電力拖動(dòng)系統(tǒng)解答

第1章單環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)

1-1什么叫調(diào)速范圍？什么叫靜差率？調(diào)速范圍與靜態(tài)速降和最小靜差率有什么關(guān)系？怎

樣擴(kuò)大調(diào)速范圍？為何？

答：最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速之比叫做調(diào)速范圍，口二修二2。

〃min"min

靜差率是負(fù)載由理想空載增長(zhǎng)到額定值所對(duì)應(yīng)日勺轉(zhuǎn)速降落△n與理想空載轉(zhuǎn)速no之比

s=—。

?0

調(diào)速范圍、靜差率和額定速降之間的關(guān)系是：D=—變一

只有設(shè)法減小靜態(tài)速降A(chǔ)〃N才能擴(kuò)大調(diào)速范圍，減小靜差率，提高轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度。

1-2在直流調(diào)速系統(tǒng)中，變化給定電壓能否變化電動(dòng)機(jī)日勺轉(zhuǎn)速？為何？若給定電壓不變，

調(diào)整反饋電壓H勺分壓比，與否可以變化轉(zhuǎn)速？為何？

答：變化給定電壓可以電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，由于系統(tǒng)對(duì)給定俏用的變化唯命是從；調(diào)整反饋電壓

的分壓比可以變化轉(zhuǎn)速，由于〃=￡。

a

1-3轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)日勺開環(huán)放大系數(shù)為10,在額定負(fù)載時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降為50r/min,假如將

系統(tǒng)開環(huán)放大系數(shù)提高為30,它H勺轉(zhuǎn)速降為多少？在同樣靜差率規(guī)定下，調(diào)速范圍可以擴(kuò)

大多少倍？

解：△"v=50"min,K=10

An

又An.=——,則bn=550r/min

"1+K卬

開環(huán)放大系數(shù)提高為30,A/f=巴匕=網(wǎng)_=17.74"min

“X+K1+30

由-鱉—，$和/為不變，則O,=e_q=2.82僅

An/l-.v)"17.74

因此，在同樣靜差率規(guī)定下，調(diào)速范圍可以擴(kuò)大2.82倍.

1-4某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是1007000r/min,規(guī)定5=5%,系統(tǒng)容許的靜態(tài)轉(zhuǎn)速降是多少？

假如開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)轉(zhuǎn)速降為50r/min,則閉環(huán)系統(tǒng)口勺開環(huán)放大系數(shù)應(yīng)為多大？

解:D=&max端=1。

1000x0.05

=5.26r/min

(1-s)A/x(1-().05)

An50

又』",二一絲，則長(zhǎng)=上一1=8.5

1+K5.26

1-5某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍。=10,額定轉(zhuǎn)速〃N=l000r/min,開環(huán)轉(zhuǎn)速降加叭=20()r/min,

若規(guī)定系統(tǒng)的靜差率由15%減小到5%,則系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)將怎樣變化？

1000-°-A17.65r/min

解：=

D(]-s)10x(1-0.15)

1000X005

=5.26r/min

0(一)10x(1-0.05)

1=299__1=10.33,K,5嚏-52

K、=

17.65網(wǎng)/

K_37.02

2=3.58,開環(huán)放大系數(shù)擴(kuò)大3.58倍。

K、10.33

1-6在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、回磁電流、電樞電阻、測(cè)速發(fā)電機(jī)磁

場(chǎng)各量發(fā)生變化時(shí)，都會(huì)引起轉(zhuǎn)速B勺變化，問(wèn)系統(tǒng)對(duì)它們有無(wú)調(diào)整能力？為何？

答：見(jiàn)圖。系統(tǒng)對(duì)反饋環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動(dòng)作用可以調(diào)整，其他無(wú)能為力。測(cè)速發(fā)電機(jī)磁

場(chǎng)發(fā)生變化不能調(diào)整。

擾動(dòng)作用

1-7積分調(diào)整器有哪些重要功能特點(diǎn)？采用積分調(diào)整器H勺轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)為何能使轉(zhuǎn)

速無(wú)靜差？

答：積分調(diào)整器重要功能特點(diǎn)：（1）延緩作用：（2）積累作用；（3）記憶作用；（4）動(dòng)態(tài)放

大系數(shù)自動(dòng)變化的作用。

在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，當(dāng)AUn變化時(shí)，只要其極性不變，積分調(diào)整器的J輸出Uc便一直增長(zhǎng)；只

有到達(dá)U：=，AUn=0時(shí)，Uc才停止上升；不到AUn變負(fù)，Uc不會(huì)下降。AUn=0時(shí)，Uc

并不是零，而是一種終值：假如AUn不再變化，這個(gè)終值便保持恒定而不再變化，這是積分

控制的特點(diǎn)。因此，積分控制可以使系統(tǒng)在無(wú)靜差啊狀況下保持恒速運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差調(diào)速。

1-10在無(wú)靜差調(diào)速系統(tǒng)中，假如轉(zhuǎn)速檢測(cè)環(huán)節(jié)參數(shù)或轉(zhuǎn)速給定電壓發(fā)生了變化，與否會(huì)影

響調(diào)速系統(tǒng)H勺穩(wěn)態(tài)精度？為何？

答：受它們的影響。由于給定電源和測(cè)速發(fā)電機(jī)的擾動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法克服。

由于閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)作是依托給定的電源電壓發(fā)號(hào)施令的，假如“指令”發(fā)生偏差，系統(tǒng)

必然依令運(yùn)作，偏離本來(lái)口勺給定值，可見(jiàn)系統(tǒng)的精度有賴于給定電源的精度，高精度系統(tǒng)需

要有高精度的給定電源。

反饋檢測(cè)裝置H勺誤差也是反饋控制系統(tǒng)無(wú)法克服的，例如測(cè)速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速

反饋回路中電位器阻值在運(yùn)行中變大，直流測(cè)速發(fā)電機(jī)輸出電壓中出現(xiàn)紋波等，閉環(huán)系統(tǒng)對(duì)

這些誤差引起轉(zhuǎn)速H勺變化是無(wú)法克服的）。

主回路電流最大時(shí)電流反饋電壓整定為10V。

調(diào)速系統(tǒng)規(guī)定是。=4D,SW0.1,堵轉(zhuǎn)電流瓜產(chǎn)1.5人截止電流兒r=l.〃N。

（1）試畫出調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)構(gòu)造圖。

（2）計(jì)算轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。

（3）計(jì)算放大器的放大系數(shù)KP及其參數(shù)Ro和R。

（4）計(jì)算穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。

解.：（1）調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)構(gòu)造圖：

(2)

Z/?_160x(0.1+0.3)_

)v——J1J

0.204

nS一1000x0.1

N=2.78(r/min)

D(\-S)40x(l-0.1)

A/2313

1=111.6

△%2.78

K111.6

Kp=>a48,R1=JR。=48x20=960g

-0.012x40/0.204

aKs!Ce

(4)P==0.0417

乙，1.5x160

Ubr=O*1dcr=0X'A】N=0.0417x1.lx160=7.33V

1-13某調(diào)速系統(tǒng)原理圖如圖1-26所示，已知數(shù)據(jù)如下：直流電動(dòng)機(jī)尸N=18kW,UN=220V,

/N=94A,?7N=10（X）r/min,凡=O.I5Q,整流裝置內(nèi)阻R產(chǎn)0.3Q,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K，=40。

最大給定電壓U：=15V,當(dāng)主電路電流到達(dá)最大值時(shí)，整定電流反饋電壓

設(shè)計(jì)指標(biāo)：規(guī)定系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍D=20,靜差率SW10%,堵轉(zhuǎn)電流瓜產(chǎn)1.5人，截止

電流/dcr=1.17N0

（1）試畫出調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)構(gòu)造圖。

（2）計(jì)算轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)。

（3）計(jì)算放大器的放大系數(shù)KP。

（4）計(jì)算電阻R的數(shù)值（放大器輸入電阻R）=20kn）。

（5）計(jì)算電阻R?日勺數(shù)值和穩(wěn)壓管VSH勺擊穿電壓值。

解：（1）調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)構(gòu)造圖:

(2)

(3)

220-94x0.15

=0.2059Vmin/r

1000

94x(0.15+0.3)

△%=205.44"min

0.2059

人nS1000x().1

△=——:-N----=------------=5.56(r/min)

D(l-S)20x(l-0.1)

A/?20544

K=^^-\=———1=35,979,取K=36

5.56

K36

=12.354,取心二13

aKs/Ce0.015x40/0.2059

(4)取?=20K,則g=K,A=13x20K=260K

(5)

!dhl=l.5/iV=1.5x94=I4U

/Jcr=l.|/v=1.1x94==103.4//

Ay.=10/141=0.071%

U脂=&xfl=0.071x103.4=7.33V

由靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖可以得到（3=R/R）：

〃=/Q（I+Q-w」-3s）/C（I+Q-+K'）

=K『KM：+&Ss）/C（l+K）-（3M3/+/?月/伉（1+A]

堵轉(zhuǎn)時(shí)，fi/!=0.Ij=iM

/如=K,K,（U：+K〃喀）/（K『K,//7+&bt：+&U躇）/K,/（忽略R）

即：（U：+=10

Ur：?=15,U9n=7.33,代入，

15+7.33K,=10K,.=15/2.67=5.618

K,=/e0//e,.&=K。/K,=20K/5.618=3.56K,取&=3.6K

第2章多環(huán)控制直流調(diào)速系統(tǒng)

2-1在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若要變化電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)整什么參數(shù)？變化轉(zhuǎn)

速調(diào)整器的放大系數(shù)行不行？變化觸發(fā)整流裝置的放大系數(shù)行不行？變化轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)行

不行？

答：變化電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，應(yīng)調(diào)整給定電壓U；。變化轉(zhuǎn)速調(diào)整器U勺放大系數(shù)和觸發(fā)整流裝置的

放大系數(shù)不可以。變化轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a可以。

2-2在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)整器在動(dòng)態(tài)過(guò)程中起什么作用？電流調(diào)整器

起什么作用？

答：1.轉(zhuǎn)速調(diào)整器H勺作用

（1）轉(zhuǎn)速調(diào)整器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)整器，它能使轉(zhuǎn)速〃很快地跟隨給定電壓U；的

變化，穩(wěn)態(tài)時(shí)可減小轉(zhuǎn)速誤差，假如采用PI調(diào)整器，則可實(shí)現(xiàn)無(wú)靜差。

（2）對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用。

（3）其輸出限幅值決定電動(dòng)機(jī)容許的最大電流。

2.電流調(diào)整器的作用

（1）作為內(nèi)環(huán)的調(diào)整器，在轉(zhuǎn)速外環(huán)口勺調(diào)整過(guò)程中，它II勺作用是使電流緊緊跟隨其給

定電壓U：（即外環(huán)調(diào)整器的輸出量）的變化。

（2）對(duì)電網(wǎng)電壓的波動(dòng)起及時(shí)抗擾的作用。

（3）在轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過(guò)程中，保證獲得電機(jī)容許U勺最大電流，從而加緊動(dòng)態(tài)過(guò)程。

（4）當(dāng)電機(jī)過(guò)載甚至培轉(zhuǎn)時(shí)，限制電樞電流的最大值，起迅速的自動(dòng)保護(hù)作用。一旦

故障消失，系統(tǒng)立即自動(dòng)恢復(fù)正常。這個(gè)作用對(duì)系統(tǒng)R勺可靠運(yùn)行來(lái)說(shuō)是十分重要的。

2-3轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動(dòng)過(guò)程的3個(gè)階段中，轉(zhuǎn)速調(diào)整器是不是都在起調(diào)整作

用？電流調(diào)整器呢？

答：恒流升速階段轉(zhuǎn)速調(diào)整器不起調(diào)整作用；電流調(diào)整器3個(gè)階段均起作用。

2-6在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)速調(diào)整器與電流調(diào)整器為何采用PI調(diào)整器？它

們的輸出限幅怎樣整定？

答：為了獲得良好的靜態(tài)卻動(dòng)態(tài)性能，一般轉(zhuǎn)速調(diào)整器ASR和電流調(diào)整器ACR均采用P【調(diào)整

器，兩個(gè)調(diào)整器的輸出均帶有限幅。

轉(zhuǎn)速調(diào)整器（ASR）的輸出限幅值：Ui=pldm

電流調(diào)整器（ACR）的輸出限幅值：.塌=%/+小

cm

KsKs

2-9轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)?，轉(zhuǎn)速調(diào)整器與電流調(diào)整器輸入偏差各為多大？

答：系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)?，兩個(gè)調(diào)整器都不飽和，它們的輸入偏差電壓都是零。

2-10轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速調(diào)整器在哪些狀況下會(huì)出現(xiàn)飽和？電流調(diào)整器在啟

動(dòng)過(guò)程中能否飽和？為何？

答：轉(zhuǎn)速調(diào)整器在啟動(dòng)過(guò)程的恒流升速階段、電動(dòng)機(jī)忽然失磁、轉(zhuǎn)速反饋忽然斷線等狀況下

會(huì)出現(xiàn)飽和。電流調(diào)整器在啟動(dòng)過(guò)程中不能飽和：?jiǎn)?dòng)時(shí)，ACR應(yīng)保證獲得電機(jī)容許的最大

電流/向恒定，從而加緊轉(zhuǎn)速動(dòng)態(tài)過(guò)程。

2-11在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)整器ASR、ACR均采用PI調(diào)整器。已知參

數(shù)t/N=220V,/N=20A,/N=l（X）0r/min,電樞回路總電阻設(shè)U1=U；"=U,.,“=10V,

電樞回路最大電流Aim=40A,觸發(fā)整流裝置的放大系數(shù)&=4（）。試求如下問(wèn)題。

（I）電流反饋系數(shù)4和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)四

（2）當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的So、U：、Ui、U,值。

解:（1）電流反饋系數(shù)〃=4L=12=025

黑40-

轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a=%

—=0.01

nN1000

電機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)速為〃=0,則

^O=C.?+//W/?=4OX1=4OV

ASR輸出電壓為U：=Uln=-lOV,則q=10V

ACR輸出電壓為Ua=^-=^=W

2-12在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，出現(xiàn)電網(wǎng)電壓波動(dòng)與負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，哪個(gè)調(diào)整器起重

要作用？

答：轉(zhuǎn)速調(diào)整相對(duì)負(fù)載變化起抗擾作用；電流調(diào)整器對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)起及時(shí)抗擾作用。

2-13試從下述幾方面來(lái)比較雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)和帶電流截止負(fù)反饋H勺單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。

（1）靜特性。（2）動(dòng)態(tài)限流特性。（3）起動(dòng)迅速性。（4）抗負(fù)載擾動(dòng)性能。（5）抗電源電

壓波動(dòng)的性能。

答：（1）調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性同樣。

（2）動(dòng)態(tài)限流性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)好。

（3）起動(dòng)H勺迅速性，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)好。

（4）抗負(fù)載擾動(dòng)的性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)好。

（5）抗電源電壓波動(dòng)時(shí)性能，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)好。

2-14某反饋控制系統(tǒng)己校正成經(jīng)典I型系統(tǒng)，已知時(shí)間常數(shù)7=O.ls,規(guī)定階躍響應(yīng)超調(diào)量

大0%。

（1）求系統(tǒng)的開環(huán)增益。

（2）計(jì)算過(guò)渡過(guò)程時(shí)間G和上升時(shí)間人

（3）繪出開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性。假如規(guī)定上升時(shí)間內(nèi)0.25s,則K=？e?

解：（1）由于cr%=10%,由表2-2,知K7=0.69,T=0.1,因此，XT=6.9

（2）由表2-2,知O=3.3T=3.3xO.l=O.33s/=67=6x0.1=0.65

（3）若規(guī)定0<0.25s,由表2-2知，KT=1,因此K=10,此時(shí)cr%=16.3%

2-15有一種系統(tǒng)，其控制對(duì)象的傳遞函數(shù)為叱溝.（$）=鳥=；°,規(guī)定設(shè)計(jì)一個(gè)無(wú)

T5I1vze1SI1

靜差系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量。W5%（按線性系統(tǒng)考慮）。試對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)校正,

決定調(diào)整器構(gòu)造，并選擇其參數(shù)。

解：采用&進(jìn)行串聯(lián)校正

s

由于,W(s)

O.OLv+ls

10^.

一5(0.015+1)

因此r=0.015=r

又由于K7=0.5,因此占=5

2-16有一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，其控制對(duì)象口勺傳遞函數(shù)為W附（s）=/：、=小八,規(guī)定

校正為經(jīng)典n型系統(tǒng)，在階躍輸入下系統(tǒng)超調(diào)量〃W30%（按線性系統(tǒng)考慮）。試決定謊整器

構(gòu)造，并選擇其參數(shù)。

解：采用PI調(diào)整器。

W/\I。>一十11%（丁+1）

-5（0.025+1）PTS-02（002s+1）

由于。％工30%,由表2-6可知，h=7o

又7=0.02,因此了="7=7x0.02=0.14

〃+110匕，

K=-r-r=―^=300,因此=2.86

2hTTP

2/7調(diào)整對(duì)刎傳遞函數(shù)為％（S）=旃瀛破E規(guī)定用調(diào)整器分別將其校

正為經(jīng)典I型和H型系統(tǒng)，求調(diào)整潴H勺構(gòu)造與參數(shù)。

18________

解:W(s)=

(0.5s+1)(00055+1)

18Kp

校正成經(jīng)典I系統(tǒng)：W(s)=0.5,采用P調(diào)整器

rs(0.005s+l)

K7=0.5,7=0.05,則K=100

18K”18K“

K=——匕=——^-=100則匕,=2.78

r0.5

18K/g+1)

校正成經(jīng)典H系統(tǒng):W(s)=

0.5s(0.005s+1)TS

18K*S+1)

采用PI調(diào)整器

OST.*(0.005$+i)

則T=0.005,h=5,r=/?7=5x0.005=0.025

7?+l6

=4800

2h2T22x52x0.025

18K〃

=4800,則K=3.33

0.5r0.5x0.025p

2-18某三相零式晶閘管供電H勺轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，其基本數(shù)據(jù)如下。

直流電動(dòng)機(jī)：PN=60kW,(/N=220V,/N=305A,wN=1000r/min,電動(dòng)勢(shì)系數(shù)G=0.2V-min/r,

主回路總電阻R=0.18Q。

晶閘管整流裝置放大系數(shù)：K、=300

電磁時(shí)間常數(shù)：丁尸0.012s。

機(jī)電時(shí)間常數(shù)：Tm=0.12so

反饋濾波時(shí)間常數(shù):%=0.0025s,30.015s。

額定轉(zhuǎn)速時(shí)的給定電壓：(U：)N=15V。

調(diào)整淵飽和輸出電壓：12V。

系統(tǒng)口勺動(dòng)、靜態(tài)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，調(diào)速范圍。=10,電流超調(diào)量aW5%,空載起動(dòng)到

額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量6W10%。試求如下問(wèn)題。

（1）確定電流反饋系數(shù)”（假設(shè)起動(dòng)電流限制在330A以內(nèi)）和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)呢

（2）試設(shè)計(jì)電流調(diào)整器ACR,計(jì)算其參數(shù)凡、G、Q,o畫出其電路圖，調(diào)整器輸入回

路電阻Ro=4OkQ。

（3）設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)整器ASR,計(jì)算其參數(shù)以、C“、C0”,（RoEOkC）。

（4）計(jì)算電動(dòng)機(jī)帶4）%額定負(fù)載起動(dòng)到最低轉(zhuǎn)速時(shí)口勺轉(zhuǎn)速超調(diào)量為。

（5）計(jì)算空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速的時(shí)間。

U*15U*12

解：（1）a=y=^=0.015^=^-=—=0.036

%1映%330

（2）①確定期間常數(shù)

7s=0.0033s；刀”=0.0025s：八產(chǎn)北+A〃=0.0058s。

②選擇電流調(diào)整器構(gòu)造

TC4-1

規(guī)定0W5%,按經(jīng)典1型系統(tǒng)設(shè)計(jì)電流調(diào)整器。用PI型電流調(diào)整器。WACR（s）=K工一

③計(jì)算電流調(diào)整器參數(shù)

“0.50.5,

r,=7)=O.OI2s,K/7L=0.5,K.=—=-------=86.2s/

/T=0.0058

K居R_86.2x0.012x018

=0.1724

K、/3-30x0.036

④檢查等效條件

“i=K/=86.2s,

11

=101.01S">GH=86.2s-1

3x0.0033

1

=79.06s/<Mi=86.2s-1

0.12x0.012

=116.05s">rOd=86.2s'1

0.0033x0.0025

滿足近似等效條件。

⑤計(jì)算調(diào)整器電阻和電容

取R)=40kQ,則

Ri=K〃)=0.1724X40kC=6.896kC，取7kQ

=1.7x10yF=1.7//F,取2.0//F

4〃=4x0.0025

=0.25x10、F=0.25//F,取0.3〃F

40xl03

按上述參數(shù)，電流環(huán)可到達(dá)的動(dòng)態(tài)跟隨性能指標(biāo)為。尸4.3%<5%,滿足設(shè)計(jì)規(guī)定。

(3)①確定期間常數(shù)

—=27^=2X0.0058=0.0116s；7；”=0.0l5s；T、“=—+=0.0116+0.015=0.0266

Ki&

②選擇轉(zhuǎn)速調(diào)整器構(gòu)造

TC4-1

按無(wú)靜差規(guī)定，選用PI調(diào)整器，叱^。)=火〃上一o

③計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)整器參數(shù)

按跟隨和抗擾性能都很好的原則，取力=5,則

“=唯”=5x0.0266=0.1335

〃+15+1

=169.6

N-2/727^?-2X52XO.O2662

k=(h+l)/3CeTm=6x0,036x0,2x0.12=1

n~~2haRT~~10x0.015x0.18x0.0266-,

乙〃

④檢查等效條件

轉(zhuǎn)速環(huán)截止角頻率為4,="=K-N=169.6x0.133=22.56s-1

滿足近似等效條件

⑤校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量

當(dāng)斤5時(shí)，查表得△Cmax/Q%=81.2%

305x0.18

=274.5r/min

0.2

._[cc274.50.0266,_

cr%n=8Oi1.2%x2xl.08x-----x-------=10.7%>10%

“10000.12

轉(zhuǎn)速超調(diào)量H勺檢查成果表明，卜.述設(shè)計(jì)不符合規(guī)定，因此需重新設(shè)計(jì)。

按h=3速度調(diào)整器參數(shù)確定如F：

rn=hTLn=3x0.0266=0.0798s

〃+l3+1

KN==314.07

2^；2X32X0.02662

,_(h+\)pCJm_4x0.036x0.2x0.12

K.、-1------------------------------------------------------iS.UZ

2haRTyn6x0.015x0.18x0.0266

檢查等效條件

轉(zhuǎn)速環(huán)截止角頻率為七“="=K、,5=314.07X0.0798=25.06S/

(6

滿足近似等效條件

轉(zhuǎn)速超調(diào)最檢查：

當(dāng)/?=3時(shí)，查表得ACmaJC%=72.2%

..__cc,c1八c274.50.0266..

cr,.%=72.2%x2xl.08x-----x------=9.49%<10%

“10000.12

轉(zhuǎn)速超調(diào)量H勺檢查成果表明，上述設(shè)計(jì)符合規(guī)定。

⑥計(jì)算調(diào)整器電阻和電容

取Ro=4OkQ,則

Rn=K“R0=8.02x40=320.8kd取R產(chǎn)320kC

=00798x10：=取配

"R320

47”4x0.(。5xMP

=1.5/zF,取Con=l〃F

4()

⑷『2堂2吟.爭(zhēng)

心=變=l.08,z=0.4

N305

/,、,R305x0.18.

=——=---------=274.5r/min

Ce0.2

〃N*n1000

D=—7-,n=—N=----=100r/min

nD10

A「

查表，h=5,―^=().812因此,

G

%=2x0.812x(1.08-0.4)x±27■4二5x巴0027100%=68%

”1000.12

CTn0.2x0.12x1000

(5)t.?一￡一、tn上N一=0.404s

ULQR京()二(向)18

2-19有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，采用三相橋式整流甩路，已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)：尸N=550kW,

UN=750V,/N=775A,〃N=375r/min,Q=1.92V?min/r,電樞回路總電阻RR.12C,容許電

流過(guò)載倍數(shù)加1.5,觸發(fā)整流裝置的放大系數(shù)K,二75,電磁時(shí)間常數(shù)7>O.O3s,機(jī)電時(shí)間常數(shù)

7]?=0.09s,電流反饋游波時(shí)間常數(shù)7；產(chǎn)0.002s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)刀,產(chǎn)0.02s。設(shè)調(diào)整器

輸入輸出電壓U：”二U；產(chǎn)UE=12V,調(diào)整器輸入電阻R尸40kC。

設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無(wú)靜差，電流超調(diào)量4W5%,空教起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量外

W10%。電流調(diào)整器已按經(jīng)典【型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并取參數(shù)KT=0.5。試求如下問(wèn)題。

（1）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)整器構(gòu)造，并計(jì)算其參數(shù)。

（2）計(jì)算電流環(huán)的截止角頻率以.，和轉(zhuǎn)速環(huán)的截止角頻率g〃，并考慮它們與否合理。

rV4-1

解：（1）采用PI調(diào)整器，卬.SR（S）=尤-—

TXi=T+T(,=0.00167+0.002=0.00367s

sW5%,取K改尸0.5,貝ijK/二竺二136.24

%

Ty=—+T=—!一+0.02=0.02734s

工"K,0,1136.24

按跟隨和抗擾性能都很好的原則，取力=5,貝ijr“二〃q”=5x0.02734=0.1367s

〃+15+1

=160.54

2Mq2x52x0.02734

G—U：「\2u

0.0103,a—=0.032

*1.5x775nN375

_(h+Y)pCJm_6x0.0103x1.92x0.09

——=1U.1/

2haRT少10x0.032x0.12x0.02734

轉(zhuǎn)速超調(diào)量檢查:

當(dāng)力=5時(shí)，查表得△Cmax/Q%=81.2%

2=1.5,z=0,A/?..==775x0.12_48.4375廠/min

Ce1.92

c-48.43750.02734

cr?ft%/=8O11.2%x2x1.5x-------x-------=9n.5cr6ft%/<10%

”3750.09

轉(zhuǎn)速超調(diào)后日勺檢查成果表明，上述設(shè)計(jì)符合規(guī)定。

計(jì)算調(diào)整器電阻和電容：

取Ro=4OkQ,則

凡=^=10.17x40=406.8kd取R“=400kC

二=0.1367x1°=034渡，取G,=0.3/zF

"Rtl320

4T4x0.02xl03cu

C=——=-----------=2〃F,取C”“=2〃F

加《40

(2)①o)ci=&=136.2

—=---------=196.1s">①3=136.2s-1

3TS3x0.0017

----!----=57.74s"<gi=136.2s-1

=3x

0.09x0.03

=3X1

1^-^0.0017X0.002=180.8s'1>a)ci=136.2s'1s"1

滿足近似等效條件

②以“=KNrlt=160.54x0.1367=21.95

21

63.95

33V0.0037

1136.2…

=-J-------=27.5S>(Ocn

33V0.02

滿足近似等效條件

第3章直流電機(jī)可逆調(diào)速及直流斬波調(diào)速系統(tǒng)

3-1.環(huán)流分為哪幾類？有什么優(yōu)缺陷？

答：環(huán)流分為兩大類：靜態(tài)環(huán)流和動(dòng)態(tài)環(huán)流。靜態(tài)環(huán)流又分為直流平均環(huán)流和瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。

長(zhǎng)處：在保證晶閘管安全工作的前提下，適度I內(nèi)環(huán)流能使晶閘管-電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)在空載或

輕載時(shí)保持電流持續(xù)，防止電流斷續(xù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響?？赡嫦到y(tǒng)中的少許環(huán)流，可以保證

電流無(wú)換向死區(qū)，加緊過(guò)渡過(guò)程。

缺陷：環(huán)流的存在會(huì)明顯地加重晶間管和變壓器承擔(dān)，消耗無(wú)用功率，環(huán)流太大時(shí)甚至

會(huì)損壞晶閘管，為此必須予以克制。

3-5a二萬(wàn)配合控制可以消除直流平均環(huán)流，為何還需要環(huán)流電抗器？

答：由于整流器電壓和逆變器電壓瞬時(shí)值不相等從而產(chǎn)生瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。在環(huán)流回路串入環(huán)

流電抗器，可以克制瞬時(shí)J水動(dòng)環(huán)流。

3-10.試簡(jiǎn)述瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流及其克制措施。

答：由于整流器電壓和逆變器電壓瞬時(shí)值不相等從而產(chǎn)生瞬時(shí)脈動(dòng)環(huán)流。在環(huán)流回路串入環(huán)

流電抗器，可以克制瞬時(shí)冰動(dòng)環(huán)流