1、第一章閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)11為什么 PWM電動機系統(tǒng)比晶閘管電動機系統(tǒng)能夠獲得更好的動態(tài)性能？答：PWM電動機系統(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） 開關頻率高，電流容易連續(xù)，諧波少，電機損耗及發(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 1：10000 左右。（4） 若與快速響應的電動機配合，則系統(tǒng)頻帶寬，動態(tài)響應快，動態(tài)抗擾能力強。（5） 功率開關器件工作在開關狀態(tài)，導通損耗小，當開關頻率適當時，開關損耗也不大，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。12試分析有制動通路的不可逆 PWM 變換

2、器進行制動時，兩個 VT 是如何工作的。答：在制動狀態(tài)中， 為負值，iVT就發(fā)揮作用了。這種情況發(fā)生在電動運行過程中需要降d2速的時候。這時，先減小控制電壓，使Ug1 的正脈沖變窄，負脈沖變寬，從而使平均電樞電壓Ud降低。但是，由于機電慣性，轉速和反電動勢還來不及變化，因而造成 E Ud，很快使電流 id反向，VD2截止，在 ton t 時，Ug2 變正，于是 VT2導通，反向電流沿回路3 流通，產(chǎn)生能耗制動作用。在 T t+ t時，VT關斷，id沿回路 4 經(jīng)VD 續(xù)流，向on21電源回饋制動，與此同時，VD1兩端壓降鉗住VT1使它不能導通。在制動狀態(tài)中，VT2和VT1輪流導通，而VT 始終

3、是關斷的。1在輕載電動狀態(tài)，這時平均電流較小，以致在VT1關斷后 id經(jīng)VD2續(xù)流時，還沒有達到周期，電流已經(jīng)衰減到零，這時VD2兩端電壓也降為零，VT2便提前導通了，使電流反向，產(chǎn)生局部時間的制動作用。 調(diào)速范圍和靜差率的定義是什么？調(diào)速范圍、靜差速降和最小靜差率之間有什么關系？為什么說“脫離了調(diào)速范圍，要滿足給定的靜差率也就容易得多了”？答：生產(chǎn)機械要求電動機提供的最高轉速和最低轉速之比叫做調(diào)速范圍，用字母表示，即D=nmax其中，n和 n一般都指電動機額定負載時的最高和最低轉速，對于少數(shù)負nminmaxmin載很輕的機械，可以用實際負載時的最高和最低轉速。當系統(tǒng)在某一轉速下運行時，負載由

4、理想空載增加到額定值時所對應的轉速降落，與理想空載轉速之比，稱作靜差率 s，即s = nNn0或用百分比表示 s =nN100%n0在直流電動機變壓調(diào)速系統(tǒng)中，一般以電動機的額定轉速 nN作為最高轉速則 s =nN=n0nNnmin+ nNnmin=nNs nN=n(1 s)nNsn SD =max= NnminnN(1 S )由上式可看出調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍、靜差速降和最小靜差率之間的關系。對于同一個調(diào)速系統(tǒng)，nN值一定，如果對靜差率要求越嚴，即要求s值越小時，系統(tǒng)能夠允許的調(diào)速范圍也越小。一個調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍，是指在最低速時還能滿足所需靜差率的轉速可調(diào)范圍。 某一調(diào)速系統(tǒng)，測得的最高轉速特

5、性為 nOmax=1500 / min ，最低轉速特性為nOmin=150 / min ，帶額定負載時的速度降落nN= 15 / min ，且在不同轉速下額定速降nN不變，試問系統(tǒng)能夠達到的調(diào)速范圍有多大？系統(tǒng)允許的靜差率是多少？解 系統(tǒng)能夠達到的調(diào)速范圍為D =nmax=nminD n1500=11150 15=11 15系統(tǒng)允許的靜差率 sNnN+ D nN100%1500 11 15100% 10% 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 s 2% ，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)應有多大

6、？解 因為 s =nN=n0nNnmin+ nN 所以 nN=n smin= 150 0.02=3.06 / min1 s1 0.02n因為ncl=1+opKK =nop =1100 =1 31.7 所以 ncl3.0616某閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的開環(huán)放大倍數(shù)為 15 時，額定負載下電動機的速降為 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)速范圍可以擴大多少倍？解（1）因為ncl=RIdC（1+K）eRId= n所以（1+K）=8 （1+15）=128則Cen=clRId=128=4.13 / minclC（1+K）1 30（2）由=Dnn SNe，可知在 s

7、和 nN不變的情況下，D 只與 nN有關N(1 S)調(diào)速范圍擴大 1.94 倍。1 7某 調(diào) 速 系 統(tǒng) 的 調(diào) 速 范 圍D=20 ， 額 定 轉 速nN= 1500 / min ， 開 環(huán) 轉 速 降 落nNop= 240 / 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？n=n s=1500 0.1=解；當 s=10%時，NN（1-s）Dn20240（1-0.1）8.33 / min此時K =op =1ncl8.33n s =1 27.8當 s=5%時，nN=N=1500 0.05=3.95 / minn（1-s）D24020（1-0.05）此時K =o

8、p =1ncl3.95 =1 59.8則若要求系統(tǒng)的靜差率由 10%減少到 5%，則系統(tǒng)的開環(huán)增益將變大。18轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有那些特點？改變給定電壓能否改變電動機的轉速？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速？為什么？如果測速發(fā)電機的勵磁發(fā)生了變化，系統(tǒng)有無克服這種干擾的能力？答：（1）轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)有以下三個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。（2）改變給定電壓會改變電動機的轉速，因為反饋控制系統(tǒng)完全服從給定作用

9、。（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)電機的勵磁發(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。19在轉速負反饋調(diào)速系統(tǒng)中，當電網(wǎng)電壓、負載轉矩、電動機勵磁電流、電樞電阻、測速發(fā)電機勵磁各量發(fā)生變化時，都會引起轉速的變化，問系統(tǒng)對上述各量有無調(diào)節(jié)能力？為什么？答：當電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時，系統(tǒng)對其有調(diào)節(jié)能力。因為電網(wǎng)電壓是系統(tǒng)的給定反饋控制系統(tǒng)完全服從給定。負載轉矩、電動機勵磁電流、電樞電阻變化時系統(tǒng)對其有調(diào)節(jié)能力。因為他們的變化最終會影響到轉速，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)

10、態(tài)轉速的影響。測速發(fā)電機勵磁各量發(fā)生變化時，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)。電動機參數(shù)為： PN= 2.2kW UN= 220V，IN= 12.5 A，nN= 1500 / minr，電樞電阻Ra= 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）采用轉速負反饋組成閉環(huán)系統(tǒng)，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構框圖。（3）調(diào)整該系統(tǒng)參

11、數(shù)，使當Un=15V 時，Id= IN，n=nN，則轉速負反饋系數(shù) 應該是多少？（4）計算放大器所需的放大倍數(shù)。解：（1）先計算電動機的電動勢系數(shù)Ce=UN I RNan= 220 12.5 1.2=0.1367V min/1500rN則開環(huán)系數(shù)額定速降為I R12.5（1.2+1.5）nop=NCe=0.1367= 246.9 / min額定負載時的穩(wěn)態(tài)速降應為ncl=n sN1500 0.1= 8.33 / min（1-s）D20（1-0.1）（2）系統(tǒng)的靜態(tài)結構框圖如下所示U*n+ - UnUnKpUcKsUd0+ - IdRE1/Cen轉速負反饋系統(tǒng)的原理圖+ U*n+ + -+ n-

12、UUnAUcGTUPEUdUdId M-Un+ + - - UtgTGn+ - （ 3 ）當 Un=15V時 ，Id= IN，n=nN， 則 轉 速 負 反 饋 系 數(shù) 應 該 是U U=n=n=15=0.01nnN（4）閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)應為n246.91500K =op =1ncl8.33 =1 28.64運算放大器所需的放大倍數(shù)KP=K K C/Se=28.640.01 35 / 0.1367=11.19111在題 1-10 的轉速負反饋系統(tǒng)中增設電流截止環(huán)節(jié)，要求堵轉電流 Idbl 2IN，臨界截止電流 Idcr 1.2IN，應該選用多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻？要求電流反饋采

13、樣電阻不超過主電路總電阻的 1/3，如果做不到，需要增加電流反饋放大器，試畫出系統(tǒng)的原理圖和靜態(tài)結構框圖，并計算電流反饋放大系數(shù)。這時電流反饋采樣電阻和比較電壓各為多少？解：因為Idbl=U +UncomRSU2 INIdcr=com 1.2IRSN且 Un =15V，計算可得U +URs= 1.5，Ucom= 22.5VIIdbldcr=Uncom 2 IRScom 1.2INNKRS112某調(diào)速系統(tǒng)原理圖如圖 1-58 所示，已知數(shù)據(jù)如下：電動機；PN= 18kW，UN= 220V，IN= 94 A，nN= 1000 / minKs= 40，Ra= 0.15 ，整流裝置內(nèi)阻=VRrec=

14、0.3 ，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)反饋電壓Uim= 10V。最大給定電壓Unm15，當主電路電流達到最大值時，整定電流設計指標：要求系統(tǒng)滿足調(diào)速范圍 D=20，靜差率 s 10% ，Idbl= 1.5IN，。Idcr= 1.1IN。試畫出系統(tǒng)的靜態(tài)結構框圖，并計算：（1） 轉速反饋系數(shù) 。（2） 調(diào)節(jié)器放大系數(shù) Kp。（3） 電阻 R1的數(shù)值。（放大器輸入電阻 R0= 20k ）（4） 電阻 R2的數(shù)值和穩(wěn)壓管 VS 的擊穿電壓值。解：（1）轉速負反饋系數(shù) 應該是U U=n=n=15=0.015nnN1000（2）先計算電動機的電動勢系數(shù)Ce=UN I RNan= 220 94 0.15=0.2

15、059V min/1000rN則開環(huán)系數(shù)額定速降為I R94 （0.15+0.3）nop=NCe=0.2059= 205.4 / minncl=Dn sN1000 0.120 = 5.56 / min（1-s）（1-0.1）閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)應為n205.4K =op =1ncl5.56 =1 35.9運算放大器所需的放大倍數(shù)KP=K K C/Se=35.90.015 40 / 0.2059=12.3113在電壓負反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當下列參數(shù)發(fā)生變化時系統(tǒng)是否有調(diào)節(jié)作用，為什么？（1） 放大器的放大系數(shù) Kp；（2） 供電電網(wǎng)電壓；（3） 電樞電阻 Ra；（4） 電動機勵磁電流；

16、（5） 電壓反饋系數(shù) 。答：在電壓負反饋單閉環(huán)有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，當放大器的放大系數(shù) K發(fā)生變化時系統(tǒng)有調(diào)p節(jié)作用再通過反饋控制作用，因為他們的變化最終會影響到轉速，減小它們對穩(wěn)態(tài)轉速的影響。電動機勵磁電流、電樞電阻 Ra發(fā)生變化時仍然和開環(huán)系統(tǒng)一樣，因為電樞電阻處于反饋環(huán)外。當供電電網(wǎng)電壓發(fā)生變化時系統(tǒng)有調(diào)節(jié)作用。因為電網(wǎng)電壓是系統(tǒng)的給定反饋控制系統(tǒng)完全服從給定。當電壓反饋系數(shù) 發(fā)生變化時，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。1-13有 一 個V M系 統(tǒng) ， 已 知 ： 電 動 機 ： PN= 2.8kW UN= 2

17、20V IN= 15.6A，nN= 1500 / min ，Ks= 35 。Ra= 1.5 ，整流裝置內(nèi)阻Rrec= 1，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)（1） 系統(tǒng)開環(huán)工作時，試計算調(diào)速范圍 D=30 時的靜差率 s 值。（2） 當 D=30，s=10%，計算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。（3） 如組成轉速負反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求 D=30，s = 10% ，在Un=10V 時，Id= IN，n=nN，計算轉速負反饋系數(shù) 和放大器放大系數(shù) Kp。（4） 如將上述調(diào)速系統(tǒng)改為電壓負反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，仍要求 Un=10V 時，Id= IN，n=nN并保持系統(tǒng)原來的開環(huán)放大系數(shù) K 不變，試求在 D=30 時靜差

18、率。解：（1）系統(tǒng)開環(huán)工作時，Ce=UN I RNan= 220 15.6 1.5=0.1311 min/ r1500N則開環(huán)系數(shù)額定速降為I R15.6 （1.5+1）nop=NCe=D n0.1311= 297.5 / min30 297.5則s =NnN+ D nN100% =1500 30 297.5100% 85.6%（2）當 D=30，s=10%，系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降n s1500 0.1=5.56 / min=（1-s）（1-0.1）nNND30（ 3 ） 當 Un=10V時 ，Id= IN，n=nN， 則 轉 速 負 反 饋 系 數(shù)應 該 是U U=n=n=10=0.007nnN

19、1500閉環(huán)系統(tǒng)的開環(huán)放大系數(shù)應為n297.5K =op =1ncl5.56 =1 52.51運算放大器所需的放大倍數(shù)KP=K K C/Se=52.510.007 35 / 0.1311=30.6（4）在電壓負反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)中，開環(huán)與閉環(huán)的速降是一樣的，所以 ncl= nop= 297.5 / mins =D nNnN+ D nN100% =30 297.51500 30 297.5100% 85.6%1-15在 題1-10的 系 統(tǒng) 中 ， 若 主 電 路 電 感L=50mH ， 系 統(tǒng) 運 動 部 分 的 飛 輪 慣 量GD2= 1.6N m2，整流裝置采用三相零式電路，試判斷按題 1

20、-10 要求設計的轉速負反饋系統(tǒng)能否穩(wěn)定運行？如果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，允許的最大開環(huán)放大系數(shù)K是多少？解：計算系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的時間常數(shù)：電磁時間常數(shù)LT=0.05=0.0185slR1.2 1.5機電時間常數(shù)Tm=2GD R375C Cem=1.6 (1.2 1.5)30375 0.1367 0.1367=0.065s三相橋式整流電路，晶閘管裝置的滯后時間常數(shù)為為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，開環(huán)放大系數(shù)應滿足的穩(wěn)定條件：+ T2Ts= 0.00167s2K28.75,所以該系統(tǒng)不可以穩(wěn)定運行,如果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行，允許的最大開環(huán)放大系數(shù) K 最大為 23.1.1-16為什么用積分控制的調(diào)速系統(tǒng)是無靜差的？在轉速

21、單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，當積分調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓 =U0 時，調(diào)節(jié)器的輸出電壓是多少？它取決于那些因素？答；在動態(tài)過程中，當Un變化時，只要其極性不變，積分調(diào)節(jié)器的輸出Uc便一直增長；只有達到U =U, U= 0時，U才停止上升；不到Un變負，U不會下降。當Un= 0nnncc時，U并不是零，而是一個終值；如果Un不再變化，這個終值便保持恒定而不再變化，c這是積分控制的特點。因此，積分控制可以使系統(tǒng)在無靜差的情況下保持恒速運行，實現(xiàn)無靜差調(diào)速。比例調(diào)節(jié)器的輸出只取決于輸入偏差量的現(xiàn)狀，而積分調(diào)節(jié)器的輸出則包含了輸入偏差量的全部歷史。雖然現(xiàn)在Un= 0 ，但歷史上有過 Un，其積分就有一定數(shù)值，足以

22、產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)運行時需要的控制電壓Uc。1-17在無靜差轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉速的穩(wěn)態(tài)精度是否還受給定電源和測速發(fā)電機精度的影響？并說明理由。答：系統(tǒng)的精度依賴于給定和反饋檢測的精度。因此轉速的穩(wěn)態(tài)精度還受給定電源和測速發(fā)電機精度的影響。1-18采用比例積分調(diào)節(jié)器控制的電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運行時的速度是否有靜差？為什么？試說明理由。答：采用比例積分調(diào)節(jié)器控制的電壓負反饋調(diào)速系統(tǒng)，穩(wěn)態(tài)運行時的速度是無靜差的。電壓負反饋實際是一個自動調(diào)壓系統(tǒng)，只有被包圍的電力電子裝置內(nèi)阻引起的穩(wěn)態(tài)速降被減小到1/（1+K），它的穩(wěn)態(tài)性能比帶同樣放大器的轉速負反饋系統(tǒng)要差。但基本控制原理與轉速負反饋類似。它與轉速負

23、反饋一樣可以實現(xiàn)無靜差調(diào)節(jié)。第二章 轉速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設計方法2-1在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，若要改變電動機的轉速，應調(diào)節(jié)什么參數(shù)？改變轉速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù) Kn行不行？改變電力電子變換器的放大倍數(shù) Ks行不行？改變轉速反饋系數(shù) 行不行？若要改變電動機的堵轉電流，應調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的什么參數(shù)？答：雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作中，當兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時，各變量之間有下列關系*= = UUnnnn0因此轉速n是由給定電壓U決定的；改變轉速反饋系數(shù)也可以改變電動機轉速。改變轉n速調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù) Kn和電力電子變換器的放大倍數(shù) Ks不可以。2-2轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運行時，

24、兩個調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓和輸出電壓各是多少？為什么？答：當兩個調(diào)節(jié)器都不飽和時，它們的輸入偏差電壓都是零轉速調(diào)節(jié)器 ASR 的輸出限幅電壓Uim決定了電流給定電壓的最大值；電流調(diào)節(jié)器 ACR的輸出限幅電壓Ucm限制了電力電子變換器的最大輸出電壓Udm。2-3如果轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中的轉速調(diào)節(jié)器不是 PI 調(diào)節(jié)器，而改為 P 調(diào)節(jié)器，對系統(tǒng)的靜、動態(tài)性能將會產(chǎn)生什么影響？答：改為 P 調(diào)節(jié)器時其輸出量總是正比于輸入量，PI 調(diào)節(jié)器的輸出量在動態(tài)過程中決定于輸入量的積分，到達穩(wěn)態(tài)時，輸入為零，輸出的穩(wěn)態(tài)值與輸入無關而是由它后面環(huán)節(jié)的需要決定的。2-4試從下述五個方面來比較轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速

25、系統(tǒng)和帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)：（1）調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)特性；（2）動態(tài)限流性能；（3）起動的快速性；（4）抗負載擾動的性能；（5）抗電源電壓波動的性能。答：（1）轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)工作點上，轉速n是由給定電壓 U決定的。nASR 的輸出量 U*i 是由負載電流IdL 決定的?？刂齐妷?Uc 的大小則同時取決于 n 和 Id，或者說，同時取決于U和IdL。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)參數(shù)計算是和無靜差系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)計算相似。n帶電流截止環(huán)節(jié)的轉速單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)靜態(tài)特性特點：電流負反饋的作用相當于在主電路中串入一個大電阻KpKsRs，因而穩(wěn)態(tài)速降極大，特性急劇下垂；比較電壓Ucom 與給定

26、電壓Un*的作用一致，好象把理想空載轉速提高了。這樣的兩段式靜特性常稱作下垂特性或挖土機特性。（2）（3）雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)的起動過程有以下三個特點：飽和非線性控制、轉速超調(diào)、準時間最優(yōu)控制。（4）由動態(tài)結構圖中可以看出，負載擾動作用在電流環(huán)之后，因此只能靠轉速調(diào)節(jié)器ASR 來產(chǎn)生抗負載擾動的作用。在設計 ASR 時，應要求有較好的抗擾性能指標。（5）在單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電網(wǎng)電壓擾動的作用點離被調(diào)量較遠，調(diào)節(jié)作用受到多個環(huán)節(jié)的延滯，因此單閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)抵抗電壓擾動的性能要差一些。雙閉環(huán)系統(tǒng)中，由于增設了電流內(nèi)環(huán)，電壓波動可以通過電流反饋得到比較及時的調(diào)節(jié)，不必等它影響到轉速以后才能反饋回來，抗擾

27、性能大有改善。2-5在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器均采用 PI 調(diào)節(jié)器。當系統(tǒng)帶額定負載運行時，轉速反饋線突然斷線，系統(tǒng)重新進入穩(wěn)態(tài)后，電流調(diào)節(jié)器的輸入偏差電壓為零？為什么？Ui是否2-6在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，轉速給定信號Un 未改變，若增大轉速反饋系數(shù) ，系統(tǒng)穩(wěn)定后轉速反饋電壓Un是增加還是減少？為什么？2-7在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，兩個調(diào)節(jié)器 ASR、ACR 均采用 PI 調(diào)節(jié)器。已知參P=V I=A n= 1000 / min數(shù) ： 電 動 機 ：N3.7,N220 ,N20 ,N， 電 樞 回 路 總 電 阻R = 1.5U =U =U=VIdm= 40 A ，

28、電力電子變換器的，設nmimom8，電樞回路最大電流放大系數(shù) Ks= 40 。試求：（1）電流反饋系數(shù) 和轉速反饋系數(shù) ；（2）當電動機在最高速發(fā)生堵轉時的 Ud0 、Ui 、Ui、Uc值。解：（1）穩(wěn)態(tài)時U 因為Idm=im所以 =U imIdm=8= 0.2 /V A40 =Unm=nmax81000=0.008V min/ r（2）電動機在最高速發(fā)生堵轉時 n=0U= C n I R = 40 1.5 60Vd 0ed= Ui= IUiUi= 8Vd= 8VUc=Ud0=60= 1.5VKs402-8 在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)器 ASR、ACR 均采用 PI 調(diào)節(jié)器。當 ASR

29、 輸出達到Uim=8V 時，主電路電流達到最大電流 80A。當負載電流由 40A 增加到 70A 時，試問：（1）Ui應如何變化？（2）Uc應如何變化？（3）Uc值由哪些條件決定？2-9在轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)中，電動機拖動恒轉矩負載在額定工作點正常運行，現(xiàn)因某種原因使電動機勵磁電源電壓突然下降一半，系統(tǒng)工作情況將會如何變化？寫出U、Uc、U、d 0Id 及 n 在系統(tǒng)重新進入穩(wěn)定后的表達式。i2-10某反饋控制系統(tǒng)已校正成典型 I 型系統(tǒng)。已知時間常數(shù) T=0.1s，要求階躍響應超調(diào)量 10% 。（1）求系統(tǒng)的開環(huán)增益；（2）計算過度過程時間 ts和上升時間 t；（3）繪出開環(huán)對數(shù)幅頻特性

30、。如果要求上升時間 tci忽略反電動勢變化對對電流環(huán)動態(tài)影響的條件11滿足近似條件.3T Tm l= 30.12s 0.012s= 79.06s1ci（5）計算調(diào)節(jié)器電阻電容由 圖 2-25, 按 所 用 運 算 放 大 器 取R0=40k , 各 電 阻 和 電 容 值 為 R= K Rk = kii0=0.225 400.0129C=i=F =1.33 106F =1.33 F , 1.33FiRi9 103Coi=4Toi=4 0.00253F=60.25 10F=0.25 F, 0.2FR040 10按照上述參數(shù),電流環(huán)可以達到的動態(tài)跟隨性能指標為 i=4.3cn,滿足簡化條件.3Ti

31、30.0058轉速環(huán)小時間常數(shù)近似處理條件為: 1KI186= s1= 25.2s1 ,滿足近似條件.3Ton30.01cn（5）計算調(diào)節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖 2-27,取 R0=40k ,則 Rn= K Rn0=7.73 40k = 309.2k, 310kCn=n=R0.0798310 103F =60.257 10F =0.257 F , 0.257FCon=n4TonR=4 0.01540 103F=1.5 106F=1.5 F,取1.5F0 （6）校核轉速超調(diào)量當 h=3 時,由表 2-6 查得,n=52.6,不能滿足設計要求.實際上,由于表 2-6 是按線性系統(tǒng)計算的,而突加階躍給定

32、時,ASR 飽和,不符合線性系統(tǒng)的前提,應該按 ASR 退飽和的情況重新計算超調(diào)量。（7） 由表 2-7 查得,由h=C3得，maxCb=72.2%I =m=IN339=1.1308T308 0.18CnNn0.1960.0266n= 2 （max ）（ -z）*= 2 72.2% 1.1=9.96% 10%Cb4.如果只起動nTm10000.12 5.空載起動到額定轉速的時間hK U 7.73 10t2nnT=6s0.0266 0.3862 h+ U In 1imdL48 0.0236 3082-15有一轉速、電流雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，主電路采用三相橋式整流電路。已知電動機參數(shù)為：P=V I=A

33、n= 375 / minCe= 1.82V min/N555,N750 ,N760 ,N，電動勢系數(shù)r ，電樞回 路總 電阻 R = 0.14 ，允許 電流過 載倍 數(shù) = 1.5 ，觸 發(fā)整 流環(huán)節(jié) 的放 大倍數(shù)Ks= 75 。電磁時間常數(shù)Tl= 0.031s ，機電時間常數(shù)Tm= 0.112s ，電流反饋濾波時間常數(shù)Toi= 0.002s ， 轉 速 反 饋 濾 波 時 間 常 數(shù)Ton= 0.02s。 設 調(diào) 節(jié) 器 輸 入 輸 出 電 壓U =U =U=V10，調(diào)節(jié)器輸入電阻 R0= 40k 。nmimom設計指標：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量 i 5% ，空載起動到額定轉速時的轉速超調(diào)量n

34、 10% 。電流調(diào)節(jié)器已按典型 I 型系統(tǒng)設計，并取參數(shù) KT=0.5。（1）選擇轉速調(diào)節(jié)器結構，并計算其參數(shù)；（2）計算電流環(huán)的截止頻率 ci和轉速環(huán)的截止頻率cn，并考慮它們是否合理。2-16在一個轉速、電流雙閉環(huán) VM 系統(tǒng)中，轉速調(diào)節(jié)器 ASR，電流調(diào)節(jié)器 ACR 均采用PI 調(diào)節(jié)器。（1）在此系統(tǒng)中，當轉速給定信號最大值Unm=15V 時， n nN= 1500 / min ；電流給定信號最大值Uim=10V 時，允許最大電流 Idm= 30 A ，電樞回路總電阻 R = 2，晶閘 管 裝 置 的 放 大 倍 數(shù)Ks= 30， 電 動 機 額 定 電 流IN= 20A， 電 動 勢 系 數(shù)Ce= 0.128V min/ r ，現(xiàn)系統(tǒng)在Un=5V ，Idl= 20 A 時穩(wěn)定運行。求此時的穩(wěn)態(tài)轉速 n=？ACR 的輸出電壓Uc= ?（2）當系統(tǒng)在上述情況下運行時，電動機突然失磁（ = 0 ），系統(tǒng)將會發(fā)生什么現(xiàn)象？Un= ?試分析并說明。若系統(tǒng)能夠穩(wěn)定下來，則穩(wěn)定后 n=？=Ui?Id= ? Uc= ?（3）該系統(tǒng)轉速環(huán)按典型 II 型系統(tǒng)設計，且按 Mmin準則選擇參數(shù)，取中頻寬 h=5，已知轉速環(huán)小時間常數(shù)T= 0.05s ，求轉速環(huán)在跟隨給定作用下的開環(huán)傳遞函數(shù)，并計算n出放大系數(shù)及各時間常數(shù)。（4）該系統(tǒng)由空載（ IdL= 0 ）突加額定負載時，電流 Id和轉