《电力拖动自动控制系统》习题答案1(5)

2018-12-12 22:56

(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。

2-5 在转速、电流双闭环调速系统中,两个调节器均采用PI调节器。当系统带额定负载运 行时,转速反馈线突然断线,系统重新进入稳态后,电流调节器的输入偏差电压是否 为零?为什么? iUΔ

2-6 在转速、电流双闭环调速系统中,转速给定信号nU.未改变,若增大转速反馈系数α, 系统稳定后转速反馈电压是增加还是减少?为什么? nU

2-7 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:3.7,220,20,1000/minNNNNPkWUVIAnr====,电枢回路总电阻

,设,电枢回路最大电流1.5R=Ω8nmimomUUU..===40dmIA=,电力电子变换器的 放大系数。试求: 40sK=

(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、0dUiU.、、值。 iUcU 解:(1)稳态时

80.2/

40imdmimdmUIUVAIββ. . = === 因为 所以

max80.008min/ 1000nmUVrnα. ===.

(2)电动机在最高速发生堵转时n=0

0401.560dedUCnIR=+=×=

8iidUUIβ.=.==

8iUV=

0601.540dcsUUVK===

2-8 在转速、电流双闭环调速系统中,调节器ASR、ACR均采用PI调节器。当ASR输出 达到时,主电路电流达到最大电流80A。当负载电流由40A增加到70A时,试问: 8imU.=

(1)应如何变化? iU.

(2)应如何变化? cU

(3)值由哪些条件决定? cU

2-9 在转速、电流双闭环调速系统中,电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行,现 因某种原因使电动机励磁电源电压突然下降一半,系统工作情况将会如何变化?写出、 、、 iU.

cU0dUdI及n在系统重新进入稳定后的表达式。

2-10 某反馈控制系统已校正成典型I型系统。已知时间常数T=0.1s,要求阶跃响应超调量 10%σ≤。

(1)求系统的开环增益;

(2)计算过度过程时间st和上升时间tτ;

(3)绘出开环对数幅频特性。如果要求上升时间0.25tτ<,则K=?,?σ=

2-11 有一个系统,其控制对象的传递函数为110() 10.011objKWsssτ== ++

,要求设计一个

无静差系统,在阶跃输入下系统超调量5%σ≤(按线性系统考虑)。试对该系统进行动态 校正,决定调节器结构,并选择其参数。

2-12 有一个闭环系统,其控制对象的传递函数为110() (1)(0.021)objKWssTsss== ++ ,要求

校正为典型II型系统,在阶跃输入下系统超调量30%σ≤(按线性系统考虑)。试决定调节 器结构,并选择其参数。

2-13 调节对象的传递函数为 18()

(0.251)(0.0051)objWsss= ++

,要求用调节器分别将其校

正为典型I型和II型系统,求调节器的结构与参数。

2-14 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

60,220,308,1000/minNNNNPkWUVIAnr====

0.196min/eCV=.0.18R=Ω,触发整流环节的放大倍数。电35sK=

磁时间常数,机电时间常数0.012lT=0.12mT=,电流反馈滤波时间常数, 转速反馈滤波时间常数。额定转速时的给定电压 ,调节器ASR、 ACR饱和输出电压。 0.0025oiTs=

0.015onT=()10nNU.= 8,6.5imomUVU.==

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5%iσ≤,空载起 动到额定转速时的转速超调量10%nσ≤。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iR、、。画出其电路图,调节器输 入回路电阻

iCoiC040Rk=Ω;

(3)设计转速调节器ASR,计算其参数nR、、。(nConC040Rk=Ω);

(4)计算电动机带40%额定负载起动到最低转速时的转速超调量nσ。

(5)计算空栽起动到额定转速的时间。

解:1.电流反馈系数β和转速反馈系数α分别为

80.0236/

339imdmUVAIβ. ===

max100.01min/ 1000nmUVrnα. ===.

2.(1)确定时间常数

① 整流装置滞后时间常数Ts.按表1-2,三相零式电路的平均失控时间Ts=0.0033s.

② 电流滤波时间常数Toi.三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms,为了基本滤平波头,应有 (1–2)Toi=3.33ms,因此取Toi=2.5ms=0.0025s.


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