电力拖动自动控制系统习题集及解答.doc

电力拖动自动控制系统习题集及解答 （内部参考资料） 支长义 编 郑州大学电气工程学院 第一章 习题集及解答 1－1、改变给定电压是否能够改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调整反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速机励磁发生变化，系统有没有克服这种扰动的能力？ 解：不管开环或是闭环调速系统，转速对给定是惟命是从的，所以变必然导致n变。对于有静差系统：分压比的变化即α的变化(K的变化，在不变时，必然变化，（或者(,α变(n变），测速机的励磁变化等效于α的变化，所以n不必然变化，故系统没有克服这种扰动的能力。 1－2、某调速系统的调速范围是1500～150rpm，要求是S=2%,那么，系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的,则开环系统的开环节放大倍数应有多大？ 解：由知：闭环允许的速降为,如果开环，则闭环系统的开环放大倍数应大于等于：。 1－3、有一V-M调速系统，电动机参数为=2.5KW,=220V，=15A，=1500rpm,=2Ω,整流装有置内阻为：=1Ω,=30,要求：=20，=10%。试求：1、计算开环系统的稳态速降和调速系统允许的稳态速降。2、画出转速负反馈系统的稳态结构。3、当＝20V时，＝1000rpm,则转速反馈系数应为多少？4、系统开环放大系数是多少？比例放大器放大倍数是多少？5、若主电路电压L=60mH,=1.8整流电路为三相零式，则满足D、S的转速负反馈系统能否稳定运行？为了保证稳定，允许最大的开环放大倍数是多少？6、如果增设电流截止环节，要求≤2,≤1.2,=?,=?若要求电流反馈电阻如果做不到，须增加电流放大器，试计算电流反馈放大倍数，和各为多少？画出系统的原理图和静态结构图。7、如果转速负反馈系统的整流装置采用三相零式电路，主电路平波电抗器的选择要保证最小电流为20％时仍能连续，系统GD2=2.94Nm2。按D=20，S=5%设计的系统能否稳定运行？如果系统不能稳定运行，对系统过行动态校正，并计算调节器参数？8、如果改用电压负反馈，能否达到题中所给的调速要求？若放大器Kp不变，=30V，在S=30%时，采用电压负反馈最多能够达到多大的调速范围？9、如果采用电压负反馈和电流正反馈，能否满足题中所给的调速要求？参数如何选择？试画出系统的静态结构图。 解：1、 ＝（220－15×2）＝0.127rpm 开环系统的稳态速降为：=15×(2+1)/0.127=354.33rpm 满足调速要求所允许的稳态速降为：=8.33rpm； 2、采用转速负反馈系统的稳态结构图为： 3、在稳态时，(=20/1000=0.02V/rpm。 4、＝354.33/8.33-1=41.54 =41.54×0.127/(30×0.02)=8.79。 5、由于＝0.06/(2+1)=0.02s，=1/(2×3×50)=0.00333s =0.09349s 所以系统临界稳定＝32.89, 要满足D、S的要求K≥41.54，故系统不能稳定运行。 6、≤2×15A ≥1.2×15 取＝1.2×15＝18A ＝0.02×150030V ，≥2.5Ω，取＝2.5Ω， 则＝45V，如果要求，取＝1Ω，则＝18V，＝45／18＝2.5 系统的原理图和静态结构图为： 7、L＝1.46×220/(0.2×15)=107.07mH =0.109707/3=0.0357s =1/(2×3×50)=0.0033s =2.94×3×π/(375×0.1272×30)=0.1527s 系统稳定的K为： ＝[0.1527(0.0357+0.0033)+0.00332]/0.0357×0.0033=50.18 =15×3/0.127=355rpm =1500×0.05/[20(1-0.05)]=3.947rpm 满足D、S时： 所以稳态要求K≥88.94 ，而稳定时K≤50.67,故系统不能稳定运行。 对象传递函数为： ,校正环节为：，取则： ， 取＝20KΩ，,,,满足近似条件。校正后的传函为：。 ， 8、由静态性：仅由电枢电阻产生的速降： ，故电压达不到题中的调速要求。 9、 若使，则系统完全与转速负反馈相同。则 1-4、某机械采用下图的晶闸管励磁、发电机组供电的直流调速系统，发电机的额定功率为110KW，电动机的额定功率为100KW。系统采用电压负反馈和电流截止负反馈控制，电流信号取自发电机和电动机的附加极绕组与，试画出该系统的稳态结构图并推导系统的静特性方程式。 其中为发电机励磁回路总电阻，Kf为发电机放大系数，为发电机电枢电阻，，为电动机电枢电阻，为电流反馈系数，为电压反馈系数，为电流截止负反馈回路稳压管的反向击穿电压。 解：静态特性为：，，