交直流調(diào)速(A)卷答案

#交直流調(diào)速控制系統(tǒng)》課程A卷答案一、填空題（本大題15空，每空1分，共15分）直流電動(dòng)機(jī)有三種調(diào)速方法，分別是改變電樞供電電壓 U、改變勵(lì)磁通器、改變電樞回路電阻 R可控直流電源有三種形式：旋轉(zhuǎn)變流機(jī)組、靜止可控整流器、直流斬波器。直流調(diào)速系統(tǒng)采用改變電源電壓調(diào)速，已知電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速nN=900r/min，高速機(jī)械特性的理想空載轉(zhuǎn)速n0=1000r/min；低速機(jī)械特性的理想空載轉(zhuǎn)速n0min=200r/min，在額定負(fù)載下低速機(jī)械特性的轉(zhuǎn)速nmin=100r/min，電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行的調(diào)速范圍D=9，靜差率6=0.5。在直流調(diào)速系統(tǒng)中，常用的校正方法有串聯(lián)校正、并聯(lián)校正兩種。雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)在突加給定啟動(dòng)時(shí)，動(dòng)態(tài)過(guò)程有三個(gè)階段分別是_電流上升階段、恒流升速階段、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段。直流調(diào)速系統(tǒng)的工程設(shè)計(jì)中,工程設(shè)計(jì)方法的基本指導(dǎo)思想是_預(yù)期特性典型化、典型系統(tǒng)性能指標(biāo)與其參數(shù)的關(guān)系表格化。二、名詞解釋?zhuān)ü?小題；每小題5分，共20分）7．V-M系統(tǒng)答：直流調(diào)速系統(tǒng)中的可控變流裝置廣泛采用晶閘管變流器，這種系統(tǒng)稱(chēng)為晶閘管—電動(dòng)機(jī)直流調(diào)速系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)V-M系統(tǒng)。其功能是進(jìn)行功率放大，能量轉(zhuǎn)換和傳遞，取得和處理系統(tǒng)中有關(guān)變量的信息，并按預(yù)定的控制規(guī)律產(chǎn)生控制信號(hào)或作用。8．ASR和ACR答：雙閉環(huán)系統(tǒng)中由轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器（ASR）和電流調(diào)節(jié)器（ACR）兩個(gè)調(diào)節(jié)器組成，采用串級(jí)調(diào)速的方式。即用ASR的輸出去“驅(qū)動(dòng)”ACR,再由ACR“驅(qū)動(dòng)”晶閘管觸發(fā)裝置。9．調(diào)速范圍D答：電動(dòng)機(jī)在額定負(fù)載下運(yùn)行的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比，用D表示，即D=nmax，D值越大，系統(tǒng)minn的調(diào)速范圍越寬。答：雙閉環(huán)系統(tǒng)在突加給定時(shí)，ASR經(jīng)歷了不飽和、飽和、退飽和三個(gè)ASR在飽和時(shí)處于開(kāi)環(huán)階段，狀態(tài)，起著飽和的非線性控制，只有當(dāng)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)超調(diào)后，ASR才退出飽和參與調(diào)節(jié)，這一現(xiàn)象稱(chēng)為退飽和超調(diào)狀態(tài)。三、簡(jiǎn)答題（共3小題，每題10分，共30分）.在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器有那些作用？其輸出限幅值應(yīng)按什么要求來(lái)整定？電流調(diào)節(jié)器有哪些作用？其輸出限幅值又應(yīng)如何整定？答：轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用：①使轉(zhuǎn)速n跟隨給定電壓Un變化穩(wěn)態(tài)進(jìn)行無(wú)靜差②在負(fù)載變化或給定電壓變化或產(chǎn)生擾動(dòng)而出現(xiàn)轉(zhuǎn)速偏差時(shí)，則靠ASR的調(diào)節(jié)起抗擾作用③當(dāng)轉(zhuǎn)速出現(xiàn)較大偏差時(shí)，ASR的輸出限幅值決定了允許的最大電流，作用于ACR以獲得較快的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。ASR的輸出限幅為Um，主要用來(lái)限制最大電流L。電流調(diào)節(jié)器的作用：①對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起到及時(shí)的抗擾作用，幾乎不對(duì)轉(zhuǎn)速產(chǎn)生影響②在起動(dòng)時(shí)，由于ASR飽和，電流調(diào)節(jié)器獲得允許的最大電流，使過(guò)渡過(guò)程加快，實(shí)現(xiàn)了快速起動(dòng)③在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過(guò)程中，使電流跟隨其給定電壓U變化④在電動(dòng)機(jī)過(guò)載甚至堵轉(zhuǎn)時(shí)，一方面限制了過(guò)大的電流起到快速的保護(hù)作用，另一方面使轉(zhuǎn)速迅速下降實(shí)現(xiàn)了很陡的下垂特快。ACR的輸出限幅值為Uctm，主要限制晶閘管觸發(fā)裝置的最大電壓Ud0m。.為抑制零漂，通常在PI調(diào)節(jié)器的反饋回路中并聯(lián)一個(gè)高阻值的電阻。試分析這對(duì)閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的影響。答：有時(shí)為了避免運(yùn)算放大器長(zhǎng)期工作時(shí)的零點(diǎn)漂移，故意將其放大系數(shù)壓低一些，在R1—C1兩端并接一個(gè)大電阻R1.，其值一般為幾MQ,這樣調(diào)節(jié)器的穩(wěn)態(tài)放大系數(shù)更低于無(wú)窮大，為KP.R1,系統(tǒng)R0也只是一個(gè)近似的無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)。如果需要的話(huà)，可以利用KP'來(lái)計(jì)算系統(tǒng)的實(shí)際靜差率。.在突加給定啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器退飽和超調(diào)的條件是什么？在給定積分器啟動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是否存在退飽和超調(diào)現(xiàn)象?答：①當(dāng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值時(shí)，則有UnUn,此時(shí)ASR的輸入信號(hào)Un0,由于ASR的積分作用，其輸出仍保持限幅值Uin，同時(shí)電流保持最大值L，Un改變極性，貝IJASR退出飽和并參與調(diào)節(jié)作用,系統(tǒng)進(jìn)入雙閉環(huán)調(diào)節(jié)階段。②在給定積分器起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器不存在退飽和超調(diào)現(xiàn)象，只有經(jīng)過(guò)一定時(shí)間滿(mǎn)足一定條件時(shí)才會(huì)出現(xiàn)腿飽和超調(diào)現(xiàn)象。四、計(jì)算題（共2題；第1小題15分,第2小題20分,共35分）.某典型I型電流控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，電流輸出回路總電阻R=4，電磁時(shí)間常數(shù)T1=0.3s,系統(tǒng)小時(shí)間常數(shù)T=0.01s,額定電流In45A，該系統(tǒng)要求階躍給定的電流超調(diào)量＜5%,試求直流擾動(dòng)電壓U32V時(shí)的電流最大動(dòng)態(tài)降落（以額定電流的百分?jǐn)?shù)Im/In表示）和恢復(fù)時(shí)間tv（按基準(zhǔn)值Cb的5%解：查典型I型系統(tǒng),跟隨性能表3-1,要求5%,應(yīng)選11K=502T20.01根據(jù)系統(tǒng)兩個(gè)時(shí)間常數(shù)的比值T/T1=0.01/0.3=1/30,查表3-2,知最大動(dòng)態(tài)降落為ACmax/C=12.9%，恢復(fù)時(shí)間tv(5%)/T=30.4，11由已知得K2=用/1/Q)C=N1K1=322A=A128b32 b基準(zhǔn)值電流3最大降落AIm=0.129C則AIm0.007170.717%Intv(tv/T)T=30.4T=30.4X0.01S=0.304S15.某個(gè)V-M調(diào)速系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)：2.5kW、220V、15A、1500r/min，電樞內(nèi)阻為2觸發(fā)晶閘管裝置電壓放大系數(shù)為30。要求調(diào)速范圍D=20，靜差率s8%。晶閘管裝置內(nèi)阻1，(1)計(jì)算開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)速降和調(diào)速要求所允許的穩(wěn)態(tài)速降。(2)采用轉(zhuǎn)速負(fù)反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫(huà)出系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)圖。(3)調(diào)整該系統(tǒng)，使得U*n10V時(shí)，轉(zhuǎn)速n=1000r/min，計(jì)算所需放大器的KP至少為多大？放大系數(shù)解：(1)U-IRCnomnomae=0.13V?mi(2)n/rAnopIdRnn=om346.15r/mindCenomnomns=ns4.79