电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版 习题答案
电力拖动自动控制系统习题答案_第四版
第二章2-1：答：在制动阶段，VT1始终不导通。
VT2导通期间，并能耗制动；VT2不导通期间，VD1续流，并回馈制动。
2-2：由101001000==D ；rpm s D s n n n N N cl 04.298.01002.01000)1(=⨯⨯≤-=∆=∆；2-3：已知rpm n n n N 1500max max 0=∆+= rpm n n n N 150min min 0=∆+=max n n N =，rpm n N 15=∆所以1115150151500minmax =--==n n D 1.0151114851511=⨯+⨯=∆+∆=Dn n D n s N N N2-4：rv n R I UC N a N Ne min/1478.0/)(⋅=-=rpmC R R I n e s a N op 1.1151478.0/045.0378/)(=⨯=+=∆1.38.0*1.1152.0*1430)1(==-∆=s n s n D N N 32.57.0*1.1153.0*1430)1(==-∆=s n s n D N N2-5：rpm C R I n e N op 5.2742.0/18.0305/=⨯==∆ /()27.45%N op N op s n n n =∆+∆=rpm s D s n n n N N cl 63.295.02005.01000)1(=⨯⨯≤-=∆=∆2-6：v K K U K K U s p u s p dcl 121=+=γ264==u s p dop U K K U 22/=dcldop UUv U K K K K U dcl sp s p u 6.41=+=γ2-7： 10=Drpm s D s n n n N N cl 9.795.01005.01500)1(=⨯⨯≤-=∆=∆66.1119.71001=-=-∆∆=clop n n K2-8：rpm n cl 801=∆，15=K所以：rpm rpm K n n cl op 12801680)1(1=⨯=+∆=∆； 如果：30=K ，则：rpm rpm K n n op cl 29.4131/128012==+∆=∆； 由)1(11s n s n D cl N -∆=，)1(22s n sn D cl N -∆=则：229.41/802112≈=∆∆=cl cl n n D D2-9：1）r v n R I U C N a N N e min/1342.0/)(⋅=-=rpm C R R R I n e L rec a N op 4.3071342.0/3.35.12/)(=⨯=++=∆rpm s D s n n N cl 33.89.0201.01500)1(=⨯⨯=-=∆所以9.35133.889.2461=-=-∆∆=clop n n K2）系统原理图和静态结构框图见书中；3、4）方法一：由n U U n n α=≈*，所以r v n U N nm min/01.01500/15/*⋅==≈α77.13/==s epK KCKα；3、4）方法二：由2271.14/])1([*=++=nm s N N e p U K R I n K C K 0097.0/==s p e K K KC α。
电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版_思考题答案参考资料
薇U xS x =1Sx =0蒄5.8两电平PWM 逆变器主回路，采用双极性调制时，用“ 1 ”表示上桥臂开通，“ 0”表示上桥臂关断，共有几种开关状态，写出其开关函数。
根据开关状态写出其电压空间矢量表达式， 画出空间电压矢量图。
薄解：两电平PWM 逆变器主回路：莆采用双极性调制时，忽略死区时间影响，用“1”表示上桥臂开通，“ 0 ”表示下桥臂开通, 逆变器输出端电压:U d2_U d2蚄Ux 叮RD芁以直流电源中点o 为参考点u s=(U A・yu Be ju C e空间电压矢量图:BOe jB O Du c°ej2BOe juCOe j25.9当三相电压分别为 U A 。
、U B 。
、U CO ，如何定义三相定子电压空间矢量U AO 、U BO 、u C O和合成矢量 山，写出他们的表达式。
解：A,B,C 为定子三相绕组的轴线，定义三相电压空间矢量：AO合成矢量:5.10忽略定子电阻的影响，讨论定子电压空间矢量Us与定子磁链 叽的关系，当三相电压U AO 、U BO 、U CO 为正弦对称时，写出电压空间矢量 Us 与定子磁链”s 的表达式，画出各自 的运动轨迹。
解：用合成空间矢量表示的定子电压方程式：1十A(e j0)uAOs se j( i t …) s eU s = Rs i s d^s s s s dt忽略定子电阻的影响,d叽u sdt7s U sdt，即电压空间矢量的积分为定子磁链的增量。
当三相电压为正弦对称时，定子磁链旋转矢量电压空间矢量:j(1t/)1 sD5.11采用电压空间矢量PWM调制方法，若直流电压Ud恒定，如何协调输出电压与输出频率的关系。
解：直流电压恒定则六个基本电压空间矢量的幅值一定，开关周期％=亠, , 03Nw1输出频率w1■!',U s J：比二主u ^2u °U d 邑U d e3,^^,^2^T o T o T o T o To T ot1 rt2 j,T -t^t2 ，零矢量作用时间增加，所以插入零矢量可以协调输出电压与输出频率的关系。
电力拖动自动控制系统--运动控制系统(第4版)习题及答案
习题解答（供参考）习题二2.2 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：10000.02(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？系统允许的静差率是多少？ 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 =∆==2.4 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 =-=-⨯= 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 ∆=-=⨯⨯=2.6 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。
最新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：10000.02(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 Ce 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。
运动控制系统第四版思考题答案
运动控制系统第四版思考题答案电力拖动自动控制系统-运动控制系统（阮毅陈伯时）课后答案包括思考题和课后习题第2章2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？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—运动控制系统》(第四版)课后习题答案
《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》(第四版)课后习题答案对于《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》的学习，在课后应该做一些练习题加以巩固。
一下是给大家的《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》(第四版)课后习题答案，希望对你有帮助。
一判断题1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。
(Ⅹ)2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。
(√)3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。
(√)4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。
(√)5静差率和机械特性硬度是一回事。
(Ⅹ)6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。
(Ⅹ)7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的大小并非仅取决于*速度定Ug的大小。
(√)8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。
(Ⅹ)9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。
(Ⅹ)10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向(正或反)由驱动脉冲的宽窄决定。
(√)11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。
(Ⅹ)与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。
(Ⅹ)12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段(√)13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。
(Ⅹ)14电压闭环相当于电流变化率闭环。
(√)15闭环系统可以改造控制对象。
(√)16闭环系统电动机转速与负载电流(或转矩)的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。
17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。
(√)18直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。
(Ⅹ) 19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。
(√)20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。
电力拖动自动控制系统(第四版)习题答案-陈伯时
$《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sn 0 02 × *100 ∆ n = = = 2 !04(r min ) ( 1 − s ： )( 1 − 0 02)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 = `60kW ，P U = 220 V，，I = 305 A ， n = 1000 r 、 min ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0 18Ω ， C & =0 2 V • min r ，求：—（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落∆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 多少 （3）额定负载下的转速降落 ∆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I R 305 × 0 18 ~∆ n = = = 274 5( r ^ min )C 0 2 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 |∆ n 274 5 s = = < ≈ 0 215 = 21 5% n — + ∆ n 1000 + 274 5 ^ （3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5%`要求的转速降落n s 1000 × 0 05 &∆ n = = ≈ 2 63 ( 《rmin ) D ( 1 − 《 s ) 20 × ( 1 − 0@ 05)2-6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构如图所示，已知给定电压 U = 8 8 V \ ,比例调节放大系数 K = 2, 晶闸管装置放大系数 K ：=15, 反馈系数 γ = 0 7 。
求： @（1）输出电压 U ；（2）若把反馈线断开， U 为何值开环时的输出电压是闭环时的多少倍 | （3）若把反馈系数减至 γ = 5 U应为多少 ） 解：（1）输出电压K K 2 × 15! U = U = × 8 8 、=12( V ) ； 1 》 + K K γ 1 + 2 × ; 15 × 0 7（2）若把反馈线断开， ! U = K K U = 2 × 。
《电力拖动自动控制系统》(第四版)习题答案知识分享
《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 。
电力拖动自动控制系统_第四版_课后答案
习题解答（供参考）习题二min r10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-2.04rpm0max 1500min n r =0min 150min n r =15min N n r ∆=max minD n n =max 0max 1500151485N n n n =-∆=-=min 0min 15015135N n n n =-∆=-=max min 148513511D n n === 01515010%N s n n =∆==()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R Ce 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 =∆-=⨯⨯-=N n ∆N S Nn ∆3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ∆=⨯=⨯= 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=*8.8u U V =2P K =15S K =d U d U *uU *)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=⨯⨯+⨯⨯=8.8215264d U V=⨯⨯=*(1)12(12150.35)(215) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=⨯+⨯⨯⨯=5%s ≤()s n s n D N N -∆=1/1015002%/98%N n =⨯∆⨯15002%/98%10 3.06/min N n r ∆=⨯⨯=()7.31106.3/1001/=-=-∆∆=cl op n n K()()12881511=⨯+=∆+=∆cl op n K n()()rpm K n n op cl 13.4301/1281/=+=+∆=∆937.1/21=∆∆cl cl n n()()/22012.5 1.5/1500201.25/15000.134min/N N a ee n U I R C C V r=-⨯⇒=-⨯==()//12.5 3.3/0.134307.836/minN N eop N e n U I R C n I R C r ∑∑=-⨯⇒∆=⨯=⨯=()()/1150010%/20*90%8.33/min N N n n s D s r ∆=-=⨯=（）min/33.8r n cl =∆()()()()[]()()[]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()/1307.836/8.33135.955op cl K n n =∆∆-=-=()()()150035.95515/135.95512.5 3.3/0.134135.955α⎡⎤=⎡⨯+⎤-⨯+⎣⎦⎣⎦r V min/0096.0=⇒α*35.955*0.13414.34*35*0.0096e p s K C K K α===n U U n nα=≈*01.0150015*===n U n α /p e s K KC K α=()35.9550.134/350.0113.76p K =⨯⨯=N dbl I I 2≤N dcr I I 2.1≥A I I N dbl 252=≤A I I N dcr 152.1=≥s com s com dcr R U R U I /15/=⇒=()()Ω=⇒+=⇒+≈5.1/1525/*s s com s com n dbl R R U R U U I V U com 5.225.115=⨯=()(/3) 1.0 1.50.8/3 1.1,(/3)1.1,s s R R R R ∑∑=++=Ω>=Ω不符合要求，取需加电流反馈放大器1.1s R =Ω15 1.116.5com dcr s U I R V =⨯=⨯=dcr d I I >()[]()()[]()[]()()()[]()()()[]K C I R K K K R K C U K U K K K C RI K C U I R K K K K C U K K n e d s i s p e com i n s p e d e com d s i s p e n s p ++-++=+-+--+=1/1/1/1/1/**()()()**//dbl p s n i com p s i s n i com i s I K K U K U R K K K R U K U K R =++≈+()()251516.5/1.115/22.513.5 1.36i i i K K K =+⇒=-=22GD =1.6NmmH L 50=226.1Nm GD = 3.3R ∑=Ω0.134/e C V rpm =()()2/0.05/3.30.015/375 1.6 3.3/3750.1340.13430/3.145.28/64.330.0820.00333l m e m s T L R sT GD R C C s T s∑∑=====⨯⨯⨯⨯===()()222/0.0820.0150.003330.00333/0.0151*0.003330.00150.00333/0.0000498330.52l m l s s s K T T T T T T ⎡⎤⎡⎤<++=⨯++⎣⎦⎣⎦⎡⎤=+=⎣⎦（） kW P N 8.2=V U N 220=A I N 6.15=1500=N n a R rec R L R 35=s K30=D s30=D %10=s30=D %10=s V U n10*=N d I I =N n n =αp K()r V C e m in/1311.01500/5.16.15220=⨯-=()min 0min /15.6 3.3/0.1311392.68/min 1500/3050/392.68/392.685088.7%op N e op n I R C r n s n n ∑∆=⨯=⨯====∆∆=+=()min/56.59.0/550/1.0r n n n ==∆+∆∆=()()⎪⎩⎪⎨⎧=+-+=∑e s p e d e n s p C K K K K C I R K C U K K n /1/1/*α ()()()()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-∆∆=+-+=∑5.52156.5/48.2971/1/6.151/1500*cl op e e n s p n n K K C R K C U K K MHz 1f 0=min /r 1500n =min /r 150n =min /465.101.0410246060r ZT Q c =⨯⨯==→=cZT M n 160min /1500r n =10246001.0102441500601=⨯⨯⨯==c nZT Mmin /150r n =4.1026001.010*********=⨯⨯⨯==c nZT Mmin /1500r %098.0%10010241%1001%1max =⨯=⨯=M δ min /150r %98.0%1004.1021%1001%1max =⨯=⨯=M δmin /1500r n =min /17115004102510160150041024606202r Zn f Zn Q =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-=min /150r n =min /55.1150410241016015041024606202r Zn f Zn Q =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-= 260ZM f n =Zn f M 0260=min /1500r n =77.9150041024106062=⨯⨯⨯=M min /150r n =7.9715041024106062=⨯⨯⨯=M min /1500r n =%4.11%100177.91%10011%2max =⨯-=⨯-=M δmin /150r n =%1%10017.971%10011%2max =⨯-=⨯-=M δ习题三*nmU N n N I R s K e C *n U dL I n n U *i U i U c U *i U c U*****0*/15/15000.01/55,5000.01/150.375/400.375*10 3.750.127*50010*24.17520500,5, 3.75,nm N nnim dm i d i d dL e N dL C s s s n i i c U n V rpm V rpmU VU V n rpmV rpmU V V AI AU I V U U E I R C n I R U V K K K n rpm U V U U V U ααββ==============+++=========当转速即4.175v=V I U dm i 15*==β()040*2420e d d dm c s s s C n I R U I R U V K K K +=====N P N U N I N n R cm im nmU U U ==**dm I s K βα,0d U c i i U U U ,,***880.2/0.008/401000im nm dm N U V U V V AV rpmI An rpmβα======040*1.560d dl e N dl U E I R C n I R A V∑∑=+=+=Ω=*8,0n n U V U ==*8,8,i i U V U V ==06040 1.5C d S U U K V ===*im U *i U c U c U*80.1/80im dm U V V A I Aβ===⇒*i U ⇒C U C U 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 +==σ（1）（2）s t r t （3）r t σ0.69,0.6,%9.5%KT ξσ===(1)0.69/0.69/0.1 6.9(1/)K T s ===(2)3.30.33r t T S ==3660.10.6s nt T s ξω≈==⨯=0.25r t s <1,0.5KT ξ== 2.4 2.4*0.10.24r t T s ===1/10K T ==101.0101)(1+=+=s s K s W obj τσ0.5,0.707,3-1% 4.3%KT ξσ===查表，得1(),W s sτ=110(),T 0.01(0.011)W s s s ττ=+这样，＝， K=10/10/10/500.2K Sτ===11()0.2W s s sτ==)102.0(10)1()(1+=+=s s Ts s K s W obj σ1(1)(1)(),()(1)PI PIPI K s K s K W s W s s s s Ts ττττ++==+校正后系统的开环传递函数 1/,h 83-4PI K K K hT ττσ==,选＝， 查表， %=27.2%8*0.020.16hT s τ===12222181175.78,/175.78*0.16/10 2.8122*8*0.02PI h K K K K h T τ++======60=N P 220=N U 308=N I 1000=N n e C R s K l T m T i T 0n T 0i σn σ1.1N IΩk*/8/(1.1*)8/3390.0236/im dm N U I V I V A V A β====10/10000.01min/V r α==)0.00333s a T s =)0.0025oi b T s =0)0.00250.003330.00583i i s c T T T s ∑=+=+=5%i σ≤(1)()i i ACR i K S W S Sττ+=10.012,0.5,0.5/85.76i l I i I i T s K T K T s τ-∑∑=====选85.760.0120.180.224350.0173I i i s K R K K τβ⨯⨯===⨯185.76ci I K s ω-==040R K=00.224408.96i i R K R K K ==⨯=33000/0.012/(910) 1.334/40.0025/40100.25i i i i i C R F C T R Fτμμ==⨯===⨯⨯=a)1/I K 0.5I i K T ∑=1/220.005830.01166I i K T s ∑==⨯=b)0.015on T s =c)1/0.011660.0150.02666n I on T K T s ∑=+=+=(1)()n n ASR n K s W s sττ+=,5,0.1333n n n n hT h hT s ττ∑∑====取2222216168.822250.02666(1)60.02360.1960.126.942250.010.180.02666N n e m n n h K s h T h C T K h RT βα-∑∑+===⨯⨯+⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯11/168.820.133322.5cn N N n K K s ωωτ-===⨯=0.07998n n hT s τ∑==2222(1)/24/(290.02666)312.656(1)/240.02360.1960.12/(230.010.180.02666)7.6N n n e m n K h h T sK h C T h RT βα-∑∑=+=⨯⨯==+=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=11/312.6560.0799825cn N N n K K s ωωτ-===⨯=1/21/211/21/21)1/3(/)1/3(85.76/0.00583)40.43)1/3(/)1/3(85.76/0.015)25.2I i cn I on cna K T sb K T s ωω-∑-==>==>272.2% 1.1(3080.18/0.1961000)(0.02666/0.12)9.97%10%n σ=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=<040R K =07.640304n n R K R K =⨯=⨯=330/0.07998/310100.2584/40.015/4010 1.5n n n on on C R F C T R Fτμμ==⨯===⨯⨯=%272.2%(1.10.4)(3080.18/0.196100)(0.02666/0.12)63.5%n σ=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=222()(),()375375375m dm dL dm dL e L dm dLe mem eGD dndn C I I R I I R T T I I GD GD R dtdt C T C C C --=-===-根据电机运动方程：*0.196*0.12*10000.385()(1.1*3080)*0.18e m dm dL C T n t sI I R ===--l T m T i T 0n T 0i σn σci ωcn ω**100.00877/1.5*760100.0267min/375im dm nmN U V AI U V r n βα======)0.00176)0.002)0.00367S oi i a T s b T s c T s∑===T l /T ∑i ==<10 τi =T l =/136.240.0310.14/750.008770.899i I I s K K T R K β==⨯⨯⨯=00.8994035.96i i R K R =⨯=⨯=33000/0.031/36100.864/40.002/40100.2i i i i i C T R F C T R fμμ==⨯===⨯⨯=确定时间常数：a) 电流环等效时间常数1/K I ：因为K I T ∑i = 则1/K I =2T ∑i =2*= b) b)T on =c) c)T ∑n =1/K I +T on =+= 速度调节器结构确定：按照无静差的要求，应选用PI 调节器， W ASR (s)=K n (τn s+1)/τn s 速度调节器参数确定：τn =hT ∑n ，选h=5，则τn =hT ∑n =, K N =(h+1)/（2h 2T 2∑n ）=6/2*25*= s -2 K n =(h+1)βC e T m /（2h αRT ∑n ）= 6***2*5***= 可见满足近似等效条件。
电力拖动自动控制系统运动控制四版课后习题答案,基本全
习题解答（供参考） 习题二2.2 系统的调速围是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：10000.02(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围有多大？系统允许的静差率是多少？解：1）调速围 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 =∆==2.4 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，求系统的调速围。
如果s=30%时，则系统的调速围又为多少？？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 Ce 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 ∆=-=⨯⨯=2.6 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--运动控制系统第4版_思考题答案
5.8两电平PWM 逆变器主回路，采用双极性调制时，用“1”表示上桥臂开通，“0”表示上桥臂关断，共有几种开关状态，写出其开关函数。
根据开关状态写出其电压空间矢量表达式，画出空间电压矢量图。
解：两电平PWM 逆变器主回路：~2dU 2d U ACB'O采用双极性调制时，忽略死区时间影响，用“1”表示上桥臂开通，“0”表示下桥臂开通，逆变器输出端电压：122dx x d x U S u U S ⎧=⎪⎪=⎨⎪-=⎪⎩ (21)2dx x U u S =-，以直流电源中点'O 为参考点2()j j A B C u u e u e =++γγs uA SB SC SA uB uC us u0u 02dU - 2dU - 2dU - 01u1 0 02dU 2dU -2dU -23d U 2u1 1 02dU 2dU 2d U - 323j d U e π3u0 1 02d U - 2dU 2d U - 2323j d U e π 4u0 1 12dU - 2dU 2dU 23j d U e π 5u0 0 12d U - 2d U - 2dU 4323j d U e π 6u 1 0 12dU 2d U - 2dU 5323j d U e π 7u1 1 1 2dU 2dU 2dU 0空间电压矢量图：1u 2u 3u 70,u u 6u 5u 4u5.9当三相电压分别为AO u 、BO u 、CO u ，如何定义三相定子电压空间矢量AO u 、BO u 、COu 和合成矢量s u ，写出他们的表达式。
解：A,B,C 为定子三相绕组的轴线，定义三相电压空间矢量：2AO j BO j CO u u e u e===γγAO BO CO u u u合成矢量：2j j AO BO CO u u e u e =++=++γγs AO BO CO u u u u(0j e A )(γj e B )(2γj e C AOu BOu COu su BOu COu5.10忽略定子电阻的影响，讨论定子电压空间矢量s u 与定子磁链s ψ的关系，当三相电压AO u 、BO u 、CO u 为正弦对称时，写出电压空间矢量s u 与定子磁链s ψ的表达式，画出各自的运动轨迹。
电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版-思考题答案
电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版-思考题答案习题二 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：10000.02(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0max1500minnr =，最低转速特性为0min 150minn r =，带额定负载时的速度降落15minNnr ∆=，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)14300.1478NNaNCe U I R n V rpm =-=-⨯= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R C e r p m ∆==⨯+= [(1)]14300.2[115(10.2)]3.1ND n S n s =∆-=⨯⨯-= [(1)]14300.3[115(10.3)]5.33ND 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60,220,305,1000minNN N N PkW 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NS 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/minNN n I R Ce r ∆=⨯=⨯=(2)0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/minN n n S D s 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。
电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版-思考题答案(精)
电力拖动自动控制系统–运动控制系统第4版-思考题答案本文是针对电力拖动自动控制系统第4版的思考题进行的解答，旨在对该书系统地了解和理解。
本文总共包括以下内容：•电力拖动自动控制系统概述•思考题解答1. 电力拖动自动控制系统概述电力拖动自动控制系统是实现机电设备自动控制的重要方式之一。
它的基本结构是由电力变频器、电机以及整个自动控制系统组成，能够实现对机电设备的速度、转向、定位等多种控制操作。
其中，电力变频器是关键技术之一，它将工业电源直接转换成电机所需要的电源，并且通过控制高频电压和电流的变化实现对电机转速的无级调节，从而保证机电设备的高效运行。
电力拖动自动控制系统的应用非常广泛，例如在制造业、工业生产线、港口起重机、矿山机械等领域都有广泛应用。
2. 思考题解答思考题1电力拖动自动控制系统中变频器的使用原理是什么？为什么变频器可以实现对电机无级调速？答：电力拖动自动控制系统中所使用的变频器能够实现对电机无级调速的主要原理是通过电力变频器将电网供电直接转换成电机所需的不同电压和频率的电力信号。
其中，电压和频率的变化实现了对电机的转速控制，实现了对电动机的无级调速功能。
电力变频器的技术原理是通过控制高频电压和电流的变化，精确地控制电机所需的驱动电压和电流，以此来实现对电机的无级调速。
与传统的稳压调速方式相比，电力变频调速技术具有以下优点：（1）可实现精确的无级调速：电力变频器控制高频电压和电流的变化可以实现对电机的无级调速，调速范围非常广，可以满足不同的控制需求。
（2）能够提高电机的效率：电力变频器可以控制电机的转速和扭矩，优化电机工作点，从而提高电机的效率和运行质量。
（3）减少能源消耗和环境污染：电力变频器能够降低电机的启动电流和运行电流，从而减少能量损耗和发热，降低电网的负担，同时自身也具有循环利用的优势，符合绿色环保理念。
思考题2电力拖动自动控制系统中的定位控制有哪些常见方式？它们各自的优缺点是什么？答：电力拖动自动控制系统中的定位控制主要有以下几种方式：（1）位置控制（位置式调节）：位置式控制是通过利用位置反馈传感器对设备进行位置检测和监控，以达到位置控制的目的。
电力拖动自动控制系统_第四版_课后答案
电力拖动自动控制系统_第四版_课后答案(总20页)-本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-习题解答（供参考）习题二min r10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-2.04rpm0max 1500min n r =0min 150min n r =15min N n r ∆=max minD n n =max 0max 1500151485N n n n =-∆=-=min 0min 15015135N n n n =-∆=-=max min 148513511D n n === 01515010%N s n n =∆==()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R Ce 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 =∆-=⨯⨯-=N n ∆N S Nn ∆3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ∆=⨯=⨯= 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+=[(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=*8.8u U V =2P K =15S K =d U d U *uU *(1)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=⨯⨯+⨯⨯=8.8215264d U V=⨯⨯=*(1)12(12150.35)(215) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=⨯+⨯⨯⨯=5%s ≤()s n s n D N N -∆=1/1015002%/98%N n =⨯∆⨯15002%/98%10 3.06/min N n r ∆=⨯⨯=()7.31106.3/1001/=-=-∆∆=cl op n n K()()12881511=⨯+=∆+=∆cl op n K n()()rpm K n n op cl 13.4301/1281/=+=+∆=∆937.1/21=∆∆cl cl n n()()/22012.5 1.5/1500201.25/15000.134min/N N a ee n U I R C C V r=-⨯⇒=-⨯==()//12.5 3.3/0.134307.836/minN N eop N e n U I R C n I R C r ∑∑=-⨯⇒∆=⨯=⨯=()()/1150010%/20*90%8.33/min N N n n s D s r ∆=-=⨯=（）min/33.8r n cl =∆()()()()[]()()[]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()/1307.836/8.33135.955op cl K n n =∆∆-=-=()()()150035.95515/135.95512.5 3.3/0.134135.955α⎡⎤=⎡⨯+⎤-⨯+⎣⎦⎣⎦r V min/0096.0=⇒α*35.955*0.13414.34*35*0.0096e p s K C K K α===n U U n nα=≈*01.0150015*===n U n α /p e s K KC K α=()35.9550.134/350.0113.76p K =⨯⨯=N dbl I I 2≤N dcr I I 2.1≥A I I N dbl 252=≤A I I N dcr 152.1=≥s com s com dcr R U R U I /15/=⇒=()()Ω=⇒+=⇒+≈5.1/1525/*s s com s com n dbl R R U R U U I V U com 5.225.115=⨯=()(/3) 1.0 1.50.8/3 1.1,(/3)1.1,s s R R R R ∑∑=++=Ω>=Ω不符合要求，取需加电流反馈放大器1.1s R =Ω15 1.116.5com dcr s U I R V =⨯=⨯=dcr d I I >()[]()()[]()[]()()()[]()()()[]K C I R K K K R K C U K U K K K C RI K C U I R K K K K C U K K n e d s i s p e com i n s p e d e com d s i s p e n s p ++-++=+-+--+=1/1/1/1/1/**()()()**//dbl p s n i com p s i s n i com i s I K K U K U R K K K R U K U K R =++≈+()()251516.5/1.115/22.513.5 1.36i i i K K K =+⇒=-=22GD =1.6NmmH L 50=226.1Nm GD = 3.3R ∑=Ω0.134/e C V rpm =()()2/0.05/3.30.015/375 1.6 3.3/3750.1340.13430/3.145.28/64.330.0820.00333l m e m s T L R sT GD R C C s T s∑∑=====⨯⨯⨯⨯===()()222/0.0820.0150.003330.00333/0.0151*0.003330.00150.00333/0.0000498330.52l m l s s s K T T T T T T ⎡⎤⎡⎤<++=⨯++⎣⎦⎣⎦⎡⎤=+=⎣⎦（） kW P N 8.2=V U N 220=A I N 6.15=1500=N n a R rec R L R 35=s K30=D s30=D %10=s30=D %10=s V U n10*=N d I I =N n n =αp K()r V C e m in/1311.01500/5.16.15220=⨯-=()min 0min /15.6 3.3/0.1311392.68/min 1500/3050/392.68/392.685088.7%op N e op n I R C r n s n n ∑∆=⨯=⨯====∆∆=+=()min/56.59.0/550/1.0r n n n ==∆+∆∆=()()⎪⎩⎪⎨⎧=+-+=∑e s p e d e n s p C K K K K C I R K C U K K n /1/1/*α ()()()()()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-∆∆=+-+=∑5.52156.5/48.2971/1/6.151/1500*cl op e e n s p n n K K C R K C U K K MHz 1f 0=min /r 1500n =min /r 150n =min /465.101.0410246060r ZT Q c =⨯⨯==→=cZT M n 160min /1500r n =10246001.0102441500601=⨯⨯⨯==c nZT Mmin /150r n =4.1026001.010*********=⨯⨯⨯==c nZT Mmin /1500r %098.0%10010241%1001%1max =⨯=⨯=M δ min /150r %98.0%1004.1021%1001%1max =⨯=⨯=M δmin /1500r n =min /17115004102510160150041024606202r Zn f Zn Q =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-=min /150r n =min /55.1150410241016015041024606202r Zn f Zn Q =⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=-=260ZM f n =Zn f M 0260=min /1500r n =77.9150041024106062=⨯⨯⨯=M min /150r n =7.9715041024106062=⨯⨯⨯=M min /1500r n =%4.11%100177.91%10011%2max =⨯-=⨯-=M δmin /150r n =%1%10017.971%10011%2max =⨯-=⨯-=M δ习题三*nmU N n N I R s K e C *n U dL I n n U *i U i U c U *i U c U*****0*/15/15000.01/55,5000.01/150.375/400.375*10 3.750.127*50010*24.17520500,5, 3.75,nm N nnim dm i d i d dL e N dL C s s s n i i c U n V rpm V rpmU VU V n rpmV rpmU V V AI AU I V U U E I R C n I R U V K K K n rpm U V U U V U ααββ==============+++=========当转速即4.175v=V I U dm i 15*==β()040*2420e d d dm c s s s C n I R U I R U V K K K +=====N P N U N I N n R cm im nmU U U ==**dm I s K βα,0d U c i i U U U ,,***880.2/0.008/401000im nm dm N U V U V V AV rpmI An rpmβα======040*1.560d dl e N dl U E I R C n I R A V∑∑=+=+=Ω=*8,0n n U V U ==*8,8,i i U V U V ==06040 1.5C d S U U K V ===*imU *i U c U c U *80.1/80im dm U V V A I Aβ===⇒*i U ⇒C U C U 0d dl e N dl U E I R C n I R ∑∑=+=+()0e d d c s sC n I R U U K K +== σ（1）（2）s t r t （3）r t σ0.69,0.6,%9.5%KT ξσ===(1)0.69/0.69/0.1 6.9(1/)K T s ===(2) 3.30.33r t T S ==3660.10.6s nt T s ξω≈==⨯=0.25r t s <1,0.5KT ξ== 2.4 2.4*0.10.24r t T s ===1/10K T ==101.0101)(1+=+=s s K s W obj τσ0.5,0.707,3-1% 4.3%KT ξσ===查表，得1(),W s sτ=110(),T 0.01(0.011)W s s s ττ=+这样，＝， K=10/10/10/500.2K Sτ===11()0.2W s s sτ==)102.0(10)1()(1+=+=s s Ts s K s W obj σ1(1)(1)(),()(1)PI PIPI K s K s K W s W s s s s Ts ττττ++==+校正后系统的开环传递函数 1/,h 83-4PI K K K hT ττσ==,选＝， 查表， %=27.2%8*0.020.16hT s τ===12222181175.78,/175.78*0.16/10 2.8122*8*0.02PI h K K K K h T τ++======60=N P 220=N U 308=N I 1000=N n e C R s K l T m T i T 0n T 0i σn σ1.1N IΩk*/8/(1.1*)8/3390.0236/im dm N U I V I V A V A β====10/10000.01min/V r α==)0.00333s a T s =)0.0025oi b T s =0)0.00250.003330.00583i i s c T T T s ∑=+=+=5%i σ≤(1)()i i ACR i K S W S Sττ+=10.012,0.5,0.5/85.76i l I i I i T s K T K T s τ-∑∑=====选85.760.0120.180.224350.0173I i i s K R K K τβ⨯⨯===⨯185.76ci I K s ω-==1111)1101.01330.00333)79.06)115.52ciS cicia Tb Sc s ωωω--==>⨯==<===>电力电子装置传递函数的近似条件：忽略反电势的影响的近似条件：040R K=00.224408.96i i R K R K K ==⨯=33000/0.012/(910) 1.334/40.0025/40100.25i i i i i C R F C T R Fτμμ==⨯===⨯⨯=a)1/I K 0.5I i K T ∑=1/220.005830.01166I i K T s ∑==⨯=b)0.015on T s =c) 1/0.011660.0150.02666n I on T K T s ∑=+=+=(1)()n n ASR n K s W s sττ+=,5,0.1333n n n n hT h hT s ττ∑∑====取2222216168.822250.02666(1)60.02360.1960.126.942250.010.180.02666N n e m n n h K s h T h C T K h RT βα-∑∑+===⨯⨯+⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯11/168.820.133322.5cn N N n K K s ωωτ-===⨯=11)40.43)25.2cncna sb s ωω--==>==>max *3080.180.02666%2*()()281.2% 1.10.19610000.1211.23%10%n N n b m T C n z C n T σλ∑∆∆⨯=-=⨯⨯⨯⨯⨯=>0.07998n n hT s τ∑==2222(1)/24/(290.02666)312.656(1)/240.02360.1960.12/(230.010.180.02666)7.6N n n e m n K h h T sK h C T h RT βα-∑∑=+=⨯⨯==+=⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=11/312.6560.0799825cn N N n K K s ωωτ-===⨯=1/21/211/21/21)1/3(/)1/3(85.76/0.00583)40.43)1/3(/)1/3(85.76/0.015)25.2I i cn I on cna K T sb K T s ωω-∑-==>==>272.2% 1.1(3080.18/0.1961000)(0.02666/0.12)9.97%10%n σ=⨯⨯⨯⨯⨯⨯=<040R K =07.640304n n R K R K =⨯=⨯=330/0.07998/310100.2584/40.015/4010 1.5n n n on on C R F C T R Fτμμ==⨯===⨯⨯=%272.2%(1.10.4)(3080.18/0.196100)(0.02666/0.12)63.5%n σ=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=222()(),()375375375m dm dL dm dL e L dm dLe mem eGD dndn C I I R I I R T T I I GD GD R dtdt C T C C C --=-===-根据电机运动方程：*0.196*0.12*10000.385()(1.1*3080)*0.18e m dm dL C T n t sI I R ===--l T m T i T 0n T 0i σn σci ωcn ω**100.00877/1.5*760100.0267min/375im dm nmN U V AI U V r n βα======)0.00176)0.002)0.00367S oi i a T s b T s c T s∑===/136.240.0310.14/750.008770.899i I I s K K T R K β==⨯⨯⨯=11/21/211/21/21)1/31/30.00167199.6)(1/)3(1/0.1120.031)50.9)1/3(1/)1/3(1/0.001670.002)182.39s cim l cis oi cia T sb T T sc T T s ωωω---=⨯=>=⨯=<=⨯=>00.8994035.96i i R K R =⨯=⨯=33000/0.031/36100.864/40.002/40100.2i i i i i C T R F C T R fμμ==⨯===⨯⨯=a) b) c)ΦdL I d I n m T max n ∆v t()()()112++=∑s T s s K s W n n N n τ习题五~2d U 2d U ACB'O1202d x x d x U S u U S ⎧=⎪⎪=⎨⎪-=⎪⎩(21)2dx x U u S =-'O2()j j A B C u u e u e =++γγs u1u 65uAO u BO u CO u AO u BO u CO u su2AO j BO j CO u u e u e ===γγAO BO CO u u u2j j AO BO CO u u e u e =++=++γγs AO BO CO u u u u)(0j e As u s ψAO u BO u CO u s u sψdtd R s s s s ψi u +=dtd s s ψu ≈dt ∆≈⎰s s ψu)(1ϕωψ+=t j s e s ψ1()21j t s eπω++ϕ≈ωψs udu011121212312000000,3,,,,j s s d d T Nw w t t t t t t u U U e T T T T T T ππ⎧=↑⎪⎪↓⎨⎪↓=+=+↓↓⎪⎩开关周期输出频率u u u1212,,t t T t t ∴↓↓--↑1u 02T t u 101T t us u d u θθ习题六⎥⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎢⎣⎡---=2323021211322/3C s()A m i I co t ω=2s()3B m i I co t πω=-2cos()3C m i I t πω=+αs i βs i1111122220022223002A AB CsBsC B CAB Ci i i iiiiiiαβ⎤⎤⎡⎤----⎥⎥⎡⎤⎢⎥⎥==⎢⎥⎢⎥⎥⎣⎦⎢⎥--⎣⎦⎥⎣⎦⎣⎦⎤⎥⎥=⎥⎥⎣⎦A B Ci i i++=2222()()()()33332333s()002222s()s()]333cos()2[]223s()2[AsmsB Cm j t j t j t j tm jco tiiico t co tte e e eco te eαβππππωωωωπωππωωωω---+-+-⎡⎤⎤⎢⎥⎥⎡⎤⎥⎥==⎢⎥⎥⎥⎣⎦--+⎥⎥⎣⎦⎦⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎥++⎥-⎥⎦=-2223332233]223s()2)23s()s()22sin()sin()sin()3j j jj t j tm j t j tj jm me ee eco te ee eco tco tttπππωωππωωωωωπωω----⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎥-⎥+⎥⎦⎡⎤⎢⎥⎢⎥=-⎢⎥-⎢⎥⎣⎦⎡⎤⎢⎥⎡⎤=⎥⎢⎥⎣⎦⎥⎥⎦2π⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=ϕϕϕϕcossinsincos2/2rsCαsiβsisdisqi1ωϕ=dtdωω=1sdisqi22sqsdsiii+=mIωs()sin()s m s i co t i t αβωω⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦cos sin cos sin s()sin cos sin cos sin()cos s()sin sin()cos()cos sin()sin s()sin()sd s m sq s m m i i co t i i t co t t t t co t t αβϕϕϕϕωϕϕϕϕωϕωϕωωϕϕωϕωωϕ⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎣⎦+-⎡⎤⎡⎤=⎢⎥⎢⎥--⎣⎦⎣⎦1ωϕ=dtd 1t ϕω=cos()sin()0sd m m sq i t i t ωϕωϕ⎤-⎡⎤⎡⎤⎥==⎢⎥⎢⎥⎥-⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦s sd m i i ==kW P N 3=V U N 380=A I N 9.6=min /1400r n N =Hz f N 50=Ω=1.85s R Ω=2.658r R H L s 0.294=H L r 0.2898=H L m 0.2838=2m 0.1284kg J ⋅=r ψsm i st i11150014001150015N N n n s n --===11002/15sN N N N s s f rad s πωωπ===6.9s m i A ===1mr rsm r rm st sr rL d i dtT T L i Tr d dtrm sm L i21 1000.2898 2.283515 2.658s r rst s r sm smsmm T i Ti i i L2.493 6.9s sm sm i i ====6.9 4.79A 2.493sm i == 2.2835 2.2835 4.79=10.937A stsm i i0.2838 4.79=1.359Wb rm sm L i。
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习题解答（供参考）习题二2.2 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：10000.02(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 =∆==2.4 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 ∆=-=⨯⨯=2.6 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。
求：（1）输出电压d U ；（2）若把反馈线断开，d U 为何值？开环时的输出电压是闭环是的多少倍？（3）若把反馈系数减至γ=0.35，当保持同样的输出电压时，给定电压*u U 应为多少？解：（1）*(1)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=⨯⨯+⨯⨯= (2) 8.8215264d U V =⨯⨯=,开环输出电压是闭环的22倍(3) *(1)12(12150.35)(215) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=⨯+⨯⨯⨯=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）()s n s n D N N -∆=1/1015002%/98%N n =⨯∆⨯15002%/98%10 3.06/min N n r ∆=⨯⨯=2）()7.31106.3/1001/=-=-∆∆=cl op n n K2.8 某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8 r/min ，如果将开环放大倍数提高到30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？解： ()()12881511=⨯+=∆+=∆cl op n K n如果将开环放大倍数提高到30, 则速降为：()()rpm K n n op cl 13.4301/1281/=+=+∆=∆在同样静差率要求下，D 可以扩大937.1/21=∆∆cl cl n n 倍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。
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U n *=15V 时，I d =I N ，n=n N ，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）()()/22012.5 1.5/1500201.25/15000.134min/N N a ee n U I R C C V r=-⨯⇒=-⨯==()//12.5 3.3/0.134307.836/minN N eop N e n U I R C n I R C r ∑∑=-⨯⇒∆=⨯=⨯=()()/1150010%/20*90%8.33/min N N n n s D s r ∆=-=⨯=（）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()/1307.836/8.33135.955op cl K n n =∆∆-=-=()()()150035.95515/135.95512.5 3.3/0.134135.955α⎡⎤=⎡⨯+⎤-⨯+⎣⎦⎣⎦r V min/0096.0=⇒α可以求得，*35.955*0.13414.34*35*0.0096e p s K C K K α=== 也可以用粗略算法：n U U n nα=≈*，01.0150015*===n U n α /p e s K KC K α=，()35.9550.134/350.0113.76p K =⨯⨯=2.10 在题2.9的转速负反馈系统中增设电流截止环节，要求堵转电流N dbl I I 2≤，临界截止电流N dcr I I 2.1≥，应该选用多大的比较电压和电流反馈采样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过主电路总电阻的1/3 ,如果做不到，需要增加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构图，并计算电流反馈放大系数。
这时电流反馈采样电阻和比较电压各为多少？ 解：（1） A I I N dbl 252=≤，A I I N dcr 152.1=≥s com s com dcr R U R U I /15/=⇒=()()Ω=⇒+=⇒+≈5.1/1525/*s s com s com n dbl R R U R U U I ，V U com 5.225.115=⨯=（2）()(/3) 1.0 1.50.8/3 1.1,(/3)1.1,s s R R R R ∑∑=++=Ω>=Ω不符合要求，取需加电流反馈放大器由于需要的检测电阻值大，说明要求的电流信号值也大。
要同时满足检测电阻小和电流信号大的要求，则必须采用放大器，对电流信号进行放大。
为此， 取 1.1s R =Ω，则15 1.116.5com dcr s U I R V =⨯=⨯=（3） 当dcr d I I >时，有()[]()()[]()[]()()()[]()()()[]K C I R K K K R K C U K U K K K C RI K C U I R K K K K C U K K n e d s i s p e com i n s p e d e com d s i s p e n s p ++-++=+-+--+=1/1/1/1/1/**当n=0时，()()()**//dbl p s n i com p s i s n i com i s I K K U K U R K K K R U K U K R =++≈+()()251516.5/1.115/22.513.5 1.36i i i K K K =+⇒=-=2.11在题2.9的系统中，若主电路电感L=50mH ，系统运动部分的飞轮惯量22GD =1.6Nm ，整流装置采用三相零式电路，试判断按题2-9要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行？如要保证系统稳定运行，允许的最大开环放大系数是多少？解： mH L 50=，226.1Nm GD =， 3.3R ∑=Ω，0.134/eC V rpm =()()2/0.05/3.30.015/375 1.6 3.3/3750.1340.13430/3.145.28/64.330.0820.00333l m e m s T L R sT GD R C C s T s∑∑=====⨯⨯⨯⨯===()()222/0.0820.0150.003330.00333/0.0151*0.003330.00150.00333/0.0000498330.52l m l s s s K T T T T T T ⎡⎤⎡⎤<++=⨯++⎣⎦⎣⎦⎡⎤=+=⎣⎦（）可见与前面的K>35.955相矛盾，故系统不稳定。
要使系统能够稳定运行，K 最大为30.52。
2.12 有一个晶闸-电动机调速系统，已知：电动机：kW P N 8.2=，V U N 220=，A I N 6.15=，1500=N n r/min ，a R =1.5Ω，整流装置内阻rec R =1Ω, 电枢回路电抗器电阻L R =0.8Ω，触发整流环节的放大倍数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V U n10*=时N d I I =，N n n =，计算转速负反馈系数α和放大器放大系数p K 。