電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)

1、僅供個(gè)人參考For pers onal use only in study and research; not for commercial use2.9 有一 V-M調(diào)速系統(tǒng)：電動(dòng)機(jī)參數(shù)PN=2.2kW, U N=220V, IN=12.5A, n N=1500 r/min，電樞電阻 Ra=1.5 Q,電樞回路電抗器電阻RL=0.8 Q,整流裝置內(nèi)阻Rrec=1.0 Q,蟲(chóng)發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=35。要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍D=20，靜差率S<=10%。(1) 計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降A(chǔ)nOp和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降%。(2) 采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫(huà)出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結(jié)

2、構(gòu)圖。(3) 調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng)Un*=15V時(shí)，Id=I N, n=nN，則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)a應(yīng)該是多少？(4) 計(jì)算放大器所需的放大倍數(shù)。解：(1)所以，ncl =8.33r/min(2)3) (4) n JKpKsUn ldR/Ce1 K 二 Kun/： 1 K L ljdR/Ce 1 K 1 K*Ce 35.955*0.134可以求得，Kp14.34p Ks*a 35*0.0096也可以用粗略算法：U n ： u n - ： n= -0.01n 1500Kp 二KCe/a：，Kp =35.955 0.134 / 35 0.01 =13.762.4直流電動(dòng)機(jī)為PN=74kW,UN=220

3、V,IN=378A,nN=1430r/min , Ra=0.023 Q。相控整流器內(nèi)阻Rrec=0.022 Q。采用降壓調(diào)速。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械要求s=20%時(shí)，求系統(tǒng)的調(diào)速范圍。如果s=30%時(shí)，則系統(tǒng)的調(diào)速范圍又為多少？解：Ce =(UN -尿).nN =(220-378 0.023).'1430 = 0.1478V； rpm2.5某龍門(mén)刨床工作臺(tái)采用 V-M調(diào)速系統(tǒng)。已知直流電動(dòng)機(jī)，主電路總電阻R=0.18 Q ,Ce=0.2V?min/r,求：(1) 當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落二門(mén)“為多少？(2) 開(kāi)環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的靜差率Sn多少？(3) 若要滿足 D=20

4、,s < 5%的要求，額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落-n”又為多少？解：二瓜=IN R. Ce = 305 0.18 0.2 = 274.5r/min(2) SN 二n 5o 二 274.5 (1000 274.5) = 21.5%(3) NS,D(1s) =1000 0.0520 0.95 =2.63r/mink2.6有一晶閘管穩(wěn)壓電源，其穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如圖所示，已知給定電壓Uu =8.8V 、比例調(diào)節(jié)器放大系數(shù)KP =2 、晶閘管裝置放大系數(shù)Ks-15、反饋系數(shù)Y =0.7。求：(1)輸出電壓Ud ； (2)若把反饋線斷開(kāi)，Ud為何值？開(kāi)環(huán)時(shí)的輸出電壓是閉環(huán)是的多少倍？(3)若*把反饋系數(shù)減至 y

5、 =0.35，當(dāng)保持同樣的輸出電壓時(shí)，給定電壓Uu應(yīng)為多少?解：1)Ud = KpKsU； . (1 KpKs ) =2 15 8.8 (1 2 15 0.7)=12V(2) Ud =8.8漢2 “5 = 264V，開(kāi)環(huán)輸出電壓是閉環(huán)的22倍(3) U； =Ud(1 KpKs ”KpKs =12 (1 2 15 0.35) (2 154.6V3.8在一個(gè)由三相零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，已知電動(dòng)機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：PN =60 kW , Un = 220 vlN =308 A , nN =1000 r/min ,電動(dòng)勢(shì)系數(shù) Ce=0.196 V min/r ,主回路總電阻

6、R=0.18 Q ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks =35。電磁時(shí)間常數(shù)Tl =0.012s,機(jī)電時(shí)間常數(shù) Tm=0.12s,電流反饋濾波時(shí)間常數(shù) T0i =0.0025s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù) T0n=0.015s。額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓 (Un*)N =10V,調(diào)節(jié)器 ASR , ACR 飽和輸出電壓 Uim*=8V,Ucm =6.5V。系統(tǒng)的靜、動(dòng)態(tài)指標(biāo)為：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，調(diào)速范圍D=10,電流超調(diào)量 G < 5% ,空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量；n < 10%。試求：(1) 確定電流反饋系數(shù)B (假設(shè)起動(dòng)電流限制在 1.1I N以?xún)?nèi))和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a。(2) 試設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器 A

7、CR,計(jì)算其參數(shù) R,、C、C°i。畫(huà)出其電路圖，調(diào)節(jié)器輸入回路電阻 &=40 竝。(3) 設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器 ASR,計(jì)算其參數(shù)R”、C”、C°n。(R0=40k Q )(4) 計(jì)算電動(dòng)機(jī)帶 40%額定負(fù)載起動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量<7 ”。(5) 計(jì)算空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間。解：(° ：二/ldm =8V/(1.1* lN) =8V/339A = 0.0236V/A(2 )電流調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)確定時(shí)間常數(shù)： a)Ts 二 0.00333s電流調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：因?yàn)椋憾 -5% ，可按典型i型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選用pi調(diào)節(jié)器,Wacr(S)二心(iS 1)不得用

8、于商業(yè)用途電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：.j =T =0.012s,選KJ、=0.5, K =0.5/Tj85.76s"1KiS=85.76 O.°12 0.18 pi。Ks：35 0.0173校驗(yàn)等效條件:=85.76s可見(jiàn)滿足近似等效條件，電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選R0 =40K ,則:R = Ki R0 = 0.224 40K =8.96K ,取 9k.G = j / R =0.012/(9 103) =1.33F由此C04T0i/R0 =4 0.0025/40 103 =0.25"F(3 )速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)確定時(shí)間常數(shù)：a)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/ Ki :因?yàn)?KITi =

9、0.5則 1 /KI = 2 0.005830.01S6速度調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)確定：按照無(wú)靜差的要求，應(yīng)選用 PI調(diào)節(jié)器，Wasr (s)心(nS1)速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定:nSh +162Kn 2 222 -168.82s2hTn2 5 0.02666K _(h+1)BCel； _ 6漢0.0236漢0.196匯0.12 _694Kn6.942h RTn2 5 0.01 0.18 0.02666:Tcn =Kn / 站二 Kn -n =168.82 0.1333 = 22.5s，可見(jiàn)滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)(空載Z=0)轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果表明，上述設(shè)計(jì)不符合要求。因此需重新設(shè)計(jì)。查表，應(yīng)取小

10、一些的 h，選h=3進(jìn)行設(shè)計(jì)。按h=3，速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定如下：in = hT =0.07998sKn =(h 1)/2h2Tx4/(2 9 0.026662) = 312.656s，Kn =(h 1) ：CeTm/2h: RTn =4 0.0236 0.196 0.12/(2 3 0.01 0.18 0.02666) = 7.6 校驗(yàn)等效條件：cn =Kn / r = Kn n =312.656 0.07998 =25s可見(jiàn)滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)：轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果表明，上述設(shè)計(jì)符合要求。速度調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選 R0 =40K，則 R. =Kn 汽 R)=7.6汽 40 = 30

11、4K ,取 310K。4) 40%額定負(fù)載起動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)：5) 空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間是：(書(shū)上無(wú)此公式)根據(jù)電機(jī)運(yùn)動(dòng)方程:GD2 dn僅考慮起動(dòng)過(guò)程的第二階段。dn Cm(l dm _ I dL) R(l dm - 1 dL)(|_ |) Rdt _ GD2 一GD2R _(dm_dL)CeTme375375CmCe所以:CeTmn0.196*0.12*1000t(心一円(1.1*308 -0)*0.18=0.385s僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et