电拖计算答案

１－１４ 有一个V-M系统,已知:电动机: （15分）

PN?2.8KW;UN?220V;IN?15A;nN?1500r/min;Ra?0.15?,Ra=1.5,整流装置内阻

（15分） Rrec?1?,触发整流环节的放大倍数KS?35。

(1) 系统开环工作时,试计算调速范围D=30时的静差率s值;

(2) 当D=30, S?10%时,计算系统允许的稳态速降;

(3) 如组成转速负反馈有静差调速系统,要求D=30,S?10%,在,

Un?10V,Id?IN,n?nN,计算转速负反馈系数a 和放大器放大系数Kp;

*（4）如将上述调速系统改为电压负反馈有静差调速系统,仍要求在

Un?10V,Id?IN,n?nN,并保持系统原来的开环放大系数Ｋ不变，试求在Ｄ＝30时的静

*差率。

解：（１）Ce?UN?INRanN?220?15.6?1.51500?0.131V?min/r（原来多加了1）

?nop?RIdNCe?15.6?(1?1.5)0.131?297.7r/min

s??nn0min?297.750?297.7?85.61%

（２）当 Ｄ＝30，Ｓ＝10％ 时计算系统允许的稳态速降

?ncl?nNSD(1?S)?1500*0.130(1?0.1)?5.56r/min

（３）K??nop?ncl?1?297.75.56?1?52.54

求取?的方法同1-10

可得?=0.00652V?min/r Kp?K?KS/Ce?52.540.00652*35/0.131?30.16(取30）

（4）改为电压负反馈有静差调速系统 闭环转速降落为：

?ncl?INRrecCe(1?K)?IN(Ra)Ce?15.6?10.131(1?52.54)?15.6?1.50.132?2.224?178.6?180.825rmin当调速D

范围不变时静差率为：

scl?D?nNnN?D?nN?30?180.81500?30?180.8?100%?78.35%

显然比速度反馈系统在调速范围不变的情况下静差率大的多，但比无反馈系统静差率小了

1

2-7在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR、ACR均采用PI调节器。已知参数：电动机：

PN?3.7KW;UN?220V,nN?1000r/min电枢回路总电阻R=1.5? ，设Unm?Uim?Ucm?8V，电枢

**回路最大电流Idm?40A，电力电子变换器的放大系数Ks?40。试求： （１） 电流反馈系数?和转速反馈系数?;

（２） 当电动机在最高转速发生堵转时的Udo、Ui、Ui、Uc值。 解：（1）电流反馈系数 ??UimIdmUnmnmax***?840?0.2V/A

转速反馈系数 ???81000?0.008V?min/r

（2）Ui??Idm?0.2?40?8V Ui??Uim??8V（负反馈） 由于堵转电流 n＝0

Udo?Ce?n?IdR?IdmR?40?1.5?60VUc?UdoKs?6040?1.5V**

2-8在转速、电流比闭环调速系统中，调节器ASR,ACR 均采用PI调节器。当ASR输出达到Uim?8V时，主电路电流达到最大电流80A。当负载电流由40A增加到70A时，试问： （1）Ui应如何变化？（2）Uc应如何变化？（3）Uc值由哪些条件决定？ 解：（1）Ui应增加。因为当负载电流由40A增加到70A时Ui增加，Ui是确定的。

??*****Ui*Idm?880?0.1V/A

Ui??Id?0.1?40?4VU**i??Id?0.1?70?7V

Id由40A 增加到70A时，Ui由4V增加到7V

（2）Uc略有增加。因为Uc?Ks?Ud0?Cen?RId；Id的增加使Ud0增加，使得Uc增加 （3）Uc 由n和Id决定。Uc?Ud0/Ks?Cen?RIKsd

2

2-9在转速、电流双闭环调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因使电动机励磁电源电压突然下降一半,系统工作情况将会如何变化？写出Ui、Uc、Ud0、Id及n在系统重新进入稳定后的表达式。 答：当磁通下降一半时??'*?2

'但电动机拖动恒转矩负载运行所以Id?2Id

U*i??I'd?2?Id Uc?UdoKs?Ce?Un/??2Id*RKs''*

Udo?Ce?Un/??2Id*R Id?2Id n?Un/?

**2-11 有一个系统，其控制对象的传递函数为Wobj? ,要设计一个无静差系统，在阶跃输

?s?10.01s?1入下系统超调量??5%（按线性系统考虑）。试对该系统进行动态校正，决定调节器结构，并选择其参数。

?K110解：校正成典型I型系统，调节器传递函数为Wpi(s)?W(s)?Wpi(s)Wobj(s)?KiK1s(?s?1)Kis校正后系统的开环传递函数为：

取 K?KiK1

0.50.01 ??5% 查表得：KT?0.5;K??50 ??T?0.01s Ki?KK1?5010?5

W(s)?50s(0.01s?1)

2-12有一个闭环系统，其控制对象的传递函数为Wobj(s)?K1s(Ts?1)?10s(0.02s?1)，要求校正为

典型?型系统，在阶跃输入下系统超调量??30%（按线性系统考虑）。决定调节器结构，并选择其参数。

解：??30% 选用PI型调节器Wpi?KKpi(?1s?1)?110

系统开环传函为W?WpiWobj?pi(?1s?1)?1s(0.02s?1)h?12hT22

8 h=7 ???1?hT?0.02?7?0.14 K?K?10Kpi?2?49?0.022?204.1

?1;Kpi?K?1/10?2.86

3

2-14 在一个三相零式晶闸管整流装置供电的转速----------- (1) 电流反馈系数 ??*U*imIdm??8339?0.0263V/A

转速反馈系数

??Un101000nmax?0.01V?min/r

（2）设计电流调节器ACR

1． 确定时间常数

整流装置滞后时间常数 Ts?0.00333s Toi?0.0025s

电流环小时间常数之和T?i?Ts?Toi?0.00583s

2.选择电流调节器结构

??5% 按典型?型设计，电流环控制对象是双惯性型的可用PI型电流调节器。

WACR?Ki(?s?1)?is 检查对电源电压的抗扰性能：

TLT?i?0.012s0.00583s?2.06 各项指标可以

接受。

3.计算电流调节器参数 电流调节器超前时间常数 ?电流开环增益：要求

i?TL?0.012s

??5% KIT?i?0.5 KI?4.校验近似条件

电流截止频率 Wci?KI?85.76S（1）晶闸管装置传递函数的近似条件

13Ts?13?0.00333?100.1S?1?1KI?iRKs??85.76?0.012?0.1835?0.0236?0.224

?Wci 满足近似条件

（2）忽略反电动势变化对电流环动态影响的条件

31TmTL?3?10.12?0.012?79.06?Wci 满足近似条件

（１） 电流环小时间常数近似处理条件

131TsToi?1310.0017?0.0025?161.7S?1?Wci 满足近似条件

（5）计算调节器电阻和电容

4

R0?40K?Ri?KiR0?0.224?40?8.96K?(9K?)0.0129?10?3 Ci??iRi??1.33?F?0.25?F

Coi?4ToiR04?0.002540?103 动态性能跟随指标为 ??4.3%?5%满足近似条件 (3)

3.ASR 1.确定时间常数

1KI1电流环等效时间常数

K?T??0.5 KI?2T?i?2?0.00583?0.0116S6

转速滤波时间常数 Ton?0.015S

转速环小时间常数 T?n?1KI?Ton?0.01166?0.015?0.02666S

2.选择转速调节器结构 ：按典型Ⅱ型系统设计，选择PI调节器 WARS(S)?3.计算转速调节器参数

取 h=3 ASR的超前时常数

Kn(?ns?1)?ns

?n?hT?n?3?0.0266?0.0798Sh?12hT?22KN??42?9?0.02662?314.07S?2

Kn?(h?1)?CeT2h?RT?nm?4?0.0236?0.196?0.126?0.01?0.18?0.0266?7.73ASR例系数

4.校验近似条件Wcn?KN?n?169.6?0.0798?13.53S（1）电流环传递函数简化条件 件

13KIT?i?13?1

85.760.00583?40.43?Wcn满足近似条

5

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