1、交直流調速控制系統課程A卷答案一、填空題（本大題15空，每空1分，共15分）1 .直流電動機有三種調速方法，分別是改變電樞供電電壓U、改變勵磁通器、改變電樞回路電阻R2 .可控直流電源有三種形式：旋轉變流機組、靜止可控整流器、直流斬波器。3 .直流調速系統采用改變電源電壓調速，已知電動機的額定轉速nN=900r/min,高速機械特性的理想空載轉速no=1000r/min;低速機械特性的理想空載轉速n°min=200r/min,在額定負載下低速機械特性的轉速nmin=100r/min,電動機在額定負載下運行的調速范圍D=9,靜差率8=0.5。4 .在直流調速系統中，常用的校正方法有串聯

2、校正、并聯校正兩種。5 .雙閉環直流調速系統在突加給定啟動時，動態過程有三個階段分別是電流上升階段、恒流升速階段、轉速調節階段。6 .直流調速系統的工程設計中，工程設計方法的基本指導思想是_期特性典型化、典型系統性能指標與其參數的關系表格化。二、名詞解釋（共4小題；每小題5分，共20分）7. V-M系統答：直流調速系統中的可控變流裝置廣泛采用晶閘管變流器，這種系統稱為晶閘管一電動機直流調速系統，簡稱V-M系統。其功能是進行功率放大，能量轉換和傳遞，取得和處理系統中有關變量的信息，并按預定的控制規律產生控制信號或作用。8. ASR和ACR答：雙閉環系統中由轉速調節器（ASR）和電流調節器（ACR

3、）兩個調節器組成，采用串級調速的方式。即用ASR的輸出去“驅動”ACR,再由ACR“驅動”晶閘管觸發裝置。9. 調速范圍Dnmax答：電動機在額定負載下運行的最高轉速與最低轉速之比，用D表示，即D=",D值越大，系統nmin的調速范圍越寬。答：雙閉環系統在突加給定時，ASR經歷了不飽和、飽和、退飽和三個階段，ASR在飽和時處于開環狀態，起著飽和的非線性控制，只有當轉速出現超調后，ASR才退出飽和參與調節，這一現象稱為退飽和超調狀態。三、簡答題（共3小題，每題10分，共30分）11 .在轉速、電流雙閉環調速系統中轉速調節器有那些作用？其輸出限幅值應按什么要求來整定？電流調節器有哪些作用

4、？其輸出限幅值又應如何整定？答：轉速調節器的作用：使轉速n跟隨給定電壓Un變化穩態進行無靜差在負載變化或給定電壓變化或產生擾動而出現轉速偏差時，則靠ASR的調節起抗擾作用當轉速出現較大偏差時，ASR的輸出限幅值決定了允許的最大電流，作用于ACR以獲得較快的動態響應。ASR的輸出限幅為Um,主要用來限制最大電流Mm。電流調節器的作用：對電網電壓的波動起到及時的抗擾作用，幾乎不對轉速產生影響在起動時，由于ASR飽和，電流調節器獲得允許的最大電流，使過渡過程加快，實現了快速起動在轉速調節過程中，使電流跟隨其給定電壓U變化在電動機過載甚至堵轉時，一方面限制了過大的電流起到快速的保護作用，另一方面使轉速

5、迅速下降實現了很陡的下垂特快。ACR的輸出限幅值為Uctm,主要限制晶閘管觸發裝置的最大電壓Ud0mo12 .為抑制零漂，通常在PI調節器的反饋回路中并聯一個高阻值的電阻。試分析這對閉環調速系統的影響。答：有時為了避免運算放大器長期工作時的零點漂移，故意將其放大系數壓低一些，在R1C1兩端并（接一個大電阻R；,其值一般為幾MQ,這樣調節器的穩態放大系數更低于無窮大，為Kp=$，系統R0.,一、一一，、一_.、一'也只是一個近似的無靜差倜速系統。如果需要的話，可以利用KP來計算系統的實際靜差率。13 .在突加給定啟動時，轉速調節器退飽和超調的條件是什么？在給定積分器啟動時，轉速調節器是否

6、存在退飽和超調現象？答：當電動機轉速達到給定值時，則有U：=Un,此時ASR的輸入信號&Un=0,由于ASR的積分作用，其輸出仍保持限幅值UJ,同時電流保持最大值Idm,AUn改變極性，則ASR退出飽和并參與調節作用，系統進入雙閉環調節階段。在給定積分器起動時轉速調節器不存在退飽和超調現象，只有經過一定時間滿足一定條件時才會出現腿飽和超調現象。四、計算題（共2題；第1小題15分，第2小題20分，共35分）壓AU=32V時的電流最大動態降落14 .某典型I型電流控制系統結構如圖1所示，電流輸出回路總電阻R=4C,電磁時間常數Ti=0.3s,系統小時間常數T=0.01s,額定電流In=45

7、A,該系統要求階躍給定的電流超調量仃5%,試求直流擾動電（以額定電流的百分數3m/In表示）和恢復時間tv（按基準值Cb的5%計算）。解：查典型I型系統，跟隨性能表3-1,要求。5%,應選1 1K=502T20.01根據系統兩個時間常數的比值T/Ti=0.0i/0.3=i/30,查表3-2,知最大動態降落為ACmax/Cb=12.9%,恢復時間tv(5%)/T=30.4,一11由已知得K2=-=-(1/Q)R61118基準值Cb=NK2=32A=-A2 263電流最大降落AIm=0.129Cb=0.344A則土=0.00717=0.717%,1ntv(tv/T)T=30.4T=30.4X0.01S=0.304S15.某個V-M調速系統，電動機：2.5kW、220V、15A、1500r/min,電樞內阻為2Q；晶閘管裝置內阻1C,觸發晶閘管裝置電壓放大系數為30。要求調速范圍D=20,靜差率s<8%o(1)計算開環系統的穩態速降和調速要求所允許的穩態速降。(2)采用轉速負反饋組成閉環系統，試畫出系統的穩態結構圖。倜整該系統，使得Un=10V時，轉速n=1000r/min,計算所需放大器的放大系數Kp至少為多大？U-IR解：(1)Ce=UnomInomRa=0.13V-min/rnnomLRAn0D=346.15r/minopCensAn二一nom：4.7