電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)機(jī)械工業(yè)習(xí)題答案

壓UdEUd，很快使電流id反向，VD2截止，在tont＜Ｔ時(shí)，Ug2變正，于是VT2導(dǎo)通，反向電流沿回路D

ssnN s

nmin

s

(1sD

nN(1S１－４nOmax1500rmin D

1500150 s nNDnN

100%

%1500~150r/mins2，那么系 因?yàn)閟

nminnnmins1500.023.06r/ 1 1因?yàn)閚 1Knop11001 1－6158r/min，如果30，它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調(diào)速范圍可以擴(kuò)大多 （1）因

e所

n 1284.13r/e1+K）1（2）由D

nNnN(1S

不變的情況下，D只與nN 某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍D=20，額定轉(zhuǎn)速nN1500rmin，開環(huán)轉(zhuǎn)速降落nNop240rmin10%5%，則系統(tǒng)的開環(huán)增益將如何變解；當(dāng)s=10%時(shí)，n nN 15000.18.33r/ （1- 此時(shí)K

1 當(dāng)s=5%時(shí)，n nN 15000.053.95r/N此時(shí)K

（1 1—8轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特點(diǎn)？改變給定電壓能否改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速？為什么？1—9在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻、測1—10V—MPN2.2kW，UN220V，IN12.5A，nN1500rminRa1.2Rrec1.5，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放Ks35。要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍D=20s10%。計(jì)算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降nop和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降ncln調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng)U15VdIN，n=nN，則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)nIeCUNINe

22012.51.20.1367Vmin/ CnINR12.5（1.2+1.5）246.9r/Ce en nN 15000.18.33r/ （（2）系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如下所示--+EnU*n ?-U*U*? A GT+M--Un-n++U--+--n（3）U15V時(shí)，IdIN，n=nN，則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)應(yīng)該是n n n

Knop1246.91 K

PKS/P

1—111-10Idbl2IN

U com2I

U

1.2I且U=15V，計(jì)算可得R UIdbl com2I

U

1.2I 18kWIN94A，nN1000rminRa0.15Rrec0.3，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)K40。最大給定電壓U15V 反饋電壓Uim1.5IN轉(zhuǎn)速反饋系數(shù) n n

eCUNINe

220940.150.2059Vmin/ nINR94（0.15+0.3）205.4r/ n nN 10000.15.56r/cl（1-s）20（1-Knop1205.41

PK P

KS/

0.01540/ 電壓反饋系數(shù)1-13有一個(gè)VM系統(tǒng)，已知：電動(dòng)機(jī)：PN2.8kW，UN220V，IN15.6A，Ks35。當(dāng)nnIdIN，n=nN，計(jì)算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)Kpn如將上述調(diào)速系統(tǒng)改為電壓負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，仍要求U10VnIdIN，n=nNKeCUNINe

22015.61.50.1311Vmin/ nINR15.6（1.5+1）297.5r/Ce Ce s 100% 100%nN 當(dāng)n nN 5.56r/ （1-n（3）U10V時(shí)，IdIN，n=nN，則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)nUU10n n

Knop1297.51 K

PKS/P

所以nclnop297.5r/mins

100%

100%在題1-10的系統(tǒng)中，若主電路電感L=50mH，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分的飛輪慣量K是多電磁時(shí)間常數(shù)

L

m375CC 0.065se 3750.1367

TsT(TT)T 0.065(0.01850.00167)K s

0.018523.1>28.75,所以該系統(tǒng)不可以穩(wěn)定運(yùn)行的輸入偏差電壓U0時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它取決于那些因素？答；在動(dòng)態(tài)過程中，當(dāng)Un變化時(shí)，只要其極性不變，積分調(diào)節(jié)器的輸出Uc只有達(dá)到UUU0時(shí)，U才停止上升；不到U變負(fù)，U不會(huì)下降。當(dāng)U 時(shí)，Uc并不是零，而是一個(gè)終值；如果Un差量的全部歷史。雖然現(xiàn)在Un0，但歷史上有過Un，其積分就有一定數(shù)值，足以產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)需要的控制電壓Uc1/（1+K轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行不行？若要改變電動(dòng)機(jī)的堵轉(zhuǎn)電流，應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)？U*Un nn是由給定電壓U決定的；改變轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)也可以改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。改變轉(zhuǎn)KnKs不可以。nP調(diào)節(jié)器時(shí)其輸出量總是正比于輸入量，PI調(diào)節(jié)器的輸出量在動(dòng)態(tài)過程中決定于nnASRU*iIdLUcnId，或者說，同時(shí)取決于U和IdL。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計(jì)算是和無靜差系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)nn路中串入一個(gè)大電阻KpKsRs，因而穩(wěn)態(tài)速降極大，特劇下垂；比較電壓Ucom與Un*的作用一致，好象把理想空載轉(zhuǎn)速提高了。這樣的兩段式靜特性常稱作下垂行時(shí)，轉(zhuǎn)速反饋線突然斷線，系統(tǒng)重新進(jìn)入穩(wěn)態(tài)后，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓Ui是否n在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速給定信號U未改變，若增大轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)，系統(tǒng)穩(wěn)定后轉(zhuǎn)速反饋電壓Un是增加還是減少？為什么？nASR、ACRPI調(diào)節(jié)器。已知參數(shù)：電動(dòng)機(jī)：PN3.7kW,UN220VIN20AnN1000rmin，電樞回路總電阻R1.5，設(shè)UU 8V，電樞回路最大電流 當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的 、U、U、U值d

因?yàn)镮dm

80.2V/ nm

Ud0CenIdR401.5UUI UiUUd060 iiii10%計(jì)算過度過程時(shí)間ts和上升時(shí)間t繪出開環(huán)對數(shù)幅頻特性。如果要求上升時(shí)間t0.25sK=有一個(gè)系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數(shù)為 (s) 無靜差系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量5%（按線性系統(tǒng)考慮。試對該系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)

(s)

s(0.02s

調(diào)節(jié)對象的傳遞函數(shù)為Wobj(s) 的額定數(shù)據(jù)為：PN60kW,UN220VIN308AnN1000rmin，電動(dòng)勢系數(shù)n n ACR飽和輸出電壓U8V 6.5V 動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n10%。試求：ACRRi、Ci、Coi。畫出其電路圖，調(diào)節(jié)器輸入回路電阻R040k；U8im

0.0236V/ nm

Toi3.3ms,為了基本濾平波頭,應(yīng)有Ti

TiTSToi根據(jù)設(shè)計(jì)要求i≤5℅, 環(huán)控制對象是雙慣性型的,因此可用PI型電流調(diào)節(jié)器,其傳遞函數(shù)見式(2-57).檢查對電源電壓的抗擾性能:

電流環(huán)開環(huán)增益:要求i≤5℅時(shí),按表2-2K1Ti0.5IK0.5I

i KKIiR860.0120.18i

35電流環(huán)截止頻率:ciKI

3

11 79.06s1 1 由圖2-25,按所用運(yùn)算放大器取RiKiR00.22540k

=40kΩ,各電阻和電容值為C

0.012F1.33106F1.33F取1.33i

940.0025F0.25106F0.25F取0.2按照上述參數(shù),電流環(huán)可以達(dá)到的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為i=4.3℅<5℅(2-2),滿足設(shè)計(jì)1K 1KI

2Ti20.0058s 轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)Tn1KTn1KI

nnn

為n=hTn=3h 由式(2-75)可得轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益:KN

nK(h1)CeTmn

230.010.18

KNn314.10.0798s1 3

s140.6s1cn13

1

s125.2s1cn RnKnR07.7340k309.2k,取C

F0.257106F0.257F取0.257nn nn 4 on F

F1.5F取1.5R0 R0（7）由表2-7查得,由h3得

339 （

* n 2h KU 6 h

Tn48 0.02660.386s 555kW,UN750VIN760AnN375rmin，電動(dòng)勢系數(shù)Ce1.82Vminr，電樞回路總電阻R0.14，允許電流過載倍數(shù)1.5，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks75。電磁時(shí)間常數(shù)Tl0.031s，機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm0.112sToi0.002s，轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)Ton 。設(shè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電UU 10VR40k 設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量i5%在此系統(tǒng)中，當(dāng)轉(zhuǎn)速給定信號最大值U15Vnn1500rmin 流給定信號最大值U10V時(shí)，允許最大電流 30A，電樞回路總電阻R2， Ks30IN20A，電動(dòng)勢系數(shù)C0.128Vmin/r現(xiàn)系統(tǒng)在U5V 20A時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行求此時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速 ACR的輸出電壓Uc試分析并說明。若系統(tǒng)能夠穩(wěn)定下來，則穩(wěn)定后n=？UU?IU? 已知轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)Tn0.05s，求轉(zhuǎn)速環(huán)在跟隨給定作用下的開環(huán)傳遞函數(shù)，并計(jì)算該系統(tǒng)由空載（IdL0）Idn的動(dòng)態(tài)過程波形是怎樣的？已知機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm0.05s，計(jì)算其最大動(dòng)態(tài)速降nmax和恢復(fù)時(shí)間tV。 PN200kW,UN48VIN3.7AnN200rminRa6.5，電樞回路總R8，允許電流過載倍數(shù)2Ce0.12Vmin/rTl0.015s，機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm0.2s，，電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)Toi0.001s濾波時(shí)間常數(shù)T0.005s。設(shè)調(diào)節(jié)器輸入輸出電壓UUU10V 電阻R040k。已計(jì)算出晶體管D202的開關(guān)頻率 環(huán)節(jié)的放大倍Ks4.8動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n20%；過載過程時(shí)間ts0.1s。3章1.5，計(jì)算機(jī)內(nèi)部定點(diǎn)數(shù)占一個(gè)字的位置（16解：定點(diǎn)數(shù)長度為1個(gè)字（16位但最須用作符號位，只有15位可表示量值，故最大值Dmax=215-1。電樞電流最大允許值為1.5IN，考慮到調(diào)節(jié)過程中瞬時(shí)值可能超 NK 1.8760N NK 1.3375min/r67.21min/NK23A1，K67min/r求轉(zhuǎn)速n=1500r/minn=150r/min時(shí)的測速分辯率和誤差率最大值。M測速分辨率Q

M11）60M160

r/min1.46r/

當(dāng)n=1500r/min時(shí)，M1 40960.011500 M測速誤差率最大值maxM1

100% 100%當(dāng)n=150r/min時(shí)，M1 40960.01150 T

max

100% 100% n=1500r/minn60 M M

M60

（ n=150r/min

100% 1100%M2 9測速分辨率Q

60

60106M60

9（

100% 100%M2 KT=0.5Ce1.82Vmin/rR0.14，允許過載倍數(shù)1.5T0.112s，轉(zhuǎn)速濾波時(shí)間常數(shù) 0.02s，電流反饋系數(shù)K23A1，轉(zhuǎn)速反 K67min/r，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器采樣時(shí)間Tsam0.01s，電流環(huán)小慣性時(shí)間常數(shù)TiTsToi0.0017s0.002s第4 n-說明在每個(gè)階段中ASRACR各起什么作用，VFVR各處于什么狀態(tài)。轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR控制轉(zhuǎn)速，設(shè)置雙向輸出限幅電路，以限制最大起制動(dòng)電流；minVFGTF控制觸發(fā)，正轉(zhuǎn)時(shí)，VF整流；反轉(zhuǎn)時(shí)，VF逆變。 第5章閉環(huán)控制的異步電動(dòng)壓調(diào)速系異步電動(dòng)機(jī)從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率PmPs，根據(jù)對Ps處理方式的不同，可把交流調(diào)速系統(tǒng)分成哪幾類？并舉例說明。效率高低的標(biāo)志。從這點(diǎn)出發(fā)，可以把異步電機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)分成三類。167.5W45W，29W，試?yán)L出該電動(dòng)機(jī)的功率流程圖，注明各項(xiàng)功率第6章籠型異步電動(dòng)壓變頻調(diào)速系統(tǒng)阻抗壓降，而認(rèn)為定子相電壓Us≈Eg，則得USf1UsEgrmConstant，從而改善了低速性能，但機(jī)械特性還是非線性的，產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的能力仍受到限制。恒Er/1控制可以得到和直流他勵(lì)電機(jī)一樣的線性機(jī)械特性，按照rmrm動(dòng)態(tài)