首先求取额先求取额定速度降落:?Ce?0。2/rpm(1)?nNop?(2)SN?IN?R?305?0。18??274.5rpmCe0。2?nN?nN274。5???0。215?21。5%?5%n0nN??nN1000?274。5不能满能满足(3)满足这个要求需要负反馈:nN?S1000?5要求?nNcl???2。63r/minD(?1?S)20?95?nN?op274.5K??1??1?103.4?nN?cl2.63KP?KCe103.4?0.2??45.94KS??30?0.015(4)判断系统断系统的L0.00216Tl????0.012sR?0.18GD2R?78?0.18Tm???0.098s2375?9.55Ce375?9.55?0.22TS?0.00167sKcr?Kcr?KTmTmTS0.0980.0980.00167??????67TSTlTl0.001670.0120.012
22---5。[参李]已知转速负反馈单闭环系统参数: 电动机额定数据:
PN?45kW,UN?220V,IN?226A,nN?1750r/min;Ce?0.12V/rpm;R??0。1?。
且已知晶闸管与触发装置采用三相桥式电路,放大倍数KS?36,转速负反馈系数
??0.006V/rpm,为满足D = 10,静差率S≤0。05%的要求,进行静态计算:Kop、Kp。
解:
?nN?cl??nN?opKop?KP?nN?s1750?0.05??9.2rpmD(1?s)10?0.95I?R226?0.1?N???188.33Ce0.12?1??188.33?1?19.479.219.47?10.81736?0.006/0.12?nN?op?nN?clK
KS??/Ce23.根据自动控制原理,反馈控制的闭环系统是按被调量的偏差进行控制的系统,只要被调量出现偏差,它就会自动产生纠正偏差的作用。
调速系统中由负载引起的的转速降落是转速偏差,显然,引入转速闭环负反馈将使调速系统应
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该能够大大减少转速降落。
24.闭环调速系统可以获得比开环调速系统硬得多的稳态特性,从而在保证一定静差率的要求下,能够提高调速范围,为此所需付出的代价是,须增设电压放大器以及检测与反馈装置。
25.在反馈控制的闭环直流调速系统中,与电动机同轴安装一台测速发电机 TG ,从而引出与被调量转速成正比的负反馈电压Un ,与给定电压 U*n 相比较后,得到转速偏差电压 ?Un ,经过放大器 A,产生电力电子变换器UPE的控制电压Uc ,用以控制电动机转速 n。
26.转速负反馈单闭环有静差直流调速系统中各环节的稳态关系如下:
*电压比较环节:?Un?Un?Ufn放大器——调节器:Uct?KP??Un可控调压装置:Ud0?KS?Uct调速系统开环机械特性:n?测速反馈环节:Ufn???n27.转速负反馈单闭环有静差直流调速系统的静特性方程式
*KPKSUnIdL?R?n??Ce(1?KPKS?/Ce)Ce(1?KPKS?/Ce)
EaUd0?IdL?R??CeCe?n0cl??nclnNcl*KPKSUnmIN?R???Ce(1?KOP)Ce(1?KOP)?n0cl??nNclKOP?KPKS?/Ce
28.闭环系统静性可以比开环系统机械特性硬得多
?nNcl?KOP?Scl??nNop1?KOP;
?nNop?nNclSop?11?KOPDcl?(1?KOP)Dop29.采用比例放大器(调节器),使得闭环系统的开环放大系数KOP值越大,系统的稳态性能越好。然而,KOp =常数,稳态速差就只能减小,却不可能消除。只有 KOP = ?,才能使 ?ncl = 0,而这是不可能的。因此,这样的调速系统叫做有静差调速系统。实际上,这种系统正是依靠被调量的偏差进行控制的。
30.系统中,除给定信号外,作用在控制系统各环节上的一切会引起输出量变化的因素都叫做“扰动作用”。
30-1.[2-7;2。1] 转速闭环调速系统的调速范围是1500~150 r/min,要求静差率S≤5%,那麽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倍数是多少?
解:
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1500?10;150 nN?S1500?5则:?nNcl???7.89r/minD(1?S)10?95?nNop100KOP??1??1?11.67?nNcl7.89根据给定条件:D?30-2.[2-7;2。1] 转速闭环调速系统的调速范围是1500~150 r/min,要求静差率S≤2%,那
麽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倍数是多少?
1500?10;150nN?S1500?2 则:?nNcl???3.06r/minD(1?S)10?98?nNop100KOP??1??1?31.6797?nNcl3.06根据给定条件:D?31.为了解决反馈闭环调速系统的起动和堵转时电流过大的问题,系统中必须有自动限制电枢
电流的环节。
根据反馈控制原理,要维持哪一个物理量基本不变,就应该引入那个物理量的负反馈。那么,引入电流负反馈,使电流不超过允许值或能够保持设定值而基本不变。
具体实施方案:采用电流截止负反馈或转速-电流双闭环控制系统。
32.对于一个自动控制系统来说,稳定性是它能否正常工作的首要条件,是必须保证的。对于转速负反馈单闭环有静差直流调速系统,存在临界放大系数 Kcr,当 KOP ≥ Kcr 时,系统将不稳定;
Tm(Tl?TS)?TS2TmTmTSKcr????Tl?TSTSTlTl KOP?Kcr33.[例题] 晶闸管可控整流器供电的V-M系统。已知数据如下:
电动机:PN?10kW,UN?220V,IN?55A,Ra?0.5?,nN?1000r/min
晶闸管可控整流器:三相桥式可控整流电路,整流变压器Y/Y联结,二次线电压 U2l = 230V,
电压放大系数 KS = 44;电枢回路总电阻:R = 1.0Ω;测速发电机:永磁式,额定数据为23.1W,110V,0.21A,1900r/min;若生产机械要求调速范围D=10,静差率5%,试计算调速系统的稳态参数
nN?s1000?5??5.26r/minD(1?s)10?95U?INRa220?55?0.5Ce?N??0.1925V/rpm
nN1000?nNcl??nNop?INR?55?1??285.7rpmCe0.1925 - 8 -
KOP??nNop?nNcl?1?285.7?1?53.35.26
※??0.01158KP?KOP?20.14?KS/Ce33-1.[2-9;2。5] 晶闸管可控整流器供电的V-M系统。已知数据如下: 电动机:PN?2.2kW,UN?220V,IN?12.5A,Ra?1.5?,nN?1500r/min 晶闸管可控整流器:内阻Rrec?1.0?,电压放大系数 KS = 35; 电枢回路电抗电阻:RL = 0。8Ω;
若生产机械要求调速范围D=20,静差率s≤10%,
⑴ 计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的闭环静态速降; ⑵ 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
*⑶ 调整该系统的参数,使得Un?15V,Id?IN,n?nN时,转速负反馈系数α=?
⑷ 计算放大器的放大倍数 解:
⑴
UN?INRa220?12.5?1.5Ce???0.134V/rpmnN1500?nNop?IN?R?IN(Rrec?RL?Ra)12.5(1?0.8?1.5)???307.8rpmCeCe0.134
?nNcl?⑵
+ nN?s1500?10??8.33r/min
D(1?s)20?90 Un+ *+ - IdR IId Ud U+ M M - - U?U- - UUn + A UUGT UPE - U*n + ?Un n - Un Kp Uc Ks s Ud0 + E 1/Ce n n+ + U- TTG t- ? ⑵⑵图1-24 采用转速负反馈的闭环调速系统 *Unm15⑶ 无静差:????0.01
nN1500*KOPUnm35.915?????0.0097(KOP?1)nN36.91500 有静差:
?nNop307.8KOP??1??1?35.9?nNcl8.33 - 9 -
⑷ K?PKOP35.9??13.36
?KS/Ce0.01?35/0.13433-2.[2-10;2。6] 晶闸管可控整流器供电的V-M系统。已知数据如下: 电动机:PN?2.2kW,UN?220V,IN?12.5A,Ra?1.5?,nN?1500r/min 晶闸管可控整流器:内阻Rrec?1.0?,电压放大系数 KS = 35; 电枢回路电抗电阻:RL = 0。8Ω;
若生产机械要求调速范围D=20,静差率s≤10%,
*调整该系统的参数,使得Un?15V,Id?IN,n?nN时,转速负反馈系数α=0。01
若增设电流截止环节,要求Idbl?2IN,Idcr?1.2IN,应选择多大的比较电压和电流反馈采样电阻?要求电流反馈采样电阻不超过主回路(原)总电阻的1/3;如果作不到,需要增加电流反馈放大器,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。这时的电流反馈采样电阻和比较电压各为多少?
※题意要求不明确,题解是多样的????
首先计算采样电阻:RS?计算:
11(Rrec?RL?Ra)?(1?0.8?1.5)?1.1? 33Idbl*Unm?Ucr??2IN,设Idbl?2INRSIdcr?Ucr?1.2IN,设Idcr?1。2INRS
*Unm15RS???1.5?Idbl?Idcr(2?1.2)?12.51。5?1。1加电流放大器:改变电阻R2的数值即可!
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