電力拖動自動控制系統(tǒng)-運動控制系統(tǒng)習題解答第3章

第三章3.1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、比列調節(jié)器放大系數、晶閘管裝置放大系數、反饋系數γ=0.7。求：（1）輸出電壓；（2）若把反饋線斷開，為何值？開環(huán)時的輸出電壓是閉環(huán)是的多少倍？（3）若把反饋系數減至γ=0.35，當保持同樣的輸出電壓時，給定電壓應為多少？解：（1）(2)若把反饋線斷開，則=0，,開環(huán)輸出電壓是閉環(huán)的22倍(3)3.2轉速閉環(huán)調速系統(tǒng)的調速范圍是1500r/min~150r/min，要求系統(tǒng)的靜差率，那么系統(tǒng)允許的靜態(tài)速降是多少？如果開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降是100r/min，則閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數應有多大？解：1）為閉環(huán)靜態(tài)速降2）3.3轉速閉環(huán)調速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數為15時，額定負載下電動機的速降為8r/min，如果將開環(huán)放大倍數提高到30，它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調速范圍可以擴大多少倍？解：如果將開環(huán)放大倍數提高到30,則速降為：在同樣靜差率要求下，D可以擴大倍3.4有一PWM變換器供電直流調速系統(tǒng)：電動機參數=2.2kW,=220V,=12.5A,=1500r/min，電樞電阻=1.5Ω，PWM變換器的放大倍數=22,電源內阻=0.1Ω。要求系統(tǒng)滿足調速范圍D=20，靜差率。(1)計算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降和調速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降。（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，使當=15V時，，，則轉速負反饋系數應該是多少？（4）計算放大器所需的放大倍數。解：（1）r/min所以，（2）（3）由以上知因為把已知各項代入上式，得也可以用粗略算法：，（4）放大器的放大倍數3.5在題3.4的轉速負反饋系統(tǒng)中增設電流截止環(huán)節(jié)，要求堵轉電流，臨界截止電流，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1/3,如果做不到，需要增加電流反饋放大器，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構圖，并計算電流反饋放大系數。這時電流反饋采樣電阻和比較電壓各為多少？解：（1），可得，（2），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，對電流信號進行放大。為此，

取，則（3）當時，有當n=0時，已知項代入可得3.6在題3.4的系統(tǒng)中，若開關頻率為8KHz，主電路電感L=15mH，系統(tǒng)運動部分的飛輪慣量GD2=0.16Nm2，試判斷按題3.5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，允許的最大開環(huán)放大系數是多少？解：，，按照式（3-22）的穩(wěn)定條件，應有可見題3.4中要求K>36.8滿足系統(tǒng)穩(wěn)定條件。3.7有一個PWM變換器供電的直流調速系統(tǒng)，已知：電動機：，，，r/min，=1.5Ω，整流裝置內阻=0.2Ω，PWM變換器的放大倍數。(1)系統(tǒng)開環(huán)工作時，試計算調速范圍時的靜差率值。(2)當，時，計算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。