電力拖動自動控制系統(tǒng)_第四版_課后答案

1、2.8某閉環(huán)調速系統(tǒng)的開壞放大倍數為15時，額定負載下電動機的速降為8如果將開環(huán)放大倍數提舟到30 .它的速降為多少？在同樣靜差n = IN H C 白 7 8K(0. 02t0022 ) 0.1群7 8 rpmll5D = nN s/A n(l- s)=1430 /0. 2 1 存 5 -(1o.e)3. 1D = nN s/An(l- s)=14珂 /0. 3 M 5 一(1o®5. 332.5某龍門刨床丄作臺采用VN調速系統(tǒng)。已知直流電動機.主電路總電阻R=018 O ,Ce=0.2V?min/r.（1） 當電流連續(xù)時.在額定負載下的轉速降落為多少？N（2） 開環(huán)系統(tǒng)機械特性連

2、續(xù)段在額定轉速時的靜差率S 多少？N（3）若要滿足D=20,s5%的要求額定負載下的轉速降落AflN又為多少？解： Ain =lNxR/be 505 xO.18/o.2 =274.5r/min Sn = nN/no = 274. (10004_274.5) =21.5% 卻 =nNS JD(1_ s)JOOO x O.Op 2匕 0.95 J.63r / min2.6有一晶閘管穩(wěn)壓電源，其穩(wěn)態(tài)結構圖如圖所示，已知給定電壓Uu= 8.8V、比例調節(jié)器放大系數 Kp = 2.晶閘管裝置放大系數Ks =15 .反饋系數丫 =0.7。求：（1）輸出電壓 Ud： （2）若把反饋線斷開. U d為何值？開

3、環(huán)時的輸岀電斥是閉環(huán)是的多少倍？（3）若把反饋系數減至Y =0.35，、“I保持同樣的輸出電壓時.給定電壓*U U應為多少？解：(門 U =K KU*/(1+K K y )=dp s up s& 15c 8 幽(4 2kIS 0.7)= 12V Ud = 8.g 2X 15= 264V 開環(huán)輸出電壓是閉環(huán)的 22倍Uu* =Ud(l+KpKsY)/KpKF 1/(1+ 2X 15x0.33(* 15) = 4.6V，要求系統(tǒng)的靜差率2.7某閉環(huán)調速系統(tǒng)的調速范用是15OOr/min15Or/min速降是100r/min 則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數應有女大？衣5% ,那么系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降

4、是藝少？如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)解：1)Dn幣s / nN°l s(-)10 4500 x2%/ Ain x98% 4in = 15O0<2%/98%X1O= 3.06r/min=( An h =_ =2)K op/ cl 1 100 /3.06131.7率要求下.調速范囤可以擴大箏少倍？解： Ariop =(1 永址riel =0 十5 &： 128如果將開環(huán)放大倍數提商到30.則速降為:n =( +)=clop / ! K(+ )=128/ 1 304.13rpm在同樣靜差率要求下.D可以擴大4nci 1mi2 1.937 倍2.9有一 VM調速系統(tǒng):電動機參數Pn =2

5、.2kW. U n =220V. I n =12.5 A. n n =1500 r/min .電樞電阻R-1.5Q.電樞回路電抗器電阻RL=0.8 Q ,整流裝宜內阻Rrcc=1.0 Q,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數Ks=35.要求系統(tǒng)滿足調速范圉 D=20 ,靜差率S<=10% o(1) 汁算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降nop和調速耍求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降nc a(2) 采用轉速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構圖。(3) 調整該系統(tǒng)參數，使片 Un*-15V時，Id=lN. n=!)N 則轉速負反饋系數O應該是笫少?(4) 訃算放大器所需的放大倍數。n =(Un-In 乂 Ra)/Ce

6、=> Ce =(220- 12.1.5 )1500 201.25/1500 0彳34V min/rn =(Un -In xRy)/Ce=noP = InxR5； / Cc =12.5 .3 / 0.134 9=07.836r / min nN =nNS/(D(l -s)=1500 冷0% (/20*90% ) =8.33r/minn所以， cl =8.33r/min(2 )3)* n 杲 pKsUTd RMcJl+K)= Lu；/% + K Id R 4 Cl+ 迦=(n)_ =_ =K op/ ci 1307.836 /8.331 35.9551500 = 35.955 15 Q (1

7、 + 35.955 ) 125* 3.3/( 0.13© 戶 35.955 )=a = 0.0096V min/ rK*Cc可以求得K廠35.955* 0.134=14.3435*0.0096也可以用粗略算法:*U n 15u 八 Un=a n a = = = 0.01n1500Kp 二KCe/KQ Kp= 35.950.134/( 存5 0.()1= 13.762.10在題2.9的轉速負反饋系統(tǒng)中増設電流截止環(huán)節(jié)，要求堵轉電流I dbl £ 21 N，臨界截止電流I dcr A 12I N應該選用多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻？要求電流反饋采樣電阻不超過主電路總電阻的1

8、/3 如果做不到，需要増加電流反饋放大湍.試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構圖.并訃算電流反鍛放大系數。這時電流反饋采樣電阻和比較電樂各為女少？-2In = 25A* Ider" 1.2In=15 AI dcrU com / Rs1 5 U com / RsI udbl 冷(u： + com )/R=25=(15 小 com) / Ry Rs = 1色Ucom =15x1.5 = 22.5V(Rf3) =( 1.0* 1.5+-O.g/3=1G, Rs >(Ry /3):2) -不符合要求，取Rs =1.1Q,需加電流反饋放大器由于需要的檢測電阻值大，說明要求的電流信號值也大。要同時

9、滿足檢測電阻小和電流信號大的要求.則必須采用放大器.對迫流信號進行放大。為此.Rs 勻1£1 則 U com = I dor XRs =15 只11 =16.5VI d > I dcr 時,有n=k KU*/C (1+K )L R K K (R I _U yC (1+K )L RI /C (14K)p s n epsi s dcom ed e二衣 K (U * +K u y(C (1 + K )L(R 4K K K R X /(C (1 +K )p s ni com ep s i s d e當n=0時，I dbl = K p K * U n+KiU com V (R +K pK

10、 s K i Rj 冷(U n +K iU com V Ki Rs25 =(15 +16.5K yi.l K = Ki =15 /(22.5 -13.5 )=1.360o2.11在題2.9的系統(tǒng)中，若主電路電感L=50mH,系統(tǒng)運動部分的飛輪慣雖GDz=1.6Nmz ，整流裝置采用三相零式電路試判斷按題 2-9要求設計的轉速負反饋系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行？如要保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，允許的最大開壞放大系數是多少？解：l =50mH . GD 2 =1.6 Nm2 ,世=3.9 . Ce =0134V / rpmT1 = L/Ry=0.05 /3.3 =0.015 sf JTm =GD2Ry/ 75CeCm

11、)=1.6 X 3.3 (375X0.1>4 0.134 30/3.14)=5.28 /64.33 =0.082sTs =0.00333sK <fcm(T1 +Ts )+Ts2/Ti Ts=|0.082X(0.015+ 0.0033曠O.OO33S/ O.O.PO.OO33?r2-i可二 0.0015 +().00333 J/0.00004983 = 30.52見與前面的K>35.955相矛盾.故系統(tǒng)不穩(wěn)定。要使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行.K最大為30.52。2.12 有一個晶閘-電動機調速系統(tǒng)，已知：電動機：PN 2.8kW U n_220V In 15.6 A n N _1500r

12、/miii , Ra =i 5q ,整流裝宜內阻Rrec -1 電樞回路電抗器電阻 R-L =0.8 q ,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數 Ks 一 35。（1）系統(tǒng)開環(huán)1：作時，試訃算調速范困D =30時的靜差率s值c（2）當D = 30 , s= 10% 時，計算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。=_時 =,=CL（3）如組成轉速負反饋有靜差涮速系統(tǒng)，要求D_30 , s 一10%，在U n 10V Id - IN n 一 n N，計算轉速負反饋系數和放大器放大系數 K p解：C e =(220 一156 乂 1.5 "1500 =0.131 IV min/rAH X= X=op In Rl/Ce 1

13、5.63.3 /0.131 1 392.68r/minn -_m.n 一 1500/ 30 50% = ( + )=s nop/ omin 392.68 /392.68 5088.7%(2)0.1=41/ (n + 50)n = 5/0.9 - 5.56 r / min=n KpKsUn*© 1 k R Id/C( IK )K = KpKs /Ce< *I 1500=K KU /C (1+K)_(154/C ( + K)jp s n eeI K =nop/Anci)一 尸(297.48 /5.56)1 = 52.52.13旋轉編碼器光柵數 1024,倍頻系數4,商頻時鐘脈沖頻率

14、f0 一 IMHZ ,旋轉編碼湍輸出的脈沖個數和高頻時鐘脈沖個數均采用16位訃數器，M法測速時間為 0.01s.求轉速 n = 1500r / min 和 n = 150r / min時的測速分辨率和誤差率最大值。解:（1）M法：分辨率Q6060=1.465r / min1024天 4X0.0160M i說大謀差率：n=-TZTCnZTc1500x x4 1024 0.01n 一 1500r / min 時,M i60601024nZTc150 4 102$ 0.01n - 150r / mm 時，M i = 102.46060%11ZTC1500r / min 時，6max x 100%=x

15、 100%= 0.098%Mi1024% 1 1150r/min 時，=x 100%=x 100%= 0.98%M i102.4可見M法適合商速。（2） T 法：分辨率：Zn21024x 4x15002n = 1500r/min 時.Qminn = 150r / min 時.Q60 fo說大謀差率：n =ZM260 fo - Zn 60Xf IO6 - 1025X 4： 1500 Zn271024 4 15021.55r / min60 f o Zn60 ft） M2 =Zn時M2 =x6060x106106_ 1024x4150當 n = 1500r / min1024 X 4X150060

16、 x 106為 n =150r/min 時，M2 =:= 97.71024 X 1509.77n = 1500r / min 時，0 max %=x 100%=X100% = 11.4%M2 一19.77- 1 %n = 150r / min 時，§maxx100% =x 100%= 1%M2 197.71可見T法適合低速習題三3.1雙閉環(huán)調速系統(tǒng)的ASR和ACR均為PI調節(jié)器.設系統(tǒng)最大給定電壓丫丫T2,電樞回路Ji 和 UcU nm =15V, nN =1500r/miii 、 1 N =20A-電流過載倍數為* *總電阻 R =2Q. K S =20. C e =O.127V

17、- min/r ，求：（1）肖系統(tǒng)穩(wěn)定運行在 U n =5V, IdL = 10A時.系統(tǒng)的 11 U n U i各為多少？ （ 2）出電動機負載過大而堵轉時，U i和U C各為弱少？解：（1）當 Un=5V,« =Unm*/nN =15V/ 1500rpm =0.01V/rpm轉速 n = LU- = 500rpma O.OlV/rpm=#=±=0.375V/adm 40 AU f = p I d = 0.375*10 =375V =UiU do E +1 dL R CenN +1dL R 0.127 *500 + 10*2KsKs204.175Vn = 500rpm ,

18、U n=5V ,U f=U i = 3.75V ,U c= 4.175vi o dm 15* = P =（2）堵轉時，UI12 _ Gn IdR）_ I亦 R _ 40*2 = 4y20V,UcKsKsKs=20a. nNK S =40=（i）電流反饋系數B和轉速反饋系數a3.2在轉速.電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中.兩個調節(jié)器ASR , ACR均采用PI調節(jié)器。已知參數： 電動機：PN=37kW, UN =220V, IN*水=iooor/min.電樞回路總電阻 R =15 Q ,設U nm =U im = U cm =8V,電樞回路最大電流 I dm =40幾電力電子變換器的放大系數試求:（2）當電

19、動機在最高轉速發(fā)生堵轉時的u d 0 , u i，U i ,U c解：1 ） B二 XV _. 0.2V/Aoc =- =0.008 V/rpmI伽 40AnN lOOOrpm2）UdO =E +IdiI=CenN+IdI：= 40A*l.P = 60V這時：*Un=8V,Un = 0 . ASR處于飽和.輸出最大電流給定值。uf=8V,Ui =8V,=U /K = /=u C do s 60 40 1.5V*3.3在轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中.調節(jié)器ASR . ACR均采用PI調節(jié)粽片ASR輸出達到U im 時主電路電流達到最大電流80A。T負*戦電流由40A増加到70A時，試問：（1）U

20、i應如何變化？（ 2） Uc應如何變化？（ 3） U c值由哪些條件決定？8V解：1）=0.1V/Adm 80A變化。2)Uc要有所增加。3)Uc取決于電機速度和負載大小。因為U d o =E +l di 賅=CcnN + lai RyUcudO(Cen + I d R)Ks3.5某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型I型系統(tǒng)c已知時間常數 T=O.ls.嬰求階躍響應超調址OW10%。(1)系統(tǒng)的開環(huán)增益。(2)訃算過渡過程時間ts和上升時間tr :(3)繪出開環(huán)對數幅頻特性。如果婆求上升時間tr <0.25s,則 K=? . ° % =?解:KT 書.69,=0.6,b %= 9.5%因

21、此、*1電流從40A= 70A時， U應從4V7O(1) 系統(tǒng)開環(huán)增益： K = 0.69/T=0.69/0.1 =6.9(l/s)上升時間flr= 3.3T =0.33S過度過程時間:3,ts u百=6T = 6X0.1 =0.6s(3)則應取如要求tr 0 2s5,素表 3-1KT 1 -止殳， tr =2.412.4.10.24 s 這時K 4/T，超調雖=16.3% o3.6有-個系統(tǒng)，其控制對象的傳遞函數為心）=上1-=一，婆求設計一個無靜差系統(tǒng)在階躍輸入下系統(tǒng)超調雖 ®%$ 才 0.01s+l（按線性系統(tǒng)考慮）。試對系統(tǒng)進行動態(tài)校正，決定調節(jié)器結構，并選擇其參數。解：按典

22、型I型系統(tǒng)設計，選KT 0.5, 亡=0.707,杳表31,得貯 =4.3%。K=10/ T1I調節(jié)器.w(s)='校正后系統(tǒng)的開壞傳遞甫數為W (s) _ JLQ, 這樣, T =T1C+Ss (0.01s1)kt = o.5,則 K = o.5rr=5o.所以 t=10/K =10/50 _0.2S -積分調節(jié)器：W (s)=。Ts 0.2s3.7有一個閉環(huán)系統(tǒng).其控制對彖的傳遞函數為Wobj(S)=Kis(Ts+l)要求校正為典型II型系統(tǒng).在階躍輸入下系統(tǒng)超s（0.02s +1）調址a %w3o% （按線性系統(tǒng)考慮）。試決定調節(jié)湍結構并選擇其參數。解：應選擇pi調節(jié)器 w（S）

23、二心（乓+1），校正后系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數W(s)= Kpi(Ts一Ku ,對照典型I【型系 s（Ts +1）K=KpiKi/ T,T =hT,選 h = 8,查表 3-4,°%=272% .滿足設計要求。t = hT =8*0.02 =0.16s ,二 h + 1 二 8+1=K 2h2T 22*8 2 .02 2175.78,pi = KT / Ki = 175.78*0.16 / 10= 2.81PN =60 kW . UN 二 220v,3.8在一個由三相導式晶閘管整流裝迓供電的轉速、電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)中.已知電動機的額定數據為:I N 308a. nN 1000r/min ,

24、電動勢系數Ce =0196 V miii/r,主回路總電阻 R =0.18 Q，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數Ks =35。電磁時間常數T1 =0.012s機電時間常數Tm =0i2s,電流反饋濾波時間常數Toi =o.oo25s,轉速反饋濾波時間常數To n =o.oi5s。額定轉速時的給定電壓(Unf)N=10V.調節(jié)器 ASR , ACR 飽和輸出電壓 Uim*=8V,Ucm =6.5V.系統(tǒng)的靜、動態(tài)抬標為:穩(wěn)態(tài)無靜差調速范闌D= 10電流超調址 °i W 5% ,空載起動到額定轉速時的轉速超調雖W 10%c 試求:（1）確定電流反饋系數0（假設起動電流限制在I.IIn以內）和轉速反

25、饋系數（2）試設計電流調節(jié)器ACR.汁算其參數Ri.、C. x Co,畫出其電路圖,調節(jié)器輸入回路電阻Ro=4O（3）設計轉速調節(jié)器ASR計算其參數Rn . C。、Cono （Ro =40k <5 ）（4）汁算電動機帶40%額定負載起動到最低轉速時的轉速超調雖（5）il算空軼起動到額定轉速的時間。卩二UiJ/Idm二 8V/(1.1*In) = 8V/ 339A = 0.0236V/Aa = 10/1000 = 0.0 IV min/r確定時間常數：a)Ts二0.00333sb)Toi =0.0025sc)TjToi Ts 0.00250.00 祠 3=0.028 焉電流調節(jié)器結構確定:

26、閃為6 < 5% ,可按典型I型系統(tǒng)設訃，選用PIWacr (S)Ki(TiS+l)xs電流調節(jié)器參數確定：Ti =T1 = 0.012s,選 Ki電=0.5, Ki =0.5 /£i= 85.76sKi 二 SR =85.76 0.012 0.18 q 2243$ 0.0173校驗等效條件:Ki = 85.76s-1可見滿足近似等效條件電流調節(jié)器的實現(xiàn)：選Ro =405Ri 二 KjRo =0.224 X40K =8.96 K 取吆Ci = Ti /Ri= 0.012/0 103 > 1.3卽F由此C = XX = 叢Oi 4T0 i / Ro 4 0.0025/401

27、03 0.25 F<3 )速度調節(jié)器設計確定時間常數：1/ Ki：因為 KiSr 0.5a)電流環(huán)等效時間常數2 0. 00583 0. 0116sb) Ton = 0.015sz =c) Tn 1/Kl速度調節(jié)器結構確定：+T+ =0.01166 0.015 0.02666s按照無靜差的要求，應選用pi調節(jié)器,S_ Kn + 1)速度調節(jié)器參數確定:Wasr (S) T $，nhlS，取 h=5,J= hXn=0.1333 sh+1Kn 2h2T2x52x 0.026662 168.82s(h+l)B CeTm 6x 0.0236x0.196x 0.12Kn = 6.942haRlS

28、2X 存 0.0半 01$ 0.026660 = co = k t = x =cn Kn /1 Nn 168.82 0.133322.5s 1可見滿足近似等效條件。轉速超調雖的校驗（空載Z=0 ）轉速超調址的校驗結果表明.上述設訃不符合要求。因此需重新設計。査表.應取小一些的 h ,選h=3進行設計。按h=3速度涮節(jié)器參數確定如下:_ 0.07998sKn =(h+l)/2h2T乞=4/(2 x 穿 0.026662 尸312.656s 才K)=(h + l$CeTm/2MR臣=4x0.0236x0.196 .12/(26.01 仔.18 從02666) 7.=6校驗等效條件:on =Kn &

29、#174; =K% n=312.656 x0.07998 =25sa) l/3(Ki /l：)172 =1/3(85.76 /0.00583)172 = 40.43s Tb) l/3(Ki / Ton 十4 1/3(85.76 /O.O15)172 =25.2 >cn可見滿足近似等效條件。轉速超調址的校驗:°n=2 勺2.2% x l.lx(308x 0.18 /0.196x 1000產(0.02666/0.125 9.97%<10% 轉速超調雖的校驗結果表明，上述設計符合要求。速度調節(jié)-器的實現(xiàn)：選R° = 40K,則Rn_ K* R7. 40 _304K,取

30、3iok。/ RCn = J0.07998/31 10片 0.25屮FC = xX= Pon 4Ton / Ro 4 0.015/40 103 1.5 F4) 40%額定負載起動到最低轉速時 ：XX XXXX=n 2 72.2%(1.1 0.4) (308 0.18 /0.196 100) (0.02666 /0.12) 63.5%5) 空載起動到額定轉速的時間是： (書上無此公式)Ah h b僅考慮起動過程的第二階段。GD2 dn= 根據電機運動方程：375 dt Te TL,dn Cm (Idm klL) R(I dm IdL )R=(1 1 寸 dtGD?c GD2R ' dm

31、dL ' CeTm375e 375CmCeCeTmll0.196).12 *1000t =0.385s所以：（Idm _IdL）R(l208 0)0183.10有一轉速.電流雙閉環(huán)調速系統(tǒng)主電路采用三相橋式整流電路。已知電動機參數為：Px=500kV Un =75O In =760A, nN=375 r/mm ，電動勢系數Cc =1.82V -min/r.電樞回路總電阻 R=0.14 Q ,允許電流過載倍數X =1.5,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數K尸75.電磁時間常數 T =0031s,機電時間1 常數Tm =o.i 12s，電流反饋濾波時間常數Toi =o.oo2s,轉速反饋濾波時間常數

32、Ton =o.O2s。設調節(jié)器輸入輸出電壓uQm =u«=Unm=iov.調節(jié)器輸入電阻 Ro=4Ok Q。設計指標：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調址5W5%,空載起動到額定轉速時的轉速超調雖CXn 10% o電流調節(jié)器已按典型【型系統(tǒng)設計，并取參數KT=0.5。（1）選擇轉速調節(jié)器結構，并計算其參數。（2計算電流環(huán)的截止頻率ci和轉速壞的戳止頻率 Ocn .并考慮它們是否合理？解:p -UjJLdm(1)U nm a =一=0.00877V/A1.5 切 6010=00267V min/rnN 375電流調節(jié)器已按典型 I型系統(tǒng)設汁如下:確定時間常數:a) Ts =0.00176 sb) T

33、oi = 0.002sc)T工=0.00367 s電流調節(jié)湍結構確定： 電流調節(jié)器參數確定：因為可按典型 I型系統(tǒng)設汁，選用 PI 調節(jié)器，WACR(s)=Ki(Tis+i)/ TiS, T1/T L 1=0.031/0.00367=8.25<10i=T 1=0.03 IsE1T» KiT = 0.5» Ki= 0.5/T=136.24 sKi =KiTiR/K0 =136.24 x0.031 x0.14 / 75 x0.00877 =0.899可見滿足近似等效條件。電流調節(jié)辭的實現(xiàn)：選R o=4OK ,則Ri = Ki XRO =0.899 X40 =35.96 取

34、Ci =Ti/Ri= 0.031/3 係 103= 0.8 滬FC = xx = Aoi 4To i / Ro 4 0.002/40 IO3 0.2 f 速度調節(jié)器設訃確定時間常數：a) 電流環(huán)等效時間常數 1/Ki ：因為 KiTLi=0.5 則 1/K i=2T£i=2P00367=0.00734sb) b)Ton=0.02sc) c)Tzn=l/K i+Ton二0.00734+0.02二0.02734s速度調節(jié)器結構確定：按照無靜差的要求，應選用PI調節(jié)器，W ASR(S)=Kn( T nS + l)/ T nS速度調節(jié)器參數確定：T n=hTEn,選 h=5,則 T n=hT

35、En=O. 1367s,Kn 二(h+1)/ (2h2 T2En)=6/2*25*0.02734 2=160.54 sne m(aK 二(h+l)BCT /2h RT6000877*1.82® 112/2*5 *0.0267 切.14 切.02734=10.5可見滿足近似等效條件。速度調巧器的實現(xiàn)：選由 此Cn TCon=4Ton/Ro=4 *0.02/40*10Ro，貝 Un n 0=40KR =K *R =10.5*40二420K/R =0.1367/420*10 =0.325 F3=2 nF033 F2)電流環(huán)的截止頻率是：3ci二Ki = l36.24 s" 速度環(huán)

36、的截止頻率是：3cn=21.946 s2從電流環(huán)和速度環(huán)的截止頻率可以看出，電流環(huán)比速度環(huán)要快，在保證每個 環(huán)都穩(wěn)定的情況下，再求系統(tǒng)的快速性，充分體現(xiàn)了多環(huán)控制系統(tǒng)的設計特點。L/dB(1)在此系統(tǒng)中轉速給定信號最大值U 時電流給定信號辰大值m = 15V,n=n n=1500 r/min;3.11在一個轉速、電流雙閉環(huán) V-M系統(tǒng)中.轉速調節(jié)器 ASR,電流週節(jié)器 ACR均采用 PI調節(jié)器。JTOV時，允許最大電流Idm=30A.電樞回路總電阻R=2UQ 晶閘管裝宜的放大倍數Ks=30 ,電動機額定電流In =20A,電動勢系數Cc =0.128V min/r G現(xiàn)系統(tǒng)在Unf=5V.I

37、di=20A時穩(wěn)定運行。求此時的穩(wěn)態(tài)轉速n=? ACR的輸出電壓 Uc =?（2）當系統(tǒng)在上述情況下運行時電動機突然失磁（ =0）,系統(tǒng)將會發(fā)生什么現(xiàn)彖？試分析并說明之。若系統(tǒng)能夠穩(wěn)定下來，則穩(wěn)定后n=? U n=?ur=? u.=? i d=? uc =?=0.05s ,求轉速環(huán)在跟隨給定作用下（3）該系統(tǒng)轉速環(huán)按典型II型系統(tǒng)設訃且按Mrmm準則選擇參數取中頻寬1）=5.已知轅連環(huán)小時間常數T-的開環(huán)傳遞函數，并訃算出放大系數及各時間常數c（4）該系統(tǒng)由空載（IdL=o）突加額定負載時，電流Id和轉速n的動態(tài)過程波形是怎樣的？已知機電時間常數Tm =0.05s計算其城大動態(tài)速降恢復時間：u

38、=8.8T=8.8.05=0.44s(p81 表)1）a = U* nm /nN =15/1500=0.01 Vmin/r0 = U*un/Idm= 10/30=0.33 V/AU*.=5 V, n=u*n/a =5/0.01=500 r/minUc=u do /Ks=（E+IdRv）/Ks=（C cn+I du Rv）/Ks=（0.128*500+20*2）/3O=3.467 V2）在上述穩(wěn)定運行情況下，電動機突然失磁（=0）則電動機無電動轉矩，轉速迅速卜降到零.轉速調節(jié)器很快達到飽和.要求整流裝盤輸出鼓大電流Idm。因此，系統(tǒng)穩(wěn)定后，n=0 Un =0U*.=U*<n =10 , u

39、&ur=ioId =1 dm =30AU<=U d.i/K s=（E+I （RJ/K s=（0+30*2）/30=2 V3）在跟隨給定作用下.轉速環(huán)處于線性狀態(tài)此時系統(tǒng)的開環(huán)傳遞函數是：T=hT £*5005=0.25snT In=0.05sKN=(h+l)/2h 2T2 =6/2*25*O.O52=48s-24) 空載突加額定負載時，轉速有動態(tài)降落。(P93.94)nb=2( X -z)nN Tr/T m =2*( 1-0)*20*2/028*(0.05/0.05)= 625 r/minCb=2FK：T=2IdNRT £n/GT(n=2*20*2005/02

40、8005=625 r/mrn |最大動態(tài)速降：n max=( Cmax/C b尸 nb=81.2%吒25 =507.5 r/mm習題五5.8兩電平PWM逆變器主回路.采用雙極性調制時.用“ 1”表示上橋骨開通."0”表示上橋侍關斷，共有幾種開關狀態(tài).寫出其開關函數。根抑;開關狀態(tài)寫出其電斥空間矢量表達式.畫出空間電斥矢址圖° 解：兩電平PWM逆變器主回路：21 i i 2 I 忙片*斗*采用雙極性調制時忽略死區(qū)時間影響，用“表示上橋臂開通.“0”表示卜橋臂開通.逆變器輸出端電壓:ux_5 (2SX i)以直流電源中點o為參考點Us =(ua + ub " + uc

41、 ej 2 )SaSbScU AUBucUsuo000Ud2Ud2Ud20U1100Ud2ud2Ud2U2110Ud2ud2Ud2JUde 評U3010ud2ud2Ud2j(UdeJ3Y 3U401Iud2ud2ud2”Ud JY 3U5001Ud2Ud2ud2r 疋i"Udej32U6101ud2ud2ud2J尹V7Udej3U7111UdU£oudJ0二Z7空間電壓矢雖圖:U15.9當三相電壓分別為A°、 BO、 CO如何定義三相定子電壓空間矢雖u AO、11 BO、U CO和合成矢童'，寫出他們的表達式。co解：A.B.C為定子三相繞組的軸線，定義三

42、相電壓空間矢址：u=UAOAO7u片BO_ UBoeuu e)2COu = u + u + uAOBOCOAO BOCO5.10忽略定子電阻的影響.討論定子電斥空間矢址A(e J°)與定子磁誡的關系當三相電壓uco為正弦對稱時另出電壓空間矢址Us與定子磁鏈 屮s的表達式，畫出各自的運動軌跡。解：用合成空間矢雖表示的定子電斥方程式：dipsus = Rs is +dt忽略定子電阻的影響，dipsUs宅dtAyJs a Jusdt *即電壓空間矢雖的枳分為定子磁鏈的増雖。'勺三相電壓為正弦對稱時.定子磁鏈旋轉矢雖屮二屮Cj嚴）SS電壓空間矢雖：jgt+三神)0 屮2eUs1 S5

43、.11采用電壓空間矢雖PWIV1調制方法.若直流電樂解：直流電斥恒定則八個基木電壓空間矢雖的幅值一定,恒定.如何協(xié)調輸出電壓與輸岀頻率的關系c開關周期To =,3Nwi輸出頻率wiglIUI SS UdTo+Tol2 u d e 3,零矢雖作用時間増加.所以插入零矢雖可以協(xié)調輸出電壓與輸出頻率的關系。UTo5.12兩電平PWM逆變器主回路的輸出電壓矢址是有限的.若期望輸出電壓矢址 PWM逆變器輸出電壓矢雖來逼近期望的輸出電壓矢雖°5沁任昨5.空訕任意,如何用有限的解：兩電平PWM逆變器有六個基木空間電斥矢址.這六個基木空間電斥矢雖將電壓空間矢雖分成六個扇區(qū)，根據空間角度 后用扇區(qū)所在的兩個基木空間電壓矢