1、-. z.2.9 有一V-M調(diào)速系統(tǒng)：電動機(jī)參數(shù)PN=2.2kW, UN=220V, IN=12.5A, nN=1500 r/min，電樞電阻Ra=1.5，電樞回路電抗器電阻RL=0.8，整流裝置內(nèi)阻Rrec=1.0,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*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)反應(yīng)組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)構(gòu)造圖。3調(diào)整該系統(tǒng)參數(shù)，使當(dāng)Un*=15V時，Id=IN，n=nN ，則轉(zhuǎn)速負(fù)反應(yīng)系數(shù) 應(yīng)該是多少？4計(jì)算放大器所需的放大倍數(shù)。解：1所以，234可以求得，也可以用粗略算法：

2、，2.4 直流電動機(jī)為PN=74kW,UN=220V，IN=378A，nN=1430r/min，Ra=0.023。相控整流器內(nèi)阻Rrec=0.022。采用降壓調(diào)速。當(dāng)生產(chǎn)機(jī)械要求s=20%時，求系統(tǒng)的調(diào)速*圍。如果s=30%時，則系統(tǒng)的調(diào)速*圍又為多少？解：2.5 *龍門刨床工作臺采用V-M調(diào)速系統(tǒng)。直流電動機(jī)，主電路總電阻R=0.18,Ce=0.2Vmin/r,求：1當(dāng)電流連續(xù)時，在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落為多少？2開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時的靜差率多少？3假設(shè)要滿足D=20,s5%的要求，額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落又為多少解：(1) (2) (3) 2.6 有一晶閘管穩(wěn)壓電源，其穩(wěn)態(tài)構(gòu)造圖如

3、下圖，給定電壓、比例調(diào)節(jié)器放大系數(shù)、晶閘管裝置放大系數(shù)、反應(yīng)系數(shù)=0.7。求：1輸出電壓；2假設(shè)把反應(yīng)線斷開，為何值？開環(huán)時的輸出電壓是閉環(huán)是的多少倍？3假設(shè)把反應(yīng)系數(shù)減至=0.35，當(dāng)保持同樣的輸出電壓時，給定電壓 應(yīng)為多少？解：1 (2) ,開環(huán)輸出電壓是閉環(huán)的22倍 (3) 3.8在一個由三相零式晶閘管整流裝置供電的轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動機(jī)的額定數(shù)據(jù)為：kW , V , A , r/min , 電動勢系數(shù)=0.196Vmin/r , 主回路總電阻=0.18,觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)=35。電磁時間常數(shù)=0.012s,機(jī)電時間常數(shù)=0.12s,電流反應(yīng)濾波時間常數(shù)=0.0025s,

4、轉(zhuǎn)速反應(yīng)濾波時間常數(shù)=0.015s。額定轉(zhuǎn)速時的給定電壓(Un*)N =10V,調(diào)節(jié)器ASR，ACR飽和輸出電壓Uim*=8V,Ucm =6.5V。系統(tǒng)的靜、動態(tài)指標(biāo)為:穩(wěn)態(tài)無靜差,調(diào)速*圍D=10,電流超調(diào)量5% ,空載起動到額定轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量10%。試求：1確定電流反應(yīng)系數(shù)(假設(shè)起動電流限制在以內(nèi))和轉(zhuǎn)速反應(yīng)系數(shù)。2試設(shè)計(jì)電流調(diào)節(jié)器ACR,計(jì)算其參數(shù)Ri,、Ci、COi。畫出其電路圖,調(diào)節(jié)器輸入回路電阻R0=40。3設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器ASR,計(jì)算其參數(shù)Rn、COn。(R0=40k)4計(jì)算電動機(jī)帶40%額定負(fù)載起動到最低轉(zhuǎn)速時的轉(zhuǎn)速超調(diào)量n。5計(jì)算空載起動到額定轉(zhuǎn)速的時間。解：12電流調(diào)節(jié)器

5、設(shè)計(jì) 確定時間常數(shù)：電流調(diào)節(jié)器構(gòu)造確定：因?yàn)?，可按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，選用PI調(diào)節(jié)器，,電流調(diào)節(jié)器參數(shù)確定:，。校驗(yàn)等效條件：可見滿足近似等效條件，電流調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選,則：,取9K.由此3速度調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì) 確定時間常數(shù)：電流環(huán)等效時間常數(shù):因?yàn)閯t速度調(diào)節(jié)器構(gòu)造確定：按照無靜差的要求，應(yīng)選用PI調(diào)節(jié)器，, 速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定：校驗(yàn)等效條件：可見滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn) (空載Z=0轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果說明，上述設(shè)計(jì)不符合要求。因此需重新設(shè)計(jì)。查表，應(yīng)取小一些的h，選h=3進(jìn)展設(shè)計(jì)。按h=3，速度調(diào)節(jié)器參數(shù)確定如下：校驗(yàn)等效條件：可見滿足近似等效條件。轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)：轉(zhuǎn)速超調(diào)量的校驗(yàn)結(jié)果

6、說明，上述設(shè)計(jì)符合要求。速度調(diào)節(jié)器的實(shí)現(xiàn)：選,則,取310K。4) 40%額定負(fù)載起動到最低轉(zhuǎn)速時:5) 空載起動到額定轉(zhuǎn)速的時間是：(書上無此公式僅考慮起動過程的第二階段。所以：運(yùn)動控制系統(tǒng)由電動機(jī)，功率放大與變換裝置，控制器及相應(yīng)的傳感器等構(gòu)成PWM變換器的作用:用脈沖寬度調(diào)制的方法，把恒定的直流電源電壓調(diào)制成頻率一定，寬度可變的脈沖電壓序列，從而可以改變平均輸出電壓的大小，以調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速。與V-M系統(tǒng)相比，直流PWM調(diào)速系統(tǒng)在很多方面有較大的優(yōu)越性：1.主電路簡單需要的電力電子器件少 2.開關(guān)頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電動機(jī)損耗及發(fā)熱都較少 3.低速性能好，穩(wěn)速精度高，調(diào)速*圍寬

7、4.假設(shè)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.電力電子開關(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，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，電網(wǎng)功率因數(shù)比相控整流器高轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器和電流調(diào)節(jié)器在雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中的作用可分別歸納如下轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的作用轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器是調(diào)速系統(tǒng)的主導(dǎo)調(diào)節(jié)器，它使轉(zhuǎn)速n很快地跟隨給定電壓Un*變化，穩(wěn)態(tài)時可減少轉(zhuǎn)速誤差，如果采用PI調(diào)節(jié)器，則可實(shí)現(xiàn)無靜差。對負(fù)載變化起抗擾作用其輸出限幅值決定電動機(jī)允許的最大電流。電流調(diào)節(jié)器的作用作為內(nèi)環(huán)的調(diào)節(jié)器，在轉(zhuǎn)速外環(huán)的調(diào)節(jié)過程中，它的作用是使電流緊緊跟隨其給定電壓Ui*(即

8、外環(huán)調(diào)節(jié)器的輸出量變化對電壓電網(wǎng)的波動起及時抗擾的作用在轉(zhuǎn)速動態(tài)過程中，保證獲得電動機(jī)允許的最大電流，從而加快動態(tài)過程。當(dāng)電動機(jī)過載甚至堵轉(zhuǎn)時，限制電樞電流的最大值，起快速的自動保護(hù)作用。一旦故障消失，系統(tǒng)立即自動恢復(fù)正常。這個作用對系統(tǒng)的可靠運(yùn)行來說是十分重要的。雙閉環(huán)直流調(diào)節(jié)系統(tǒng)動態(tài)抗擾性能分析抗電阻擾動。2抗電網(wǎng)電壓擾動雙閉環(huán)直流調(diào)節(jié)系統(tǒng)的啟動過程有以下三個特點(diǎn)飽和非線性控制2轉(zhuǎn)速超調(diào)3準(zhǔn)時間最優(yōu)控制雙極式控制的橋式可逆PWM變換器有以下優(yōu)點(diǎn)1電流一定連續(xù)2可使電動機(jī)四象限運(yùn)行3電動機(jī)停頓時有微振電流，能消除靜摩擦死區(qū)4低速平穩(wěn)性好，系統(tǒng)的調(diào)速*圍大5低速時，每個開關(guān)器件的驅(qū)動脈沖仍較寬

9、，有利于保證器件的可靠導(dǎo)通。雙極式控制方式缺乏之處是：在工作過程中，四個開關(guān)器件可能都處于開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)損耗大，而且在切換時可能發(fā)生上下橋臂直通的事故。異步電動機(jī)的調(diào)速系統(tǒng)可分為三類1轉(zhuǎn)差功率消耗型調(diào)速系統(tǒng)2轉(zhuǎn)差功率饋送型調(diào)速系統(tǒng)3轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)(2)比例控制的直流調(diào)速系統(tǒng)可以獲得比開環(huán)調(diào)速系統(tǒng)硬得多的穩(wěn)態(tài)特性，從而在保證一定靜差率的要求下，能夠提高調(diào)速*圍，為此需設(shè)置電壓放大器和轉(zhuǎn)速檢測裝置3比例控制直流調(diào)速系統(tǒng)能夠減少穩(wěn)態(tài)速降的實(shí)質(zhì)在于它的自動調(diào)節(jié)作用，在于它能隨著負(fù)載的變化而相應(yīng)得改變電樞電壓以補(bǔ)償電樞回路電阻壓降變化反應(yīng)控制系統(tǒng)的作用：抵抗擾動，服從給定04反應(yīng)控制系統(tǒng)的規(guī)律一方面能夠有效的抑制一切被包在負(fù)反應(yīng)環(huán)內(nèi)前向通道上的擾動作用，另一方面則緊緊跟隨著給定作用，對給定信號