電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)(第三版)陳伯時(shí)習(xí)題答案(全部)

1、第一章：閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)00000之吉白夕凡創(chuàng)作創(chuàng)作時(shí)間：二零二一年六月三十日1-1為什么PWM電念頭系統(tǒng)比晶閘管-電念頭系統(tǒng)能夠獲得更好的靜態(tài)性能？答：PW陳統(tǒng)與V-M系統(tǒng)相比，在很多方面有較年夜的優(yōu)越性：(1)主電路線路簡單，需用的功率器件少；(2)開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，機(jī)電損耗及發(fā)熱都較??；(3)低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá)1:10000左右；(4)若與快速響應(yīng)的電念頭配合，則系統(tǒng)頻帶寬，靜態(tài)響應(yīng)快，靜態(tài)抗擾能力強(qiáng)；(5)功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適那時(shí)，開關(guān)損耗也年夜，因而裝置效率較高；(6)直流電源采納不控整流時(shí),電網(wǎng)功率因數(shù)比相

2、控整流器高；1-2試分析有制動(dòng)通路的不成逆PW旋換器進(jìn)彳f制動(dòng)時(shí),兩個(gè)VTM如何工作的.答：如圖P13,1-17,制動(dòng)狀態(tài)時(shí),先減小控制電壓，使Ug1的正脈沖變窄，負(fù)脈沖變寬，從而使平均電樞電壓Ud降低.可是，由于機(jī)電慣性，轉(zhuǎn)速和反電動(dòng)勢還來不及變動(dòng)，因而造成EUd,很快使電流id反向，VD2截止，在tonWtCT日t,Ug2變正，于是VT2導(dǎo)通，反向電流沿回路3流通，發(fā)生能耗制舉措用.在TWtT+ton（即下一周期的0Wt,整流裝置內(nèi)阻Rrec0.3,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放年夜倍數(shù)Ks40.最*年夜給定電壓Unm15V,當(dāng)主電路電流到達(dá)最年夜值時(shí),整定電流反饋電壓Uim10V.設(shè)計(jì)指標(biāo)：要求系統(tǒng)滿

3、足調(diào)速范圍D=20,靜差率SW10%,Idbl1.5IN,Idcr佇味.試畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖，并計(jì)算:(1)轉(zhuǎn)速反饋系數(shù).(2)調(diào)節(jié)器放年夜系數(shù)Kp.(3)電阻Ri的數(shù)值.(放年夜器輸入電阻Ro20k)(4)電阻R2的數(shù)值和穩(wěn)壓管VS勺擊穿電壓值.解：(1)*因?yàn)?Unm U N max n N.*U nm所以nN1510000.015V min/r系統(tǒng)靜態(tài)結(jié)構(gòu)框圖如下：？(2)電念頭的電動(dòng)勢系數(shù)為開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降為閉環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降為閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放年夜系數(shù)為調(diào)節(jié)器放年夜系數(shù)為-K35123Ks/Ce0.01540/0.2059取Kp13（3）取Ro20k則RiKpRc2013260k

4、(4)求解R2的核心應(yīng)放在運(yùn)放上，利用虛地址求解電流:15107.3Uc20R2260對特殊點(diǎn)：當(dāng)機(jī)電堵轉(zhuǎn)時(shí),n0,故Un0且此時(shí)，電樞回路中IImaxIdblUd0%Uc-Idm又Idbl1.5INKsKs將上式帶入式即可獲得：當(dāng)VS被擊穿時(shí),UVSIdcr又Uim10V,1dblUim,Idbl1.5IN,Idcr1.1IN所以，UVS7.34V1-13在電壓負(fù)反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)下列參數(shù)發(fā)生變動(dòng)時(shí)系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用，為什么？放年夜器的放年夜系數(shù)Kp;供電電網(wǎng)電壓；電樞電阻R;電念頭勵(lì)磁電流；電壓反饋系數(shù)丫.答：當(dāng)放年夜器的放年夜系數(shù)、供電電網(wǎng)電壓、電樞電阻、電念頭勵(lì)磁電流發(fā)生變

5、動(dòng)時(shí),系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用，當(dāng)電壓反饋系數(shù)丫發(fā)生變動(dòng)時(shí),它不能獲得反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會(huì)增年夜被調(diào)量的誤差.因?yàn)榉答伩刂葡到y(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動(dòng).1-14有一個(gè)V-M系統(tǒng)，已知：電念頭：PN2.8kW,UN220V,IN15.6A,nN1500r/min,Ra1.5，整流裝置內(nèi)阻Rrec1,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放年夜倍數(shù)KS35.(1)系統(tǒng)開環(huán)工作時(shí),試計(jì)算調(diào)速范圍D30時(shí)的靜差率s值.(2)當(dāng)D30,s10%時(shí)，計(jì)算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降.(3)如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求D30,s10%,在Un10V時(shí)IdIN,nnN,計(jì)算轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)和放年夜器放年夜系數(shù)Kp.(4)

6、如將上述調(diào)速系統(tǒng)改為電壓負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，仍要求在Un10V時(shí)，1dIN,nnN,并堅(jiān)持系統(tǒng)原來的開環(huán)放年夜系數(shù)K不變，試求在D30時(shí)的靜差率.解：(1)先計(jì)算電念頭的電動(dòng)勢系數(shù)：則開環(huán)系統(tǒng)的額定速降：所以系統(tǒng)開環(huán)工作時(shí),調(diào)速范圍D30時(shí)的靜差率：(2)當(dāng)D30,s10%時(shí)，系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降(3)在Un10V時(shí)1dIN,nnN,轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù)為閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放年夜系數(shù)為52.5調(diào)節(jié)器放年夜系數(shù)Kp為Kp28.09Ks/Ce0.00735/0.1311取Kp29(4)在電壓負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)中故那時(shí)Un10V1dIN,nnN,并堅(jiān)持原開環(huán)放年夜系數(shù)K不變，在D30時(shí)nmin=50r/mi

7、n,靜差率：1-15在題1-10的系統(tǒng)中，主電路電感L50mH,系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部份飛輪慣量GD21.6Nm2,整流裝置采納三相零式電路，試判斷按題1-10要求設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行？如要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，允許的最年夜開環(huán)放年夜系數(shù)K是幾多？解：計(jì)算系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)：電磁時(shí)間常數(shù)Ti機(jī)電時(shí)間常數(shù)TmGD2R1.6 (1.2 1.5) s 0.064 s375com375 0.137 30 0.137L0.05H-0.0185sR(1.21.5)對三相零式電路（即三相半波整流電路），晶閘管裝置的滯后時(shí)間常數(shù)為為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，開環(huán)放年夜系數(shù)應(yīng)滿足穩(wěn)定條件:Tm(Ti Ts) Ts2K un

8、,積分調(diào)節(jié)器的輸出Uc便一直增長；只有到達(dá)UnUn,Un0時(shí)，Uc才停止上升；不到Un變負(fù)，Uc不會(huì)下降.特別要注意的是，那時(shí)Un0,Uc其實(shí)不是零，而是一個(gè)終值Ucf；如果Un不再變動(dòng)，這個(gè)終值便堅(jiān)持恒定而不再變動(dòng)，這是積分控制的特點(diǎn).因此，積分控制可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下堅(jiān)持恒速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無靜差調(diào)速.當(dāng)積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓U0時(shí)，調(diào)節(jié)器的輸出電壓Uc不是零，而是一個(gè)終值Ucf,它取決于輸入偏差量的全部歷史.1-17在無靜差轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)機(jī)電精度的影響？并說明理由.答：轉(zhuǎn)速的穩(wěn)態(tài)精度還受給定電源和測速發(fā)機(jī)電精度的影響，因*為系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度，UnUnn.例如，若給定應(yīng)為15V1500轉(zhuǎn)；當(dāng)給定發(fā)生毛病為13V1轉(zhuǎn)速n不為1500轉(zhuǎn).當(dāng)反饋檢測環(huán)節(jié)的精度禁絕時(shí),即有誤差時(shí),轉(zhuǎn)速n也不為1500轉(zhuǎn).1-18采納比例積分調(diào)節(jié)器控制的電壓負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)的速度是否有靜差？為什么