电力拖动控制系统阶段练习二.doc

电力拖动控制系统阶段练习2 2-1、转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少？为什么？ 答：当两个调节器都不饱和时，它们的输入偏差电压都是零 转速调节器ASR的输出限幅电压决定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR的输出限幅电压限制了电力电子变换器的最大输出电压。 2-2、如果转速、电流双闭环调速系统中的转速调节器不是PI调节器，而改为P调节器，对系统的静、动态性能将会产生什么影响？ 答：改为P调节器时其输出量总是正比于输入量，PI调节器的输出量在动态过程中决定于输入量的积分，到达稳态时，输入为零，输出的稳态值与输入无关而是由它后面环节的需要决定的。 2-3、 试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统： （1）调速系统的静态特性； （2）动态限流性能； （3）起动的快速性； （4）抗负载扰动的性能； （5）抗电源电压波动的性能。 答：（1）转速、电流双闭环调速系统在稳态工作点上，转速 n 是由给定电压决定的。ASR的输出量是由负载电流 IdL 决定的。控制电压UC的大小则同时取决于n和Id，或者说，同时取决于和 IdL。双闭环调速系统的稳态参数计算是和无静差系统的稳态计算相似。 带电流截止环节的转速单闭环调速系统静态特性特点：电流负反馈的作用相当于在主电路中串入一个大电阻 Kp Ks Rs ，因而稳态速降极大，特性急剧下垂；比较电压 Ucom 与给定电压的作用一致，好象把理想空载转速提高了。这样的两段式静特性常称作下垂特性或挖土机特性。 （2）二方面均具有动态限流性能，性能相似的。 （3）双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：饱和非线性控制、转速超调、准时间最优控制。 （4）由动态结构图中可以看出，负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调节器ASR来产生抗负载扰动的作用。在设计ASR时，应要求有较好的抗扰性能指标。 （5）在单闭环调速系统中，电网电压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电压扰动的性能要差一些。双闭环系统中，由于增设了电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能反馈回来，抗扰性能大有改善。 2-4、在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR、ACR均采用PI调节器。已知参数：电动机：，，，，电枢回路总电阻，，设，电枢回路最大电流Idm=40A，电力电子变换器的放大系数Ks= 40。试求： （1）电流反馈系数β和转速反馈系数α； （2）当电动机在最高速发生堵转时的，，，值。 2-5、在一个由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调速系统中，已知电动机的额定数据为：，，，，电动势系数，主回路总电阻R=0.18Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=35。电磁时间常数Tl=0.0120s，机电时间常数Tm=0.12s，电流反馈滤波时间常数Toi=0.00250s，转速反馈滤波时间常数Ton=0.015s。额定转速时的给定电压 ，调节器ASR、ACR饱和输出电压,。 系统的静、动态指标为：稳态无静差，调速范围D=10，电流超调量σi≤5%，空载起动到额定转速时的转速超调量σn≤10%。试求： （1）确定电流反馈系数β（假设起动电流限制在339A以内）和转速反馈系数α； （2）试设计电流调节器ACR，计算其参数Ri、Ci、Coi。画出其电路图，调节器输入回路电阻R0=40 kΩ； （3）设计转速调节器ASR，计算其参数Rn、Cn、Con。（R0=40 kΩ）。 2-6、直流电机额定转速，电枢电流额定值为，允许过流倍数λ=1.5，计算机内部定点数占一个字的位置（16位），试确定数字控制系统的转速反馈存储系数和电流反馈存储系数，适当考虑余量。 2-7、旋转编码器光栅数为1024，倍频系数为4，高频时钟脉冲频率f0=1 MHz，旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器，M法和T法测速时间均为0.01s，求转速n=1500r/min和n=150r/min时的测速分辩率和误差率最大值。