电力拖动自动控制系统陈伯时

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1、第一章习题1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管-电动机系统能够获得更好的动态特性？解：省掉了平波电抗器，电磁时间常数小；开关频率高，时间响应滞后时间短，动态响应加快，抗干扰能力增强，提高了系统动态性能。1-2试分析有制动通路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个VT是如何工作的。解：制动时：当Ug1为正时，由于VD1的续流作用，VT1不能导通，Ug2为负，VT2截止；当Ug1为负时，VT1截止，此时Ug2为正，VT2导通。1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静态速降和最小静差率之间有什么关系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了？”解：调速范围：生产机械

2、对电动机所提出的最高转速nmax与最低转速nmin之比叫做调速范围，用字母D来表示。nmax与nmin通常指额定负载下的转速。静差率：负载由理想空载增加到额定负载所产生的转速降落ΔnN，与理想空载转速n0的比值，称作静差率，用字母s表示，一般用百分数表示。调速范围、静态速降和最小静差率之间的关系如下式：最低转速越高，对应s值越小，当要求的s值一定时，如果没有调速范围限制，可以容易的通过提高最低转速来满足对s的要求。1-4某一调速系统，测得的最高转速特性为n0max=1500r/min,最低转速特性为n0min=150r/min，带额定负载时的转速降落ΔnN=15r/min，且在不同转速

3、下ΔnN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：1-5某闭环调速系统的调速范围是1500~150r/min，要求系统的静差率s≤2%，那么系统容许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100r/min,则闭环系统的开环放大倍数应有多大？解：1-6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8r/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：扩大的倍数为：1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速nN=1500r/min，开环转速降落ΔnNop=240r/min，若要求系统的静差率

4、由10%降到5%，则系统的开环增益将如何变化？解：1-8转速单闭环调速系统有哪些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电位器的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？解：闭环调速系统可以得到比开环调速系统硬的多的稳态特性，从而在保证一定静差率要求的情况下，能够提高调速范围，代价是增设放大器以及检测和反馈装置。改变给定电压可以改变电机的转速，给定改变时，偏差改变，变流器输出改变，电机转速改变；给定不变，调反馈分压比可以改变电机转速，理由同上；测速机励磁变化对转速的影响，无法克服，效果相当于改变反馈

5、电位器分压比，转速变化是必然的。1-9在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测速发电机的励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量有无调节能力？为什么？解：其中电网电压变化、电动机励磁电流变化、电枢电阻变化等反馈闭环都能调节，因为它们都作用在闭环所包围的前向通道上；而测速发电机励磁变化对转速的影响闭环无法调节，因为它作用在反馈环之外。1-10有一V-M调速系统，电动机参数为：PN=2.2kW，UN=220V，IN=12.5A，nN=1500r/min,电枢电阻Ra=1.2Ω,整流装置内阻Rrec=1.5Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=35

6、。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框图。（3）调整该系统参数，使当Un*=15V时，Id=IN，n=nN，则转速反馈系数α应该是多少？（4）计算放大器所需的放大倍数。解：（1）（2）R1++-+-MTG+-RP2nRP1U*nR0R0RbalUcLIdUnUd-+MTG（3）可近似计算为：（4）1-11在题1-10的转速负反馈系统中增设电流截止环节，要求堵转电流Idbl≤2IN，临界截止电流Idcr≥1.2IN，应该选用多大的比较电压

7、和电流反馈采样电阻？要求电流反馈采样电阻不超过主电路总电阻的1/3，如果做不到，需要增加电流反馈放大器，试画出系统的原理图和静态结构土图，并计算电流反馈放大系数。这时电流反馈采样电阻和比较电压各为多少？解：1-12某调速系统原理图如图1-58，已知数据如下：电动机：PN=18kW，UN=220V，IN=94A，nN=1000r/min,电枢电阻Ra=0.15Ω,整流装置内阻Rrec=0.3Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=40。最大给定电压Unm