《电力拖动自动控制系统》习题解答(前三章).doc

《电力拖动自动控制系统》部分习题解答 第一章 1. 什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？ 答： ①调速范围——与最低转速之比叫做调速范围，用D表示，即 ②静差率——与理想空载转速之比，称作静差率S，即 ③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系 ④采用闭环控制方式，使转速降落能够大幅度下降，才能保证在静差率S不变的前提下扩大调速范围2. 某一调速系统，测得的最高速特性为n0max＝1500 r/min，带额定负载时的速降＝15 r/min，最低速特性为n0min＝100 r/min，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？ ： ＝15 r/min，有 nmax＝n0max＝1500 r/min15 r/min＝1485 r/min nmin＝n0m＝100 r/min15 r/min＝85 r/min 于是 调速范围 静差率系统能达到的调速范围允许的静差率是 3. 为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么？ 答：负载电流增大，电枢压降增大，转速n必然下降。实质是电枢压降增大 4. 某调速系统的调速范围是1500 ~ 150 r/min，要求静差率为s＝2% ，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100 r/min，则闭环系统的开环放大系数应有多大？ ： ①，又 r/min 也可以这样计算 ②因为 所以 答：要求静差率为s＝2%，系统允许的静态速降是如果开环系统的静态速降是100 r/min，则闭环系统的开环放大系数应有 5. 试绘出转速负反馈单闭环调速系统的静态结构图，并写出其静特性方程式。 答： 静特性方程式 6. 对于转速单闭环调速系统，改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调整反馈电压的分压比，能不能达到调节转速的目的？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种扰动的能力？ 答： 改变给定电压能够改变转速n，因为闭环系统具有跟随给定的性能。 如果给定电压不变，改变反馈电压分压比能够改变转速n，因为它改变了反馈电压，属于反馈环节上的扰动，闭环系统对其无法抑制。 测速发电机励磁发生改变，属于反馈环节上的扰动，闭环系统对其无法抑制。 7. 某调速系统的开环放大系数为15时，额定负载下电动机的速降为8 r/min，如果将开环放大系数提高到30，它的转速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？ ： 在K= 15时，r/min 当K2=30时， 再根据 ，在同样静差率要求下 如果开环放大系数提高到30，它的转速降为在同样静差率要求下，调速范围可以扩大倍 8. 某调速系统的调速范围 D＝20，额定转速nN＝1500 r/min，开环转速降落＝240 r/min，若要求系统的静差率由10％减少到5％，则系统的开环增益将如何变化？ ：s=10%时， 当s=5%时， 答：系统的静差率由10％减少到5％时，开环增益将大。 9. 闭环系统能够降低稳态速降的实质什么？ 答：实质在于它的自调节作用，在于它能随着负载的变化而相应地改变整流电压。 10. 如果转速闭环调速系统的转速反馈线切断，电动机还能否调速？如果在电动机运行中，转速反馈线突然断了，会发生什么现象？ 答：不能。系统开环，发生。 11. 在转速负反馈系统中，当电网电压、负载转矩、电动机激磁电流、电枢电阻、测速发电机磁场各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量有无调节能力？为什么？ 答：转速负反馈系统中，电网电压、负载转矩、电动机激磁电流、电枢电阻所引起的转速变化，系统有调节能力们属于反馈环包围着的前向通道上的扰动，能力测速发电机磁场变化时，它处于反馈通道上，属于得不到系统的抑制 12. 有一V-M调速系统：电动机为PN＝3 kW，UN＝220 V，IN＝17 A，nN＝1500 r/min，Ra＝1.5Ω；整流装置内阻Rrec＝1 Ω；触发器-整流环节的放大系数Ks＝40。要求系统满足调速范围D＝25，静差率s15％ 。 (1) 计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的静态速降。 (2) 采用转速负反馈组成闭环系统，试画出系统的静态结构图。 (3) 调整该系统，使当＝15V时，I＝IN， n＝nN，则转速反馈系数α应为多少？ (4) 计算放大器所需放大系数。 ： (1) (2) (3)当，，时， (4)，又，所以 取KP＝10 13. 在上题(12.)的转速负反馈系统中增设电流截止环节，要求堵转电流Idu 2IN，临界截止电流I bj1.2IN，应该选用多大的比较电压和电流反馈电阻？若要求电流反馈电阻不超过主电路总电阻的1/4，若做不到，还可以采取什么措施？试画出系统的原理图和静态结构图，并计算电流反馈放大系数。这