《电力拖动自动控制系统》(第四版)习题答案

1、电力拖动自动控制系统 一运动控制系统习题2-2调速系统的调速范围是1000100r/min ,要求静差率 s=2%,那么系统允许的稳态速降是多少？解：系统允许的稳态速降，=3 =2.04)2-5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 ,主电路总电阻r= 0.18?为多少？sn多少?un = 220v , i n = 305a , nn =10007 mince = 0.2v ? min / r ,求：(1)当电流连续时，在额定负载下的转速降落？nn(2)开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率(3)额定负载下的转速降落 ？nn为多少，才能满足 d

2、= 20, s w5%的要求 解：(1)当电流连续时，在额定负载下的转速降落m=305 x0= 274.5(由所)ce 0.2(2)开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率? nn274.5sn =0.215 = 21.5%nn + ?nn 1000 + 274.5(3)额定负载下满足d = 20, s 15v,讣算可得旦=l5q.=22.5kr = 48rs / r = 0.3125 1/ 3图见49页a-8加5!悔不rs遨k5?苫35螺晒pn晨浮拶；吊枢用各22%函司建(1)索绘开环时，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、。(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求d =30, s =10%，在in * = 10v时di =n = nn，计算转速反馈系数 a和放大器放大系数 kp 解：先计算电动机的反电动势系数ceun-in rnn220 - 15.6 x1.51500=0.131(v ?minr)系统开环时的额定转速降落?nnop屋(ra + rrec + r =e6 05 + 1 + 3。393(rmin)ce0.131(1)系统开环时，调速范围d = 30时的静差率d?nn s =d? n +_30 x3931500 + 30 x3930.887 = 88.7% ;(2)当 d = 30, s=10%时，

4、系统允许的稳态速降?nnn s _ 1500 x0.1d(1- s)30x(1-0.1)y.56( r min )(3)如组成转速负反馈有静差调速系统，要求d= 30, s=10%,则系统开环放大系数k = inol - 1 = -93- - 1 =69.68 ； ? ncl5.56*转速反馈系数5 =0.0067(v ? min ,；r)nn1500放大器放大系数 kp = kc e = 69.68 x0.131 3893ksa35 x0.0067.ci = r / 看=14 f3-s j人由三相零式晶间管整就装置共电的正逑、电流荻闭环调速系统中，己知电可现 的颤定数据为二4=60匚q =

5、22q匕人=3084叫=1 m3 min ,电到弟索摩c -g196k mu(叵瞽总申闭二081,触笺整沆环节的成大年数k -35 b中1bj破时制常数工-001，机电it他常戴禽_0击，电流反请港法时闫时教工-09025和转运反情流法中可常数7；0.01网之转速讨为酌定之, c：x = l3谑方奉aeh.acr馆将输一型下乙：=$/乂:=6.5/5乐统为#.动惠产标为*稳在无静差，询注也圉d=】0,电流超遍*见工5%,空裁起 动到颔定沿途由e转速燃渭量公 1学 .试求：(:：丽不用沆反饯芟电.5dx没起可中沆限制在339a以a ：为科通反限素粒a；试设计电流谎节器ach,计复其参数？、&、画

6、二其电路再，调节器缩入目作电阻4 -40ac： 设；|建速词节举asr, ：|箕其参数h,、c,. q. . (=4t)x；),s： t-鼻电动机带40%法定九载志动到最氐转以归的转速是调量。，a5；干算交栽起动到就i定转速的时h.r： i.电流反系数和转速反支系数）分别为夕一人一旦 一 0.0236k/4 %339i广1 na - - 0.01f min ra 1000 trax2 （1）碇定时间向数整沆装置前后时间宓数在.布表：-2,三相岑式电珞住平均失笈时可ts=0. 3033s.电流正波lit间常数j三相桃式电略存个波头的时间是j 3也为了基本法口汉头，应有（1 - 2：=3. 33m

7、s,耳此取tf=2.5ik=o. 3025s. 电流环小哼忙常数之和卜厂按小时间常数近似处理取 *. = q + & = n.onk （2）诜择电流调节卷结构-；：% -2。7,参战仪2的真空1型条统用态板指设i要求7 6二%,并深汇卷念电流无差，可按人型i型套笠设计g流用节器.电流 部坤制时经亭双惯中型妁，囚比可川pi加中流调节器：其传遂求犯贝式己-5：）.检&对电源电匚的抗猊性前：l挖扰性关 .务项布松邛是可以w受的.：3） i|算与流词节耨参数电沆周节器超前月问常数：r-t-0 012s.电流环三环屈益：要求g q 5 4时，按表2-2：应34 a；7y.=0.5 ,因此=丝=05=8公

8、其 0.005为f是,acr的比例条数为:krr 86x0.012x0.1825x0.0236=- = u./ 校验近似条件电流环截止频率：纭=勺=86s”0晶闸管整流装置化这国数的近似条（=1015 0 .37： 3x0.00331 1忽略无电动势变化对“电流环动态场眩内条广3x /= 79.06s*1 (o,vo.i2sxo.o12 (d-3p；/m 3 丫 0.003 3$ x(j 0025s浦足近以条件.会忽略无电动势变化而比电流环动念影联的条件31 =3x /1= 79.06s-1 0；72k 3 y 0.003 3$ xo 00255汨足近t条件.3. （1）确定小间片数=2=2x

9、0.0058$ =0.0116$l eq 电沆环生效卞向片数1 / .已本k ty 05 转： mi。络幺 j /后所用测速片中n致店况,取to. ：l3.段/连环小时问常数7、.按小时间常数乙似处理，取 =+ 7,=26f?口标-（2）2择物速词力器结构技同设计要求选用p.调的落其传递因翻巴/c=（2） il算转运出节器参数拉治随引抗扰性生都或妙欧京则，以h-jb wrje前时同常数 为!;hq -3xo.o266s-o.o798sih式（2-芍）可得转速环开环增h: x、= 1=7=314于是由式(2-76)可得aw的比例系数为：，, (力 + v0ct xo.0236x0.196x0.1

10、2一 一.k =二_ssl = 7 r 3-2har q_2x3 xo.oixoj 8 x 0.0266 -n(4)出驳近似条件由式（2-33）得转速环截止频率为：4k314.1 xo.o?1 =25.15-电点环传递由数简化条冲为二- 区 =-xj-.r1 = 40.6a- 应,；涡足荷化条件.3飞,3 v0jx58转速讣小时向常数近处学条件为；后；懦s-1 - 25.2s- / ,满足近似条件.（5）计箕得节等电阻划电容（5）计算调节器电阻和电容根据图 2-27,lr k=wku,则 =火/产773x400（2 = 3（）9.20取31 （jm2c -i,f - 0257 岂10t “ 一

11、 0.257,取0,257u广a_ sloxlo1to咬磕1速越选是刍h归,由表2,合得 心-死,51,不能涉足设，1要求,实际l由小表方6毡按畿性系镰 i算此，而交加断跋给定时，您艮饱片不符合蔑性足既的前提应才按2r退泡和的恬火歪斜 l异贮调量二中表2-7杏棺 声龙=3得,二2%mowlij8x048（；-7 :斗上=? 6* llx k0 p6 0.0266 a 一r ie x= q96% c 01266 - djg&s 8-0.0236x3085-1二 0.za转子电阻r； = 0.5?,转子漏感llr = 0.007h ,转子参数已折算到定子侧，忽略铁芯损耗。(1)画出异步电动机 t形

12、等效电路和简化电路。(2)额定运行时的转差率sn ，定子额定电流i1 n和额定电磁转(3)定子电 压和频率均为 额定值时，理 想空载时的励磁电流i0 (4)定子电压和频率均为额定值时，临界转差率sm和临界转矩tem,画出异步电动机的机械特性。异步电动机t形等效电路,ft叫异步电动机简化电路(2)由于额定转速60 fnnn = 960 r.min ,同步转速 n=np=60出=i000(r min)， 3额定运行时的转差率n - n 1000 - 960=0.04sn n11000由异步电动机t形等效电路,ci =1 +rs + j、lls = 1 +l-j 3=1 jq l mlm2 f n

13、lm可得转子相电流幅值0.0060.35+ j m.023 - j 0.004 m.0230.26100nx0.26ir=us+ c-rr+ 32 (l + c l)2. ?0.35 + 1.0231 ls 1lr_22200.5 ?0.04 ? + (100 n)2 x(0.006 +1.023 x0.007 )2220172.5939 +17.0953=15.9735(a)气隙磁通在定子每相绕组中的感应电动势eg= ir2?r ?2 1 ,2.? ? + 1 l； =15.9735 x 156.25 + 4.8361 202.7352 (v) ?. ?额定运行时的励磁电流幅值,eg202.

14、7352i 0 =内2.482(a)c01l m 100 / x0.26由异步电动机简化电路，额定运行时的定子额定电流幅值us220?= r ?+co2 (l + l)2?0 35 + _0.5 ?+ (100 tt)2 x(0.006 + 0.007)2220220.04 ?1 is1?65s1225 ?16.6796lr=16.3164(a)额定电磁转矩te = p =3np ir民3m孙sn3 x3x15.9735100 7t0.5x-0.041.37(n ?m)(依据t形等效电路)或t _pm _3npe 一一_3x3_2i12n = x16.31642 ssn100 冗0.5x95.

15、33(n ?m)0.04(依据简化等效电路)(3)定子电压和频率均为额定值时，理想空载时的励磁电流10 =r2 + a2s(l + l )2 s 1 ls m2200.352 + (100 tt)2 x(0.006 +20.26)=2.633(a)(4)r21 s临界转矩定子电压和频率均为额定值时，临界转差率r_0.5+ (100 n)2 x(0.006 +20.007)0.352=0.122ls lr2r3n upr22(ll一 23 x3 x220200 xnxb.35+ -0+ (100 n)x(0.006 + 0.007)=155!83sn+?m)s + is + ； 异步电动机的机械

16、特性：s njo nism5-6异步电动机参数如习题5-1所示，输出频率f等于额定频率fn时，输出电压 u等于额定电压un,考虑低频补偿，若频率 f=0,输出电压u=10%un。(1)求出基频以下电压频率特性曲线u=f(f)的表达式，并画出特性曲线。(2)当f=5hz和f=2hz时，比较补偿与不补偿的机械特性曲线，两种情况下的临界转矩temax。解：(1) un=220(a)斜率k = uu= 220 = 3.96 ,fn - 050 - 0考虑低频补偿时，电压频率特性曲线u = 3.96 f + 22 ；不补偿时，电压频率特性曲线(2)当 f=5hz 时u = 220f = 4.4 f50a

17、、不补偿时，输出电压3n uu = 4.4f = 22(v),临界转矩2 s23x3 x22b、2 -rr2肥般 +u益 326+f+r 22 = 41. 3n u s,35 + 051 (10 心2 x(0.006 0.007)2 2 ?rr2l )23 x3 x41.822,、220 xttx0.35 + 0.35 + (10 7t) 20.006 + 0,007)=28 cii.88s3+n ?ms) + 的ls +lr当f=2hz时a、不补偿时，输出电压2_3n u stem =8.8(v),临界转矩23 x3 x8.8u = 4.4 f r2b、补偿时入输出电压 u = 3.96 f

18、 + 22 = 29.=3706 66s n ?m)s +2 2ls + lr3n u s+ 0.352 + (4 tt)2 x(0.006 + 0,007)2 temr2(ll )2338 xttx|0.35 + 0.3522x29.92+ (4 tt)2 x(0.006 + 0,007)2 5-8 =35ipwm?m）变器主回路，采用双极性调制时，用“1 表示上桥臂开通，” 0 “表示上桥臂关断，共有几种开关状态，写出其开关函数。根据开关状态写出其电压矢量表达式，画出空间电压矢量图。 解：la0zztnr7?z 而ii1z z_ 巧 亏一z 而101k里z zf pn%100fzzpnrn

19、z5110tz_ 工 rn rn77)005，了喇1clzzj /z /，7?0tr二1z/“一 pnr g00i加0zlpn方000%:hhi6tfv3uooiiig*la ma c.las.i.a k.la lialoltooliculuottooi9lasjlarlalar.lakxaua .i.a ,i.arla jla e1al.la a y.i.a松投“翠漱丫24小91 2 ?3 ?0解:?1-1s“？2 ?12?i1m sin(e) ?sin( cot -心? im sin(wt) ?f；夕 sb ?3 ?03? m,32 ?- im cos( wt)?6-1按磁动势等效、功率相等原则，三相坐标系变换到两相静止坐标系的变换矩阵为1 ?2?=3 ?2 ?现有三相正弦对称电流ia = i m sin(3t)、ib = i msin(c0t -)、% = i m sin( cbt + 红j，求33变换后两相静止坐标系中的电流is和1都，分析两相电流的基本特征与三相电流的关系。?2?i