电力拖动控制系统习题

本文格式为Word版，下载可任意编辑——电力拖动控制系统习题“电力拖动控制系统〞习题

第一章习题

1-1某V-M系统，电动机数据为：Pnom=10kW，Unom=220V，Inom=55A，nnom=1000r/min，Ra=0.1Ω。若采用开环控制系统，且仅考虑电枢电阻引起的转速降。

1．要求s=10%，求系统调速范围。

2．要求调速范围D=2，则其允许的静差率s为多少？3．若要求D=10，s=5%，则允许的转速降Δnnom为多少？

1-2在电压负反馈单闭环有静差调速系统中，当以下参数变化时系统对其是否有抑制调理作用，为什么？

1．放大器的放大系数Kp。2．供电电网电压。3．电枢电阻Ra。4．电动机励磁电流。5．电压反馈系数γ。

1-3某调速系统的调速范围是150~1500r/min，即D=10，要求静差率s=2%，此时系统允许的稳态速降是多少？假使开环系统的稳态速降是100r/min，此时闭环系统的开环放大系数应有多大？

1-4在教材图1-23（P19）所示的转速负反馈有静差系统中，当Un*不变时调整转速反馈电位计RP2，使转速反馈系数α增大至原来的2倍。试问电动机转速n是升高还是下降？系统的稳态速降比原来增加还是减小？对系统稳定是有利还是不利？为什么？

1-5在带电流截止环节的转速负反馈系统中，假使截止比较电压发生变化，对系统的静特性有什么影响？假使电流反馈电阻Rs的大小发生变化，对静特性又有什么影响？

1-6某调速系统原理图如下：

R2R0R0UctM~VSTR1UiRP1Un*UnRP2TG

已知数据如下：电动机：Pnom=30kW，Unom=220V，Inom=157.8A，nnom=1000r/min，Ra=0.1Ω。采用三相桥式整流电路，等效内阻Rrec=0.3Ω，Ks=40。最大给定电压为Unm*=15V，当主电路电流最大时，整定Uim=10V。

设计指标：D=50，s=10%，Idbl=1.5Inom，Idcr=1.1Inom。试画出该系统的稳态结构图，并计算：1．转速反馈系数α。2．调理器放大系数Kp。

3．电阻Ro、R1的数值。

4．电阻R2的数值和稳压管VST的击穿电压。

1-7在教材图1-23所示转速负反馈有静差调速系统中，已知数据为：Pnom=2.2kW，Unom=220V，Inom=12.5A，nnom=1500r/min，Ra=1Ω，主电路总电阻R=2.9Ω，触发整流环节的放大系数Ks=75，采用ZYS-231/110型测速发电机，其UTnom=110V，nTnom=1900r/min，测速反馈回路中电位器RP2的分压系数α2=1/8。运算放大器采用LF353，R0=40kΩ。生产机械要求调速范围D=20，静差率s=5%。要求：

1．画出系统的稳态结构图。

2．当给定稳压电源为15V时，采用α2=1/8的分压系数能否满足要求？3．计算调理器的Kp和R1值。

1-8有一V-M系统，已知：Pnom=2.8kW，Unom=220V，Inom=15.6A，nnom=1500r/min，Ra=1.5Ω，Rrec=1Ω，Ks=37。

1．系统开环工作时，试计算D=30时的s值。

2．当D=30、s=10%时，计算系统允许的稳态速降。

3．如为转速负反馈有静差调速系统，要求D=30，s=10%，在Un*=10V时使电动机在额定点工作，计算放大器放大系数Kp和转速反馈系数α。

4．如改为电压负反馈有静差调速系统，仍要在Un*=10V时使电动机在额定点工作，并保持系统的开环放大系数不变，试求在D=30时的静差率。1-9试回复以下问题：

1．在转速负反馈单闭环有静差调速系统中，突减负载后又进入稳定运行状态，此时晶闸管整流装置的输出电压Ud较之负载变化前是增加、减少还是不变？2．在无静差调速系统中，突加负载后进入稳态时转速n和整流装置的输出电压Ud是增加、减少还是不变？

3．在采用PI调理器的单闭环自动调理系统中，调理对象包含有几分环节，突加给定后PI调理器没有饱和，系统到达稳态前被调量会出现超调吗？

其次章习题

2-1假使要改变双闭环有静差V-M系统的转速，可调理什么参数？改变转速调理器放大系数Kp、触发整流放大系数能行否？假使要改变堵转电流应调理什么参数？

2-2试回复以下问题：

1．双闭环调速系统中，给定信号U*n未变，增加转速反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压Un是增加、减少还是不变？

2．ASR、ACR均采用PI调理器的双闭环调速系统，在带额定负载运行时转速反馈线突然断线，当系统重新进入稳定运行时电流调理器的输入偏差信号ΔUi是否为零？

2-3在双闭环调速系统稳态特性的平直段和下降段，ASR和ACR分别工作在线性状态还是限幅状态？

2-4双闭环调速系统稳态运行时，两个PI调理器的偏差输入（给定和反馈之差）是多少？它们的输出电压是多少？为什么？

2-5某双闭环调速系统，ASR、ACR均采用近似PI调理器。

*

1．试问调试中怎样才能做到U*im=6V时Idm=20A，如欲使Unm=10V时

n=1000r/min，应调什么参数？

2．试画出整个调速系统的n=f(U*n)关系曲线。当α增大时，该曲线如何变化？

3．系统的下垂特性n=f(Id)呈什么形状？当U*im增大或β减小时，特性如何变化？分别画出两种状况下的n=f(Id)曲线。

4．如发现下垂特性下移或工作特性不够硬，应调什么参数？

2-6双闭环调速系统中已知数据为：电动机：Unom=220V，Inom=20A，

*

nnom=1000r/min，电枢回路总电阻R=1Ω。设：U*nm=Uim=Uctm=10V，电枢回路最大电流Idm=40A，Ks=40，ASR和ACR均采用PI调理器。试求：1．电流反馈系数β和转速反馈系数α；

2．当电动机在最高转速发生堵转时的Udo、U*i、Ui和Uct的值。

2-7ASR和ACR均采用PI调理器的双闭环调速系统，U*im=10V，主电路最大电流Idm=100A，当负载电流由20A增到30A时，试问：1．U*i应如何变化?2．Uct应如何变化？

3．Uct由哪些条件决定？

2-8在转速、电流双闭环调速系统中，出现电网电压波动与负载扰动时，哪些调理器起作用？

2-9在转速、电流双闭环调速系统中，转速调理器有哪些作用？其输出限幅值应按什么要求来整定？电流调理器有哪些作用？其限幅值如何整定？

2-10试从下述几方面来比较双闭环调速系统和带电流截止负反馈的单环系统：

1．静特性；

2．动态限流性能；3．起动快速性；

4．抗负载扰动性能；

5．抗电源电压波动的性能；

2-11双闭环调速系统调试时，遇到以下状况会出现什么现象：

1．电流反馈极性接反；2．转速反馈极性接反；

3．起动时ASR未达到饱和；4．起动时ACR达到饱和。

2-12在转速、电流双闭环调速系统中，若ASR和ACR均采用PI调理器，则：

1．试作出负载突增时IdL、Id与n在调整过程中的波形。

*

2．若U*nm=15V，n=1500r/min，Uim=10V，Idm=20A，R=2Ω，Ks=20，Ce=0、

*

127V.min/r。当U*n=5V，IdL=10A时，求稳态运行时的n、Un、Ui、Ui和Uct。3．若系统中测速机励磁和电网电压发生变化，系统有没有战胜这两种扰动的能力？为什么？

2-13假使双闭环调速系统的转速调理器不是PI调理器，而是比例调理器，对系统的静动态性能会有什么影响？

2-14某双闭环系统的电流变化曲线如下图所示。要求：

1．画出与此对应的转速变化曲线；

2．这样的电流变化是在什么状况下发生的；

3．在图中的t1、t2、t3和t4四个瞬间，电流和转速值各有什么特点？

IWobj(s)?K1?s?1?100.01s?1ot1t2t3t4t2-15有一个系统，其控制对象的传递函数

为，要求设

计一个无静差系统，在阶跃输入下系统超调量小于5%，试对系统进行动态校正，决定调理器结构，并选择其参数。

2-16有一闭环直流调速系统，其控制对象的传递函数

)??，要求校正为典型II型系统，在阶跃输为Wobj(s

s(Ts?1)s(0.02s?1)K110入下系统超调量σ%的工作性能？

4-2何谓H型PWM变换器的双极式、单极式和受限单极式控制方式？在这几种控制方式下会不会出现电流断续现象，为什么？

4-3双极式H型PWM变换器控制的直流调速系统，已知数据为：电源电压Us=100V，电枢回路总电感L=20mH，电枢回路总电阻R=1Ω，开关频率f=2500Hz，电动机最高理想空载转速n0s=1000r/min，机电时间常数Tm=30ms。试求：当占空比ρ=0.5时的电流脉动量Δid、最大电流脉动量Δidmax、最大角转速脉动量Δωmax和它占电动机最高理想空载角转速的百分比。

4-4在单极式PWM直流调速系统中，已知电源电压Us=160V，电枢回路总电感L=10mH，最小负载电流（平均值）I0=1A，试求I0=1A时电流仍能连续的开关频率f。

4-5H型单极式PWM变换器供电的直流调速系统，采用宽调速直流电动机，额定力矩为4.9N.m，电枢电阻Ra=1.64Ω，电枢回路总电感L=10.2mH，额定电流Inom=6A，额定电压Unom=110V。调速系统的最小负载电流I0=1A，电源电压Us=122V，电力晶体管集电极电阻Rc=2.5Ω，设K1=K2=2。试确定满足总损耗最小和最小负载电流时电流仍能连续的PWM变换器的开关频率，若电力晶体管选用3DD15或D202时能否满足要求？（3DD15：开通时集电极电流的上升时间tr=0.0131ms，关断时的电流下降时间tf=0.0077ms，D202：tr=0.11μs，tf=0.061μs）

交流调速系统习题

1．交流调速技术引起人们广泛重视的原因是什么？

2．晶闸管交流调压调速系统中，对触发脉冲有何要求，为什么？3．试简述交流调压调速系统的优缺点和适用场合。

4．采用电压闭环控制的交—直—交电压源变频调速系统，电压反馈信号可从何处取出，为什么？

5．交—直—交电压源变频调速系统，要求逆变器输出线电压基波有效值为380V，当分别采用180o导电型和120o导电型工作时，试计算直流侧电压Ud。

6．采用电压、电流闭环控制的交—直—交电流源变频调速系统，电压、电流反馈信号应从何处取出，为什么？

7．在转速开环的交—直—交电压