《电气传动与调速系统》课程思考题与习题解答三.doc

第三章 直流调速系统1、开环系统额定静态速降是由什么因素决定的？开环系统的静态速降为，其中C。为电机所固有的常数，因此开环系统额定静态速降主要由电机的额定电流、电枢回路总电阻决定。 2试概述闭环调速系统的主要特点。改变给定电压是否能够改变电动机的转速？如果给定电压不变，调整反馈电压的分压比能否改变转速？为什么？如果测速机励磁发生变化，系统有没有克服这种扰动的能力？ （1）闭环调速系统的主要特点：a当给定电压不变时，加入转速负反馈将使转速大大降低，理想空载转速。只是开环，即。如果还要维持系统的运动速度基本不变，即,那么闭环时的。必须比开环时相应提高（）倍。b当负载相同时，闭环系统的静态速降将大大减速小，将大大减小，只是开环系统静态速降的。c如果电动机的最高转速相同，对静差率的要求相同，则闭环系统的调速范围是开环系统的（）倍。（2）给定电压是系统的参考输入量，改变给定电压能够改变电动机的转速。 调整反馈电压的分压比，相当于改变了反馈系数，能够改变电动机的转速。 （3）测速机励磁发生变化引起的扰动，不在反馈环所包围的前向通道中，所以闭环系统没有克服这种扰动的能力？3转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是什么？转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是闭环系统的自动调节作用。在开环系统中，当负载电流增大时，电枢电流在电阻上的压降也增大，转速就要降下来。现在引人了转速负反馈，转速稍有降落，反馈电压人就感觉出来了。因给定电压不变，因此加到触发器上的控制电压便自动增加了，它可使晶闸管整流电压增加，电动机转速便相应回升。由于电枢电压的增量补偿压降，就使转速基本维持不变。4有一 V一M调速系统，已知电动机的电势系数 ，电枢回路总电阻，晶闸管整流装置的放大倍数，要求调速范围D20S10，(1)计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的静态速降。（2）采用转速负反馈组成单闭环系统，如果最大给定电压为 30V，则转速反馈系数应为多少？（3）计算所需的放大器的放大倍数。解：（1）（转/分）（2）a（3） 5在带电流截止负反馈的转速负反馈调速系统中，如果稳压管的稳压值Uw发生变化，或电流反馈系数卢发生变化，各对系统的静特性有什么影响？带电流截止负反馈的转速负反馈调速系统的静特性为：当稳压管的稳压值发生变化时相当于给定电压发生变化，影响理想系统的空载转速。电流反馈系数月发生变化相当于电枢回路总电阻发生变化，影响系统的静态速降。所以当稳压管的稳压值发生变化或电流反馈系数月发生变化，将影响系统静特性的斜率。 6为什么积分控制的调速系统是无静差的？积分调节器的输入偏差电压0时，输出电压是多少？决定于那些元素？系统的动态速降能否为零，为什么？ 在积分控制的调速系统中，控制作用不仅依靠偏差本身而且依靠偏差的累计。只要输人偏差0，积分控制就使得 逐渐积累，因而转速就要变化。只有到 AU0时，输出电压为一定值不再变化，转速才稳定下来，因而是无静差的。 当输入偏差电压AU 0时，输出电压为一定值，它取决于偏差的大小、偏差为零的时刻、积分时间常数等。系统的动态速降不能为另，如果动态速降也为零，那么系统的偏差电压始终为零，则为零，控制作用就失去了，系统无法工作。 7双闭环调速系统在稳定运行时，速度调节器的输人、输出电压各为多少？电流调节器的输人、输出电压各为多少？ 在转速、电流双闭环调速系统中，如果转速、电流两个调节器都采用PI调节器，稳定运行时，它们的输人电压都为零。转速调节器的输出电压为：电流调节器的输出电压为：8如果要改变双闭环系统的转速，可调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数行不行？改变转速反馈系数行不行？如果要改变堵转电流（系统起动时的最大电流）应调节什么参数？ 如果要改变转速可调节给定电压或转速反馈系数，改变转速调节器的放大倍数不行，改变转速反馈系数行。如果要改变堵转电流应调节转速调节器的输出限幅值Ug。或电流反馈系数。9双闭环调速系统在突加给定的起动过程中，转速调节器为什么能迅速达到限幅值，其限幅值是如何整定的？电流调节器是否应达到限幅值，其限幅值是如何整定的？答：双闭环调速系统在突加给定时，由于电机的机械惯性，转速为零，使转速反馈电压礼为零，这时加在转速调节器输人端的偏差电压很大，而转速调节器的积分时间常数较小，所以转速调节器的输出能迅速达到限幅值，其限幅值按所要限制的最大电流值来整定，。电流调节器不应达到限幅值，否则将失去调节作用，其限幅值应大于最大的输出控制电压，。 10双闭环调速系统对电网电压及负载扰动，其调节过程的特点是什么？对电网电压的扰动无需等到电机转速发生变化，只要电枢回路电流发生变化时，由电流调节器调节即可，有效减小了电机转速的变化。负载扰动要电机的转速发生变化后，由转速调节器来调节。3l开环系统额定静态速降是由什么因素决定的？ 开环系统的静态速降为，其中C。为电机所固有的常数，因此开环系统额定静态速降主要由电机的额定电流、电枢回路总电阻决定。11不可逆脉宽调制电路中非受限式和受限式两种方式比较各有什么优缺点？非受限式方式在产生反向电流时，对电机转速的影响会有多大？是否会影响电机正常使用？受限式电路中只使用一个晶体管，由电感释放能量进行续流，电流只能是单方向的，在负载电流小，开关频率不够高时，容易产生电流断续现象。非受限式电路中增加了一个晶体营，在电流变为零时由电动机产生反向电流，这样就保证了电流在任何情况下都能连续。由于脉宽调制电路中开关频率较高，所以非受限式方式在产生反向电流时，对电机转速的影响不会很大，不影响电机正常使用。12试述单极性工作制和双极性工作制的不同特点。单极性脉宽调制电路是两组不可逆脉宽调制电路的组合，一组输出正电压，另一组输出负电压，因此也有受限式和非受限式两种方式。单极性电路在一周期内的输出电压波形始终是单一极性，最多有两个晶体管同时工作。双极性脉宽调制电路在一周期内的输出电压波形为正负双极性，四个晶体管分两组轮流工作。13晶体管直流脉宽调速系统与晶闸管电动机直流调速系统相比有什么优点？晶体管直流脉宽调速系统与晶闸管电动机直流调速系统相比有以下优点：（1）晶体管脉宽调制电路的开关频率一般在几千赫兹，而三相晶闸管全控桥的开关频率有300赫兹，前者的开关频率差不多比后者高一个数量级。这样晶体管直流脉宽调速系统的频带要比晶闸管直流调速系统宽许多，因此系统的响应速度快，动态抗负载扰动的能力强。（2）由于开关频率高，晶体管脉宽调制电路仅靠电枢中电感的滤波作用就可以获得脉动很小的直流电流，电流容易连续，同时电机的损耗和发热较小。（3）对交流电网的影响小，没有晶闸管可控整流电路换相时对电网的“污染”，而且其功率因数高，