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*(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D?30，s?10%，在Un?10V时Id?IN，

n?nN，计算转速负反馈系数?和放大器放大系数Kp。

解：

Ce??220?15.6?1.5?/1500?0.1311Vmin/r

?nop?IN?R?/Ce?15.6?3.3/0.1311?392.68r/min（1）nmin?1500/30?50s??nop/?n0min?392.68/?392.68?50??88.7%（2）

0.1??n/??n?50??n?5/0.9?5.56r/min

（3）

*??n?KpKsUn/Ce?1?K??R?Id/Ce?1?K? ?K?Kp?Ks/Ce??*??1500?KpKsUn/Ce?1?K???R?15.6?/Ce?1?K? ???K??n/?n?1?297.48/5.56?1?52.5?opcl???2.13旋转编码器光栅数1024，倍频系数4，高频时钟脉冲频率f0?1MHz，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

n?1500r/min和n?150r/min时的测速分辨率和误差率最大值。

解：（1）M法：分辨率Q?6060??1.465r/min ZTc1024?4?0.01最大误差率：n?60M1? ZTcnZTc1500?4?1024?0.01??1024 6060n?1500r/min时，M1?n?150r/min时，M1?1500r/min时，?max%?nZTc150?4?1024?0.01??102.4 606011?100%??100%?0.098% M11024150r/min时，?max%?11?100%??100%?0.98% M1102.4最新精品文档，知识共享！

可见M法适合高速。 （2）T法： 分辨率：

Zn21024?4?15002n?1500r/min时，Q???171r/min 660f0?Zn60?1?10?1025?4?1500Zn21024?4?1502n?150r/min时，Q???1.55r/min

60f0?Zn60?1?106?1024?4?150最大误差率：n?60f060f0，M2?，

ZnZM260?106当n?1500r/min时，M2??9.77

1024?4?150060?106当n?150r/min时，M2??97.7

1024?4?150n?1500r/min时，?max%?1M2?11?100%?1?100%?11.4%

9.77?1n?150r/min时，?max%?可见T法适合低速

M2?1?100%?1?100%?1%

97.7?1第三章作业

思考题

3-1 在恒流起动过程中，电枢电流能否达到最大值 Idm？为什么？

答：不能达到最大值，因为在恒流升速阶段，电流闭环调节的扰动是电动机的反电动势，它正是一个线性渐增的斜坡扰动量，所以系统做不到无静差，而是Id 略低于Idm 。

3-2 由于机械原因，造成转轴堵死，分析双闭环直流调速系统的工作状态。 答：转轴堵死，则n=0，， 比较大,导致 比较大， 也比较大，然后输出电压 较大，最终可能导致电机烧坏。

3-3 双闭环直流调速系统中，给定电压 Un*不变，增加转速负反馈系数 α，系统稳定后转速反馈电压 Un 和实际转速 n 是增加、减小还是不变？ 答：反馈系数增加使得 增大， 减小， 减小， 减小，输出电压 减小，转速n减小，然后 会有所减小，但是由于α增大了，总体还是增大的。

3-4 双闭环直流调速系统调试时，遇到下列情况会出现什么现象？ （1） 电流反馈极性接反。 （2）转速极性接反。

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答：（1）转速一直上升，ASR不会饱和，转速调节有静差。 （2）转速上升时，电流不能维持恒值，有静差。

3-5 某双闭环调速系统，ASR、 均采用 PI 调节器，ACR 调试中怎样才能做到 Uim*=6V时，Idm=20A；如欲使 Un*=10V 时，n=1000rpm，应调什么参数？ 答：前者应调节，后者应调节。

3-6 在转速、电流双闭环直流调速系统中，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Kn行不行？改变电力电子变换器的放大倍数 Ks 行不行？改变转速反馈系数α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：转速n是由给定电压决定的，若要改变电动机转速，应调节给定电压。改变Kn和Ks不行。改变转速反馈系数α行。

若要改变电动机的堵转电流，应调节或者。

3-7 转速电流双闭环直流调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为什么？

答：均为零。因为双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调节器都不饱和时，PI调节器工作在线性调节状态，作用是使输入偏差电压在稳态时为零。各变量之间关系如下：

3-8 在双闭环系统中，若速度调节器改为比例调节器，或电流调节器改为比例调节器，对系统的稳态性能影响如何？

答：稳态运行时有静差，不能实现无静差。稳定性能没有比例积分调节器作用时好。

3-9 从下述五个方面来比较转速电流双闭环直流调速系统和带电流截止负反馈环节的转速单闭 环直流调速系统： （1）调速系统的静态特性。 （2）动态限流性能。 （3）起动的快速性。 （4）抗负载扰动的性能。 （5）抗电源电压波动的性能。

答：转速电流双闭环调速系统的静态特性，动态限流性能，起动的快速性，抗负载扰动的性能，抗电源电压波动的性能均优于带电流截止负反馈环节的转速单闭环直流调速系统。

3-10 根据速度调节器ASR、电流调节器ACR的作用，回答下面问题（设ASR、ACR均采用PI调节器）：

（1） 双闭环系统在稳定运行中，如果电流反馈信号线断开，系统仍能正常工作吗？ （2） 双闭环系统在额定负载下稳定运行时，若电动机突然失磁，最终电动机会飞车吗？ 答：（1）系统仍能正常工作，但是如果有扰动的话，系统就不能稳定工作了。

（3） 电动机突然失磁，转子在原有转速下只能产生较小的感应电动势，直流电机转子电

流急剧增加，可能飞车。

习题：

*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Unm=15V，

nN=1500r/min，IN=20A，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻R=2Ω，Ks=20，

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*min/r，求：（1）当系统稳定运行在Un=5V，IdL=10A时，系统的n、Un、Ui*、Ce=0.127V·

Ui和Uc各为多少？（2）当电动机负载过大而堵转时，Ui*和Uc各为多少？

解：(1)

*??Unm/nN?15V/1500rpm?0.01V/rpm当U?5V,*n转速n?*Un??5V?500rpm0.01V/rpm*Uim15V????0.375V/AIdm40AUi*??Id?0.375*10?3.75V?UiUC?即Ud0E?IdLRCenN?IdLR0.127*500?10*2????4.175VKsKsKs20n?500rpm,Un?5V,Ui*?Ui?3.75V,Uc?4.175v*

（2）堵转时，Ui??Idm?15V，

Ud0?Cen?IdR?IdmR40*2Uc?????4VKsKsKs20

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：PN=3.7kW，UN =220V，IN =20A，nN =1000 r/min ,电枢回路总电阻R=1.5Ω,

**?Uim?Ucm =8V，设Unm电枢回路最大电流Idm=40A,电力电子变换器的放大系数Ks=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Ud0,Ui*,Ui,Uc值。

*Uim8V????0.2V/A解:1）

Idm40A*Unm8V????0.008V/rpm

nN1000rpm 2) Ud0?E?IdlR??CenN?IdlR??40A*1.5??60V

这时：Un?8V,Un?0，ASR处于饱和，输出最大电流给定值。 Ui?8V,Ui?8V,

UC?Ud0KS?6040?1.5V

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Uim（1） =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：

**