电力拖动自动控制系统第四版习题答案陈伯时文档格式.docx
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=
274
5(
r
min
)
C
e
(2)开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率
n
274
5
≈
215
21
5%
N
+
1000
(3)额定负载下满足
D
20,
≤
要求的转速降落
05
63
20
05)
*
2-6有一晶闸管稳压电源,其稳态结构如图所示,已知给定电压
Uu
8
比例调节放大
系数
K
2,
晶闸管装置放大系数
15,
反馈系数
γ
7
。
求:
p
(1)输出电压
U
;
d
(2)若把反馈线断开,U为何值?
开环时的输出电压是闭环时的多少倍?
(3)若把反馈系数减至
γ
0.3
5
U
应为多少?
u
(1)输出电压
15
12(
d
u
*
(2)若把反馈线断开,
264(
V)
开环时的输出电压是闭环
时的
264
12
22
倍。
(3)若把反馈系数减至
0.3
,当保持同样的输出电压时,给定电压
35
4
6(
12.5
1.5
da
(1)
0.1341
⋅
min/
1500
RI
(1.5
1.0
0.8)
307.6
r
/min
op
0.1
≤
8.33
cl
(1
0.1)
(2)
(3)
307.6
(4)闭环系统的开环放大系数为
35.93
8.33
运算放大器所需的放大倍数
13.77
α
/
0.01/0.1341
e
R=
4.8
Ω
0.3125
<
1/3
图见49页
计算系统中各环节的时间常数
L
0.05
电磁时间常数
T
0.02
l
GD
1.6
机电时间常数
0.082
m
375
30
em
π
晶闸管装置的滞后时间常数为
0.00167
为保证系统稳定,应满足的稳定条件:
T+T
(0.02
0.00167)
ml
53.29
ls
可以稳定运行,最大开环放大系数是53.29
2-12有一晶闸管-电动机调速系统,已知:
电动机
2.8
UN
15.6
1500r
,整流装置内阻R=1Ω
,电枢回路电抗器电阻
a
rec
触发整流环节的放大倍数
s
(1)系统开环时,试计算调速范围=30D时的静差率s。
(2)当
D
30,
s
10%
时,计算系统允许的稳态速降。
(3)如组成转速负反馈有静差调速系统,要求
30,
10%
,在
10V
时
n=
,计算转速反馈系数α和放大器放大系数
先计算电动机的反电动势系数
6
131
(V
系统开环时的额定转速降落
8)
393
min)
Nop
(1)系统开环时,调速范围
时的静差率
887
88.7
%
(2)当
时,系统允许的稳态速降
n
≈
56(
)
,则系统开环放大系数
393op
69.6
56
10
转速反馈系数
0067(
KC
69.6
放大器放大系数
K
38.9
3
。
p
0067
2-13旋转编码器光栅数为1024,倍数系数为4,高频时时钟脉冲频率f=1MHz,旋转编
0
码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计算器,M法和T法测速时间均为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法测速
转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辨率
Q
465
ZT
1024
01
c
nZT
4096
转速n=1500r/min时,
M
,误差率最大值
δ
00097
097%
max
1
150
转速n=150r/min时,
102
0097
97%
(2)T法测速
6
f
9
,测速分辨率
Zn
171
误差率最大值
103
3%
2
转速n=150r/min时,
M
98
,测速分辨率
1.55
误差率最大值
0103
03%
98
3-1
双闭环直流调速系统的ASR和ACR均为PI调节器,设系统最大给定电压
15V
20A
,电流过载倍数为2,电枢回路总电阻
nmU
im
=2Ω
127
(1)当系统稳定运行在Un=5V,
10A
时,系统的
n、
、
和
U各为多少?
dL
i
c
转速反馈系数
nm
电流反馈系数
im
β
dm
(1)当系统稳定运行在Un=5V,=10AI时,
dL
==5(V)nUn
500(
βI
3
75(
500
175
(2)当电动机负载过大而堵转时,n=0;
15(
dm
4(
V
3-2在转速、电流双闭环直流调速系统中,两个调节器ASR、ACR均采用PI调节器。
已知
参数:
电动机:
P
220V
min,
电枢回路
总电阻R=1.5Ω;
设
8V
,电枢回路最大电流
40A
,电力电子变
nm
cm
换器的放大倍数
40
试求:
(1)电流反馈系数β和转速反馈系数α;
(2)当电动机在最高转速发生堵转时的
U和
U的值。
(1)电流反馈系数
008
(2)当电动机在最高转速发生堵转时,n=0;
60(
8(
5(
3-5某反馈系统已校正成典型I型系统。
已知时间常数T=0.1s,要求阶跃响应超调量
σ
(1)系统的开环增益。
(2)计算过渡过程时间
t和上升时间
t
(3)绘出开环对数幅频特性。
如果要求上升时间
tr
25
,则K=?
?
典型I型系统开环传递函数为
W
Ts
(1)要求阶跃响应超调量
,则要求
KT
69
,为获得尽量短的上升时间
,选
择
则
(2)过渡过程时间
ts
上升时间
33
(3)如果要求上升时间
,则选择
16
.3%
τiτ
s+1)
i
τ
1)
开环传递函数
op
对Ⅱ型系统
σ≤
30%
,h=7
hT
0.14
h
204.1
2.8571
(0.1
PI调节器
取10kΩ
=28.571kΩ取30kΩ
R
R/i
τ=14µ
F
i
∆max%)(λ−z)C
b
nTN
∑n=63.4%*
nTm
3-10有一转速、电流双闭环直流调速系统,主电路采用三相桥式整流电路。
已知电动机参
数为:
500kW
750
V,
760A
,电动势系数
82
,电枢回路总电阻
14
,允许电流过载倍数
λ
,触发整流
环节的放大倍数
75
,电磁时间常数
031
,机电时间常数
112
,电流反
Tl
Tm
馈滤波时间常数
002
,转速反馈滤波时间常数
设调节器输入输出电
Toi
Ton
压
,调节器输入电阻
R0
=40kΩ
设计指标:
稳态无静差,电流超调量
,空载起动到额定转速时的转速超调量
电流调节器已按典型I型系统设计,并取参数
(1)选择转速调节器结构,并计算其参数。
ω,并考虑它们是否合理?
cn
0017s,电流环小时间常数之和
Ts
0037
,要求电流超调量
,应取
,因此
Σ
oi
IT
Σi
135
KI
(1)电流环等效时间常数
0074
转速环小时间常数
0274
on
0088
760
0267(
选择转速调节器结构,其传递函数为
W
(
K
τ
+
1
ASR
按跟随和抗扰动性能都较好的原则,取
5,
则ASR的超前时间常数为
hTΣn
137
转速环开环增益
159
84
可得ASR的比例系数为
m
51
RT
0267
Σn
取调节器输入电阻
=40kΩ
,则
420
kΩ
,取420kΩ
7−n
26
(F
326
µ
F
,取0.33
6−on
,取2µ
F。
(2)电流环的截止频率
ω
ci
转速环的截止频率
cn
检验近似条件
1)校验晶闸管整流装置传递函数的近似条件
196
−1)
>
,满足近似条件;
ci
0017
校验忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件
50
91
校验电流环小时间常数近似条件
180
校验电流环传递函数近似条件
I−1
7(