流di反向, VD2截止,在onttT≤<期间2gU为正,于是VT2导通反向电流产生能耗制动作用。在onTtTt≤<+期间,VT2关断,di?经VD1续流,向电源回馈能量。同时VD1两端压降钳住VT1,使他不能导通。在制动状态,VT2和VD1轮流导通,VT1始终关断。 1.3
1.4 系统的调速范围是1000~100rmin,要求静差率s=2%,那么系统允许的静差转速降是多少? 解:?n?nnsD(1?s)?1000?0.02(10?0.98)?2.04rpm
系统允许的静态速降为2.04rpm
1.5某一调速系统,在额定负载下,最高转速特性为n0max?1500rmin,最低转速特性为
n0min?150rmin,带额定负载时的速度降落?nN?15rmin,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 D?nmaxnmin(均指额定负载情况下)
nmax?n0max??nN?1500?15?1485 nmin?n0min??nN?150?15?135 D?nmaxnmin?1485135?11
2) 静差率 s??nNn0?15150?10%
1.6 直流电动机为PN=74kW,UN=220V,IN=378A,nN=1430r/min,Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时,求系统的调速范围。如果s=30%时,则系统的调速范围又为多少??
解:Ce?(UN?INRa)nN?(220?378?0.023)1430?0.1478Vrpm ?n?INRCe?378?(0.023?0.022)0.1478?115rpm D?nNS[?n(1?s)]?1430?0.2[115?(1?0.2)]?3.1 D?nNS[?n(1?s)]?1430?0.3[115?(1?0.3)]?5.33
1.7 某龙门刨床工作台采用
V-M
调速系统。已知直流电动机
PN?60kW,UN?220V,IN?305A,nN?1000rmin,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?nN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SN多少?
(3)若要满足D=20,s≤5%的要求,额定负载下的转速降落?nN又为多少? 解:(1)?nN?IN?RCe?305?0.180.2?274.5r/min (2) SN??nNn0?274.5(1000?274.5)?21.5%
(3) ?n?nNS[D(1?s)]?1000?0.05[20?0.95]?2.63r/min
*1.8 有一晶闸管稳压电源,其稳态结构图如图所示,已知给定电压Uu?8.8V、比例调节器
放大系数KP?2、晶闸管装置放大系数KS?15、反馈系数γ=0.7。求:(1)输出电压Ud;(2)若把反馈线断开,Ud为何值?开环时的输出电压是闭环是的多少倍?(3)若把反馈
*系数减至γ=0.35,当保持同样的输出电压时,给定电压Uu 应为多少?
*解:(1)Ud?KpKsUu(1?KpKs?)?2?15?8.8(1?2?15?0.7)?12V
(2) Ud?8.8?2?15?264V,开环输出电压是闭环的22倍
* (3) Uu?Ud(1?KpKs?)KpKs?12?(1?2?15?0.35)(2?15)?4.6V
2.1 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s?5%,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)D?nNs/?nN?1?s?
10?1500?2%/?nN?98%
?nN?1500?2%/98%?10?3.06r/min
2)K??nop/?ncl?1?100/3.06?1?31.7
2.2 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8 r/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?
解: ?nop??1?K??ncl??1?15??8?128
如果将开环放大倍数提高到30, 则速降为:
???ncl??nop/?1?K??128/?1?30??4.13rpm
在同样静差率要求下,D可以扩大?ncl1/?ncl2?1.937倍
2.5 有一V-M调速系统:电动机参数PN=2.2kW, UN=220V, IN=12.5A, nN=1500 r/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)
n??UN?IN?Ra?/Ce?Ce??220?12.5?1.5?/1500?201.25/1500?0.134Vmin/rn??UN?IN?R??/Ce??nop?IN?R?/Ce?12.5?3.3/0.134?307.836r/min
?ncl?nNs/?D?1?s???1500?10%(/20*90%)?8.33r/min 所以,?ncl?8.33r/min (2)
??(3)(4)n?KpKsUn?IdR/?Ce?1?K???KUn/??1?K???IdR/?Ce?1?K???
????K???nop/?ncl??1?307.836/8.33?1?35.955
1500???35.955?15/??1?35.955??????12.5?3.3/?0.134?1?35.955????
???0.0096Vmin/r
可以求得,Kp?K*Ce35.955*0.134??14.34 Ks*?35*0.0096也可以用粗略算法:
?Un*Un15??0.01 ?Un??n,??n1500Kp?KCe/Ks?,Kp?35.955?0.134/?35?0.01??13.76
2.6 在题2.5的转速负反馈系统中增设电流截止环节,要求堵转电流Idbl?2IN,临界截止电流Idcr?1.2IN,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? 解:(1) Idbl?2IN?25A,Idcr?1.2IN?15A
Idcr?Ucom/Rs?15?Ucom/Rs
*Idbl?Un?Ucom/Rs?25??15?Ucom?/Rs?Rs?1.5???,
Ucom?15?1.5?22.5V
(2)
(R?/3)??1.0?1.5?0.8?/3?1.1?,不符合要求,取Rs?1.1?,Rs?(R?/3)需加电流反馈放大器