电力拖动自动控制系统作业

电力拖动习题

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特性？

解：省掉了平波电抗器，电磁时间常数小；开关频率高，时间响应滞后时间短，动态响应加快，抗干扰 能力增强，提高了系统动态性能。

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。

解：制动时：当U gi 为正时，由于 VD 的续流作用，VT i 不能导通，U g2为负，VT 2截止；当U gi 为负时， VT i 截止，此时U g2为正，VT 2导通。

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？

解：调速范围：生产机械对电动机所提出的最高转速 n max 与最低转速n min 之比叫做调速范围，用字母 D 来表示。n max 与n min 通常指额定负载下的转速。

静差率：负载由理想空载增加到额定负载所产生的转速降落 An,与理想空载转速 n o 的比值，称作静差 率，用字母s 表示，一般用百分数表示

当要求的S 值一定时，如果没有调速范围限制，可以容易的通过提高最低转速来满足对 S 的要求。

1-4某一调速系统，测得的最高转速特性为 n omax =15OOr/min,最低转速特性为n omin =15Or/min ,

带额定负载时的转速降落 △n =15r/mi n ，且在不同转速下 An 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？

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 8r/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？

扩大的倍数为： 丄

1

1.937

n

b2

1-7某调速系统的调速范围 D=20,额定转速n N =1500r/min ，开环转速降落 An op =240r/min ，若要求系统的 静差率由10%降到5%,则系统的开环增益将如何变化？

1-8转速单闭环调速系统有哪些特点？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，调节测速反馈电位器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？ 解：闭环调速系统可以得到比开环调速系统硬的多的稳态特性，从而在保证一定静差率要求的情况下， 能够提高调速范围，代价是增设放大器以及检测和反馈装置。改变给定电压可以改变电机的转速，给定 改变时，偏差改变，变流器输出改变，电机转速改变；给定不变，调反馈分压比可以改变电机转速，理 由同上；测速机励磁变化对转速的影响，无法克服，效果相当于改变反馈电位器分压比，转速变化是必 然的。

1-9在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机的励磁 各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量有无调节能力？为什么？

解：其中电网电压变化、电动机励磁电流变化、电枢电阻变化等反馈闭环都能调节，因为它们都作用在

调速范围、静态速降和最小静差率之间的关系如下式:

n N S n N 1 s

最低转速越高，对应 s 值越小,

解：D

n

max n

omax n

N

n

min n 0min n N D n N

n

N D n N

1-5某闭环调速系统的调速范围是 多少？如果开环系统的静态速降是 1500~150r/min ，要求系统的静差率 s< 2%那么系统容许的静态速降是

100r/min,则闭环系统的开环放大倍数应有多大？

解:

n N s

n b D 1 s

1500 s

1500 ,

1 s 150 3.06r / min K

9.8

n k n b

解:

n k

n b1 K 1 1

128

n

b2

巫 4.13

K 2 1

解：K 1

D n Nop 1 0.1 n N

0.1

1 27.8 K 2

D 氐皿 1 0.05

1

n N 0.05

59.8

解: U com

l dcr R

s 1.21 N R s 15R s R s

U nm

U com

U

nm

U

com

1

dbl

2l

0.04 15 U

com

0.6 0.6R s

闭环所包围的前向通道上；而测速发电机励磁变化对转速的影响闭环无法调节，因为它作用在反馈环之 外。

1-10 有一 V-M 调速系统，电动机参数为：P N =2.2kW ，U N =220V , I N =12.5A ，n N =1500r/min,电枢电阻 R a =1.2 Q, 整流装置内阻R rec =1.5 Q 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 An 和调速要求所允许的闭环静态速降 An 。

(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框图。 3)调整该系统参数，使当 U n *=15V 时，l d =l N , n=n N ,则转速反馈系数 a 应该是多少？ (4)计算放大器所需的放大倍数。 解: (1)

1-11在题1-10的转速负反馈系统中增设电流截止环节，要求堵转电流 I dbl < 2|临界截止电流I dcr > 1.2J, 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土图，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？

C e

U

N

R

a 1 N

220

「2 12

・5

0.137V ?min/r

n

op

n N

1500

R a R rec

C e

1.2 1.5 1

2.5

246.35r/min

0.137

n cl

n N S

1500 0.1

8.33r / min

20 1 0.1

3)可近似计算为:

15 1500

0.01V ?min/ r

4) K

I N

R nC

e

K p K s n

15

12.5 2.7 1500 0.137 11.64 35 1500 0.00961V ?min/r

匹 1 246^ 1

n cl 8.33

28.57 K p

KC e K s

28.57 0.137 35 0.00961

11.64