电力拖动自动控制系统课后答案教学文案.docx
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电力拖动自动控制系统课后答案教学文案
电力拖动自动控制系统课后答案
习题二
2.2系统的调速范围是1000~100
,要求静差率s=2%,那么系统允许的静差转速降是多少?
解:
系统允许的静态速降为
。
2.3某一调速系统,在额定负载下,最高转速特性为
,最低转速特性为
,带额定负载时的速度降落
,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
(均指额定负载情况下)
2)静差率
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
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
多少?
(3)若要满足D=20,s≤5%的要求,额定负载下的转速降落
又为多少?
解:
(1)
(2)
(3)
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
,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)
2.9有一V-M调速系统:
电动机参数PN=2.2kW,UN=220V,IN=12.5A,nN=1500r/min,电枢电阻Ra=1.5Ω,电枢回路电抗器电阻RL=0.8Ω,整流装置内阻Rrec=1.0Ω,触发整流环节的放大倍数Ks=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Δnop和调速要求所允许的闭环静态速降Δncl。
(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Un*=15V时,Id=IN,n=nN,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)
所以,
(2)
(3)(4)
可以求得,
也可以用粗略算法:
,
2.12有一个晶闸-电动机调速系统,已知:
电动机:
,
,
,
r/min,
=1.5Ω,整流装置内阻
=1Ω,电枢回路电抗器电阻
=0.8Ω,触发整流环节的放大倍数
。
(1)系统开环工作时,试计算调速范围
时的静差率
值。
(2)当
,
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
,
,在
时
,
,计算转速负反馈系数
和放大器放大系数
。
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
,旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器,M法测速时间为0.01s,求转速
和
时的测速分辨率和误差率最大值。
解:
(1)M法:
分辨率
最大误差率:
时,
时,
时,
时,
可见M法适合高速。
(2)T法:
分辨率:
时,
时,
最大误差率:
,
,
当
时,
当
时,
时,
时,
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,设系统最大给定电压
=15V,
=1500r/min,
=20A,电流过载倍数为2,电枢回路总电阻
=2Ω,
=20,
=0.127V·min/r,求:
(1)当系统稳定运行在
=5V,
=10A时,系统的
、
、
、
和
各为多少?
(2)当电动机负载过大而堵转时,
和
各为多少?
解:
(1)
(2)堵转时,
,
3.2在转速、电流双闭环调速系统中,两个调节器ASR,ACR均采用PI调节器。
已知参数:
电动机:
=3.7kW,
=220V,
=20A,
=1000r/min,电枢回路总电阻
=1.5Ω,设
=8V,电枢回路最大电流
=40A,电力电子变换器的放大系数
=40。
试求:
(1)电流反馈系数
和转速反馈系数
。
(2)当电动机在最高转速发生堵转时的
值。
解:
1)
2)
这时:
,ASR处于饱和,输出最大电流给定值。
3.3在转速、电流双闭环调速系统中,调节器ASR,ACR均采用PI调节器。
当ASR输出达到
=8V时,主电路电流达到最大电流80A。
当负载电流由40A增加到70A时,试问:
(1)
应如何变化?
(2)
应如何变化?
(3)
值由哪些条件决定?
解:
1)
因此当电流从40A
70A时,
应从4V
7V变化。
2)
要有所增加。
3)
取决于电机速度和负载大小。
因为
3.5某反馈控制系统已校正成典型I型系统。
已知时间常数T=0.1s,要求阶跃响应超调量
≤10%。
(1)系统的开环增益。
(2)计算过渡过程时间
和上升时间
;
(3)绘出开环对数幅频特性。
如果要求上升时间
<0.25s,则K=?
,
%=?
解:
取
(1)系统开环增益:
(2)上升时间
过度过程时间:
(3)
如要求
,查表3-1则应取
这时
超调量=16.3%。
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
,
,
,求变换后两相静止坐标系中的电流
和
,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,
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的的
倍,两相电流的相位差
。
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
和
变换到两相旋转坐标系中的电流
和
,坐标系旋转速度
。
分析当
时,
和
的基本特征,电流矢量幅值
与三相电流幅值
的关系,其中
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
当
时,
,两相旋转坐标系中的电流
电流矢量幅值
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