电力拖动自动控制系统运动控制系统第版习题答案

习题解答（供参考）

习题二

系统的调速范围是1000~100rmin，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少

解：?n?nnsD(1?s)?1000?0.02(10?0.98)?2.04rpm 系统允许的静态速降为2.04rpm。

某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为n0max?1500rmin，最低转速特性为 n0min?150rmin，带额定负载时的速度降落?nN?15rmin，且在不同转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大系统允许的静差率是多少

解：1）调速范围 D?nmaxnmin(均指额定负载情况下）

nmax?n0max??nN?1500?15?1485 nmin?n0min??nN?150?15?135 D?nmaxnmin?1485135?11

2) 静差率 s??nNn0?15150?10%

直流电动机为PN=74kW,UN=220V，IN=378A，nN=1430r/min，Ra=Ω。相控整流器内阻Rrec=Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少 解：Ce?(UN?INRa)nN?(220?378?0.023)1430?0.1478Vrpm

?n?INRCe?378?(0.023?0.022)0.1478?115rpm D?nNS[?n(1?s)]?1430?0.2[115?(1?0.2)]?3.1 D?nNS[?n(1?s)]?1430?0.3[115?(1?0.3)]?5.33

某龙门刨床工作台采用V-M调速系统。已知直流电动机

PN?60kW,UN?220V,IN?305A,nN?1000rmin，主电路总电阻

R=

Ω,Ce=min/r,求：

（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落?nN为多少 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率SN多少

（3）若要满足D=20,s≤5%的要求，额定负载下的转速降落?nN又为多少 解：(1)?nN?IN?RCe?305?0.180.2?274.5r/min (2) SN??nNn0?274.5(1000?274.5)?21.5%

(3) ?n?nNS[D(1?s)]?1000?0.05[20?0.95]?2.63r/min

* 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构图如图所示，已知给定电压Uu?8.8V、

比例调节器放大系数KP?2、晶闸管装置放大系数KS?15、反馈系数γ=。求：（1）输出电压Ud；（2）若把反馈线断开，Ud为何值开环时的输出电压是闭环是的多少倍（3）若把反馈系数减至γ=，当保持同样的输出电压

*时，给定电压Uu 应为多少

*解：（1）Ud?KpKsUu(1?KpKs?)?2?15?8.8(1?2?15?0.7)?12V

(2) Ud?8.8?2?15?264V,开环输出电压是闭环的22倍

* (3) Uu?Ud(1?KpKs?)KpKs?12?(1?2?15?0.35)(2?15)?4.6V

某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min，要求系统的静差率

s?5%，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

100r/min，则闭环系统的开环放大倍数应有多大 解： 1）D?nNs/?nN?1?s?

10?1500?2%/?nN?98%

?nN?1500?2%/98%?10?3.06r/min

2）K???nop/?ncl??1?100/3.06?1?31.7

某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8 r/min，如果将开环放大倍数提高到30，它的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： ?nop??1?K??ncl??1?15??8?128

如果将开环放大倍数提高到30, 则速降为：

?ncl??nop/?1?K??128/?1?30??4.13rpm

在同样静差率要求下，D可以扩大?ncl1/?ncl2?1.937倍

有一V-M调速系统：电动机参数PN=, UN=220V, IN=12.5A, nN=1500 r/min，电枢电阻Ra=Ω，电枢回路电抗器电阻RL=Ω，整流装置内阻Rrec=Ω,触发整流环节的放大倍数Ks=35。要求系统满足调速范围D=20，静差率S<=10%。 （1）计算开环系统的静态速降Δnop和调速要求所允许的闭环静态速降Δncl 。

（2）采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的原理图和静态结构图。 （3）调整该系统参数，使当Un*=15V时，Id=IN，n=nN ，则转速负反馈系数 α应该是多少