电力拖动自动控制系统答案(陈伯时)主编上海大学.pdf

电力拖动自动控制系统—运动控制系统答案
上海大学陈伯时主编
1-1 为什么 PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能?
答:PWM—电动机系统在很多方面有较大的优越性:
(1) 主电路线路简单,需用的功率器件少。
(2) 开关频率高,电流容易连续,谐波少,电机损耗及发热都较小。
(3) 低速性能好,稳速精度高,调速范围宽,可达 1:10000 左右。
(4) 若与快速响应的电动机配合,则系统频带宽,动态响应快,动态抗扰能力强。
(5) 功率开关器件工作在开关状态,导通损耗小,当开关频率适当时,开关损耗也
不大,因而装置效率较高。
(6) 直流电源采用不控整流时,电网功率因数比相控整流器高。
PWM 开关频率高,响应速度快,电流容易连续,系统频带宽,动态
响应快,动态抗扰能力强。
1-2 试分析有制动通路的不可逆 PWM 变换器进行制动时,两个 VT 是如何工作的?
答:制动时,由于 U g1 的脉冲变窄而导致 id 反向时,Ug2 变正,于是 VT2 导通,
VT2 导通,VT1 关断。
1-3 调速范围和静差率的定义是什么?调速范围,静态速降和最小静差之间有什么
关系?为什么脱离了调速范围,要满足给定的静差率也就容易得多了?
答:生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围,
nmax n min
n
用字母 D 表示,即: D = max
nmin
负载由理想空载增加到额定值时,所对应的转速降落∆n N 与理想空载转速 n0 min 之比,称
∆n
为系统的静差率 S,即: s = N
n0 min
调速范围,静差速降和最小静差之间的关系为:
n s
D = N
∆nN (1− s)
由于在一定的 nN 下,D 越大, nmin 越小∆nN 又一定,则 S 变大。所以,如果不考虑
D,则 S 的调节也就会容易,
. 某一调速系统, 测得的最高转速特性为, 最低转速特性为
1-4 n0 max =1500r / min
,带额定负载的速度降落,且不同转速下额定速降不
n0 min =150r / min ∆nN =15r / min ∆nN
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大?
解
n n −∆n 1500 −15
D = max = 0max N = = 11
nmin n0min −∆nN 150 −15
∆n 15
s = = =10%
n0 min 150
1-5 闭环调速系统的调速范围是 1500----150r/min,要求系统的静差 S<=2%,那末系统允许的静
1
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?
n 1500 n S 1500× 2%
1, D = max = = 10则∆n = N ≤= / min
nmin 150 D(1− S) 10(1− 2%)
∆n 100
2, op = K +1则K ≥−1 =
∆ncl
1-6 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
放大倍数他提高到 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?
K1 = 15; K 2 = 30;
K1 →∆ncl 1 ; K 2 →∆ncl 2
同样负载扰动的条件下∆n与开环放大倍数加 1成反比,则( K1 + 1)(/ K 2 + 1)= ∆ncl 2 / ∆ncl 1
K1 + 1 15 + 1
∆n cl 2 = ∆ncl 1 = × 8 ≈ 4r / min
K 2 + 1 30 + 1
同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加 1 成正比
(K1 + 1)(/ K 2 + 1)= Dcl 1 / Dcl 2
D K + 1 30 + 1
cl 2 = 2 = ≈
Dcl 1 K1 + 1 15 + 1
1-7 某调速系统的调速范围 D=20 , 额定转速 n =1500r / min , 开环转速降落
,若要求静差率由减少到则系统的开环增益将如何变化?
∆nNop = 240r / min 10% 5%
n 1500
解:原系统在调速范围 D=20,最小转速为: n = max = = 75r / min,
min D 20
∆n ∆n ∆n 原系统在范围,静差率
cl = cl = cl =10%则∆n =