1、電力拖動自動控制系統一運動控制系統習題2-2調速系統的調速范圍是1000100r/min,要求靜差率s=2%,那么系統允許的穩態速降是多少？解：系統允許的穩態速降：1n-3=2.04(rmin)2-5某龍門刨床工作臺采用晶閘管整流器-電動機調速系統。已知直流電動機Pn=60kW,UN=220V,IN=305A,nN=1000'rmin,主電路總電阻R=0.18?,Ce=0.2V?min/r,求：(1)當電流連續時，在額定負載下的轉速降落？nN為多少？(2)開環系統機械特性連續段在額定轉速時的靜差率sN多少？(3)額定負載下的轉速降落？nN為多少，才能滿足D=20,sW5%的要求。解：(

2、1)當電流連續時，在額定負載下的轉速降落cINR305X0.18?nN=Ce0.2=274.5(rmin)(2)開環系統機械特性連續段在額定轉速時的靜差率?nN274.5SN=0.215=21.5%nN+?nN1000+274.5(3)額定負載下滿足D=20,s<5%要求的轉速降落?nNnNsD(1-s)1000X0.0520X(1-0.05)=2.63(rmin)2T寸一1一制調速系統,也的優參苑為已=工。匕人=12占，九-ISOOrmin,電我電在&-L5Q,整定適豆內口凡門-1口。,觸發裝洗幣節的放K倍教=35、要M領浦足詵速地毛D=",靜差率s工10%.。：L算

3、“*；色跣的譽惠這產1用速要求圻先開的閉環前書返得4為7：.孔二譯溝上反饋組成海環層統，汶畫出英統I支悅典哥和游否給一；薩.小；同率注家纖至缸件當£=15/。Z,=人，n=n一川的速案反憤典型2應諺弁£iJf多少？(1：丁尊坎大帝所需的數人倍數W"cUN-IdRa220-12.5X1.5解：(1)C0=0.1341V?min/rnN1500?nop=307.6r/minRN_12.5X1.5+1.0+0.8)Ce-0.1341?%l=nNsD(1-s)15000.120X(1-0.1)=8.33r/min(2)系統的靜態紀構相可如下所示(3)當。；=1$尸時：7,

4、=/n=n,則轉速負反饋系數d應該是T7*Tr*C-U”a=-好心=0.011500(4)閉環系統的開環放大系數為運算放大器所需的放大倍數K=-nop_1=30Zi6_1=35.9335.93=13.77?ncl8.33Ksa/Ce35X0.01Z0.1341圣11在迎上中后轉速九反班名城中重設電流成上環節.要求培轉包流嗔界錢11.電荒/也".32應/逑三多大的比域電樂機電沆仄饋來樣電M?笠求4流又說米洋也胡小云過生電將/電工時L3,W小筑八到，胃要培切電流反憒或大甥，試皿出系統的用理圖xlf盤結構框圖.井：1算也無反慢放大系數.這時電流反饋米群電囤和比?2電壓各為多爐解:4訃算可得

5、兄=L5Qe=22.5/R=48Rs/R=0.3125<1/3圖見49頁露某"5和嗣"宙835螺附PN晨浮拶上樞用各22%函=R1L建(1)黑統開環時，試計算調速范圍sD=30時的靜差率s。(2)當D=30,s=10%時，計算系統允許的穩態速降。(3)如組成轉速負反饋有靜差調速系統,要求D=30,s=10%，在U*=10V時dIn=nN，計算轉速反饋系數a和放大器放大系數Kp解:Ce先計算電動機的反電動勢系數Un-INRa220-15.6X1.5nN1500系統開環時的額定轉速降落=0.131(V?minr)q_1N(Ra+Rrec?nNop=Ce+Rl)15.6X(

6、1.5+1+0.8)(1)系統開環時，調速范圍0.131D=30時的靜差率=393(rmin)D?nNs=D?n+30X393°,=0.887=88.7%;1500+30X393(2)?nN(3)當D=30,s=10%時，系統允許的穩態速降nNs1500X0.1/=256(r'min)D(1-s)30X(1-0.1)如組成轉速負反饋有靜差調速系統，要求D=30,s=10%,則系統開環放大系數?n-1=?nci393-169.68;5.56轉速反饋系數*310=0.0067(V?min'r)放大器放大系數KpnNKC1500La69.68X0.131=38.93。35X

7、0.0067Ci=R/看=14F3-3在一人由三相零式品廿管輅流裝置浜電的泮漉、也說雙并詞速萩統中，己劃出動嘰的題定地本次；必=60m匚=220F,L=308a=1的0尸/min,電到瘠系數C-A.196Kmin/riL叵都-川用R=.初晝落流環節的政大倍數g-3$.電世片卻常數£-10125.機電時他常鼓禽_0備，電流反饋灌法時I盥兀-00025人+1：-.-5¥；右上?廣定J£：)=|“，中ACR館和輸一中不匕：=抑，。=6.5/5祭統力再、動態打5為1的有無邪差，刑求出用口10，2流超詼呈力一%,主戰起動到匍定於速寸匚轉速由N量/<1n記-式求:(:：

8、麗不用沆反餞芟電.5dX沒起可中沆限制在339A以A：為科通反限素粒a；£試設計電流謊節器ach,計復其參數？、&、畫二其電路再，調節器縮入目作電阻4-40AC：設；|建速詞節舉ASR,：|箕其參數H,、C,.Q.(=4t)x£；),S：t-鼻電動機帶40%法定九載志動到最'氐轉以歸的轉速是調量。，a5；干算交栽起動到就I定轉速的時H.r：i.電流反®系數和轉速反支系數）分別為夕一人一旦一0.0236K/4%339I廣1na-0.01Fminra1000trax2（1）碇定時間向數整沆裝置前后時間宓數在.布表：-2,三相岑式電珞住平均失笈時可Ts=

9、0.3033s.©電流正波lit間常數J三相桃式電略存個波頭的時間是J3也為了基本法口漢頭，應有（1-2：=3.33ms,耳此取Tf=2.5ik=O.3025s.電流環小哼忙常數之和卜廠按小時間常數近似處理取*.=q+&=n.oNK（2）詵擇電流調節卷結構-；：%-2。7,參戰儀2的真空1型條統用態板指設i要求76二%,并深匯卷念電流無差，可按人型I型套笠設計g流用節器.電流部坤制時經亭雙慣中型妁，囚比可川PI加中流調節器：其傳遂求犯貝式己-5：）.檢&對電源電匚的抗猊性前：L挖擾性關.務項布松邛是可以W受的.：3）i|算與流詞節耨參數電沆周節器超前月問常數：r-T-

10、0012s.電流環三環屈益：要求GQ54時，按表2-2：應34A；7y.=0.5,因此=絲=05=8公其0.005為F是,ACR的比例條數為:KrR86x0.012x0.1825x0.0236=-=u./校驗近似條件電流環截止頻率：紜=勺=86s”0晶閘管整流裝置化這國數的近似條（=10150.37：3x0.003"311忽略無電動勢變化對“電流環動態場眩內條廣3x/=79.06s*1<(o,VO.I2sxO.O12<?汨足近以條件.電流小小時問蜜奴近似處理條件1I11/i-，=XJ=116,Is>(D-3p；/m3丫0.0033$x(J0025s"浦足近

11、以條件.會忽略無電動勢變化而比電流環動念影聯的條件31=3x/1=79.06s-1<6?.TJR0.12sx0.012s-汨足近2條件.電流環小時問常索近似處理條件1rr1/i=-x/=116.L>0；72K3Y0.0033$xO00255"汨足近t條件.3.（1）確定小間片數=2=2x0.0058$=0.0116$LE'Q電沆環生效卞向片數1/£.已本KTy05轉：Mi。絡幺J/后所用測速片中N致店況,取TO.：l3.段/連環小時問常數7、.按小時間常數乙似處理，取=+7,=<1.0116s+0015s=C».r>26f>?

12、口標-（2）2擇物速詞力器結構技同設計要求選用P.調的落其傳遞因翻巴/C="（2）il算轉運出節器參數拉治隨引抗擾性生都或妙歐京則，以h-JBWRJE前時同常數為!;hQ-3xO.O266s-O.O798sih式（2-芍）可得轉速環開環增H:X、=¥1=7=314于是由式(2-76)可得AW的比例系數為：，,(力+V0CTxO.0236x0.196x0.12一一.K=二_£ssL=7r3"-2haRQ_2x3xO.OIxOJ8x0.0266-n(4)出駁近似條件由式（2-33）得轉速環截止頻率為：4K314.1xO.O?1=25.15-'電點環傳

13、遞由數簡化條沖為二-區=-xj-.r1=40.6a-'>應,；渦足荷化條件.3飛,3V0jX«58轉速訃小時向常數近處學條件為；后；懦s-1-25.2s-'>/,滿足近似條件.（5）計箕得節等電阻劃電容（5）計算調節器電阻和電容根據圖2-27,lRK=WkU,則=火/產773x400（2=3（）9.20取31（JM2C-i,F_02572LF0二57白產,取0,257門廣*R510x10'4t0.但，燈40x1?TJ咬磕轉速比選是當懺,由表2,合得以-鉗,/人為於由口沒：1要求，實際L由二表2式越瘠線性崇及i事的，面突加階時飴定時從城泡上不符合凝性

14、尾鏟的前提國才按2,退泡和的恬紀史田L異聲調呈，中表2可古存市冷-3得.-72J%mow1.13G8xOJ83學年小"*髓%4h=30%=2蘆詠)(人-z)?即*n=63.4%CbnTm5,空載起動冽粒定定速兇時向7.73x10c、“n'口匚x0.0J6。-D.3W8-0.0236x3085-1=0.轉子電阻R：=0.5?,轉子漏感L；=0.007H,轉子參數已折算到定子側，忽略鐵芯損耗。(1)畫出異步電動機T形等效電路和簡化電路。(2)額定運行時的轉差率sN，定子額定電流I1N和額定電磁轉(3)定子電壓和頻率均為額定值時，理想空載時的勵磁電流I。(4)定子電壓和頻率均為額定

15、值時，臨界轉差率sm和臨界轉矩Tem,畫出異步電動機的機械特性。解：(1)i二異步電動機T形等效電路ft叫異步電動機簡化電路(2)由于額定轉速,一一一60fNnN=960r.-'min,同步轉速n=nP=u=1。(嚴所)，3額定運行時的轉差率必-n1000-960=0.04Snn11000由異步電動機T形等效電路,C-1+Rs+j、Lls=1+L-j3=1jQLmLm2fNLm可得轉子相電流幅值0.0060.35+jM.023-j0.004M.0230.26100nx0.26I；=Us+C-Rr+32(l+Cl)2130.35+1.0231is1lr_22200.5?0.04?+(10

16、0n)2X(0.006+1.023X0.007)2220172.5939+17.0953=15.9735(A)氣隙磁通在定子每相繞組中的感應電動勢.2.?R?22Eg=Ir,?+gLir=15.9735X156.25+4.8361202.7352(V)?.?、額定運行時的勵磁電流幅值,Eg202.7352I0=內2.482(A)C01Lm100uX0.26由異步電動機簡化電路，額定運行時的定子額定電流幅值Us220?=R'?+co2(L+L)2?035+_0.5?+(100Tt)2X(0.006+0.007)2220220.04?1Is1遢1225?16.6796lr=16.3164(

17、A)額定電磁轉矩Te=3m叫或T_Pm_3npe=lr"R'3X3X15.97351007t0.5X_91.37(N?m)0.04(依據T形等效電路)3m«10.5x95.33(N?m)0.04(依據簡化等效電路)(3)定子電壓和頻率均為額定值時，理想空載時的勵磁電流10=R2+a2s(L+L)2s1Ism2200.352+(100Tt)2X(0.006+20.26)=2.633(A)(4)R21s臨界轉矩定子電壓和頻率均為額定值時，臨界轉差率R_0.5+(100n)2x(0.006+20.007)2(L+L0.352=0.122lslr2R3nUpR22(LL一2

18、3X3X220200Xnxb.35+-0+(100n)X(0.006+0.007)2=15密83£N+?m)s+2is+；異步電動機的機械特性：5-6異步電動機參數如習題5-1所示，輸出頻率f等于額定頻率fN時，輸出電壓U等于額定電壓Un,考慮低頻補償，若頻率f=0,輸出電壓U=10%Uno(1)求出基頻以下電壓頻率特性曲線U=f(f)的表達式，并畫出特性曲線。(2)當f=5Hz和f=2Hz時，比較補償與不補償的機械特性曲線，兩種情況下的臨界轉矩Temax。解：(1)Un=220(A)斜率k=UU=2202=3.96,fN-050-0考慮低頻補償時，電壓頻率特性曲線不補償時，電壓頻率

19、特性曲線U=(2)當f=5Hz時U=3.96f+22；220f=4.4f50A、不補償時，輸出電壓3nUU=4.4f=22(V),臨界轉矩2s23X3X222-RR2B、4=*4?-U=3.96f+22=41.35+；0(10心2X(0.0060.007t23nUR22?RRls+lrL)23X3X41.8220XTtX0.35+0.352+(10Tt)220.006+0.007)2ls+lr=8.8(V),臨界轉矩當f=2Hz時A、不補償時,輸出電壓Tem3nU=4.4f23X3X8.8R2x2?L)-8XuB、補償時入輸出氈壓U=3.96f+22=29.=37的66sN?m)s+22ls+

20、lr3nUs+0.352+(4Tt)2X(0.006+0.007)2Tem338XTtX|0.35+'0.3522X29.92+(4Tt)X(0.006+0.007)25-8=網磐¥ipWM?m)變器主回路，采用雙極性調制時，用“i"表示上橋臂開通，”0“表示上橋臂關斷，共有幾種開關狀態，寫出其開關函數。根據開關狀態寫出其電壓矢量表達式，畫出空間電壓矢量圖。解：0ZZTnr7?Z而II1zz_巧虧一z而101k里zzFpn%100Fzzpnrnz5110tz_工rnrn77)005，了喇1clzzJ/z/，7?0Tr二"1z/“一pnrG00i加0ZLpn方000%:Hhi6tfv3uooIIIg*LAMAc.LAs.i.ak.laLiaLOLTOOLICUlUOTTOOI9lASJLArLALAr.LAKXAUA£.I.A,I.ArlAJLAe1Al.LAAy.I.A松投“翠漱丫"246-1按磁動勢等效、功率相等原則，三相坐標系變換到兩相靜止坐標系的變換矩陣為C329