电力拖动自动控制系统习题解答.docx

《电力拖动自动控制系统》部分习题解答 第一章 什么叫调速范围、静差率它们之间有什么关系怎样才能扩大调速范围 答： ①调速范围——电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速n n 之比叫做调速范围，用D 表示，即 D ? max n  与最低转速n max  min min ②静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的 转速降落?n N 与理想空载转速n0 之比，称作静差率S，即 S ? ?nN n 0 ③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为D ? nN s ? n (1 ? s) N ④采用闭环控制方式，使转速降落?n N 的前提下扩大调速范围。 能够大幅度下降，才能保证在静差率 S 不变 某一调速系统，测得的最高转速特性为 n ＝1500 r/min，带额定负载时的速 降?n ＝15 r/min，最低速特性为 n 0max ＝100 r/min，额定速降不变，试问系统能达到 N 0min 的调速范围有多大系统允许的静差率是多少 解： 已知?n ＝15 r/min，有 N n ＝n — ?n ＝1500 r/min－15 r/min＝1485 r/min max 0max N n ＝n － ?n ＝100 r/min－15 r/min＝85 r/min min 0min 于是 N n 1585 调速范围 D ? max ? ? 17.47 n 85 min 静差率s ? ?nN ?100% ? n 0 min 15 100  ?100% ? 15% 答：系统能达到的调速范围是；允许的静差率是15%。 为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么 答：当负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小，导致转速n 必然下降。实质是电枢电阻的存在导致压降增大。 某调速系统的调速范围是 1500 ~ 150 r/min，要求静差率为s＝2% ，那么系统允许的静态速降是多少如果开环系统的静态速降是100 r/min，则闭环系统的开环放大系数应有多大 解： ①已知 D ? 1500 ? 10 ，又 D ? 150  n s N ? n (1 ? s) N ?nN n s ? D N ? 1500 ? 0.02 ? 3.06 r/min (1 ? s) 10(1 ? 0.02) 也可以这样计算 s ? ?nN n 0 ? ?nN ?n ? n ? min N ?n ? n min s ? 150 ? 0.02 ? 3.06 r/ min N 1 ? s 1 ? 0.02 ?②因为 n ? cl ? ?nop 1 ? K 所以 K ? ?nop ? 1 ? 100 ? 1 ? 31.68 ?ncl 3.06 答：要求静差率为s＝2%时，系统允许的静态速降是min；如果开环系统的静态速降是 100 r/min，则闭环系统的开环放大系数应有。 I Ra ? I R a ?a U * n ? ?U K U U ? n ct ? P K S d ? 1/K e U n ? K U * R 静特性方程式为 n ? A n ? ?a I ? n ?n K ( 1 ? K ) K e e ( 1 ? K ) a 0cl cl 对于转速单闭环调速系统，改变给定电压能否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，能不能达到调节转速的目的为什么如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种扰动的能力 答： 改变给定电压能够改变转速n，因为闭环系统的输出具有跟随给定的性能。 如果给定电压不变，改变反馈电压分压比能够改变转速n，因为它改变了反馈电压， 属于反馈环节上的扰动，与给定作用相同，闭环系统对其无法抑制。 测速发电机励磁发生改变，也属于反馈环节上的扰动，闭环系统对其无法抑制。 某调速系统的开环放大系数为15 时，额定负载下电动机的速降为8 r/min，如果将开环放大系数提高到 30，它的转速降为多少在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍 解： 根 据 ?ncl ? ?nop 1? K ?n ?n在 K= 15 时，求出 ? (1 ? K ) ? (1 ?15)8 ? ?n ?n op cl 2当 K =30 时，求得?n 2  cl2 ? ?nop 1 ? K 2 ? 128 1 ? 30 ? 4.13 r/ min n s再根据 D ? ? N n s ，在同样静差率要求下 n (1 ? s) N D2 ? ?ncl ? 8 ? 1.94 D ?n  cl 2 4.13 答：如果开环放大系数提高到30，它的转速降为min；在同样静差率要求下，调速范围可以扩大到倍。 某调速系统的调速范围 D＝20，额定