统在很多方面有较大的优越性：（1）主电路线路简单，需用的功率器件少。
（2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。
（3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1：10000 左右。
（4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。
（5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也不大，因而装置效率较高。
（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。
1－2 试分析有制动通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的。
答：在制动状态中，为负值，就发挥作用了。
这种情况发生在电动运行过程中需要降速的时候。
这时，先减小控制电压，使di 2VT1gU 的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压降低。
但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成，很快使电流反向，截止，在dU dEU>di 2VD ont t≤＜Ｔ时， 2gU 变正，于是导通，反向电流沿回路3 流通，产生能耗制动作用。
在＜Ｔ+ 时，关断，2VTTt≤ ont 2VT di〓沿回路4 经续流，向电源回馈制动，与此同时，两端压降钳住使它不能导通。
在制动状态中，和轮流导通，而始终是关断的。
1VD1VD 1VT 2VT 1VT1VT在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在关断后经续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时两端电压也降为零，便提前导通了，使电流反向，产生局部时间的制动作用。
1VT di 2VD2VD 2VT１－３调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母Ｄ表示，即maxminnDn= 其中，和一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负载很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。
电力拖动自动控制直流调速系统的课后习题
1．设控制对象的传递函数为11234()(1)(1)(1)(1)obj K W s T s T s T s T s =++++，式中K 1=2；T 1=；T 2=；T 3=；T 4=。
要求阶跃输入时系统超调量σ%<5%。
用PI 调节器将系统设计成典型I 型系统，试设计调节器参数并计算调节时间t s 。
解：用PI 调节器校正时，调节器传递函数为1()i PI pi i W s K sττ+= 取10.4i T s τ==，并将2T 、3T 、4T 看成小时间常数，令2340.080.0150.0050.1T T T T s s s s =++=++=则按典型I 型系统校正时系统开环传递函数为1111()(1)(1)(1)pi i pi i i K s K K W s K s T s Ts s Ts τττ+==+++ 取112pi iK K K Tτ==，则 10.412220.1ipi K K Tτ===⨯⨯调节时间 660.10.6s t T s s ≈=⨯= 所以PI 调节器的参数0.4i s τ=，1pi K =；调节时间0.6s t s =。
2．画出直流电动机理想启动时的转速、电流与时间的关系曲线。
采用理想启动的目的是什么？如何实现？，（∞）(a)(b)di n ，dmI LI n （∞）图1-30 调速系统启动过程的电流和转速波形t理想启动是使启动电流一直保持最大允许值，此时电动机以最大转矩启动，转速迅速以直线规律上升，以缩短启动时间。
工程上常采用转速电流双闭环负反馈调速系统。
启动时，让转速外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节启动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用。
3．在单闭环转速负反馈调速系统中引入“电流截止负反馈环节”的作用是什么？其中“截止”的含义是什么？转速、电流双闭环调速系统是否也需要引入电流截止负反馈？为什么？ 答：单闭环转速负反馈调速系统不能限制过电流，引入电流截止负反馈可以对电机过载起到保护作用。
电力拖动自动控制系统(直流调速)课后思考题
第2章2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？（调速指标）答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速。
特点略。
2-2 简述直流PWM变换器电路的基本结构。
（表2-3，P17主电路）答：直流PWM变换器基本结构如图，包括IGBT和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM变换器，通过改变直流PWM变换器中IGBT的控制脉冲占空比，来调节直流PWM变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
2-3 直流PWM变换器输出电压的特征是什么？答：脉动直流电压。
2=4 为什么直流PWM变换器-电动机系统比T-M系统能够获得更好的动态性能？答：PWM开关频率快、周期短。
直流PWM变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。
其中直流PWM变换器的时间常数Ts等于其IGBT控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf））。
因fc通常为kHz级，而f通常为工频（50或60Hz），m为一周内整流电压的脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。
2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM变换器的输出。
电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。
2-6 直流PWM变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？答：为电动机提供续流通道。
若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。
电枢电压不可控，无法调速2-7 直流PWM变换器的开关频率是否越高越好？为什么？答：不是。
受器件约束。
因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。
电力拖动自动控制系统_第四版_课后答案思考题
2-1 直流电动机有哪几种调速方法？答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。
2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构.答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。
三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。
2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？答：脉动直流电压。
2-4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能？答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。
其中直流 PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。
因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或 60Hz）为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。
2-5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。
电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。
2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？答：为电动机提供续流通道。
若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。
2-7 直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？答：不是。
因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。
2-8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？答:泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电性，使得电动机由动能转变为的电能不能通过整流装置反馈回交流电网，而只能向滤波电容充电，造成电容两端电压升高。
《电力拖动自动控制系统》(第四版)习题答案
n 《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/min ，要求静差率 s=2%，那么系统允许的稳态速降是 多少？解：系统允许的稳态速降∆n N =sn min (1 − s ) = 0.02 ×100 (1 − 0.02) = 2.04(rmin )2-5 某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。
已知直流电动机 P N = 60kW ，U N = 220V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r min ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0.18Ω ，C e = 0.2V • min r ，求：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ∆n N 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 s N 多少？ （3）额定负载下的转速降落 ∆n N 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。
解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落∆n N = I N R =305 ×0.18= 274.5(r min )C e0.2 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率s N =N ∆n N + ∆nN =274.5≈ 0.215 = 21.5% 1000 + 274.5 （3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落∆n N =n N s D (1 − s )=1000 × 0.0520 × (1 − 0.05)≈ 2.63(r min )UN解：（1）C e =−I d RanN = 220 −12.5 ×1.5 = 0.1341V ⋅ min/ r 1500∆nop =RINCe=12.5 × (1.5 + 1.0 + 0.8)0.1341= 307.6r / min（2）∆n =nNs≤ 1500× 0.1 = 8.33r / min cl D(1 −s) 20 ×(1 −0.1)（3）∆n op 307.6（4）闭环系统的开环放大系数为 K = − 1 = − 1 = 35.93∆n clK 8.3335.93运算放大器所需的放大倍数 K p = K s α /C e = = 13.7735 × 0.01 / 0.1341解：R = 4.8Ω R s / R = 0.3125 < 1 / 3图见 49 页2-12 有一晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机 P N = 2.8kW ，U N = 220V ， I N = 15.6 A ， n N = 1500 r min ， R a = 1.5Ω ，整流装置内阻 R rec = 1Ω ，电枢回路电抗器电阻 R L = 0.8Ω ， 触发整流环节的放大倍数 K s = 35 。
电力拖动课后习题思考题答案
一、可以作为填空题或简答题的2-1 简述直流电动机的调速方法。
答：直流调速系统常以（调压调速）为主，必要时辅以（弱磁调速），以（扩大调速范围），实现（额定转速以上调速）。
2-2 直流调压调速主要方案有（G-M 调速系统，V-M 调速系统，直流PWM 调速系统）。
2-3 V-M 调速系统的电流脉动和断续是如何形成的？如何抑制电流脉动？11-12 答：整流器输出电压大于反电动势时，电感储能，电流上升，整流器输出电压小于反电动势时，电感放能，电流下降。
整流器输出电压为脉动电压，时而大于反电动势时而小于，从而导致了电流脉动。
当电感较小或电动机轻载时，电流上升阶段电感储能不够大，从而导致当电流下降时，电感已放能完毕、电流已衰减至零，而下一个相却尚未触发，于是形成电流断续。
2-4 看P14 图简述V-M 调速系统的最大失控时间。
14 答：t1 时刻某一对晶闸管被触发导通，触发延迟角为α1，在t2>t1 时刻，控制电压发生变化，但此时晶闸管已导通，故控制电压的变化对它已不起作用，只有等到下一个自然换向点t3 时刻到来时，控制电压才能将正在承受正电压的另一对晶闸管在触发延迟角α2 后导通。
t3-t2 即为失控时间，最大失控时间即为考虑t2=t1 时的失控时间。
2-5 简述V-M 调速系统存在的问题。
16 答：整流器晶闸管的单向导电性导致的电动机的不可逆行性。
整流器晶闸管对过电压过电流的敏感性导致的电动机的运行不可靠性。
整流器晶闸管基于对其门极的移相触发控制的可控性导致的低功率因数性。
2-6 简述不可逆PWM 变换器（无制动电流通路与有制动电流通路）各个工作状态下的导通器件和电流通路。
17-18 2-7 调速时一般以电动机的（额定转速）作为最高转速。
2-8 （调速范围）和（静差率）合称调速系统的（稳态性能指标）。
2-8 一个调速系统的调速范围，是指（在最低转速时还能满足所需静差率的转速可调范围）。
2-9 简述转速反馈控制的直流调速系统的静特性本质。
（完整版）电力拖动自动控制系统第二章习题答案
（完整版）电力拖动自动控制系统第二章习题答案第二章双闭环直流调速系统2-1 在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数行不行？改变电力电子变换器的放大倍数行不行？改变转速反馈系数行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？答：改变电机的转速需要调节转速给定信号Un※；改变转速调节器的放大倍数不行，改变电力电子变换器的放大倍数不行。
若要改变电机的堵转电流需要改变ASR的限幅值。
2-2 在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调节器有哪些作用？其输出限幅值应如何整定？答：转速调节器的作用是：（1）使转速n很快的跟随给定电压Un※变化，稳态时可减小转速误差，如果采用PI调节器，则可以实现无静差。
（2）对负载变化起抗扰作用。
转速调节器的限幅值应按电枢回路允许的最大电流来进行整定。
电流调节器作用：（1）使电流紧紧跟随给定电压Ui※变化。
（2）对电网电压的波动起及时抗扰的作用。
（3）在转速动态过程中，保证获得电动机允许的最大电流，从而加快动态过程。
（4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的自动保护作用。
电流调节器的最大值应该按变换电路允许的最大控制电压来整定。
2-3 转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个PI调节器的输入偏差（给定与反馈之差）是多少？它们的输出电压是多少？为什么？答：若都是PI调节器，则两个调节器的输入偏差为0，即Ui※=Ui，Un※=Un；输出电压为：Ui※=βId=Ui，Uc=U d0/K s=RI d+C e n=(RUi※/β)+(CeUn※/α)。
2-4 如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是比例调节器，对系统的静、动态性能会有什么影响？答：若采用比例调节器可利用提高放大系数的办法使稳态误差减小即提高稳态精度，但还是有静差的系统，但放大倍数太大很有可能使系统不稳定。
电力拖动自动控制系统课后答案
习 题 二2、2 系统的调速范围就是1000~100min r ,要求静差率s=2%,那么系统允许的静差转速降就是多少？解:10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D 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0max 1500min n r =,最低转速特性为 0min 150min n r =,带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=,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？系统允许的静差率就是多少？解:1)调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下)max 0max 1500151485N n n n =-∆=-= min 0min 15015135N n n n =-∆=-= max min 148513511D n n ===2) 静差率 01515010%N s n n =∆==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60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====,主电路总电阻R=0、18Ω,Ce=0、2V •min/r,求:(1)当电流连续时,在额定负载下的转速降落N n ∆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N S 多少？ (3)若要满足D=20,s ≤5%的要求,额定负载下的转速降落N n ∆又为多少?解:(1)3050.180.2274.5/min N N n I R r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=2、7 某闭环调速系统的调速范围就是1500r/min~150r/min,要求系统的静差率5%s ≤,那么系统允许的静态速降就是多少？如果开环系统的静态速降就是100r/min,则闭环系统的开环放大倍数应有多大？ 解: 1)()s n s n D N N -∆=1/1015002%/98%N n =⨯∆⨯15002%/98%10 3.06/min N n r ∆=⨯⨯=2、9 有一V-M 调速系统:电动机参数P N =2、2kW, U N =220V , I N =12、5A, n N =1500 r/min,电枢电阻R a =1、5Ω,电枢回路电抗器电阻RL=0、8Ω,整流装置内阻R rec =1、0Ω,触发整流环节的放大倍数K s =35。
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1．设控制对象的传递函数为11234()(1)(1)(1)(1)obj K W s T s T s T s T s =++++，式中K 1=2；T 1=0.4s ；T 2=0.08s ；T 3=0.015s ；T 4=0.005s 。
要求阶跃输入时系统超调量σ%<5%。
用PI 调节器将系统设计成典型I 型系统，试设计调节器参数并计算调节时间t s 。
解：用PI 调节器校正时，调节器传递函数为1()i PI pi i W s K sττ+= 取10.4i T s τ==，并将2T 、3T 、4T 看成小时间常数，令2340.080.0150.0050.1T T T T s s s s =++=++=则按典型I 型系统校正时系统开环传递函数为1111()(1)(1)(1)pi i pi i i K s K K W s K s T s Ts s Ts τττ+==+++ 取112pi iK K K Tτ==，则 10.412220.1ipi K K Tτ===⨯⨯调节时间 660.10.6s t T s s ≈=⨯= 所以PI 调节器的参数0.4i s τ=，1pi K =；调节时间0.6s t s =。
2．画出直流电动机理想启动时的转速、电流与时间的关系曲线。
采用理想启动的目的是什么？如何实现？，（∞）(a)(b)i n I 图1-30 调速系统启动过程的电流和转速波形理想启动是使启动电流一直保持最大允许值，此时电动机以最大转矩启动，转速迅速以直线规律上升，以缩短启动时间。
工程上常采用转速电流双闭环负反馈调速系统。
启动时，让转速外环饱和不起作用，电流内环起主要作用，调节启动电流保持最大值，使转速线性变化，迅速达到给定值；稳态运行时，转速负反馈外环起主要作用。
3．在单闭环转速负反馈调速系统中引入“电流截止负反馈环节”的作用是什么？其中“截止”的含义是什么？转速、电流双闭环调速系统是否也需要引入电流截止负反馈？为什么？ 答：单闭环转速负反馈调速系统不能限制过电流，引入电流截止负反馈可以对电机过载起到保护作用。
；“截止”指的是电流不过载时，去掉电流负反馈。
；转速、电流双闭环调速系统不需要引入电流截止负反馈。
；因为转速调节器的输出限幅值限制了最大电流给定值，再通过电流环的电流调节作用，即可实现限流。
4．分别画出单闭环转速负反馈调速系统和单闭环电压负反馈调速系统的静态结构图；标出静态结构图中各个环节的信号；再分别说明两种系统在电网电压降低后如何进行恒压调节？从而说明哪种系统对电网电压的扰动具有更强的抗扰能力？ 答：（1）单闭环转速负反馈调速 静态结构图和信号标注图1-11 转速负反馈单环调速系统稳态结构图恒压调节过程： ↑↑→↑→-=∆↓→↓→↓→↓→↓→0*0)(d ct n n n n d d U U U U U U n I U 电网电压（2）单闭环电压负反馈调速 静态结构图和信号标注1-20 电压负反馈调速系统稳态结(a)UK 1CUU(b)+-恒压调节过程：↑↑→↑→-↑=∆↓→↓→↓→d0ct u *n n u 0)(U U U U U U U d 电网电压（3）单闭环电压负反馈调速系统对电网电压的扰动具有更强的抗扰能力5．写出直流电动机的转速表达式，说明它有哪3种调速方式？每种调速方式的优、缺点是什么？答：转速表达式ΦK R I U ΦK En e d d e -==0；有三种调速的方法，即调节电枢电压0d U ；减弱励磁磁通Φ；改变电枢回路电阻R 。
（1）调0d U 可平滑地调节转速n ，机械特性将上下平移。
但电压只能向小于额定电压的方向变化。
（2）弱磁调速是在额定转速以上调速，其调速范围不可能太大。
但所需功率小。
（3）改变电枢电阻调速简单，但是损耗较大，只能进行有级调速。
6．有一V-M 系统，已知：P nom =2.8kW ，U nom =220V ，I nom =15.6A ，n nom =1500r/min ，R a =1.5Ω，R n =1Ω，K s =37。
（1） 当D =30、s =10%时，计算系统允许的稳态速降。
（2） 如为转速负反馈有静差系统，要求D =30，s =10%，在V 10*=n U 时，使电机在额定点工作，计算放大器放大系数K p 和转速反馈系数α。
答： （1）22015.6 1.50.131(.min/)1500d d ae U I R C v r n --⨯=== 15.6 2.5297.71(/min)0.13115000.15.56(/min)(1)300.9d ope cl I R n r C n s n r D s ⨯∆===⋅⨯∆===-⨯（2）8.27=p K ；0067.0=αV.min/r7．在转速、电流双闭环调速系统中，转速调节器有哪些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？ 答：1）转速调节器的作用：a. 使转速n 跟随给事实上电压Un 变化，实现转速无静差调节；b. 对负载变化起抗扰作用；c. 其饱和输出限幅值用为系统允许最大电流的给定，起饱和非线性控制，以实现系统在最大电流约束下起动过程。
2）其输出限幅值应按最大电流值Idm 和β值整定，即im dm U I β=。
8．在转速、电流双闭环调速系统中，电流调节器有哪些作用？其限幅值应如何整定？答：1）电流调节器的作用：a. 起动时，实现最大允许电流条件下的恒流升速调节——准时间最优；b. 在转速调节过程中，使电流跟随其给定电压Un 变化；c. 对电网电压波动及时起抗扰作用；d. 当电动机过载甚至于堵转时，限制电枢电流的最大值，从而起到快速的安全保护作用。
如果故障消失，系统能自动恢复正常。
2）电流调节器输出限幅值应按下式整定：e nom dm ctm sC n I RU K +>，并保证最小控制角的限制。
9．闭环系统的静特性优于开环系统的机械特性，表现在哪些方面。
答：如下四方面：（1）在相同的负载下，闭环系统的转速降落仅为开环系统转速降落的1/（1＋K ）；（2）在相同的理想空载转速时，闭环系统的静差率是开环系统静差率的1/（1＋K ）；（3）在静差率相同时，闭环系统的调速范围是开环系统调速范围的（1＋K ）倍；（4）闭环系统设置放大器后，才能获得以上各方面好的性能。
10．什么是调速范围D ？什么是静差率S ，两者的关系如何？用什么方法可以使调速系统满足D 大S 小的控制要求？① 调速范围D=n max /n min =n nom /n min② 静差率S=△n nom /n 0*100%对转差率要求高，同时要求调速范围大（D 大S 小）时，只能用闭环调速系统。
11. ① G-M 系统：交流电动机拖动直流发电机G 实现变流，由直流发电机给需要调速的直流电动机M 供电，调节G 的励磁电流及改变其输出电压，从而调节M 的转速。
优点：在允许转矩范围内四象限运行。
缺点：设备多，体积大，费用高，效率低，有噪音，维护不方便。
② V-M 系统：晶闸管，工作在相位控制状态，由晶闸管可控整流器V 给需要调速直流电动机M 供电，调节触发装置GT 的控制电压来移动触发脉冲的相位，即可改变整流器V 的输出电压，从而调节直流电动机M 的转速。
优点：经济性和可靠性提高，无需另加功率放大装置。
快速性好，动态性能提高。
缺点：只允许单向运行；元件对过电压、过电流、过高的du/dt和di/dt十分敏感；低速时易产生电力公害：系统功率因数低，谐波电流大。
③ PWM：脉冲宽度调制(PWM)，晶闸管工作在开关状态，晶闸管被触发导通时，电源电压加到电动机上；晶闸管关断时，直流电源与电动机断开；这样通过改变晶闸管的导通时间（即调占空比t on）就可以调节电机电压，从而进行调速。
PWM调速系统优点：系统低速运行平稳，调速范围较宽；电动机损耗和发热较小；系统快速响应性能好，动态抗扰能力强；器件工作早开关状态，主电路损耗小，装置效率较高。
PWM调速系统应用：中、小功率系统12．常用的可控直流电源主要有哪些？答：常用的可控直流电源有以下三种：（1）旋转变流机组——用交流电动机和直流发电机组成机组，以获得可调的直流电压。
（2）静止式可控整流器——用静止式的可控整流器，以获得可调的直流电压。
（3）直流斩波器或脉宽调制变换器——用恒定直流电源或不控整流电源供电，利用电力电子开关器件斩波或进行脉宽调制，以产生可变的平均电压。
13．下图带转速负反馈的闭环直流调速系统原理图，各部件的名称和作用。
答：1）比较器：给定值与测速发电机的负反馈电压比较，得到转速偏差电压。
Un2）比例放大器A：将转速偏差电压放大，产生电力电子变换器UPE所需的控制电压。
U n Uc3）电力电子变换器UPE：将输入的三相交流电源转换为可控的直流电压。
Ud 4）M 电机：驱动电机。
5）TG 发电机：测速发电机检测驱动电机的转速。
6）电位器：将测速发电机输出电压降压，以适应给定电压幅值。
Un*14．闭环系统静特性的定义？与开环系统比较有何特点？答（1）定义：表示闭环系统电动机转速与负载电流的稳态关系。
（2）特点：1）闭环系统静特性可以比开环系统机械特性硬的多，2）如果比较同一N0 的开环和闭环系统，则闭环系统的静差率要小的多。
3）当要求的静差率一定时，闭环系统可以大大提高调速范围。
4）要取得上述三项优势，闭环系统必须设置放大器。
15. 为什么用积分控制的调速系统是无静差的？在转速单闭环调速系统中，当积分调节器的输入偏差电压 U 0 时，调节器的输出电压是多少？它取决于那些因素？答：在动态过程中，当 U n 变化时，只要其极性不变，积分调节器的输出U c 便一直增长；只有达到U n U n * ， U n 0 时，U c 才停止上升；不到 U n 变负，U c不会下降。
当U n 0 时，U c 并不是零，而是一个终值；如果n U 不再变化，这个终值便保持恒定而不再变化，这是积分控制的特点。
因此，积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。
比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状，而积分调节器的输出则包含了输入偏差量的全部历史。
虽然现在 Un 0 ，但历史上有过 U n ，其积分就有一定数值，足以产生稳态运行时需要的控制电压U c 。
16．转速电流双闭环系统中，转速调节器、电流调节器的作用?答：转速调节器和电流调节器的作用：(1) 转速调节器ASR 的作用：1）转速n 跟随转速给定电压变化，稳态无静差。
Un*2) 突加负载时转速调节器ASR 和电流调节器ACR 均参与调节作用，但转速调节器ASR 处于主导作用，对负载变化起抗扰作用。
3）其输出电压限幅值决定允许最大电流值。
(2) 电流调节器ACR 的作用1) 起动过程中保证获得允许最大电流。