电力拖动系统xt
名词解释
1.电力拖动系统:为电气与机械综合的系统.它由电动机及其供电电源,传动机构,执行机构,电气控制装置四部分组成.
2.电力拖动:在现代工业生产中,大量的生产机械是由电动机拖动运转的,我们把它称之为电力拖动.
3.单轴拖动系统:电动机与通风机具有相同的额定转速,因此二轴直接联结,称为单轴拖动系统.
4.多轴拖动系统:电动机通过各类减速装置带动工作轴的系统,我们称为多轴拖动系统.
5.可逆拖动系统:行车机构却应在正反两个方向运行.
6.不可逆拖动系统:只在单方向运行.
7.电动机转矩:电动机内电磁作用产生转矩,它是转速的函数,T=f1(Ω).在电力拖动中,经常写成Ω=f2(T)的形式。
8.负载转矩:工作机械工作时,反应在电动机轴上的转矩称为负载转矩.它包括了机械的损耗转矩和有效工作转矩.
9.动态转矩:是电动机转矩T与负载转矩T L 共同作用的结果. 10.稳定:是系统受干扰后,有回到稳定平衡状态的能力.
11.反抗转矩:当转矩的作用方向与运动方向相反,而且当运动方向改变时,其作用方向也改变,这种性质的转矩称为反抗转矩.
12.位能转矩:一直保持其作用方向,而与运动方向无关,所以位能转矩是一条由第一象限到第四象限的直线.
13.电动机的机械特性:是电动机产生的转矩
(电磁转矩)T与其转
速n之间的关系
n=f(T).决定了系统的
稳定运行和过渡过程
的性质及特点.
14.电动工作状态:当电
机把由电网取得的电
能变成机械能,并且
发出与系统运动方向
一致的转矩时,即为
电动工作状态.
15.制动工作状态:当电
机把系统的机械能变
成为电能,并且发出
与运动方向相反的转
矩时,即为制动工作
状态.
16.回馈制动状态:即将
电机轴上的机械能或
拖动系统储存的动能,
变成电能输送给电
网.
17.反接制动状态:即电
机同时吸收机械能及
电能,把它们消耗在
电枢(转子)回路的电
阻中.
18.能耗制动状态:即将
机械能变成电能,把
它们消耗在电枢(转
子)回路的电阻中.
19.调速:是指在某一不
变的负载条件下,人
为地改变电路的参数,
而得到不同的速度.
20.调速范围:是系统所
能给出的最高速度
n max与最低速度n min
之比.即D=n max/n min.
21.静差度:静差度(亦
称静差率)是电机由
空载到满载时的速度
落差与理想空载转速
的比值.即S=Δn/n0.
22.调速稳定性:仅使用
特性的斜率来表示调
速的稳定性是不确切
的,所以常用静差度
(调速的相对稳定性)
的概念.
23.调速的平滑性:是指
在一定的调速范围内,
相邻两级速度变化的
程度,用平滑系数表
示,即K=n i/n i-1.
24.基速:其调速方向是
由基速(额定转速)向
下调.
25.电动机的负载能力:
是指在合理运用电动
机的前题条件下,电
动机所能输出的转矩
和功率的大小.
26.机械传动图:表示传
递机械能量的相互联
结的机械部件总合,
称为机械传动图.
27.起动过程:把带有负
载的电机从静止起动
到某一稳定速度的过
程称为起动过程.
28.直接起动:不采用任
何措施,将直流电动
机的电枢直接投入额
定电压的起动,称为
直接起动.
29.临界转差率:对应于
最大转矩(亦称临界
转矩)Tmax的转差率
Sm称这为临界转差
率.
30.起动点:是指异步电
动机机械特性上电机
刚投入电网但尚未转
动(n=0,即s=1)的一
点.
31.起动转矩:对应于起
动点的转矩称为起动
转矩,以Tst表示.
32.临界点:是指异步电
机机械特性上电磁转
矩为最大转矩Tmax,
转差率为Sm的点.
33.过载倍数(过载能
力):异步电机最大转
矩Tmax与额定转矩
T N之比叫过载倍数,
亦称为过载能力.
34.额定工作点:是指异
步电机机械特性曲线
上对应于额定转矩
T N,额定转速n N (或额
定转差率S N)的点.
35.理想空载点:是指异
步电动机机械特性上
转速为同步转速
n=n0(s=0),电磁转矩
T=0的点.
36.异步电动机的人工
机械特性:相对于固
有机械特性而言,人
为地改变异步电动机
机械特性的参数表达
式中相关的参数,即
可得到不同的机械特
性,这些机械特性称
为人工机械特性.
37.过渡过程:一个工作
系统受到外部或内部
的扰动所引起的现象
就是过渡过程.有时
称之为动态过程.
38.负载图:在一整个工
作循环中,把电力拖
动系统基本参量对时
间的变化情况绘成曲
线,即称为负载图.
39.连续工作方式:电动
机在承担不变负载并
在长时间运行时间内,
其各部分的温升都达
到实际的稳定值.
40.短时工作方式:电动
机承担不变负载工作
的时间相当短,不能
使电动机各部分的温
升达到实际的稳定值,
而电动机停车时间又
相当长,使它各发热
部分都能回复到实际
的冷却状态.
41.断续周期性工作方
式:电动机在系列完
全相同的工作周期内
运行.每一工作周期
包括一个带有不变负
载的工作时间和电动
机的停止时间,在停
止时间内电动机要断
电.同时,不论工作时
间或停止时间都相当
短促,不能使电动机
各部分的温升达到稳
定值.
选择:
1.属于单轴拖动系统有:
通风机.
2.属于多轴拖动系统有:
机床主轴,车床主轴.
3.属于不可逆的有:通
风机,车床主轴.
4.属于可逆的有:行车
机构.
5.通风机.车床主轴.行
车机构反应到电动机
轴上的负载转矩称为
反抗转矩或阻转矩.
6.最为典型的反抗转矩
就是摩擦力.
7.起重机和电梯载荷反
应到电动机轴上的负
载转矩即是位能转
矩.
8.电力拖动负载转矩与
速度的关系可有下列
情况:①负载转矩与
速度无关;②负载转
矩与速度成比例;③
负载转矩与速度平方成比例. 9. T －T L =Jd Ω/dt.等号右端Jd Ω/dt 称为动态转矩,或惯性转矩. 10. 在系统加速时,电动机发出的转矩除克服负载转矩外,还要提供动态转矩,为系统惯量储存动能做功. 11. J=GD 2/4g
12. 角速度Ω与转速n(单位是r/min)之间的关系为Ω=2πn/60 13. 属于反抗性转矩有:摩擦转矩.切削金属的阻力转矩等.
14. 反抗转矩在Ω和T 的坐标中,只存在于第一和第三象限,位能性转矩在第一和第四象限.
15. 负载转矩与运动正方向相反的为正,而与运动方向相同的为负.
16. tg φ1＜tg φ2是说系统的稳定条件是:电动机转矩特性对转速轴倾斜角的正切函数,要小于负载转矩特性的倾斜角的正切函数.
17. 为了使用等效的系统来代替真实的系统,需要把各轴上的转动惯量折算到同一轴上去,如折算到电动机轴.为此须要使折算前后系统储存的动能不变,一般情况下有 J Ω2/2=J M Ω2/2+ J 1Ω12/2+ J 2Ω22
/2+ J 3Ω32/2+…+ J k Ωk 2/2 18. n=U/C e φ－
R a T/C e C T φ2
19. n 0=U/ C e φ称为理想空载转速。
20. b=Ra/ C e C T φ2为直线的斜率,当改变电枢回路中的附加电阻Rad 或电机的磁通时,就改为了特性的斜率bT 为速度降落Δn,即Δn=bT= RaT/ C e C T φ2
21. 固有机械特性方程式:n= U N / C e φN - r a T/ C e C T φ2N
22. 按规定,转速n 为正,电动机转矩T 为正,负载转矩T L 为正. 23. UI+I 2r a =EI 其中EI 由机械功率转换成的电磁功率；UI 电机向电网回馈的电功率；I 2r a 电枢回路电阻上消耗的电功率。 24. 回馈制动时，系统把机械能变为电能，其中一部分消耗在电枢回路的电阻上，另一部分电能回馈到电网支，回馈制动时，电机转速n 始终高于理想空载转速n 0. 25. 在额定转矩下,最高转速等于额定转速,即:n max =n N .最低转速为n min =n arN.调速范围为D= n max / n min = n N / n arN.
26. 电枢串电阻调速是有级的,而且,由于是在主回路中,电能损耗大.这种调速的优点是方法较简单,所以该方法仅使用在电动机容量不大时,在低速工作时间不长,调速范围较小场合. 27. 异步电动机机械特性的参数表达式T=3U 21r’2/s/Ω
0[(r 1+r’2/s)2+x 2
sc ]
28. 异步电动机机械特性的较准确的实用表达式:T/T max =2+ε/(s/s m +s m /s+ε)
29. 异步电动机机械特性的简化实用表达式T/T max =2/ (s/s m +s m /s) 30. 在转差率较小时,即s ＜s m 时,可以略去s/s m ,而得T=f(s), 即T=2T max s/s m 是一直线.在转差率较大时,即s s m 时,可以略去s m /s,得T=2T max s m /s 这时T= f(s)为双曲线的形式.
31. 一般异步机λm =1.6～2.2.
32. 一般允许过载能力为K m =0.85λm
33. 定子串接对称电阻起动方式实质上是降压起动.
34. 异步电动机的同步转速n 0=60f 1/p
35. 什么因素决定了系统在改变工作状态的时候必须有个过程,需要一段时间呢?这就是惯性.
36. T m 称为机电时间常数,即T m =J Ω0/T ac 37. 电动机三种工作方式有:连续工作方式.短时工作方式.继续周期性工作方式. 38. 短时工作的标准时限为15.30.60及90分钟.
39. 标准的负载持续率为15%.25%.40%及60%.
判断: 1. 我们要把转矩和转动惯量等折算到某一轴上去,一般是电动机轴,在极少的情况下,折算到工作机械轴上去.应该使折算前后的功率保持不变. 2. 当减弱磁通时,理想空载转速升高,斜率加大. 3. 制动工作状态的实质是,电机作为发电机工作,消耗机械能. 4. 回馈制动把能量送回电网,是经济的制动手段,但是由于只能在n ＞n 0时才有制动作用. 5. 反接制动经常用于反转拖动系统,制动特性陡峭,制动效果好,制动过程与反向起动过程合而为一.反接制动也作为位能负载下放重物,以获得稳定的下放速度. 6. 从能量消耗的观点看,能耗制动优于反接制动.在零速时没有转矩,可以准确停车.所以在不反转以及要求准确停车的拖动系统中多采用能耗制动. 7. 当降低电枢电压时,理想空载转速降低,但其机械特性斜率不变. 8. 在不同速度下电动机的电流只要为额定电流值,即可实现电机的合理运用. 9. s 从零开始增加时, φ基本不变,cos φ’2略减小.I ’2随s 增加很快,所以T 基本随I ’2的增加而成正比增加.s 增加很多时, I ’2基本不变, cos φ’2及φ均减小很多,使T 减少.
10. 发电状态时的最大转矩T maxG 大于电动状态时的最大转矩T maxM .
11. 发电状态时最大转矩T maxG 大于电动状态时的最大转矩T maxM .
12. 固有机械特性与转子串接对称电阻的人工机械特性的临界转差之比等于转子电阻之比.
13. 对应于任何同一转矩的转差之比等于转子电阻之比.
14. 在下常情况下,系统受到扰动后,我们希望它达到新的稳定状态,所以有时称过渡过程是系统由一个稳定状态过渡到另一个稳定状态的过程.取这样定义的先决条件是系统本身具有稳定性.
15. 在选择连续恒定负载P 的拖动电动机时,应该使电动机的额定功率P N 等于或稍大于负载P L ,即P N ≥P L .电动机具体工作周围介质温度不得超过规定标准+40℃.
简答: 1. 电力拖动系统一般由几部分组成?分别具有什么作用?答它由电动机及其供电电源,传动机构,执行机构,电气控制装置四部分组成.电动机及共供电电源的作用是把电能转换成机械能;传动机构的作用是,将机械能转化成所需要的运动形式并进行传递与分配;执行机构
是完成生产工艺任务的;电气控制装置是控制系统按着生产工艺的要求来动作,并对系统起保护作用或进行更高层次的自动化控制.
2.随着生产的发展,生产工艺对电力拖动系统在那些方面提出了愈来愈高的要求?答在准确性,快速性,经济性,先进性,(调速性)等方面提出愈来愈高的要求.
3.为什么直流他励电动机降低电源电压时,获得的人工机械特性的斜率不变而n0却变低?答由固有机械特性表达式n=U N/C eφN －r a T/C e C TφN2知,当降低电源电压U时,U ＜U N,则理想空载转速n0= U/C eφN降低,而直线斜率b= r a/C e C Tφ2N不变.
4.直流他励电动机采用弱磁调速时,为什么会出现“反调速”现象?答根据n=U N/C eφ
N －r a T/C e C TφN2表达
式知,当减弱磁通时,一方面由于等式右面第一项的因素提高了转速,另一方面由于等式右面第二项的因素要降低转速,而且后者与磁通的平方成反比,因此,在负载转矩大到一定程度时,减弱磁通所能提高的转速,完全被因负载所引起的转速降落所抵消.当再加大负载转矩时,发生反调速现象,即减弱磁通不但不能提高转速,反而降低了转速.
5.为什么直流他励电动机电枢回路串接电阻不影响N0?为什么串入电枢电阻越大,特性越软?答当电枢串接电阻Rad≠0时,电枢回路总电阻R a=r a+R ad.电源电压U=U N,磁通φ=φN,这时的人工特性方程为n=U N/C eφN－
r a T/C e C TφN2由于电
源电压及磁通都没有
改变,因此该人工机
械特性的理想空载转
速与固有机械特性相
同.由于电枢串接附
加电阻R ad,所以与固
有机械特性相比,特
性斜率加大,而且斜
率随R ad加大而加大。
Rad越大,斜率越大,
直线向下倾斜越甚,
特性越软.
6.在生产实际中,哪些
情况需要生产机械工
作在制动况态?答电
力拖动系统之所以需
要工作在制动状态,
是生产机械提出的要
求,主要有以下三种
情况:①迅速,准确,平
稳地停车或迅速反转;
②由高速迅速降至低
速;③位能负载为获
得稳定的下放速度.
7.直流他励电动机的调
速方法有几种?各是
什么?答直流他励电
动机的调速方法有三
种;分别是电枢串电
阻调速,减弱磁通调
速,降低电枢电压调
速.
8.电动机按拖动性能不
同可分为哪几种制动
状态?答在电力系统
中有三种不同的制动
状态:①回馈制动状
态,即将电机轴上的
机械能或拖动系统储
存的动能,变成电能
输送给电网;②反接
制动状态,即电机同
时吸收机械能或及电
能,把它们消耗在电
枢(转子)回路的电阻
中;③能耗制动状态,
即将机械能变成电能,
把它们消耗在电枢
(转子)回路的电阻中.
9.以降压调速为例说明
直流他励电动机由高
速向低速回馈产生制
动状态?(图为23题)
答在电枢电压为U1
时,对应于机械特性1,
在电枢电压为U2时,
对应于机械特性2,开
始系统稳定地工作在
A点.突然电枢电压
U1降到U2,由于机械
惯性,转速来不及变
化,电势E亦来不及变
化.从特性1的A点水
平移到特性2上的B
点,这时,n A＞n02,E A=C e
φn A＞U2.那么,电枢
电流反向,电机转矩T
亦反向,由正变为负,
而转速仍为正.转矩T
与转速n方向相反,起
制动作用,因而出现
了回馈制动状态.
10.调速的基本指标有
哪些?答应考虑下列
指标:调速范围,调速
的稳定性及静差度,
调速的平滑性,调速
的负载能力,经济性
等.
11.起动有几种方法?答:
一种是直接起动;二
降压起动;三是串接
电阻起动.(后两种起
限制起动电流)
12.电枢回路串电阻调
速有何特点?答电枢
串电阻调速是有级的,
而且,由于是在主回
路中,电能损耗大.这
种调速的优点是方法
较简单,所以该方法
仅使用在电动机容量
不大时,在低速工作
时间不长,调速范围
较小的场合.
13.电动机转矩的方向
是如何规定的?有何
意义?答:首先规定某
一旋转方向为正,与
此相反的方向即为负.
电机产生与正向旋转
一致的转矩为正,当
电机作为电动机工作
时,产生正转矩,带动
生产机械工作;电机
在制动状态工作时,
产生负转矩,它与系
统转向相反.
14.按拖动性能不同,电
动机的工作状态可分
哪两类?各有何特点?
答:电动机的工作状
态按拖动性能可分为
电动及制动两大类.
当电机把由电网取得
的电能变成机械能,
并且发出与系统运动
方向一致的转矩时,
即为电动工作状态;
当电机把系统的机械
能变成为电能,并且
发出与运动方向相反
的转矩时,即为制动
工作状态.
15.异步电动机的直接
起动有何特点?答:直
接起动的特点将对电
网和电机本身产生不
利的影响.起动电流
大,线路压降即增大,
将引起电网电压的波
动,从而影响电网上
其他用电设备的正常
工作.对电机本身而
言,若在频繁的起动
条件下,过大的起动
电流会使电机发热,
影响电机的寿命.而
起动转矩Tst小,当负
载较重时,可能起动
不了.即使负载较轻
时,由于Tst小,使起动
时间加长,系统的生
产率降低.
16.为改善异步电动机
的起动性能,可从哪
些方面入手?答:为改
善异步电动机的起动
性能,必须从两方面
着手.一是减少起动
电流,一是提高起动
转矩.还要按着生产
机械的不同要求,采
取合理的起动方式.
17.异步电动机能否直
接起动的条件是什么?
答:能否采取直接起
动的首要条件是它对
电网的冲击是否在允
许的范围内.具体而
言,直接起动的起动
电流引起的电压降不
能超过额定电压的
10%～15%.一般按下
面经验公式判定,即
I st/I N≤3/4+(电源总容
量(KV A)/4X起动电
动机容量（KW）)满
足式,则可以采用直
接起动;否则,即要采
取其他起动措施.
18.鼠笼式异步电动机
的起动方法有哪些?
答:①直接起动;②定
子串接对称电阻起动;
③定子串接对称电抗
起动;④自耦变压器
降压起动.
19.异步电动机有哪几
种调速方法?答:异步
电动机有三种调速方法:⑴改变磁极对数调速.⑵改变转差率调速.①改变转子电阻的调速②改变定子电压的调压调速③电磁离合器调速(滑差电机)④串极调速⑶改变供电电源频率的调速.
20.研究过渡过程有何意义?答:具体的讲有以下几点:①提高生产率②保证生产工艺的要求③过渡过程的分析对设计自动控制线路和选择电器元件是很重要的④通过过渡过程的计算可以得出负载图,这是选择电动机容量的必要资料.由以上叙述可知研究过渡过程的重要意义.
21.电动机的散热有哪几种方式?有何特点?答:机体散热有下列三个途径:即对流,幅射和传导.在电机散热中主要的是对流和幅射,而且在通风散热中以对流起的作用更大,散热能力与风速有直接关系.在电机工作温度范围内,可以足够准确地认为热量的发散与电机的周围空气温度差成正比.
22.直流他励电动机采用降低电枢电压调速和弱磁调速时负载能力的变化规律有什么不同?绘出电动机调速时的负载能力曲线?答降低电枢电压调速时,电动机负载能力的变化规律是,电动机容许输出的转矩是个常数(为电动机的额定转矩),而电动机容许输出的功率正比于转速,所以这种调速性质称为恒转矩调速;电动机容许输出的转矩与转速成反比.而容许输出的功率为一常数.故弱磁调速称为恒功率的调速方
N
23.画出直流他励电动
机固有机械特性和电
枢反接时的机械特性
;
并分析对于位能负载
和反抗性负载,
系统
的稳定点有什么不同?
答:如为阻力负载即
稳在D点;如为位能
负载即稳在第四象限
的E点.
24.在同一座标下绘制
电动机电源电压为
U N和0.9U N时,两者
的机械特性曲线.曲
线上要标出对应
s m,T max和T st和特点?
答:当降低电网电压
其他参数不变时,最
大转矩T max和起动转
矩T st都与电压U1的
平方成正比地降低,
电机过载能力降低;
电压U1降低时,临界
转差s m不变;由于异
步电动机的同步速度
n0=60f1/p,所以在电压
U1降低时,同步速度
不变.n0不变,T max减
小S m不变,T st减小,
当U N降到0.9U N时,
最大转矩为0.81 T max.
n s
n00 A
s
st N max
25.异步电动机转子回
路串对称电阻时的人
工机械特性有哪些特
点?绘出串接电阻分
别为R ad1.R ad2.R ad3的
机械特性,其中R ad1＜
R ad2＜R ad3.答:其特点
是转子串接对称电阻
后,最大转矩不变;临
界转差率增大,机械
特性变软;最初的起
动转矩T st增大,当转
子电阻增大到一定程
度之后,如再继续增
大,起动转矩反而会
随之下降.
n
r2
r2
T1T st T st1T st2T st3T max T
26.绘出异步电动机定
子串接对称电抗
X sc1.X sc2.X sc3(X sc1＜
X sc2＜X sc3)时的机械
特性.需示出S m.T max
的特点.答:定子串接
对称电抗后,异步电
动机的同步转速n0不
变,而临界转差s m,最
大转矩T max,起动转矩
T st,将随着串入的电
抗加大而减小,使电
机的机械特性斜率加
大,电机的过载能力
降低.
s
x
x
x
T sc3 T sc2 T sc1 T
画图:
1.直流他励电动机的机
械特性
n
n
T0T
2.异步电动机定子串接
对称电抗时的人工机
械特性
电力拖动自动控制系统(第三版)_陈伯时_习题答案(全部)
第一章：闭环控制的直流调速系统00000 1-1 为什么PWM-电动机系统比晶闸管-电动机系统能够获得更好的动态性能？答：PWM系统与V-M系统相比，在很多方面有较大的优越性： （1）主电路线路简单，需用的功率器件少； （2）开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小； （3）低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达1：10000左右； （4）若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强； （5）功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也大， 因而装置效率较高； （6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高； 1-2 试分析有制动通路的不可逆PWM变换器进行制动时，两个VT是如何工作的。答：如图P13，1-17，制动状态时，先减小控制电压，使U g1的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压U d降低。但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成E＞U d，很快使电流i d反向，VD2截止，在t on≤t＜T时，U g2变正，于是VT2导通，反向电流沿回路3流通，产生能耗制动作用。在T≤t＜T+t on(即下一周期的0≤t＜T on)时，VT2关断，-i d沿回路4经VD1续流，向电源回馈制动，与此同时，VD1两端压降钳住VT1使它不能导通。在制动状态中，VT2和VD1轮流导通，而VT1始终是关断的。 有一种特殊状态，即轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT1关断后i d经VD2续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD2两端电压也降为零，VT2便提前导通了，使电流反向，产生局部时间的制动作用。 1-3 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关系?为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”?答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母
电力拖动自动控制系统-课后答案.
习题解答（供参考） 习题二 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 。 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） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =?== 直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=Ω。相控整流器内阻Rrec=Ω。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 =-=-?=
378(0.0230.022)0.1478115N n I R rpm ?==?+= (1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =?-=??-= 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=Ω,Ce=?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 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 ?=-=??= 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=。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=，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)15) 4.6u d p s p s U U K K K K V γ=+=?+???= 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/
电力拖动自动控制系统试卷带答案
一、填空题 1. 直流调速系统用的可控直流电源有：旋转变流机组（G-M系统）、静止可控整流器（V-M 统）、直流斩波器和脉宽调制变换器（PWM）。 2. 转速、电流双闭环调速系统的起动过程特点是饱和非线性控制、准时间最优控制 和转速超调。 3. 交流异步电动机变频调速系统的控制方式有恒磁通控制、恒功率控制和恒电流控 制三种。 4. 变频器从结构上看，可分为交交变频、交直交变频两类，从变频电源性质看，可分为 电流型、电压型两类。 5. 相异步电动机的数学模型包括：电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 6. 异步电动机动态数学模型是一个高阶、非线性、强耦合的多变量系统。 7. 常见的调速系统中，在基速以下按恒转矩调速方式，在基速以上按恒功率调速方 式。 8. 调速系统的稳态性能指标包括调速范围和静差率。 9. 反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。 10. VVVF控制是指逆变器输出电压和频率可变的控制 11、转速、电流双闭环调速系统当中，两个调节器采用串级联接，其中转速反馈极性为负 反馈、电流反馈极性为负反馈。 12、直流斩波器的几种常用的控制方法：①T不变，变ton——脉冲宽度调制（PWM）； ②ton不变，变T——脉冲频率调制（PFM）；③ton和T 都可调，改变占空比——混合型。 13、转速、电流双闭环系统，采用PI调节器，稳态运行时，转速n取决于给定电压、 ASR的输出量取决于负载电流。 14. 各种电力拖动自动控制系统都是通过控制电动机转速来工作的。 15. V-M系统中，采用三相整流电路，为抑制电流脉动，可采用的主要措施是设置平波电 抗器。 16、在单闭环调速系统中，为了限制全压启动和堵转电流过大，通常采用电流截止负反馈。 17、在α＝β配合控制的直流可逆调速系统中，存在的是直流平均环流，可用串接环 流电抗器抑制。 18、采用PI调节器的转速、电流双闭环系统启动时，转速调节器经历不饱和、饱和、退 饱和三种状态。 二、选择题 1. 带有比例调节器的单闭环直流调速系统，如果转速的反馈值与给定值相等，则调节器的输出为（ A ） A、零； B、大于零的定值 C、小于零的定值； D、保持原先的值不变 2. 无静差调速系统的PI调节器中P部份的作用是（D ）
《电力拖动自动控制系统》参考问题详解
《电力拖动自动控制系统》参考答案： 第一章 一、填空题： 1.答案：静止可控整流器直流斩波器 2.答案：调速围静差率. 3.答案：恒转矩、恒功率 4.答案：脉冲宽度调制 二、判断题： 答案：1.×、2. √、 三、问答题： 1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩T L的关系。1.阻转矩负载特性； 2.位转矩负载特性； 3.转矩随转速变化而改变的负载特性，通风机型、恒功率、转矩与转速成比例； 4.转矩随位置变化的负载特性。 2.答案：放大器的放大系数K p，供电电网电压，参数变化时系统有调节作用。电压负反馈系统实际上只是一个自动调压系统，只有被反馈环包围部分参数变化时有调节作用。 3.答案：U d减少，转速n不变、U d增加。 4.答案：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速围。当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之比，称作转差率。静态速降值一定，如果对静差率要求越严，值越小时，允许的调速围就越小。 5.答案：反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。系统能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。但完全服从给定作用。反馈控制系统所能抑制的只是被反馈环包围的前向通道上的扰动。可见，测速发电机的励磁量发生变化时，系统无能为力。 6.答案：采用比例积分调节器的闭环调速系统是无静差调速系统。积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，原因是积分调节器的输出包含了输入偏差量的全部历史。可以实现无静差调速。 四、计算题： 1.答案：开环系统的稳态速降：354.33r/min；满足调速要求所允许的稳态速降：8.33r/min；闭环系统的开环放大系数：41.54 2.答案：42.5N?M， 3.41N?M 3.答案：T=62.92N?M，n=920r/min，cosФ=0.78 4.答案：α=0。时n0=2119r/min, α=30。时n0=1824r/min，α=31.1。，cosФ=0.82，s=0.0395。 5.答案：D=4.44，s=0.048，Δn=5.3r/min。 6.答案：系统允许的稳态速降：3.06r/min，开环放大系数：31.7 7.答案：系统的开环放大系数从4.7变为17.9 8.答案：s=0.86，Δn cl=5.56r/min，K p=27.8，α=0.0067V?min/r。 9.答案：调速围D=10，允许静差率s=10%。 10.答案：允许的静态速降Δn cl=3.06r/min，闭环系统的开环放大系数K=31.7。 第二章 一、填空题： 1.跟随抗扰环ACR 外环ASR 2.典型Ⅰ型典型Ⅱ型
电力拖动自动控制系统习题答案_第四版
第二章 2-1：答：在制动阶段，VT1始终不导通。VT2导通期间，并能耗制动；VT2不导通期间， VD1续流，并回馈制动。 2-2：由 10100 1000== D ； rpm s D s n n n N N cl 04.298 .01002.01000) 1(=??≤ -= ?=?； 2-3：已知 rpm n n n N 1500max max 0=?+= rpm n n n N 150min min 0=?+= max n n N =，rpm n N 15=? 所以1115 150151500min max =--= = n n D 1.015 11148515 11=?+?= ?+?= D n n D n s N N N 2-4： r v n R I U C N a N N e min/1478.0/)(?=-= rpm C R R I n e s a N op 1.1151478.0/045.0378/)(=?=+=? 1.38.0*1.115 2.0*1430) 1(==-?=s n s n D N N 32 .57 .0*1.1153.0*1430) 1(== -?= s n s n D N N 2-5： rpm C R I n e N op 5.2742.0/18.0305/=?==? /()27.45%N op N op s n n n =?+?= rpm s D s n n n N N cl 63.295 .02005.01000) 1(=??≤ -= ?=? 2-6： v K K U K K U s p u s p dcl 121 =+= γ 264==u s p dop U K K U 22/=dcl dop U U v U K K K K U dcl s p s p u 6.41=+= γ 2-7： 10=D
浅析电力拖动自动控制系统
浅析电力拖动自动控制系统 【摘要】电力拖动控制系统是一种较为重要的控制系统，其在工业生产中发挥着很大的作用，随着社会的发展以及科技的推动，这一系统开始趋向于自动化的应用形式。电能在人们的生活中发挥着重要的作用，电器的种类越来越多，现代社会对电力的需求量也越来越大，所以，自动化的电力拖动控制系统，可以更好的满足人类社会对电力的需求。本文分析了电力拖动自动控制系统的设计原理，还介绍了电力拖动自动控制系统的安全防护，希望对相关电力人员有所帮助，使相关企业生产可以更加安全、稳定的进行。 【关键词】电力拖动；系统；自动控制；原理；安全防护 电力拖动系统在工业领域应用极其广泛，伴随着我国科技的发展，工业企业的生产效率越来越高，人类社会对电能的需求量也越来越大。很多工业企业引进了先进的机械设备，提高了企业的生产水平，同时也对电力拖动控制系统提出了更高的要求，所以，电力拖动控制系统的自动化也是企业未来发展的必然趋势。电力拖动自动控制系统是对传统系统的改进与优化，这种系统在运行的过程中，更加安全稳定，而且满足了企业对自动化机械设备生产运行的要求。为了使电力拖动自动控制系统发挥更大的效用，相关人员要研究出更加完善的安全防护措施，这也可以为企业增产以及效益提升做出更大的贡献。 1.电力拖动自动控制系统的设计原理 电力拖动控制系统在工业企业生产中发挥着重要的作用，工作人员在系统运行的过程中，可以更好的掌握电动机的运行状况，还可以通过信息反馈，了解企业生产运行机制的运转情况，比较常见的反馈信息是电流信息。电力拖动控制系统中包含着很多的构件，其中电气设备是生产运行机制中比较重要的系统，其也是企业实现机械自动控制的关键因素。在利用计算机设备，可以在系统运行的过程中，可以直观的从显示器中，了解设备的运行状况，通过计算机等设备的信息反馈，可以有效的实现电力拖动的自动化控制。 实现电力拖动控制系统的自动化运行，需要借助先进的计算机技术，相关工作人员通过计算机信息的反馈，以及企业生产需求的变化，可以有效的制定出不同的控制方案，还可以实现机械运行的自动化生产。在这一过程中，计算机的编程起着至关重要的作用，计算机不但具有强大的计算等功能，还具有操作便捷等特点，所以，工作人员一定要多了解计算机相关知识，这样才能编制出独立的驱动程序，实现多种设备的自动控制。工作人员还要利用计算机操作技术，实现系统的对接测试，这些步骤有利于简化电力拖动自动化控制编程。电力拖动自动控制系统的各项参数可以认为调动，根据不同的要求，技术人员可以更改编程，所以这项工作具有一定的变动性。但是从系统的设计原理来看，电力拖动自动控制系统在调整的过程中，需要遵循一定的设计原则，其主要是利用计算机作为控制中心，而且是通过信号传输完成下达命令以及执行命令这一系列工作。
电力拖动自动控制系统论文
东华大学研究生课程论文封面 本人郑重声明：我恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的课程论文，是本人独立进行研究工作所取得的成果。除文中已明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人 亲自撰写，我对所写的内容负责，并完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文作者签名：洪豪 注：本表格作为课程论文的首页递交，请用水笔或钢笔填写。
步 电 机 的 矢 量 控 制 理 论 本章首先阐述异步电动机的三相坐标系下的数学模型，然后根据坐标变换理论，得 到了它在两相静止坐标系下和两相同步坐标系下的数学方程，在此基础之上介绍了异步 电机的矢量控制原理【14 】。 1.1异步电机的数学模型 由于异步电机矢量控制调速系统的控制方式比较复杂，要确定最佳的方式，必须对 系统动静态特性进行充分的研究。异步电机本质上是一个高阶、非线性、强耦合的多变 量系统，为了便于研究，一般进行如下假设： (1) 三相定子绕组和转子绕组在空间均分布， 即在空间互差1200 所产生的磁动势沿 气隙圆周按正弦分布，并忽略空间谐波； (2) 各相绕组的自感和互感都是线性的，即忽略磁路饱和的影响 ； (3) 不考虑频率和温度变化对电阻的影响； (4) 忽略铁耗的影响。 无论三相异步电动机转子绕组为绕线型还是笼型，均将它等效为绕线转子，并将转 子参数换算到定子侧，换算后的每相绕组匝数都相等。这样异步电机数模型等效电路如 图1.1所示。 图1.1异步电机的物理模型 图1.1中，定子三相对称绕组轴线 A 、B, C 在空间上固定并且互差1200 ，转子对 称绕组的轴线 a 、 b 、 c 随转子一起旋转。我们把定子 A 相绕组的轴线作为空间参考坐标 轴，转子a 轴和定子A 轴间的角度，作为空间角位移变量。规定各绕组相电压、电流及 磁链的正方向符合电动机惯例和右手螺旋定则。这样，我们可以得到异步电机在三相静 止坐标系下的电压方程、磁链方程、转矩方程和运动方程。 1.1.1异步电机在三相静止坐标系下的数学模型 1、三相定子绕组的电压平衡方程为 (1-1) 式中以微分算子P 代替微分符号 相应地，三相转子绕组折算到定子侧的电压方程 (1-2) 式中：U A ,U B ,U C ,U a ，U b ,U c 为定子和转子相电压的瞬时值； iA ，iB ，i C ，ia ，ib ，ic 为定子和转子相电流的瞬时值； 屮 屮 屮 屮 屮 屮 A, B, C, a, b, c 为定子和转子相磁链的瞬时值； Rs,Rr 为定子和转子电阻。 将定子和转子电压方程写成矩阵形式：
电力拖动自动控制系统运动控制系统第版习题答案完整版
电力拖动自动控制系统运动控制系统第版习题 答案 HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】
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：10000.020.98) 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=0.2Vmin/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)]10000.050.95] 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=+=??+??=
电力拖动自动控制系统 第四版 课后答案
习题解答（供参考） 习题二 2.2 系统的调速范围是1000~100 min 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） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 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 =-=-?=
378(0.0230.022)0.1478115N n I R C e r p m ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33 N D n S n s =?-=??-= 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，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/ 1015002%/98%N n =??? 15002%/98%10 3.06/min N n r ?=??= 2） () 7.31106.3/1001/=-=-??=cl op n n K
电力拖动自动控制系统思考题答案
第2章 三、思考题 2-1 直流电动机有哪几种调速方法？各有哪些特点？ 答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。特点略。 2-2 简述直流PWM 变换器电路的基本结构。 答：直流PWM 变换器基本结构如图，包括IGBT 和续流二极管。三相交流电经过整流滤波后送往直流PWM 变换器，通过改变直流PWM 变换器中IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。 2-3 直流PWM 变换器输出电压的特征是什么？ 答：脉动直流电压。 2-4 为什么直流PWM 变换器-电动机系统比V-M 系统能够获得更好的动态性能？ 答：直流PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。其中直流PWM 变换器的时间常数Ts 等于其IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。因fc 通常为kHz 级，而f 通常为工频（50 或60Hz为一周内），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过20，故直流PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。 2-5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压？电路中是否还有电流？为什么？ 答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流PWM 变换器的输出。电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。 2-6 直流PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用？如果二极管断路会产生什么后果？ 答：为电动机提供续流通道。若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。 2-7 直流PWM 变换器的开关频率是否越高越好？为什么？ 答：不是。因为若开关频率非常高，当给直流电动机供电时，有可能导致电枢电流还未上升至负载电流时，就已经开始下降了，从而导致平均电流总小于负载电流，电机无法运转。 2=8 泵升电压是怎样产生的？对系统有何影响？如何抑制？ 答：泵升电压是当电动机工作于回馈制动状态时，由于二极管整流器的单向导电
《电力拖动自动控制系统》答案(全)
1-1为什么PWM-电动机系统比晶闸管----电动机系统能够获得更好的动态性能？ 答：PWM 开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，动态 响应快，动态抗扰能力强。 1-2试分析有制动通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的？ 答：制动时，由于1g U 的脉冲变窄而导致d i 反向时，U g2 变正，于是VT 2导通， VT 2导通，VT 1关断。 1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么 关系？为什么脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了？ 答：生产机械要求电动机提供的最高转速 max n 和最低转速min n 之比叫做调速范围， 用字母D 表示，即：min max n n D = 负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落N n ? 与理想空载转速min 0n 之比，称为系统的静差率S,即：min 0n n s N ?= 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为： ) 1(s n s n D N N -?= 由于在一定的N n 下，D 越大，min n 越小N n ? 又一定，则S 变大。所以，如果不考虑D ，则S 的调节也就会容易， 1-4．某一调速系统，测得的最高转速特性为min /1500max 0r n =，最低转速特性为 min /150min 0r n =，带额定负载的速度降落min /15r n N =?，且不同转速下额定速降N n ?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大？ 解 1115 150151500min 0max 0min max =--= ?-?-= = N N n n n n n n D %10150 15min 0== ?=n n s
电力拖动控制系统
★采用计算机控制电力传动系统的优越性在于：（1）可显著提高系统性能。采用数字给定、数字控制和数字检测，系统精度大大提高可根据控制对象的变化，方便地改变控制器参数，以提高系统抗干扰能力（2）可采用各种控制策略。可变参数PID和PI控制；自适应控制；模糊控制；滑模控制；复合控制。（3）可实现系统监控功能。状态检测；数据处理、存储与显示；越限报警；打印报表等。 ★数字测速方法：1. 旋转编码器：光电转换；增量式旋转编码器； 脉冲数字（P/D）转换方法：（1）M法—脉冲直接计数方法；（2）T 法—脉冲时间计数方法；（3）M/T法—脉冲时间混合计数方法 M法测速：工作原理：由计数器记录PLG发出的脉冲信号；定时器每隔时间T c向CPU发出中断请求INTt；CPU响应中断后，读出计数值M1，并将计数器清零重新计数；根据计数值M 计算出对应的转速值n。 ★计算公式：式中Z为PLG每转输出的脉冲个数； ★M法测速的分辨率： ★M法测速误差率：在上式中，Z 和T c均为常值，因此转速n 正比于脉冲个数。高速时Z大，量化误差较小，随着转速的降低误差增大，转速过低时将小于1，测速装置便不能正常工作。所以，M法测速只适用于高速段。 ★T法测速：工作原理：计数器记录来自CPU的高频脉冲f0；PLG每输出一个脉冲，中断电路向CPU发出一次中断请求；CPU 响应INTn中断，从计数器中读出计数值M2，并立即清零，重新计数。 ★计算公式： ★T法测速的分辨率： ★Ｔ法测速误差率：低速时，编码器相★邻脉冲间隔时间长，测得的高频时钟脉冲个数M2多，所以误差率小，测速精度高，故T法测速适用于低速段。 ★两种测速方法的比较：M法测速在高速段分辨率强；T法测速在低速段分辨率强。因此，可以将两种测速方法相结合，取长补短。既检测T c时间内旋转编码器输出的脉冲个数M1，又检测同一时间间隔的高频时钟脉冲个数M2，用来计算转速，称作M/T法测速。 ★M/T法测速：电路结构 ★工作原理：T0定时器控制采样时间；M1计数器记录PLG脉冲；M2计数器记录时钟脉冲。 ★计算公式：
电力拖动自动控制系统--运动控制系统第4版 习题答案
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） max 0max 1500151485N n n n =-?=-= min 0min 15015135N n n n =-?=-= max min 148513511D n n === 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 =-=-?= 378(0.0230.022)0.1478115N n I R C e r p m ?==?+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =?-=??-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33 N D n S n s =?-=??-= 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
电力拖动自动控制系统习题答案_陈伯时
《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》习题 2-2 调速系统的调速范围是 1000~100r/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 sn 0 02 × 100 ? n N = = = 2 04( r min ) ( 1 ? s ) ( 1 ? 0 02) 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 = 60 k W ， P N U N = 220 V ， I N = 305 A ， n N = 1000 r m in ， 主 电 路 总 电 阻 R = 0 18? ， C = 0 2 V ? min r ，求： （1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 ?n 为多少？ N （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 s 多少？ N （3）额定负载下的转速降落 ?n 为多少，才能满足 D = 20, s ≤ 5% 的要求。 N 解：（1）当电流连续时，在额定负载下的转速降落 I R 305 × 0 18 N ? n = = = 274 5( r min ) N C 0 2 （2）开环系统机械特性连续段在额定转速时的静差率 ? n 274 5 N s = = ≈ 0 215 = 21 5% N n + ? n 1000 + 274 5 N N （3）额定负载下满足 D = 20, s ≤ 5% 要求的转速降落 n s 1000 × 0 05 N ? n = = ≈ 2 63 ( r min ) N D ( 1 ? s ) 20 × ( 1 ? 0 05) 2-6 有一晶闸管稳压电源，其稳态结构如图所示，已知给定电压 U u = 8 8 V , 比例调节放大 系数 K = 2, 晶闸管装置放大系数 K = 15, 反馈系数 γ = 0 7 。求： p （1）输出电压 U ； d （2）若把反馈线断开， U 为何值？开环时的输出电压是闭环时的多少倍？ d （3）若把反馈系数减至 γ = 5 U 应为多少？ u 解：（1）输出电压 K K 2 × 15 p s U = U = × 8 8 = 12( V ) ； d u 1 + K K γ 1 + 2 × 15 × 0 7 p s （2）若把反馈线断开， U = K K U = 2 × 15 × 8 8 = 264 ( V) ；开环时的输出电压是闭环 d p s u 时的 264 12 = 22 倍。 （3）若把反馈系数减至 γ = 5 ，当保持同样的输出电压时，给定电压 1 + K K γ 1 + 2 × 15 × 0 35 p s U = U = × 12 = 4 6( V ) 。 u d K K 2 × 15 p s
电力拖动自动控制系统课后答案
电力拖动自动控制系统 课后答案 TPMK standardization office【 TPMK5AB- TPMK08- TPMK2C- TPMK18】
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?
电力拖动控制系统基础知识(培训教材)
4电力拖动控制系统基础知识 自动控制系统可以从一些不同的角度来进行分类。一般按系统结构特点分类，大致可分为：开环控制系统、闭环控制系统及复合控制系统。其中，闭环控制系统又分为单环控制系统、双环控制系统等；而复合控制系统是既有主反馈，又有前馈的控制系统。所谓前馈控制是一种按照扰动进行控制的开环控制。因此复合控制系统是开环、闭环结合的系统。 4.1开环控制系统与闭环控制系统的概念 4.1.1开环控制系统 （1）开环控制系统概念 开环控制系统是与闭环控制系统相对而言的。如果在系统中控制信息的流动未形成闭合回路，那么该系统就称之为开环控制系统。 （2）开环控制系统种类 常见的开环控制系统有以下两种： 1）按干扰补偿的前馈控制系统 通过前面对控制的分析可知，稳定被控制量实质上就是在干扰信号出现时，操纵控制量使之对被控量的影响与干扰量对被控量的影响互相抵消以保持被控量不变，这样就产生了利用干扰去克服干扰的控制思路。其原理方框图见图4-1-1。 图4-1-1前馈系统控制图 在这种系统中，由于测量的是干扰量，故只能对可测干扰进行补偿。不可测干扰以及对象、各部件内部参数变化给被控量造成的干扰，系统自身无法控制。因此，控制精度受到了原理上的限制。 2）按给定值操作的开环控制系统
所谓按给定值操作的开环控制系统，就是事先计算出希望的给定量，然后向执行器提供该给定量后就不再管它了，那么这种系统就是所谓的按给定值操作的开环系统。见图4-1-2。 开环控制系统由于没有信息的回馈，控制器就无法知晓控制的效果，因此也就没有纠正偏差的能力。因此这种系统只能用在对控制质量要求不高的场合，或者是在闭环控制中起辅助的控制以减轻反馈控制的负担。 图4-1-2按给定值操作的开环系统 综上所述，开环控制系统的特点是： ①不必对被控量进行测量和反馈，因而结构简单。 ②这种系统需要采用高精度元件保证控制精度。 ③对干扰造成的误差，系统不具有修正能力。 ④系统不存在稳定性问题。 （3）开环调速系统及其存在的问题 在实际应用中，晶闸管-电动机系统和可逆直流脉宽调速系统都是开环调速系统，调节控制电压就可以改变电动机的转速。如果负载的生产工艺对运行时的静差率要求不高，这样的开环调速系统都能实现一定范围内的无级调速，可以找到一些用途。但是，在开环系统中，当负载电流增大时，电枢压降也增大，转速只能降下来；许多需要调速的生产机械常常对静差率有一定的要求。例如龙门刨床，由于毛坯表面粗糙不平，加工时负载大小常有波动，但是，为了保证工件的加工精度和加工后的表面光洁度，加工过程中的速度却必须基本稳定，也就是说，静差率不能太大，一般要求，调速范围D=20～40，静差率5％。又如热连轧机，各机架轧辊分别由单独的电动机拖动，钢材在几个机架内连续轧制，要求各机架出口线速度保持严格的比例关系，使被轧金属每秒流量相等，才不致造成钢材拱起或拉断，根据工艺要求，须使调速范围D=3～10时，保证静差率0.2％～0.5％。在这些情况下，开环调速系统往往不能满足要求。在开环系统中，当负载电流增大时，电枢压降也增大，转速只能降下来；闭环系统装有反馈装置，转速稍有降落，反馈电压就会降低，通过比较和放大，提高电力电子装置的输出电压，使系统工作在新的机械特性上，因而转速又有所回升。