电力拖动自控系统复习题 下载本文

区;④低速平稳性好,调速范围可达1:20000左右;⑤低速时,每个晶体管的驱动脉冲仍较宽,有利于保证晶体管可靠导通。

7、①自动调节作用;②随负载变化改变电枢电压以补偿回路电阻压降的变化。

8、①作为内环的调节器,在外环转速的调节过程中,它的作用是使电流紧紧跟随其给定电压(即外环调节器的输出量)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。一旦故障消失,系统立即自动恢复正常。

9、①位置随动系统要求输出跟随给定变化,强调快速跟随性能;②调速系统保证稳定和抵抗扰动,强调抗扰性。

10、①闭环系统静特性比开环系统机械特性硬得多。②如果比较同一no的开环和闭环系统,则闭环系统的静差率要小得多。③当要求的静差率一定时,闭环系统可以大大提高调速范围。④闭环调速系统要增加运算放大器。

11、①调节电流调节器和转速调节器中的反馈系数。②比例积分环节中的放大系数。

12、电流调节器整定成I型系统,主要是考虑I型系统的超调量小,跟随性能好,在一定的条件下其抗扰性能是可以容许的。转速调节器整定成II型系统,主要是考虑抗扰性能。

13、①PD,超前校正,提高稳定裕度,快速性好,稳态精度差;②PI,滞后校正,保证稳态精度,限制快速性;③PID,滞后-超前校正,集中PI和PD优点,但实现与调试复杂。

14、按照电力拖动原理,在不同转速下长期运行时,为了充分利用电机,都应使电枢电流达到其额定值①恒转矩调速方式:由于电磁转矩T?Km?I,在调压调速范围内,因为励磁磁通不变,容许的转矩也不变。②恒功率调速方式:在弱磁调速范围内,转速越高,磁通越弱,容许的转矩不得不减少,转矩与转速的乘积则不变,即容许功率不变。 15、PWM、PFM和两点式控制。

16、①转速调节器是调速系统的主导调节器,它使转速n很快地跟随给定电压变化,稳态时可减小转速误差,如果采用PI调节器,则可实现无静差。②对负载变化起抗扰作用。③其输出限幅值决定电机允许的最大电流。 17、

Id?Ui-+RACRUUPEUd0+cU*n+ASRU*i-IdRE1/CenKs-Un? 18、

三、 计算题

1、解:(1)电动机的Ce:Ce?+UsVT1Ug1AVT2VD2Ug2VD4VD1+MMVD3-BVT4Ug4VT3Ug3Unom?InomRa220?15?2??0.127V?min/r

nnom1500开环系统稳态压降?nop?InomRInom(Ra?Rrec)15?(2?1)???354.33r/min CeCe0.127nnoms1500?0.1??8.33r/min

D(1?s)20?(1?0.1)nn1000调速要求允许的稳态压降?ncl??nnom?*UU20n(2)U*时n=1000r/min,转速反馈系数???n?V?min/r?0.02V?min/r n?20V(3)电压负反馈调速系统稳态特性方程为n?RrecRa?Inom?Inom

Ce(1?K)Ce(1?K)CeKpKsU*nUnU*30n式中:K?KpKs?,其中电压反馈系数?????0.1364

UnomUnom220所以:K?8.79?30?0.1364?35.97 采用负电压反馈后调速系统的稳态速降为

?RrecR??n???a?Inom?Ce(1?K)Ce? ?12?????15r/min?239.42r/min??0.127??1?35.97?0.127?D?nnoms1500?0.3??2.7,即系统最多能达到的调速范围为2.7。

?n(1?s)239.42?(1?0.3)*

2、解:①n=0;②Ui=10V ;③Id=35A;④Uc?IdR35?3V=3V。 ?Kc353、解:Ce?Un?InRa220?55?0.1??0.2145V?min?r

nn1000?nn?InRa55?0.1??25.6r/min Ce0.2145⑴ D?nns1000?0.1??4.34

?nn(1?s)25.6(1?0.1)nnsD??nn2?25.6?s???0.049

?nn(1?s)nn?D??nn1000?2?25.6nns1000?0.05??5.26

D(1?s)10(1?0.05)⑵ D?⑶ ?n?4、①用PI调节器校正时,调节器传递函数为 WPI(s)?Kpi取?1?T1?0.4s,并将T2、T3、T4看成小时间常数,令

?1s?1 ?1sT?T2?T3?T4?0.08?0.015?0.005?0.1s

则按典型I型系统校正时系统开环传递函数为

W(s)?Kpi?1KpiK1K ??1sTs?1s(Ts?1)同样,取K???10.41,则Kpi???1

2K1T2?2?0.12T调节时间:ts?6T?6?0.1?0.6s ②用PID调节器校正时,其传递函数为WPID(s)?(?1s?1)(?2s?1)

?s取?1?T1?0.4s,?2?T2?0.08s,令T?T3?T4?0.015?0.005?0.02s 则按典型I型系统校正时系统开环传递函数为

W(s)?1K1K ???sTs?1s(Ts?1)同样,取K?K11?,则??2K1T?2?2?0.02s?0.08s ?2T调节时间:ts?6T?6?0.02?0.12s。 5、解:Ce?Un?InRa220?15.6?1.5??0.131

nn1500?nop?In(Ra?Rn)15.6?2.5??297.7

Ce0.131⑴ D?nnops?nnop(1?s)?s?D??nnopnn?D??nnop?30?297.7?0.86

1500?30?297.7⑵ ?ncl?nns1500?0.1??5.56r/min

D(1?s)30(1?0.1)?nop10?0.0067V?min/r ,开环放大系数为K?⑶ ???1?52.5 1500?ncl另 K?Kp?KsCe?Kp?KCe52.5?0.131??27.9 ?Ks0.0067?376、解:①首先应确定主电路的电感值,用以计算电磁时间常数

L?0.693U2IdminU2?U2l230??132.8 V33L?0.693?132.8?16.73 mH55?10%

取 L= 17mH = 0.017H ②电磁时间常数

③机电时间常数

Tl?L0.017??0.017 sR1.0GD2R10?1.0Tm???0.075 s30375CeCm375?0.1925??0.1925π④三相桥式整流电路,滞后时间常数

Ts = 0.00167 s

⑤稳定条件

稳态调速性能指标要求K ≥53.3 ,因此闭环系统不稳定。

2Tm(Tl?Ts)?Ts20.075?(0.017?0.00167)?0.00167K???49.4TlTs0.017?0.00167