电力拖动自动控制系统课后答案
时间:2025-04-02
时间:2025-04-02
习题解答(供参考)
习题二
2.2 系统的调速范围是1000~100min r ,要求静差率s=2%,那么系统允许的静差转速降是多少? 解:10000.02(100.98) 2.04(1)n n s n rpm D s ∆==⨯⨯=-
系统允许的静态速降为2.04rpm 。
2.3 某一调速系统,在额定负载下,最高转速特性为0max 1500min n r =,最低转速特性为 0min 150min n r =,带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=,且在不同转速下额定速降 不变,试问系统能够达到的调速范围有多大?系统允许的静差率是多少?
解:1)调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下)
2) 静差率 01515010%N s n n =∆==
2.4 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ,I N =378A ,n N =1430r/min ,Ra=0.023Ω。相控整流器内阻Rrec=0.022Ω。采用降压调速。当生产机械要求s=20%时,求系统的调速范围。如果s=30%时,则系统的调速范围又为多少?? 解:()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯=
2.5 某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。已知直流电动机60,220,305,1000min N N N N P kW U V I A n r ====,主电路总电阻R=0.18Ω,Ce=0.2V?min/r,求:
(1)当电流连续时,在额定负载下的转速降落N n ∆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N S 多少?
(3)若要满足D=20,s ≤5%的要求,额定负载下的转速降落N n ∆又为多少?
解:(1)3050.180.2274.5/min N N n I R Ce r ∆=⨯=⨯=
(2) 0274.5(1000274.5)21.5%N N S n n =∆=+= (3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=
2.6 有一晶闸管稳压电源,其稳态结构图如图所示,已知给定电压*8.8u U V =、比例调节器放大系数2P K =、晶闸管装置放大系数15S K =、反馈系数γ=0.7。求:(1)输出电压d U ;(2)若把反馈线断开,d U 为何值?开环时的输出电压是闭环是的多少倍?(3)若把反馈系数减至γ=0.35,当保持同样的输出电压时,给定电压*u U 应为多少?
解:(1)*(1)2158.8(12150.7)12d p s u p s U K K U K K V γ=+=⨯⨯+⨯⨯=
(2) 8.8215264d U V =⨯⨯=,开环输出电压是闭环的22倍
(3) *(1)12(12150.35)(215) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=⨯+⨯⨯⨯=
2.7 某闭环调速系统的调速范围是1500r/min~150r/min ,要求系统的静差率5%s ≤,那么系统允许的静态速降是多少?如果开环系统的静态速降是100r/min ,则闭环系统的开环放大倍数应有多大?
解: 1)()s n s n D N N -∆=1/
2)()7.31106.3/1001/=-=-∆∆=cl op n n K
2.8 某闭环调速系统的开环放大倍数为15时,额定负载下电动机的速降为8 r/min ,如果将开环放大倍数提高到30,它的速降为多少?在同样静差率要求下,调速范围可以扩大多少倍?
解: ()()12881511=⨯+=∆+=∆cl op n K n
如果将开环放大倍数提高到30, 则速降为:
在同样静差率要求下,D 可以扩大937.1/21=∆∆cl cl n n 倍
2.9 有一V-M 调速系统:电动机参数P N =2.2kW, U N =220V, I N =12.5A, n N =1500 r/min ,电枢电阻R a =1.5Ω,电枢回路电抗器电阻RL=0.8Ω,整流装置内阻R rec =1.0Ω,触发整流环节的放大倍数K s =35。要求系统满足调速范围D=20,静差率S<=10%。
(1)计算开环系统的静态速降Δn op 和调速要求所允许的闭环静态速降Δn cl 。
(2)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。
(3)调整该系统参数,使当U n *=15V 时,I d =I N ,n=n N ,则转速负反馈系数 α应该是多少?
(4)计算放大器所需的放大倍数。
解:(1)
所以,min /33.8r n cl =∆
(2)
(3)(4)()()()()[]
()()[]K C R I K KU K C R I U K K n e d n e d n s p +-+=+-=**1/1/1/α 可以求得,*35.955*0.13414.34*35*0.0096
e p s K C K K α=== 也可以用粗略算法:
n U U n n α=≈*,01.01500
15*===n U n α /p e s K KC K α=,()35.9550.134/350.0113.76p K =⨯⨯=
2.10 在题2.9的转速负反馈系统中增设电流截止环节,要求堵转电流N dbl I I 2≤,临界截止电流N dcr I I 2.1≥,应该选用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电路总电阻的1/3 ,如果做不到,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。这时电流反馈采样电阻和比较电压各为多少?
解:(1) A I I N dbl 252=≤,A I I N dcr 152.1=≥
()
()Ω=⇒+=⇒+≈5.1/1525/*s s com s com n dbl R R U R U U I ,V U com 5.225.115=⨯= (2)()(/3) 1.0 1.50.8/3 1.1,
(/3)1.1,s s R R R R ∑∑=++=Ω>=Ω不符合要求,取需加电流反馈放大器
由于需要的检测电阻值大,说明要求的电流信号值也大。要同时满足检测电阻小和电流信号大的要求,则必须采用放大器,对电流信号进行放大。为此,
取 1.1s R =Ω,则15 1.116.5com dcr s U I R V =⨯=⨯=
(3) 当dcr d I I >时,有
()[
]()()[]()[]
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[]K C I R K K K R K C U K U K K K C RI K C U I R K K K K C U K K n e d s i s p e com i n s p e d e com d s i s p e n s p ++-++=+-+--+=1/1/1/1/1/** 当n=0时, 2.11在题2.9的系统中,若主电路电感L=50mH ,系统运动部分的飞轮惯量22GD =1.6Nm ,整流装置采用三相
零式电路,试判断按题2-9要求设计的转速负反馈系统能否稳定运行?如要保证系统稳定运行,允许的最大开环放大系数是多少?
解: mH L 50=,226.1Nm GD =, 3.3R ∑=Ω,0.134/e C V rpm =
()()222/0.0820.0150.003330.00333/0.0151*0.003330.00150.00333/0.000049833 …… 此处隐藏:11239字,全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……
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