1、第一章 閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng) 11 為什么 PWM電動機(jī)系統(tǒng)比晶閘管電動機(jī)系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？ 答：PWM電動機(jī)系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性： （1） 主電路線路簡單，需用的功率器件少。 （2） 開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機(jī)損耗及發(fā)熱都較小。 （3） 低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速范圍寬，可達(dá) 1：10000 左右。 （4） 若與快速響應(yīng)的電動機(jī)配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應(yīng)快，動態(tài)抗擾能力強(qiáng)。 （5） 功率開關(guān)器件工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通損耗小，當(dāng)開關(guān)頻率適當(dāng)時(shí)，開關(guān)損耗也不大，因而裝置效率較高。 （6） 直流電源采用不控整流時(shí)，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高。 12 試分析有制動通

2、路的不可逆 PWM 變換器進(jìn)行制動時(shí)，兩個(gè) VT 是如何工作的。 答：見教材。 某一調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉(zhuǎn)速特性為 nomax = 1500 r /min ，最低轉(zhuǎn)速特性為nomin = 150 r /min ，帶額定負(fù)載時(shí)的速度降落 nN= 15 r/min ，且在不同轉(zhuǎn)速下額定速降不變，試問系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？系統(tǒng)允許的靜差率解 系統(tǒng)能夠達(dá)到的調(diào)速范圍為 某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是 1500150r/min，要求系統(tǒng)的靜差率s2% ，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(shù)應(yīng)有多大？ 解思路16 某

3、閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為 15 時(shí)，額定負(fù)載下電動機(jī)的速降為 8r/min，如果將開環(huán)放大倍數(shù)提高到 30，它的速降為多少？在同樣靜差率要求下，調(diào)速范圍可以擴(kuò)大多少倍？解：因 故：17 某調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍 D=20，額定轉(zhuǎn)速 nN=1500 r/min ，開環(huán)轉(zhuǎn)速降落nNop= 240 r/min ，若要求系統(tǒng)的靜差率由 10%減少到 5%，則系統(tǒng)的開環(huán)增益將如何變化？ 解：18 轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特點(diǎn)？改變給定電壓能否改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速？為什么？如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)測速反饋電壓的分壓比是否能夠改變轉(zhuǎn)速？為什么？如果測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？ （2）改

4、變給定電壓會改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，因?yàn)榉答伩刂葡到y(tǒng)完全服從給定作用。 （3）如果給定電壓不變，調(diào)節(jié)測速反饋電壓的分壓比或測速發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁發(fā)生了變化，它不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會增大被調(diào)量的誤差。反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動。 答：（1）轉(zhuǎn)速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有以下三個(gè)基本特征 只用比例放大器的反饋控制系統(tǒng)，其被被調(diào)量仍是有靜差的。 反饋控制系統(tǒng)的作用是：抵抗擾動，服從給定。擾動性能是反饋控制系統(tǒng)最突出的特征之一。系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。 19 在轉(zhuǎn)速負(fù)反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當(dāng)電網(wǎng)電壓、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電動機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻、測速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí)，都會引起

5、轉(zhuǎn)速的變化，問系統(tǒng)對上述各量有無調(diào)節(jié)能力？為什么？ 答：當(dāng)電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)對其有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)殡娋W(wǎng)電壓是系統(tǒng)的給定反饋控制系統(tǒng)完全服從給定。 負(fù)載轉(zhuǎn)矩、電動機(jī)勵(lì)磁電流、電樞電阻變化時(shí)系統(tǒng)對其有調(diào)節(jié)能力。因?yàn)樗麄兊淖兓罱K會影響到轉(zhuǎn)速，都會被測速裝置檢測出來。再通過反饋控制作用，減小它們對穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速的影響。 測速發(fā)電機(jī)勵(lì)磁各量發(fā)生變化時(shí)，它不能得到反饋控制系統(tǒng)的抑制，反而會增大被調(diào)量的誤差。反饋控制系統(tǒng)所能抑制的只是被反饋環(huán)包圍的前向通道上的擾動。 110 有一 VM 調(diào)速系統(tǒng)。電動機(jī)參數(shù)為： PN= 2.2 KW UN=220 V ，IN= 12.5 A ，nN = 1500 r/min

6、 ， 電樞電阻 R a = 1.2 ，整流裝置內(nèi)阻Rrec =1.5 ，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)Ks=35 。要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍 D=20，靜差率 s 10% 。 (1）計(jì)算開環(huán)系統(tǒng)的靜態(tài)速降 nop和調(diào)速要求所允許的閉環(huán)靜態(tài)速降 ncl。 （2）采用轉(zhuǎn)速負(fù)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(jié)構(gòu)框圖。 (3）調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng) Un=15 V時(shí)，Id=IN, n=nN，則轉(zhuǎn)速負(fù)反饋系數(shù) 應(yīng)該是多少？ （4）計(jì)算放大器所需的放大倍數(shù)。 如取樣電阻RS （Ra+Rrec)/3=(1.2+1.5)/3=0.9 歐則 Ucom=1.2INRS=1.212.50.9=13.5V電流反饋放大器的

7、放大系數(shù)Kfi=22.5/13.5=1.67nKpKs 1/CeUcUiIdEUd0Un+- R-UcomKfId Rs - Ucom-+ Kf靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖Un*Rs原理圖思考題：1. 若V s發(fā)生故障而開路或短路，對系統(tǒng)有何影響？2. 若要使系統(tǒng)無靜差，應(yīng)對系統(tǒng)做何修改？nKpKs 1/CeUcUiIdEUd0Un+- RRs-UcomId Rs - Ucom-+Un*系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖(3) R1=KPR0=12.320=246K(4) BrNNVIVI1 . 1105 . 1120*RURVURUcBrimnVBr=7.33V當(dāng)n=0時(shí)，12059. 11015RRVRBrVKRIUsdblc59. 140)15. 03 . 0(5 . 1R2=3.59K精確求KP代入?yún)?shù) 得 Kp=12.75 =35.93speKKKC=0.0145 Vmin/r。301500minminnnnDN（4）min/50minrn電壓負(fù)反饋