电力拖动自动控制系统_第四版_课后答案

习题解答(供参考)

习题二

2.2 系统的调速范围是1000~100

rmin,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。

2.3 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%

2.4 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

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

?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?

?nN又为多少?

(3)若要满足D=20,s≤5%的要求,额定负载下的转速降落

解:(1)

?nN?IN?RCe?305?0.180.2?274.5r/min SN??nNn0?274.5(1000?274.5)?21.5%

?n?nNS[D(1?s)]?1000?0.05[20?0.95]?2.63r/min

(2)

(3)

2.6 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

* 应为多少? Uu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

2.7 某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min,要求系统的静差率速降是100r/min,则闭环系统的开环放大倍数应有多大?

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

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

??2.8 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

2.9 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

?nN?nNs/?D?1?s???1500?10%(/20*90%)?8.33r/min

所以,

?ncl?8.33r/min

(2)

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