電力拖動自動控制系統(tǒng)___運動控制系統(tǒng)(第三版)課后答案陳伯時

1、學習參考電力拖動自動控制系統(tǒng)-運動控制系統(tǒng)（第三版）課后答案陳伯時1-1為1卜久PWM一電動機系統(tǒng)比晶閘管一電前機系統(tǒng)能翳茯得更好的動態(tài)性能？答:PHN-電動機系統(tǒng)在很多方町有較大的優(yōu)越性：門）主電路淺路簡單，常用的功率器件少。2） H關翔率扃，電流和融通城.諧波少，電機損耗及發(fā)她都城小. 低速性能好,已速粘度島,調速范用寬,可達I： 10000左右.C4） 若與快速響應的電動機配合.則系統(tǒng)頻帶寬，曲態(tài)響幀快，動態(tài)抗擾能力強.5） 功率開關密件工作在開天默態(tài)，導則如耗小,當開美捌年肥與時，開美也料也 不大,因而裝置效率較高.（6） 日流通源采用不控型流時.電網(wǎng)功率四數(shù)比相控整流甥昌.1-2試分

2、析行制前通路的不可逆PWM變換器進打制動時.兩個VT是如何工作的。凈在泡動狀態(tài)中，為負值，【二就發(fā)揮作用了.這種情況篁生在電動運行過程中需空降 速的時候口這時光戰(zhàn)小笄制也用，使的正脈沖變窄，負脈沖變宣從而便干均電樞電 壓以降低.但是.由于機電慣性.轉速和反電動勢近來不及變化，因而造成巧，很 快使電流反向，卜普、微止，在% MPVT時.口門變正，十是內(nèi)；警通.反向電流沿回第IrTWI犀浩工流泡,產(chǎn)生能耗制動作用.在廠W，VT + L時，【工 關的.7小沿網(wǎng)路4鮑JR續(xù)流.向心源回慌心工與此同I門間端1：羊”仆心使它人能畀辿口在；1：秋會口. 卜！1輪流導迎，而FW始終是關斷的.在樸栽電動狀態(tài).這

3、時平均電流較h 以物在不更新后勾”【上續(xù)流時.還沒有達到周期T,電流已至衰戰(zhàn)到零.這時J烏兩端電壓也降為零，乙便提前導辿了.使電流反向. 產(chǎn)生局部時間的制動作用.1-3調速范國和靜差率的定義是什么？調速范南、靜差速降和最小靜差率之何仃什么大 累？為什么說“脫離調速范慟，罌滿足給定的靜差率也就容易對多了 7等巨產(chǎn)機帔H求電動機能供的量離特速和低轉耀之比叫做調速他用用字母口表示,即小=3旦 其中.修 和川股都指電動ML新定覓我時的最高和量低轉速，對I少數(shù)負EI1 20 x( 1-0, 05)=33/mn的740此時 耳-1 = -1 = 594An .33則若要求系統(tǒng)的暢差率由1。戔減少到5%.則

4、系統(tǒng)的開環(huán)增益將變大.18 樓速單詞補調速樂紜行娛此特點？改變生定電壓能否改變電動機的轉速？為什么T 如果鰭定電壓不變，謂節(jié)測逑反浦電壓的分壓比是否能罅改變轉速?為什么?如果 測速發(fā)電機的慟礴發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？答；m M速收1二界調速系統(tǒng)有以下三個基本特征只用比網(wǎng)放大器的反輟控制系統(tǒng),其被被調量仍是有商差的.反饋控制系統(tǒng)的作用是；抵抗擾動.服從給定.擾動性能是反饋控制系統(tǒng)最突出的特 征之一.田鼐茂眄精度依辯于給定和反饋松酒的精度.（2）改變價定電壓會改受龜動機的轉速，四為反愫控制系統(tǒng)兌金服從堂定作用.（3）如果給定電壓不變，調臂測速反饋電用的分壓比或測速發(fā)電機的勵磁發(fā)生了

5、變化. 它不能得到反境控制系統(tǒng)的抑霞L反而會增大被調后的遢差.反饋控裔系統(tǒng)所能抑制的只是 被反鐐環(huán)過用的前向通道卜的擾動.l-o在特速優(yōu)反饋調速系統(tǒng)中.當他網(wǎng)電樂、位技轉地、E七動機勵磁電流.電舸電RR惻 速發(fā)電機勵碌畀房發(fā)生變化時，那片川起軾速的變化，問系統(tǒng)對上述各量:仃無調。能力？為 什么？答，當電網(wǎng)電壓姿生變化時，系統(tǒng)而n。涓能力.因為電網(wǎng)電庫是系統(tǒng)的給定反惆控刷者 統(tǒng)完全服從給定.貝敦利電、電動機勵磁電流、電樞電租變化時系統(tǒng)對其召調才能力.因為他們的變化煨 念附喻到轉速，都幺被測速裝置樁泅出來,再通過反觥控制作用.減小它們對穩(wěn)態(tài)軌速的 影響.朝I速發(fā)電機勵磁導量發(fā)生變化時，它不能得到反

6、饋控制系統(tǒng)的和制,反而會增大破調量 的謾器。反饋控制系統(tǒng)研能抑制的只是被反情環(huán)包圍的前向通道上的擾動.110 U V-M 調速系統(tǒng).電動機蓼數(shù)為：P,t = 2.2Hi; Lh = 220K, Zv = 12.5/iw-lSOOr/min,電樞電阻凡=1二。.整沛裝宜內(nèi)阻三=L5。，觸發(fā)整流環(huán)。的放大倍數(shù)笈.=35 要求索統(tǒng)摘足調速起用D-州.甑年率、石10%.（1）計算開環(huán)系統(tǒng)的密態(tài)速降3%和詛速要求所允汴的閉環(huán)靜態(tài)速降小心.栗用轉速箕反捌細成用環(huán)系統(tǒng).試破翁察維的原理圖和靜態(tài)結構框圖.說螯誣系統(tǒng)琴數(shù).使節(jié)：=】時.乙=乙，1曰4則轉述負反饋系數(shù)用誘是多少，（4）計算放大罌所需的放大倍數(shù).

7、解：U）先十仃電動機的電動特系數(shù)二，-3 二22 口 12.5x1.21500013671 , - inui7 r則開環(huán)系數(shù)班定速降為生2,- 一469Hl111n0.1367潁定偽裝時的柩念速降應為minMl-s) 20 x( I-0, 1)（力 系統(tǒng)的部態(tài)軸國框圖如卜所示(3)當%.I1=J1S .則把速質反掰系數(shù)Q應談是151500= 0.01網(wǎng)環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放人系數(shù)成為,246.9%8331 = 28.64運算放大器所需的放大倍數(shù)2.64aKJCc 0.01x35/a 1367= 11.191Il在遨1=1。的轉速戰(zhàn)反情系統(tǒng)中增設電溶截止環(huán)憶 要求堵林電流了和2%.臨界截止電流心,上1.

8、24附讀選用多大的比較電壓和電流反流栗樣電阻？要求電端反就取樣電阻不避過主電路總電陽的1/3,如果做不到,鬧費增加電漉反填放大器.試畫出系統(tǒng)的生 理圖和靜態(tài)結構框圖，并計算電流反饋放大系數(shù).這時電流反饋錄樣電阻和比較電樂各為多 少？的Fj-第解:因為品砥且U：=1W.計算可得凡=1.5Q, Utul = 22.5Vu*+u/酉=Q E 1 2；赳支七”1-12某調速系統(tǒng)原理閣如圖l58所，已知數(shù)據(jù)如上電劫機：4二1雙W, 4 = 220J7t 4=944n, =1000r/imn .七=01皿,豁就裝置內(nèi)阻=03口，觸發(fā)整流環(huán)行 的放大倍數(shù)工=40 .最大第定電二=15/,當主電路電流達到最大

9、值時.整定電流 反饋電壓已皿=13，設計指標:要求系統(tǒng)滿足調速范用EK20.靜差率5】0%, 1 = 】 5+打=1” 試畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結構據(jù)圖.井汁葬，轉速反演系數(shù)Sn(2J 調節(jié)器放大系數(shù)。) 電陰鳥的數(shù)值,(放大器輸入電阻飛=20#a) 電網(wǎng)片的數(shù)值制粒壓管、X的擊竅也限值.解：口)轉遞負反饋系數(shù)&應該星。=工二生=0915J?%1000(2)先計座由動機的電動勢系數(shù)1000壯Q，.仇2的獷1則開環(huán)系數(shù)額定理降為0. 2059JKtR 94x(0. 15+0. 3) = 205.47- / mm2X1120 x( 1-0. 1)1000?(0. 1 = 5,540 3儲產(chǎn)m%. 口算系統(tǒng)

10、允許的福態(tài)速降。（3） 如組成將速負反饋有91差調速系統(tǒng)，要求A3。，5 = 10%, at/； =iorw,ld =/.vt計律檸速負反饋系數(shù)和放大舞故大系數(shù)犬尸S） 如將上述調速家徒改為電用負反領仃睜差調速系統(tǒng)，仍要求U： = IO時4=小期并保符系統(tǒng)原弟的開環(huán)放大系數(shù)K不變.試版在130忖稱工率nM系統(tǒng)開壞工作時.口一)2。-印山切 w/1500I川開環(huán)系數(shù)顆定速降為2%則5期由1n0.1311% DXnKxl 00% = W - x 100% = N 5.601500 +Mix 297.5(2)當 D=3O.i=10(系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降An.r11D(1C 30 x( 1-0, ID型

11、巴L56mm則轉速啦反悌系的s應諉是f 3)當 U； = 10P 時,=仆 n=nh .U V 10 5=/ = = 0.007n 為 150 口閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)跑為1=-1 = 52.51556運匏放大器所需的放大倍數(shù)&KJC. 0,0O7x35/0JSll H M= 30.6(4)在電H；負反疏仃勢差識速系統(tǒng)中，開邛在用壞的速降是一樣的.所以、叮=An” =2975 P / juin皿=募：黑Ms1-15 在翻 M0的系統(tǒng)中，若主電路電感L=5DmH.系統(tǒng)運動旅分的匕輪慣址5n 整流裝置采用二相零式電路試判斷按題I4。要求段讓的抄速負反符系統(tǒng)能杏穩(wěn)定運行？如果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，允許的

12、最大開壞放大系數(shù)K是打 少？M；計兜系統(tǒng)可由環(huán)節(jié)的時間常數(shù);電磁時間常數(shù)r-= 0J5 -0.01855R 1.2+1.5t gd2r L6x(1,2+L5).機電時間常數(shù)%Q電6外375x0,1367x-x0.1367集三相橋式整流阻路.晶閽管裝置的滯后時同常數(shù)為 = 0.00167$ 為保叱系統(tǒng)總定,開環(huán)放大系數(shù)的謫足的穩(wěn)定條件：K 2民71所以該系統(tǒng)不可以穩(wěn)定運行，如果保證條統(tǒng)已定運行.允許的最大開環(huán)放大系數(shù)K最大為23J.l-lft為什幺用積分控制的調速系統(tǒng)是無fl?差的？在林速單閉環(huán)調逑系統(tǒng)中,當積分詡節(jié)器 的輸入偏愛電壓AU=0時，調1。器的輔出也庫是多少？它取決于那些因素7答；在

13、動去過程中I當A5f交化時,只要其檐性不變，積分調。蒲的榆出4便一白帽長； 只有達到=口/力=。時，H才停止上升不到&伉變例.q不會卜降節(jié)ao;=o 時.S并不是零,而是一個理值工如果AL：不再變化,這個裨僦使保拼恒定而不再變化. 這是積分控制的物點.因此，解分控制可以使察統(tǒng)在無靜差的精況下像外恒速運斤.比現(xiàn)比 靜差調速.比例溫節(jié)器的輸出只取抉愉入偏差量的域狀，而積分調節(jié)瞿的檢出則包含了輸入偏 差后的令部歷史.雖然現(xiàn)在八I；r = o,歸歷史上有過At4,其積分就有一定數(shù)值，是以產(chǎn) 生精態(tài)追行時需要的控制也壓& -1-n 在無fl?基轉序性用環(huán)調速系統(tǒng)中,特速的楮態(tài)精假心杳埼受給定電源和削速發(fā)

14、電機特 度的影響？井胡明理由h答；系統(tǒng)的希度儂戳給定和反饋檢測的軸度.因此轉速的稅志精度述受給定電霞和測速發(fā)電機梢度的膨響口M8采用比例枳分調節(jié)蜀控制的電壓儀反饋調速系統(tǒng)，葫態(tài)運懺時的速度是否打翻差？為 什么？試逆明理由.管E采用比例枳分蔚丹器控制的電壓負反饋調速系線，穩(wěn)態(tài)運行時的速度是無靜差的， 叱M負反饋實際是一個I動調卜系統(tǒng)，只有被包闈的電力電子裝置內(nèi)用弓I起的稔態(tài)速降被 減小到1/ C14K),它的穩(wěn)態(tài)性能比帶同樣放大詈的觸速黃反慚系統(tǒng)要塞.但基本控制原 理勺轉速負反饋類似它與轉速儀反饋一樣可以實現(xiàn)無靜差調節(jié)U第二章轉速、電流雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)和調節(jié)器的工程設計方法1-1 在轉速、電流

15、取閉環(huán)明速點統(tǒng)中.要改變電動機的轉速，蛇能節(jié)什么參數(shù)？改變轉 速調打罌的放大倍數(shù)KJj：不行？改變電力電子變換耨的放大倍數(shù)仃小行？改變 轉速反憒系數(shù)總行不行7若要改變電動機的培特電流，應調節(jié)系速中的什么舞名?瞥工雙閉環(huán)調速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當兩個調個罌都不幽和時,各變武之間有下列關系U = U = an = annElDiU因此晴逐是由給定電壓口:決定的；改變特速反饋系數(shù)也可以改亶電筋機科速口改變粒速調甘瑞的（放大倍粒A；和電力電子變換器的放人倍數(shù)K,不可以口工口 粕速、電流雙向環(huán)調速系統(tǒng)穗春運行時P兩個調爐器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是 多少？為什么？答；當兩個調。器都不劑和時,它們的輸入偏

16、差電壓都足等傳遞調節(jié)器A5R的輸出限幅電悵伉：決定了電流給定電壓的最大值；電流調節(jié)器AB的輸出限幅電用K限制了電力電子變換舞的最大箱出電玨U.2-3 如果轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中的轉速調節(jié)器不是巴調節(jié)器,由改為P調節(jié)器，對 晶統(tǒng)的酢、動態(tài)性能將侖產(chǎn)生什么就響？答；改為P調節(jié)器時其輸州量總是正比于輸入量，P!調節(jié)器的愉州量在動態(tài)過程中決定于 輸入量的積分到達梗態(tài)時1植人為零，植出的意態(tài)值，輸入無美向是由它后而環(huán)r的常要 決定的.2-4試從卜述五個方面來比較轉速、應流雙陰環(huán)調速系纜和帶血流截止環(huán)節(jié)的轉域單閉環(huán) 謂速鼐統(tǒng)；（I）調速兼統(tǒng)的靜態(tài)特性：C）動態(tài)限流性能:：C）起動的快速性!（4）抗京核

17、擾動的性能；0）抗電源電壓波動的性能.答:UJ耕速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)在鉆出1作點匕 制速卸是由給定電壓仃：決定的.ASR的輸出量U*i是由負我電流/dL決定的.控制電壓件的大小則同時取決于門和AL域廳說，同時取決U；和雙環(huán)調速系統(tǒng)的Q志參數(shù)過津顯和無滔匯集線的Q態(tài)訃 箕相似.帝電流截止環(huán)位的科速通闈環(huán)調速系統(tǒng)靜態(tài)特性特點:電流員反饋的作用相當在上電 路中肅入一個大電陰因而標志速降極大.特性急劇下能 比較電壓ttoin與 給定電服Ln*的作用一致.好象把理也空我轉愜照育了.這樣的兩段式靜特性常稱作下垂 特性誡挖土機特性.（3）雙閉環(huán)直流調速系統(tǒng)府起動過程行以下三個特在：審和IF線性控制，將速超

18、調.準 時間最優(yōu)控制.（4）由謝強結構圖中可以行陽，負就擾動作用在青滿環(huán)守因此只能靠轉速調節(jié)器 A3R來產(chǎn)生抗負載擾劭的作用.在設計ASR時應要求有較好的抗擾性能指標.0)在電閉環(huán)調速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動的作用或離被調量較遠，調出作用受到多個坤 節(jié)的蜒潴,因此單閉環(huán)調速系統(tǒng)抵抗電壓擾動的性泥要彳:一此口雙網(wǎng)環(huán)系統(tǒng)中1由于通設了 電流內(nèi)環(huán).電壓波動可以通過電流反饋得到比稅及時的調節(jié).不必等它躇響到轉速以后才能 反悔叵1來，抗擾性能大有自善.工d 任粕速、電流域用環(huán)超速系統(tǒng)中，兩個調在器均采用PI調任魯.當系統(tǒng)指顆定員載運 行時.轉速反崩線突然斷線，系統(tǒng)聿新進入穩(wěn)態(tài)后，電流調節(jié)器的編入偏差電根由匕

19、是否 為霍？為什么?，$在新遮、電漉雙陰環(huán)調速系統(tǒng)中.轉速給定點號口；未改變p片增大轉速反微系數(shù)”系統(tǒng)檢定后箝速反饋電壓口二是增加還是減少？為什么？2-7在轉謔、四流雙用環(huán)調速系統(tǒng)中.兩個調燈相AR、ACR均采川1調節(jié)器n已知參 ft：電動機；Pv=yJJcHUK = 220ryv = 2A = l0O0r/mm .電根回第總電阻/f=15Q-誑a=U=彳U. =8，電樞網(wǎng)路設火電流/.m40* ,電力電子變換器的放大系數(shù)心二 40.試求工(1)通流反微系數(shù)/和轉速反饋系數(shù)(2)當電動機在最高速發(fā)生堵軾時的見口、U；, L R值.解：(1)穩(wěn)態(tài)時t/*因為“-J TOC o 1-5 h z f

20、 *U所以=一一0一/上L40uHFFT r*ua =- =0.008T mWrj i no。TLiEV.(2)電動機在最速發(fā)生堵料時R匕1股+乙發(fā)=4?；谜?601吩登嘿=12-B在軌速、電流雙用壞調速系統(tǒng)中.調節(jié)器ASR、AFR均果用口謝甘器.當其眼輸出 達到仃二8尸時.主電路電流達到最大電流的為當魚豉電流由切A增加到70A時，試問二（1）U；眼如何變化？C2） UJ配如何變化？?。〩值由哪些條件淡定？1.9在轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中.電動機推動恒轉矩負裁在能定工作點正常運行,現(xiàn) 國某種原因使電砂機勘磁電源也跟突舒卜降一號 系統(tǒng)工作情況將會如何變化？百出U4-0加、乙及n在系部瓶新進入穩(wěn)

21、定后的表達式1-10某反饋控制系統(tǒng)己校I匚攬典型】型系統(tǒng).已知時間常數(shù)TR.H 要求階躍響應超調垃 a 10% 口U）求系統(tǒng)的開環(huán)期益工 算過度過程時同tf和上升時閶用;（3）繪出開環(huán)對數(shù)的須特性.如果要求上升時間。33s.電流濾波時間常數(shù)T4三相橋式電路每個波頭的時間是3.3H8,為了基本淀平波頭底有H - 2）Tftfn3.33as 因此取T*2. 5ms=0,0025即 電流環(huán)小時間常數(shù)之和技小時間常數(shù)近似處理服 勺.=Al乙= 0.00585（2）選悻電流調節(jié)器結構-根據(jù)設計要求q 4隰/保證穩(wěn)態(tài)電流無差，可按典配I型系統(tǒng)婚I電流調器.電流 環(huán)控制對象是雙慣性鱉的,國此可用PI型電流調

22、位犒其傳遞函數(shù)見式（2-57）,檢查對電源電氏的抗抗性能：3- = %至=2.07,參照費2-3峋典型I型系統(tǒng)動態(tài) 7yj 0.0058J抗擾性能，各項指標都將可跳接受的一（3）計第電流調節(jié)器參數(shù)電流調。涔超前時間常數(shù)；，-0,?！科找浑娦颅h(huán)開環(huán)增益：要求凡W 5 %時，技取2-2,應取廣也5 ,因此03 父再- =oOJF4映如廣 KjtR 86x0.012x0.18 ”一于是jAGR的比例系數(shù)為:（4 4校驗近似條件&= J 1 = 0.225工戶 35x0,0236電流環(huán)截止期率；QK86晶向管整流裝置傳遞的數(shù)胸近似條付=101/ * ”i和 3xQO0知隔足近似條件. 忽略金電曲塢變化

23、時時電流壞動態(tài)墩響的條件j I! = 3 x - = 79.065*1 （oTJt 0J2jxO.O12j滿足近似條件.電流環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件滿足近似條件，（5）計算調節(jié)器電阻電容山國2-25,按所用運算成大器取& =10k Q.各電眼和電容植為R. = K& = 0j25 x 40*口 = 9*Gr 0 012c = =/與尸=133/1尸= L3&;取L玲mF氏 910347；, 4x0 W5.nC =? = 9 25x10 小=0.上”上，出0.2F“凡 40 乂】03拉即上述承數(shù),電流環(huán)可以達到的動志隨施性能指保為勺=4.3% 5 % （見表2-2）.港足設計 要求.3.（1）確

24、定時間常數(shù)電流環(huán)等效時間常數(shù)1/E廠已收1人 =0，一=2J =2乂（W。強=0.0116L1 K轉速泄潴時間常數(shù)心楸州所用測速發(fā)電機儀波情況，取&=0. 01S.樣速環(huán)小時間常數(shù)心.按小時間常數(shù)近似處珥.收T* =-16s40p01 5s),O266sJ K tK （ f其十）（2）選擇處速調好器結構按則設“要求,選用PI調。器,其傳遞的放印皿（S ）n.3）計算轉速調恃器參數(shù)按跟隨和抗擾性能都找好的原則j取仁3,則A SB的超前時間常數(shù) 為 j =h7V加=3 算0.0266-0.079&g 由式(2-75)可同轉速環(huán)開環(huán)增益：心 L - -5U.1J 22h 濘12k32k0.02662

25、* n于息山式(2-2可將拈P的比例系數(shù)歸_ 1x0.0236x0396x032_ _7K _ = - = xUx 6k”*6 =的3力二IODO 0125.空載起動劃漱定/速的時間L如果乂起起-x1八箕巴x0.0266 = 0J86j14 J g-0.02?6KMs 2-15行一科速、他流取用壞調速系統(tǒng).主的路采用三相橋式彗流電路.已如電動機荽散為:PK = 555制匚U*，75。匕%=760$勺=37/4血屯謝勢系數(shù)，=1.821】1出帛.電樞向路忠電陰氏三（MM2允許電潦過載倍數(shù)，=1.5 ,觸發(fā)整流環(huán)行的放大倍數(shù)A； =75 .電磁時間常依 = U,Q31s ,機電時期常效T. =0，

26、電流反慷此波時何常數(shù) Tat =0.0025.揚速反領濾波時間附數(shù)二“二6。2上o電調V器噴人輸出電壓 U：=U：=U由=10產(chǎn)，調卡罌特人電阻與=4似9.設計指標；穩(wěn)態(tài)無靜差，電流粗騁量已5%,空我起動到酒定轉速時的轉速幫調量; qM10，電流調節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設計,井取參數(shù)KT$口）選擇轉速調節(jié)器結構，抻計算其參教：（2）計算電流環(huán)的截止頻率仁川1/速環(huán)的彼止頻率叫/ 井號虐它們是否合理.2-16在一個轉速、電流雙陽環(huán)r-kl系統(tǒng)中.物速調D器ASR.電流澗廿罟其R均果用 P1調節(jié)器.（1）在此系統(tǒng)中.告轉速給定心號最大使二=】5口時，4=j%=1500min；電 流才定信耳屬大值匕=

27、10時，允訐最大電流乙,=30.4*電樞回路總電阻尺=2口 .晶 間管裝置的放大倍數(shù)K, =30 ,電動機前定也流小戶2也4 -電動勢系數(shù) C =0J28J7曉系統(tǒng)在= 5V.2=20時穩(wěn)定運行.求此時腳模愈軾速n=?AC，R的怖出電壓2）當系統(tǒng)在上述情況下運行時.電動機突然失礴（卬=口】，系統(tǒng)籽會發(fā)生什2現(xiàn)象？ 試分析并說明若系統(tǒng)能稔定下來，則稔定后口 =7 q,？u：=?=?u=?t3）謖系統(tǒng)樗速環(huán)按典型I【M系統(tǒng)設計，且按A/m準則選齊參數(shù)，垠中期寬心5 已知轉速環(huán)小時間常敬仁工=0.053,求傳速環(huán)在跟隨給定作用卜的開環(huán)傳遞函數(shù)，并計算 出故大多敝及各時間常數(shù).（4）讀系統(tǒng)由空錢（=。

28、）究加糊定仇載時.電流分和忖速n的動態(tài)過程波膨是 怎樓的？已知機電時間簾數(shù)匚=0。5.計斤仄最大動態(tài)速降和快夏時間L.Z-17斤一轉速、電流雙閉環(huán)控制的H性形暇根NPWM直流調速系統(tǒng)，已知電動機參數(shù)為, 4 = 2004甲,14 = 4即4 =*74A = 200r/mm ,電樞:山陽&=65Q,心樞回路總電阻出=8口，允許也流過摟倍數(shù)*= 2.電勢系數(shù)1=口2 miF.電磁時間常數(shù)7； = 0.015和 機電時間常數(shù)7； =0.2寫一電流反饋謔波時間常數(shù) =0.001w 衿速反饋比如1可數(shù)7.TWOXu u；-. 1；:y：-i： -；i：:-li|- | L ；. - i ：.一”- ；.

29、 7酎屯陽凡=40*G.已計算出晶體管D202的開美頻率nikllz. PWH壞貨的放大儕數(shù)K =4HnJF試對該質統(tǒng)進行動態(tài)參數(shù)設計，設過指標：槍態(tài)無靜差，也流超調量5%：空我起動到額定軾速時的轉速超調量與E20N；過我過程時間3第3章 直流調速系統(tǒng)的數(shù)字控制31直流電機題定軌速5= 375mm.電瓶也流隔定值為/出=760,允再逑濾倍數(shù)”L5.計尊機內(nèi)部定點數(shù)占一個字的位置門6位，試確定數(shù)字控制系統(tǒng)的轉速反饋存 儲點數(shù)和電流反跣存儲系數(shù).適當考慮余星.3276Hl.Kx70解；定點數(shù)長度為】個字U6位）.但必需位須用作符號位，只有1$位可表示量值,也最 大春儲值DbT1，.電一電流最大允許

30、值為L5INi考盅到相節(jié)過程中瞬時值可能超 過此值.故取.g=l間R.困此,電樞電流存儲系數(shù)為=23,95下糠定特速nf3乃Enin, RnfflK=1.3nN.則整速存儲系數(shù)為叱 2,5-132768* , 門5, * = = min/ r = 67,21r“13nv 1.3x375對上述運算片果敢整得K, =23J）Ka =67mm/n3-2旋轉編碼靜光捌數(shù)為102%倍戚系數(shù)為I，高翔肘珅脈沖頻率, TA田二.旋特編碼 黑愉的的脈沖個數(shù)和島版M部財沖個數(shù)均采用16位計數(shù)器/法和T法據(jù)速時間均為O.DIb. 求林速L5Q0rGM和n=15h/miu時的測速分斛率和誤差率最大值.解；電動機好轉

31、一圈共產(chǎn)生7x204440%個腦汁.（1）U法測班wii3 c 6U（M + 1）60鼠6060i / -測速分辨率O = L =? /mm 1.46rfmin一 ZTe ZTC ZTC 40%x：O.Cl也動機的軾速為萬=電業(yè)n=1500r/min 時,A/1=ZTert 4096x0.01x 1500 t _ , =10246060側速誤差率最大值 JxlOO%比1024乂 I OU* OR淵 u當 n= 1 SOrAnin I時.A4=ZTf,n 4096x0.01*150 日，- 10260惻速諾基率員大值 JxOO%0,9Ki) 1()2C） T法調速當 u=I SOOfAnin 時

32、,n =60Zhl2測速分辨率Q-Zn4096xi500:工他-D劣 60 x10s-W6xl500= Ulr/min%=嗡=孤%r文取夠數(shù)）則速誤落率最大（H6 =! 乂0。穌= xlOO% h2.5%m 必一1 9rl當 n=l 50rAmn 時.魄* zj Zr*4096x15 j . .輕速調節(jié)器采忤時則加=O Olw ,必瀟環(huán)小慣性時同常敢 小=T +T = 0.001 7j + 0.002 s = 0.0037 J JI 5第4章可逆宜流調速系統(tǒng)和位置隨動系統(tǒng)4.1晶閘管電動機票笠需要快速回慚制動時，為什么必須乘用可逆線潞，等：當電動機需要回饋制動時，由于反電動勢的極性未變，要回饋

33、電能必須聲生反向電流, 而反向電流是不可能通過VF流通的.這時，W以通過控制電路切換到反級晶同管裝置TR. 并使它工作存逆變狀態(tài)，產(chǎn)生逆變電壓.電機輸出電能區(qū)現(xiàn)問調制弱.4-2試畫冊乘用單組晶閘管裝置供電的牛M系統(tǒng)在能源和逆變狀態(tài)下的機械特性，并分析這 種機械特性適合于何種性瓶的負轂.解、機械梅性圖如下！4 3螂群恃逆變、正組逆變和反組逆變，并說明這三種狀態(tài)谷由現(xiàn)在何種場合下. 答；待逆變正鋁逆變電根端電IE為例，電樞血流為正. E(i動機逆向運轉，回饋發(fā)電1機地特性 在第四象限.反織逆變電根端電氏為正,電樞電流為負.電動機正向運轉，回饋發(fā)電.機域特性 在第二象限.I分析配合控割的有環(huán)端可逆系

34、統(tǒng)反向起動和制動的過程.畫出各參變量的動態(tài)波脂，并 說明在每個階段中ASR flACR拜起什么作用.VF和VR各處F什么狀態(tài).解二控制電黏采用典嬖的轉速、電流雙閉珞系統(tǒng).其中；拷速調打器ASR控制傳速，設置雙向施出限幅電路,以限制最大起制動電潦；電流調令器AU艮控制電流，役置雙向輸出磔幅電路.以限制最小控制角mdn與 最小逆交ftl加in皿正杼1品閘首VF，由圻TF控制觸發(fā)，正轉時.性流士反轉時.竄F逆變.反組某閘管VR，由GTR控制觸發(fā),反轉時.MR整端U正轉眄.KH逆變。4-5試分析圖小U所求邏輯選觸無環(huán)流可逆系統(tǒng)的工作蟆理，說明正向制硼時芹處電壓極 性及能最關系.解：圖JJ3邏捌選觸無環(huán)

35、流可逆系統(tǒng)的原理枇圖如卜p lb/jr v圖中；AR 酷R分別是正、反組電子模擬升關.采用數(shù)字控制時，電f開關的任務可以用條件選擇程序米完成，實際系統(tǒng)都是建輯選觸 系統(tǒng).此外.觸發(fā)裝置可采用由定時罌進行移相控制的數(shù)字觸發(fā)器,或果用集成觸發(fā)電路.J-6試分析位置隨動系統(tǒng)和調速系統(tǒng)在哪些方M是不同的.答：位.置防幼系統(tǒng)與調速系統(tǒng)的主要N別布R 調速系統(tǒng)的給定址一統(tǒng)設定，即保持 系統(tǒng)的主要作用是保證穩(wěn)定和抵抗擾動；而位置隨動系統(tǒng)的給定量是隨機變化的.要求特冊量速確跟隨給定量的變化，系統(tǒng)在保證穩(wěn)定的基礎上更突出需要快速響應.位置隨動系統(tǒng) 的反翎是也置環(huán).調速系統(tǒng)的反硼是速度環(huán).第5章 閉環(huán)控制的異步電

36、動機變壓調速系統(tǒng)一種轉差功率消耗型調速系統(tǒng)5-1異步也就機從定了傳入轉子的電磁功率心中，行一郵分是與轉差成正比的轉差功率2，根據(jù)對月處理方式的不同，可把登流調速系統(tǒng)分腐嘯兒類？并舉例說明.答；從能量轉換的角度上看，轉差功率是否塔大,是消耗掉還是得到叵1收.是評價調速系統(tǒng) 業(yè)率高假的標志.從這點出發(fā)，可以把異步電機的調速裁統(tǒng)分成三類Q轉差功率消耗型調速系統(tǒng)！這種類型的全部轉差功率都轉換成熟能消耀在特廣回路中， 降電樂調速1尊差離舍需調速、轉子串電阻調速屬于這一類.在三類異步電機調速系統(tǒng)中, 這類系統(tǒng)的效率最低,而且越到悔速時效率越低，它是以增加轉差功率的消耗來換取轉速的 降低的（許封定例載時）*

37、可是這類系統(tǒng)結構簡單設備成本最低,所以還有一定的同川價 值.咕建功率饋送里調速系統(tǒng)：在這類系統(tǒng)中，除轉子銅損外,大部分轉羞功率在增于ffll通 過變流裝置饋出或粉入，矍速趨低，能饋送的功率越各.繞紋電機串級調速或雙饋電機調速 履這一類.無論是虢出還是饋人的轉差功率，扣除交流裝置本身的損耗后，城終都轉化成 有用的功率*因此這類系統(tǒng)的效率較向.但要炳加一些設備口林荒出率不變型調速反統(tǒng)：在這奘系統(tǒng)中.轉一功奉只有不子銅損.前且無論轉速而低, 轉差功率基本不變.周此效率.史高，變極對數(shù)調速、變出變頻調速屬于此類.其中變極對數(shù) 調速是由物的，應用場合仃限.只仃變庫變胸調速應用最廣,可以構成高動態(tài)性能的交

38、流調 速系統(tǒng),取代內(nèi)流調速，但在定于電路中須配稿與電動機容量相當?shù)淖儷k變頻舞，相比之3 饅備成本岫膈.57行一臺三相四極異狀也劫機，其顫定容量為5.以此 頻率為501E 在某一拈況卜運行， 白定子方面輸入的功率為2 32k必 定子銅物就為311%特子嗣損耗為2螯,5此 鐵心粉就為 16,翎.機械損昆為45隊 附加損M為29W,試繪出連電動機的功率流程圖.注明各頂功率 或損耗的箔.并計兜在這一運行情況下謖自動機的效率、轉差率和轉速.5-3簡述交流變時調逑系統(tǒng)的優(yōu)觸點和適用場合.答；5-4何謂軟起劭罌？交流異步電動機乘用軟起動得有什么好處，等：帶電流用壞的電子控制軟起動翳可以限制起動電流并保持恒值

39、，利濟速升而后電源仃 動衰說卜來,起動時間也短于一級降用起動。主電路采用晶閘管交流調田器,用連續(xù)地改變 輸出電用來保證也流起動，穩(wěn)定運行時可用接觸舞令晶網(wǎng)近旁路，以免品閘管不必要地匕 期工作期!起動時所帶仇轂的大小，起動電流可在(。,54做之間調整，以獲得最佳的起動 效果，但無論如何調整都不宜干稿臻起動.負莪整里或靜摩擦轉知較大盹，可在起動時突加 場時的脈沖電流.以能短起初時間.軟起動的功能同樣也可覬用于制動，用以實現(xiàn)軟件車-第6章定型異步電動機變出變頻調速系統(tǒng)(VWF)轉差功率不變型調速系統(tǒng)6-1陸述恒氏豚比控制方式.答，姚維中的感應電動勢是難以代接控制的號電劭勢值較高時,可以忽略定子線稅的

40、漏磁陰抗壓降.而認為定子相電壓地心曲，則得% =常值這是恒壓物比的控制方式.但是在低頻時這和鳳郡較小.定于祖抗田降所占的方式就 比較顯著.不用能忽略.這時.需要人為地把電壓 俎 抬高一些，以0!近似地補稹定子壓降.6-2前述異步也動機在卜向四種不同的1川1.一捌率協(xié)調控制時的機械特性并進懺比較；恒壓恒瓢正快波供電時異步電動機的機械特ft基航以卜電出一駁率助調控制時異步電動機的機械特性;C3)基頻以卜領壓變胸捽制時異步電動機的機械野性工恒流正弦波供電時異步電動機的機板特件：答m恒壓忸騎正弦波供電時異毋電動機的機械特性！當s很小時，轉地近似與序成正比，機 械特性是一段直線,后接近于1時轉矩近覦與與

41、成反比.這時，隹=F (5)是對稱十原點 的一段雙曲線.基頻以下電在一頻率協(xié)調控制時異步電動機的機械鑄件工恒樂頻比控制的變場機械特性 基本上是平行卜地.硬度也毅好，當林如增大到最大值以后,轉速可降低，特性地折回來了. 而且頻率越低時最大轉知值越小，能嵯摘足一般的調速要求，但低速借載能力有些差強人意. 初葉定天陸實行補償.恒維/聞控制是通常忖恒陳頻比控制W仃電壓補褪的標準，可以 在穩(wěn)態(tài)時達到疝m=ConKant,從而改善門氐速性能，但機械特性還是非線性的，產(chǎn)生鬟 比的能力仍受到限制.恒 歷/血 控制可以得到和直流他嫡電機一樣的線性機械特性，按 用箱子全磁通0r 恒定進行控制，而且,在動態(tài)中也晶可

42、能保持 M 恒定是分量:控制暴 統(tǒng)的目標.基班以卜恒氏史頻控制時異步電動機的機械特性.當角顛率提高時,同步轉速隨之提高. 最大轉足充小，機械特性上移，而形技基本不變.基頰以上變頻調速屬于疆感恒助率調速.恒漪正弦波供電時用步電砂機的機械批件工m諭機械特性的線件段比較平，曲展大轉印 處形狀根尖.怛流機械揩性的最大轉池值與刪率無關，恒流變顆時最大軸矩不變，但改變定 了電流時.尻大轉姬勺電流的平力成正比.f3如何區(qū)別交一直一交變抹變頻器是電年源變項器還是eh流源變朔洪了它們在性脩上有 什么差異？誓，根據(jù)中間在流壞h直漉也源性質的不同，支流環(huán)革錄用大電容濾波是用壓源型逆變器.它的直流電球波形比較平歸 理

43、杷情況F 是一個內(nèi)阻為零的恒壓源，脩出交流電EE是矩形池或佛形波.宜流環(huán)兼用大電悠濾波是電流源型逆變器.它的宜流電流波股比較平宜，相與F一個 恒流源.攤出史流電流是炬出波或梯膨波.在性能上劃帶果了明顯的差異，主要表現(xiàn)如下：（1）無功能量的緩沖 在調速系統(tǒng)中，逆變器的負載是異步電機.屬感件魚載.在中間 直流:環(huán)節(jié)與負載電機之間除了有功功率的他送外.還存在無動功率的交換.潞波器除潼波 外還起著對無功功率的線沖作用，使它不致影響到交流電網(wǎng)因此，兩類逆變器的區(qū)別還農(nóng) 現(xiàn)在果用什幺儲優(yōu)元件（電容蹲或電感器）束線押無功能量.（2）能量的同饋 用電流源型逆變舞粉異步電機供電的電流源型變用變頻調速系統(tǒng)有一 個

44、顯圖特征.就是容易實現(xiàn)能量的叵Wb從而筷十四象限運行，近用于需要回爆制動和經(jīng)常 正、反轉的生產(chǎn)機械.（3）動態(tài)響師正由于克-fi-交電流源型變長變糊曲速系統(tǒng)的直流電氏可以迅速改變. 所以動態(tài)響同比較快,而出壓源型變壓變頻調速鼐繞的動態(tài)喻應就慢得步.cn輸出波形電兒源型逆變器愉曲的電壓波般為方波，電流源型逆變裾輸出的電流 波膨為方波.5）應用場合電壓源型逆變器屬恒壓源電壓控制響應慢不易激動.所以適r做步 臺電機同生運行時的供電電源，或單臺電機調速但不要求快速屈制初和快速減速的場合.我 用電流源型逆變器的系統(tǒng)則相反，不危用于多電機傳動，口！可以滿足快速尼制動和可逆運行 的要求.I 電壓源變暢as輸

45、出電壓是方波，輸時電流是近似正弦波，電流源變獐器輸出電流是方 波,輸出電壓是近似正弦波.能否據(jù)此得出電壓源變頻器輸出電流波形中的南波成分比電流 源變頻器輸出電流波形中的漕波成分小的鰭論？在變翔調速系統(tǒng)中.負我也動機希里得到的 是正弦波電壓還是正弦波甩流了答：在電猊電機中，實際需要保證的應讀是正強波電流，因為在交流電機繞組中只有通入三 相平衡峋正弦電流才能使a成的電磁物矩為恒定值，不含依動分處n此若能對電流次行 閉環(huán)控制.以保證其正弦波形，顯然將比電壓開壞控制能靜莪得更好的性能.6-5 乘用二極管不控整流器和功率開關器件除寬調制（mM）逆變器組成的交一直一交變顆 器仃什幺優(yōu)點？ 答；具書如卜優(yōu)點

46、；在生電路整簫和逆變兩個甲人中，只仃逆變中可控，加過它同時調H屯悵和 領率.結構簡單.采用全控型的功率開關器件，只通過騏動電田膿沖遂行控制, 電路也簡單.效率高.輸出電壓波心量是一系列的 m 波.但由于采用恰當?shù)?控制技術，正弦 基波的比重較大,制響電機運行的低沈諧波受到很大的抑制，因而傳的豚動小, 提高了系統(tǒng)的調速范闡和植態(tài)性能.（3 ） 逆變器同時或:現(xiàn)調技和調頻.動態(tài)響應不受中間直流環(huán)節(jié)港波舞叁數(shù)的影響. 系統(tǒng)的動態(tài)性能也得以提島.采用不可控的二極管整流器.電源側功率冏素較高,且不受逆變輸出電壓大小 的影響.6-6如何改變由品閘件組成的交一交變疏變頻署的輸出電樂和頻率？這種變頻舞適用于什

47、 么場合？為什幺？答正.反兩維按一定周期相互切換，在負載上就獲得交變的輸出電用 皿勺幗值決定于 各現(xiàn)可控整流裝置的控制用a，tb的數(shù)率決定于正、反兩城整流裝置的切換頻率.如果控 制用一直不變.則榆出平均電悵是方波，一般主要用于孔機主傳動、球磨機、水泥回轉解方人容星、低轉速的調速系統(tǒng)，供電給 低速電機宜接傳動時,可以省去龐大的齒輪減速箱口6-7 交流P*M變換/和直流PWM變換器官什么算同？6-B請你外出時到一個變頻器廠家試變顏器專變店索取一份任意型號的通用變頻舞僑科. 用它。異n電劫機組成一個初速拜耳忸壓頻比控制的明速系統(tǒng).然后睨明篌系統(tǒng)的工作照 理.&書傳速的壞轉差頻率控制的變領調速系統(tǒng)能鑄

48、仿照克流電動機取閉環(huán)系統(tǒng)進行控制,但是真動靜態(tài)性能卻不能完全也到宜流雙閉環(huán)系統(tǒng)晌衣平.這是為什么？答:它的崢、動態(tài)性能誨不能完全達到直流雙閉環(huán)系統(tǒng)的水平.存在差距的原因有以下幾個 方面：（1）在分析將差頻率控眼規(guī)宙時，是從異勢電機穩(wěn)態(tài)等效電踣和穩(wěn)態(tài)轉施公式出發(fā)的.所 謂的“保持磁通 s恒定時的結婚也只在穩(wěn)態(tài)情況卜才能成立.在動態(tài)中 心1如何變化還沒 行深入研究.但肯定不公恒定.這不得不影響系統(tǒng)的賽標動態(tài)性篦.（2）任=代制，人）函數(shù)關系中只抓住了定子電端的幅值.沒有控制到電流的相位.而 在動志中電流的相位也是影響轉矩變化的因素。（3）在算率控制環(huán)節(jié)中.取加=劭8 +公使領率得以。轉速同步升隆，

49、這本是電差頻 率控制的優(yōu)上3然而，如果轉速檢圖侑號不粕確或存在干擾,也就會直接給頻率造成誤差, 因為所仃這些偏差和干擾加以正反饋的形式老無哀就地傳遞到地率控制值號上來了.0-10在轉差額率控制的變頻調速系統(tǒng)中，節(jié)知差頻率的測量值大于或小廠實際值時.將障系統(tǒng)工作造段怎樣的她明了答：在調速過程中,實際翔率而 隨著實際轉速同步地上升或卜降，仔如水淹而船高. 因此加.減速平滑而且稔定,如果轉速冷幽GW不準確皿存而T擾，也就公H接給頻率造成誤差P因為所有這些偏差和干擾都以正反詼的形式電無衰減地傳遇到頓率控制信號上來6-11分別商述直接矢量控制系統(tǒng)和間接矢量控制系統(tǒng)的工作原理,磁譙定向的精度受噂蛻參數(shù)的影

50、響？誓：直接矢量控制的工作原理工料速正、反向和躬瞄升速.磁鏈給定信號由函數(shù)發(fā):生程序獲 得.傳速調節(jié)器A業(yè)的輸出作為鉆地給定信號，弱磁時它還耍到磁鏈給定信號的控制.在轉 矩內(nèi)環(huán)中,磁性對控制對象的影響相當于一種擾動作用，因而變到轉矩內(nèi)環(huán)的抑制,從而改 造了特速子系統(tǒng).使它少受堿性變化的能胸.聞接矢最控制的工作原理,錄用磁開環(huán)控制，系統(tǒng)反而會簡單一些.在這種情況3 常利用先量控制方程中的裝差公式,構成檔差型的欠量控制系統(tǒng)它綣承了基于穩(wěn)態(tài)模型轉 差攜率控制系統(tǒng)的優(yōu)點，同時用基于動態(tài)模型的矢量控制規(guī)律克服了它的大部分不足之處. 修差型無量;控制系統(tǒng)的主電路乘用了交一直-交電流源型變頻器，適用于贊府的大容量裝 置,在中、小容最裝置中多取用帶電流控制的電壓源型am變時變頻器.磁魅開地拌