3）在转速调节过程中，使电流跟随给定电压U*i变化；4）当电机过载甚至堵转时，限制电枢电流的最大值，起快速的
自动保护作用。一旦故障消失，系统立即自动恢复正常。 电流调节器（ACR）的输出限幅值：Ucm?Ud0Ks?CenN?IdmRKs
4、典型I型系统和典型Ⅱ型系统在稳态误差和动态性能上有什么区别？
答：稳态误差：对于典型I 型系统，在阶跃输入下，稳态时是无差的；但在斜坡输入下则有恒值稳态误差，且与K值成反比；在加速度输入下稳态误差为? 。对于典型II型系统，在阶跃和斜坡输入下，稳态时均无差；加速度输入下稳态误差与开环增益K成反比。
动态性能：典型 I 型系统在跟随性能上可以做到超调小，但抗扰性能稍差；典型Ⅱ型系统的超调量相对较大，抗扰性能却比较好。
5、双闭环系统的起动过程有何特点？为什么一定会出现转速超调？
解：(1) 特点：1)饱和非线性控制 2) 转速超调（退饱和超调）3)准时间最优控制
(2) 由于ASR采用了饱和非线性控制，起动过程结束进入转速调节阶段后，必须使转速超调， ASR的输入偏差电压 △Un为负值，才能使ASR退出饱和。这样，采用PI调节器的双闭环调速系统的转速响应必然有超调。
6、在逻辑控制的无环流可逆调速系统中，实现无环流的原理是什么？
答：在逻辑控制的无环流可逆调速系统中，逻辑无环流控制器（DLC）在任何时候都封锁一组晶闸管的触发脉冲，确保两组晶闸管不可能同时导通，所以不会产生环流。
7、异步电动机串级调速机械特性的特征是什么？
答：1）在串级调速时，理想空载转速与同步转速是不同的。当改变逆变角 ? 时，理想空载转差率和理想空载转速都相应改变；在不同的 ? 角下，异步电动机串级调速时的机械特性是近似平行的。
2）异步电动机串级调速时的机械特性比其固有特性要软得多。
3）串级调速时的最大电磁转矩比电动机在正常接线时的最大转矩有明显的降低。 8、交流异步电动机数学模型具有哪些性质？
答：交流异步电动机数学模型具有高阶、非线性、强耦合、多变量的性质。 9、双闭环调速系统中如反馈断线会出现什么情况，正反馈会出什么情况？
答：反馈断线后，Un?0，ASR 饱和，输出为限幅值，转速环开环，相当于堵转，电流给定为ASR的输出最大值，电流闭环，按最大电流值恒流加速，转速上升，但由于转速反馈断线，触发移相控制电压增大到极限，触发角最小移至
?min，转速达到最高值。n?四、计算题
Ud?IdlR?Ce?Ud0cos?min?IdlR?Ce，同样，正反馈时，也是一样。
1、某龙门刨床工作台采用晶闸管整流器-电动机调速系统。已知直流电动机PN=60KW ,UN=220V，IN=305A，nN=1000r/min，主电路总电阻R=0.18?，Ce=0.2V·min/r，求：
（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落?nN 为多少? （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率SN 多少?
（3）额定负载下的转速降落?nN为多少，才能满足D=20，s≤%5 的要求。
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2、有一晶闸管-电动机调速系统，已知：电动机PN=2.8kW，UN=220V，IN=15.6A，Nn=150r/min，Ra=1.5 ?，整流装置内阻Rrec=1 ?，电枢回路电抗器电阻RL=0.8 ?触发整流环节的放大倍数Ks=35，求： （1）系统开环时，试计算调速范围D=30时的静差率s。 （2）当D=30，s=10%时，计算系统允许的稳态速降。
（3）如组成转速负反馈有静差调速系统，要求D=30，s=10%，在U*n=10V时Id=IN，n=nN，计算转速反馈系数α和放大器放大系数Kp。
3、在转速、电流双闭环直流调速系统中，两个调节器ASR和ACR均为PI调节器。已知参数：电动机PN=3.7kW,UN=220V,IN=20A，nN=1000r/min，电枢回路总电阻R=1.5 ?，设U*nm=U*im=Ucm=8V，电枢回路最大电流Idm=40A，电力电子变换器的放大倍数Ks=40。试求： （1）电流反馈系数β和转速反馈系数α；
（2）当电动机在最高转速发生堵转时的Ud0，U*i，Ui和Uc的值。
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4、双闭环直流调速系统的ASR和ACR均为PI调节器，设系统最大给定电压U*nm=U*im=15V，nN=1500r/min，IN=20A，电流过载倍数为2，电枢回路总电阻R=2 ?，Ks=20，Ce=0.127V·min/r，求： （1）当系统稳定运行在U*n=5V，IDl=10A时，系统的n、Un、U*i、Ui和Uc各为多少？ （2）当电动机负载过大而堵转时，Ui和Uc各为多少？
*
5、某转速负反馈单闭环直流调速系统的开环放大系数K=20；电动机参数为：UN=220V、IN=68.6A、Ra=0.23Ω、nN=1500 r/min、GD2 =10 N·m2；电枢回路总电阻RΣ=0.5Ω（包括Ra）, 电枢回路总电感L∑=30 mH ；晶闸管整流装置采用三相桥式电路。试求：
（1）满足静差率S≤5%的调速范围有多大？ （2）电动机带额定负载运行的最低速是多少？
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（3）画出转速单闭环调速系统的动态结构图。 （4）判断该系统动态是否稳定。 解：Ce?UN?RaINnNR?IN?220?0.23?68.615000.5?68.60.136?(1?20)?0.136(V?min/r)
?nN?Ce(1?K)??12(r/min)
1）D?nNS?nN(1?S)?1500?0.0512?(1?0.05)?6.6
2）nmin?nND?15006.6?227(r/min)
3）转速单闭环调速系统的动态结构图，如下图所示。
4）TS?12mfGD?12?6?50?R?0.00167(s) Tl?L?R??0.030.5?0.06(s)
2Tm?375CeCm?10?0.5375?0.13622?9.55?0.075(s)
K?Tm(Tl?Ts)?TsTlTs?0.075?(0.06?0.00167)?0.001670.06?0.001672?46
即当K≤46时系统是稳定的，现在K=20所以该系统是稳定的。 6、单闭环负反馈系统调节对象的传递函数为： Wobj(s)20(0.6s?1)(0.045s?1)(0.005s?1)
试用PI调节器将其校正成典型Ⅰ型系统，写出调节器传递函数。画出调节器电路图，计算调节器RC元件参数。若在设计过程中对调节对象的传递函数进行了近似处理，说明是何种近似。 ( 要求:阻尼比 ξ=0.707, 调节器输入电阻R0=40KΩ)
Wobj(s)?20(0.6s?1)(0.045s?1)(0.005s?1)?20(0.6s?1)(0.05s?1)
WPI(s)?Ki?s?1?s
W(s)?WPI(s)?Wobj(s)?Ki取 ??0.6(s)
?s?1?s?20(0.6s?1)(0.05s?1)
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W(s)?WPI(s)?Wobj(s)?取ξ= 0.707，则KT?20Ki/0.6s(0.05s?1)?Ks(0.05s?1)
20Ki0.6 Ki?0.3 R1?KiR0?0.3?40?12K?
C1??0.05?0.5
?R1?0.612?103?106?50?F
将低频段上的两个小时间常数惯性环节近似为一个等效惯性环节。
7、如下图，转速、电流双闭环调速系统中，ASR、ACR均采用PI调节器。已知参数：电动机：PN?3.7KW，UN?220V，电枢回路总电阻R?1.5?，设UnN?1000r/min，IN?20A，
电力电子变换器的放大系数Ks?40。 试求：
*nm?Uim?10V，电枢回路最大电流为Idm?30A，
*（1） （2）
电流反馈系数?和转速反馈系数?；（5分）
突增负载后又进入稳定运行状态，则ACR的输出电压Uc、变流装置输
出电压Ud，电动机转速n，较之负载变化前是增加、减少，还是不变？为什么？（5分） （3） （4）
如果速度给定Un不变时，要改变系统的转速，可调节什么参数？（5分）
若要改变系统起动电流应调节什么参数？此时，设Un为正电压信号，在如图ASR中应调节中哪个电位器？（5分）
** 10
（5）
当电动机在最高转速发生堵转时的Ud,Ui*,Ui,Uc值；（10分） ??UnnUimIdm**?Unmnm1030*?101000?0.01V/rpm解：(1)
??
??0.33V/A评分标准：各2.5分，公式对数值结果错扣1分，量纲错扣0.5分，公式错不给分。
TL??IdL??Uc?Un?c,n?c*Cen?ILRKs(2)
?CeUn?IdLRKs*??Ud?KsUc?
(3) 因为U*n?Un??n,n?Un*?,所以调节?可以改变转速n。
*(4)因为Ui*?Ui??Id，起动时转速调节器ASR饱和，输出限幅值Uim??Idm，所以改变ASR限幅值可以改变起动电
*流Idm，Un为正时，起动时ASR输出为负，所以应调节RP5来改变起动电流。不能改变电流反馈系数，因为它还影响
电流环的动特性。 (5)
Un?Un??nUn?10V,Un?0V,|Ui|?|Ui|?10V,Ud?IdmR?30?1.5?45V,Uc?UdKs?Cen?IdRKs?IdlRKs?30?1.540?1.13V***
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