(完整版)电力拖动自动控制系统第二章习题答案

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电力拖动自动控制系统课后习题答案全内含两份阮毅陈伯时完整版

电力拖动自动控制系统课后习题答案全内含两份阮毅陈伯时HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】电力拖动自动控制系统课后习题答案{全，内含两份，二无一失}——运动控制系统第四版{上海大学阮毅陈伯时}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 开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。

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：制动时，由于1g U 的脉冲变窄而导致d i 反向时，U g2变正，于是VT 2导通，VT 2导通，VT 1关断。

1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么关系为什么脱离了调速范围，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max n 和最低转速min n 之比叫做调速范围，用字母D 表示，即：m inm ax n n D负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速min 0n 之比，称为系统的静差率S,即：min0n n s N ∆= 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：由于在一定的N n 下，D 越大，m in n 越小N n ∆又一定，则S 变大。

所以，如果不考虑D ，则S 的调节也就会容易，1-4．某一调速系统，测得的最高转速特性为m in /1500max 0r n =，最低转速特性为m in /150min 0r n =，带额定负载的速度降落m in /15r n N =∆，且不同转速下额定速降N n ∆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大解1-5闭环调速系统的调速范围是1500----150r/min ，要求系统的静差S<=2%,那末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1，min /06.3%)21(10%21500)1(101501500min max r S D S n n n n D N =-⨯≤-=∆===则 2，7.31106.31001=-≥+=∆∆K K n n cl op则1-6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他提高到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同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速min /1500r n =，开环转速降落min /240r n Nop =∆，若要求静差率由10%减少到5%则系统的开环增益将如何变化？解：原系统在调速范围D=20，最小转速为：min /75201500max min r D n n ===，原系统在范围D=20，静差率为10%时，开环增益为：静差率10%时原系统的开环增益为： 1-8转速单环调速系统有那些特点改变给定电压能否改变电动机的转速为什么如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速为什么如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力答：1）闭环调速系统可以比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后思考题答案 (2)

注意：这一段是程序题答案
int i,j;
for(i=0;p1[i];i++); for(j=0;p2[j];j++) p1[i++]=p2[j];
p1[i]='\0'; 注意：这三个是填空题答案
if(t%2==0) x=10*x+t; n=n/10;
注意这两个是改成题答案 *t = 0; if (d%2 != 0) 2. 请编写函数fun,其功能是:计算并输出当x<0.97时下列多项式的值, 直到｜Sn-S(n-1)｜<0.000001为止。Sn=1+0.5x+0.5(0.51)/2!x(2)+...+ 0.5(0.5-1)(0.5-2) .....(0.5-n+1)/n!x(n) 输入0.21后,则输出为s=1.100000。 double s1=1.0,p=1.0,sum=0.0,s0,t=1.0; int n=1; do {s0=s1; sum+=s0; t*=n; p*=(0.5-n+1)*x; s1=p/t;n++;}while(fabs(s1-s0)>1e-6); return sum; t = x; t *= (-1.0)*x/n; while (fabs(t) >= 1e-6);
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。答：在闭环系统中，每增加（或减少）一点负载，就相应地提高（或降低）一点电枢电压，使电动机在新的机械特性下工作。因此闭环系统的静特性本质上就是无数开环机械特性上各取一个相应的工作点连接而成的。 2-10 简述比例反馈控制的规律。答：比例控制的反馈控制系统是（被调量有静差）的控制系统；反馈控制系统的作用是（抵抗前向通道的扰动，服从给定）；反馈1.编写一个函数fun,它的功能是:实现两个字符串的连接(不使用库函数 strcat),即把p2所指的字符串连接到p1所指的字符串后。实现两个字符串连接

电力拖动自动控制系统-运动控制系统课后参考答案第二章

第二章作业思考题：2-1直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？1.电枢回路串电阻调速特点：电枢回路的电阻增加时，理想空载转速不变，机械特性的硬度变软。

反之机械特性的硬度变硬。

2.调节电源电压调速特点：电动机的转速随着外加电源电压的降低而下降，从而达到降速的目的。

不同电源电压下的机械特性相互平行，在调速过程中机械特性的硬度不变，比电枢回路串电阻的降压调速具有更宽的调速范围。

3.弱磁调速特点：电动机的转速随着励磁电流的减小而升高，从而达到弱磁降速的目的。

调速是在功率较小的励磁回路进行，控制方便，能耗小，调速的平滑性也较高。

2-2简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。

IGBT，电容，续流二极管，电动机。

2-3直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么？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？直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；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；电力电子开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适中时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。

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？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。

电路中无电流，因为电动机处已断开，构不成通路。

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？反并联二极管是续流作用。

若没有反并联二极管，则IGBT的门极控制电压为负时，无法完成续流，导致电动机电枢电压不近似为零。

2-7直流 PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？不是越高越好，因为太高的话可能出现电容还没充完电就IGBT关断了，达不到需要的输出电压。

(完整版)电力拖动自动控制系统-运动控制系统(_阮毅_陈伯时)课后参考答案第二章(仅供参考)

反之机械特性的硬度变硬。

2.调节电源电压调速特点：电动机的转速随着外加电源电压的降低而下降，从而达到降速的目的。

不同电源电压下的机械特性相互平行，在调速过程中机械特性的硬度不变，比电枢回路串电阻的降压调速具有更宽的调速范围。

3.弱磁调速特点：电动机的转速随着励磁电流的减小而升高，从而达到弱磁降速的目的。

调速是在功率较小的励磁回路进行，控制方便，能耗小，调速的平滑性也较高。

2-2简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

IGBT，电容，续流二极管，电动机。

2-3直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？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？直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；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；电力电子开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适中时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。

电路中无电流，因为电动机处已断开，构不成通路。

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？反并联二极管是续流作用。

若没有反并联二极管，则IGBT的门极控制电压为负时，无法完成续流，导致电动机电枢电压不近似为零。

2-7直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？不是越高越好，因为太高的话可能出现电容还没充完电就IGBT关断了，达不到需要的输出电压。

电力拖动自动控制系统习题答案版

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1115150151500min max =--==n n D 1.0151114851511=⨯+⨯=∆+∆=D n n D n s N N N 2-4：r v n R I U C N a N N e m in/1478.0/)(⋅=-=rpm C 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 N 2-5：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 us p dcl 121=+=γ264==u s p dop U K K U22/=dcl dop U Uv U K K K K U dcl s p 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=-=-∆∆=cl opn n K 2-8：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 s n D cl N -∆= 则：229.41/802112≈=∆∆=cl cl n n D D 2-9：1）r v n R I U C N a N N e m in/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=-=-∆∆=cl op n n K 23、4n U U n n α=≈*，所以r v n U N nm min/01.01500/15/*⋅==≈α77.13==s e p K ；3、42271.14/])1([*=++=nm s N N e p U K R I n K C K0097.0=s p e K α。

电力拖动自动控制系统-第四版完整版-陈伯时

电力拖动自动控制系统第四版课后答案习题二2-1 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：先减小控制电压，使1gU 得正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压dU 降低。

但是由于机械惯性，转速和反电势还来不及变化，因而造成dEU>的局面，很快电流di 反向，VD2 截止，在onttT≤<期间2gU 为正，于是VT2 导通反向电流产生能耗制动作用。

在onTtTt≤<+期间，VT2 关断，di−经VD1 续流，向电源回馈能量。

同时VD1 两端压降钳住VT1，使他不能导通。

在制动状态，VT2 和VD1 轮流导通，VT1 始终关断。

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 系统的调速范围是1000~100 r min ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少？n s解：∆n = nD(1- s) = 1000⨯ 0.02 (10⨯ 0.98) = 2.04rpm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n0 max = 1500r min ，最低转速特性为n= 150r min ，带额定负载时的速度降落∆n N = 15r min ，且在不0 min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 = nn min (均指额定负载情况下）maxn max = n0 max - ∆n N = 1500 -15 = 1485n min = n0 min - ∆n N = 150 -15 = 135D = n max n min = 1485 135 = 112) 静差率s = ∆nNn0 = 15 150 = 10%2.4 直流电动机为P N=74kW,UN=220V，I N=378A，n N=1430r/min，Ra=0.023Ω。

《电力拖动自动控制系统》习题解答(1-2)

《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min n 之比叫做调速范围，用D 表示，即minmaxn n D =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0Nn n S ∆=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，才能在保证静差率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47.17851585min max ===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：实质是负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小，导致转速n 必然下降。

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 K 1opcl +∆=∆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。

《电力拖动自动控制系统》陈伯时机械工业出版社第三版课后答案习题...

-
- Un + Un
n
+ +
Utg tg
TG T
（ 3 ）当 U n = 15V 时， I d = I N，n=n N ，则转速负反馈系数 α 应该是 ? Un Un ? 15 α= = = = 0.01 n nN 1500
ΔnN (1 ? s)ΔnN ? ΔnN = s s D=
nmax nN S = nmin ΔnN (1 ? S )
速系统， ΔnN 值一定，如果对静差率要求越严，即要求 s 值越小时，系统能够允许的调速范围也越小。一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范围。某一调速系统，测得的最高转速特性为 nO max = 1500r / min ，最低转速特性为
1—10
大倍数 K s = 35 。要求系统满足调速范围 D=20，静差率 s ≤ 10% 。
nN = 1500r / min ，电枢电阻 Ra = 1.2Ω ，整流装置内阻 Rrec = 1.5Ω ，触发整流环节的放
（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 。
Δncl =
RId Ce （1+K）
所以
RId （1+15）=128 = Δn（ 1+K）=8× cl Ce Δn cl = RId 128 = = 4.13r / min Ce 1+K） 1 + 30 （
则（2）由 D =
nN S ，可知在 s 和 nN 不变的情况下，D 只与 Δn 有关 N ΔnN (1 ? S )
Kss
Ud0
+

电力拖动自动控制系统运动控制系统(阮毅陈伯时)课后思考题习题答案章完整版

第二章思考题：2-1直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？1.电枢回路串电阻调速特点：电枢回路的电阻增加时，理想空载转速不变，机械特性的硬度变软。

反之机械特性的硬度变硬。

2.调节电源电压调速特点：电动机的转速随着外加电源电压的降低而下降，从而达到降速的目的。

不同电源电压下的机械特性相互平行，在调速过程中机械特性的硬度不变，比电枢回路串电阻的降压调速具有更宽的调速范围。

3.弱磁调速特点：电动机的转速随着励磁电流的减小而升高，从而达到弱磁降速的目的。

调速是在功率较小的励磁回路进行，控制方便，能耗小，调速的平滑性也较高。

2-2简述直流PWM 变换器电路的基本结构。

IGBT，电容，续流二极管，电动机。

2-3直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？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？直流PWM变换器-电动机系统比V-M系统开关频率高，电流容易连续，谐波少，电动机损耗及发热都较小；低速性能好，稳速精度高，调速范围宽；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；电力电子开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适中时，开关损耗也不大，因而装置效率较高；直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。

电路中无电流，因为电动机处已断开，构不成通路。

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？反并联二极管是续流作用。

若没有反并联二极管，则IGBT的门极控制电压为负时，无法完成续流，导致电动机电枢电压不近似为零。

2-7直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？不是越高越好，因为太高的话可能出现电容还没充完电就IGBT关断了，达不到需要的输出电压。

电力拖动自动控制系统作业答案2

2-10某反馈控制系统以校正成典型I型系统，已知时间常数某反馈控制系统以校正成典型I型系统，
T=0.1s ，要求阶跃响应超调量 σ ≤ 10% 求系统的开环增益计算过渡过程时间和上升时间 δ=? 如果要求上升时间 tr < 0.25s 则k= ，
K K = S (TS + 1) S (0.1S + 1)
∗ ∗ U nm = U im = U cm = 8V
, , in 用PI调节器，已知：电动机： P =3.7KWUN =220V, IN =20AnN =1000r/m PI调节器已知：电动机： N 调节器， ∗ ∗ 电枢回路总电阻1.5Ω，电枢回路总电阻1.5Ω，设 U nm = U im = U cm = 8V ，电枢回路最大电流为40A，电力电子变换器放大系数Ks=40 试求（流为40A，电力电子变换器放大系数Ks=40 ，试求（1）电流反馈系数和转速反馈系数（馈系数和转速反馈系数（2）当电动机在最高转速发生堵转时 Ud0， Ui*， Ui， Uc，
Wobj ( s ) =
校正目标为典型I型系统，校正目标为典型型系统，即型系统
调节器为
k Wobj ( s ) = s (Ts + 1)
ki s
由
σ % ≤ 5% ∴ KT = 0.5
即
10ki × 0.01 = 0.5 ∴ ki = 5
调节器为
5 s
2-12有一个闭环系统，其控制对象的传递函数有一个闭环系统，
查表得
WK ( S ) =
由σ % ≤ 10%
ts =
KT = 0.69 ξ = 0.6
K=6.9
3 = 3* 2T = 6T = 0.6 s ξ wn

电力拖动自动控制系统习题答案版

2-5:n OP = I NR/C e= 305 0.18/0.2 = 274.5rpmS N =讥P /(n N %) =27.45%A A∏N S /000905n el 八 n N-D(^S) 20 0.952-6:2-7:D =10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 1000D = 100 =10 ； .：：n e ∣ = ：：n N 1000 0.02 2.04rpm ；10 0.982-3:已知n OmaX = n m ax： ∏N = 150OrPm∩0mi∏ = n min ： ∏N = 150rpmLnN =15rpm1500 -15 一11 nN — n max ，所以 n min150 -15n N D0. 1 n N ：=n N D 1485 11 15 11 15 2-4:C e Un O P = (U N-I N R a )/n N =0.1478v min/r = IN (R a R S )/C e =378 0∙045∕0∙1478 =115.1rpm n N (1 —s) 一1430* °.2一31115.1*0.8 n N s n N (1 -s) = 5.32115.1*0.72.63rpmU delK P K S U U U dop U dop U U12vK P K S1= K P K S U U =264 /U del =22 K P K S 1:说 U der 4∙6vK K2)系统原理图和静态结构框图见书中； U n ： Un =：n ,所以:：U nm/ n N=15/1500 = 0.01Vmi n/r = 13.77;K P =[C e (K 1)n N I N R]/K S U nm =14.2271 :=KC e /K p K s =0.0097。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统习题解答第2章

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：10000.02 2.04(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 1500max 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 max minn 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 14300.2 3.1(1)115(10.2)N n s D n s ⨯===∆-⨯- 当s=30%时 14300.3 5.33(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。

《电力拖动自动控制系统》参考答案

《电力拖动自动控制系统》参考答案：第一章一、填空题：1.答案：静止可控整流器直流斩波器2.答案：调速范围静差率.3.答案：恒转矩、恒功率4.答案：脉冲宽度调制二、判断题：答案：1.×、2. √、三、问答题：1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩T L的关系。

1.阻转矩负载特性；2.位转矩负载特性；3.转矩随转速变化而改变的负载特性，通风机型、恒功率、转矩与转速成比例；4.转矩随位置变化的负载特性。

2.答案：放大器的放大系数K p，供电电网电压，参数变化时系统有调节作用。

电压负反馈系统实际上只是一个自动调压系统，只有被反馈环包围部分参数变化时有调节作用。

3.答案：U d减少，转速n不变、U d增加。

4.答案：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。

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时所对应的转速降落与理想空载转速之比，称作转差率。

静态速降值一定，如果对静差率要求越严，值越小时，允许的调速范围就越小。

5.答案：反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。

系统能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。

但完全服从给定作用。

反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。

可见，测速发电机的励磁量发生变化时，系统无能为力。

6.答案：采用比例积分调节器的闭环调速系统是无静差调速系统。

积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，原因是积分调节器的输出包含了输入偏差量的全部历史。

可以实现无静差调速。

四、计算题：1.答案：开环系统的稳态速降：354.33r/min；满足调速要求所允许的稳态速降：8.33r/min；闭环系统的开环放大系数：41.542.答案：42.5N•M，3.41N•M3.答案：T=62.92N•M，n=920r/min，cosФ=0.784.答案：α=0。

时n0=2119r/min, α=30。

时n0=1824r/min，α=31.1。

（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习题集及解答

第二章习题集及解答2-1、某可控硅供电的双闭环直流调速系统，整流装臵采用三相桥式电路，基本数据如下：V U nom 220=，A I nom 136=，rpm n nom 1460=，Ra ＝0.2Ω，5.1=λ，40=s K ，电枢回路总电阻Ω=5.0R ，平波电抗器mHL 15=，2264.22Nm GD =，调节器的限幅值为10V ，V U n 10*max =，反馈滤波时间常数S T oi 002.0=，S T on 01.0=。

设计要求：稳态指标：无静差。

动态指标：电流超调量%5%≤i σ，起动额定转速时的转速超调量%10%≤n σ。

解：电流环设计：rpm V n I R U C nomnoma nom e /132.0=-=。

三相桥式可控硅整流装臵的滞后时间常数：S T s 0017.0=min/.007.0146010/05.0136*5.110*5.1101018.030*375,03.0*max 22r V n U A V I I SC R GD T S R L T nom n nom dm e m l ===========αβπ 电流环的小时间常数：S T T T oi s i 0037.0002.00017.0=+=+=∑，1011.80037.003.0<==∑i l T T ，因此可按典型I 型系统设计，选电流调节器为PI 调节器，其传递函数为：SS K i i iττ1+ 选S T l i 03.0==τ，因为要求%5%≤i σ取5.0=∑i I T K 因此11.1350037.0*2121-∑===S T K i I1.0345.005.0*40*0037.0*22===∑R K T K s i i β 校验条件：11.135-==S K I ci ω11960017.0*3131-==≤S T s ci ω满足条件 182.4003.0*18.01313-==≥S T T l m ci ω满足条件 18.180002.0*0017.0131131-==≤S T T oi s ci ω满足条件电流调节器的参数：取R0=40K Ω，R0=K i R0=41.36K Ω，SS 0296.0103.0034.1+f R C iii μτ74.01==∴，取0.75μff R T C oi oi μ2.0104002.04430=⨯⨯==按上述指标设计：%5%3.4%≤=i σ，满足设计要求。

《电力拖动自动控制系统》答案(全)

答：生产机械要求电动机提供的最高转速 nmax 和最低转速 nmin 之比叫做调速范围，用字母 D 表示，即： D
nmax nmin
负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落 n N 与理想空载转速 n0 min 之比，称为系统的静差率 S,即： s
n N n0 min
调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：
D
nN s n N (1 s)
由于在一定的 n N 下，D 越大， nmin 越小 n N 又一定，则 S 变大。所以，如果不考虑 D，则 S 的调节也就会容易， 1-4 ．某一调速系统，测得的最高转速特性为 n0 max 1500r / min ，最低转速特性为
得： I dbl
* (U n U com ) 15 15RS (1 43)； 25 Rs RS
Rs 1.46 1.5 U c o m I d c r Rs 15Rs 15 1.5 22.5V
系统的原理图和静态结构图 (给它画出图)
（2）显然采样电阻大于主电路 2.7*1/3 倍，所以增加电流反馈放大器后：新的采样电阻： Rs
闭环静态速降 ncl
nN s 1500 0.1 8.33r / min D(1 S ) 20(1 0.1)
K nop ncl 1 246.统开环放大倍数
（2）因为 n
* k p k sU n
C e (1 k )
某调速系统原理图如图所示，已知数据如下：电动机
PN 18KW ;U N 220V ; I N 94 A; nn 1000r / min; Ra 0.15 Ｐｎ＝18ＫＷ，Ｕｎ＝220Ｖ，In＝