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
D 表示,即：
min
max n n D =
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Δn N 与理想空载转速n 0之比，称作静差率s ，即
n n s N ∆=
。
调速范围、静态速降和最小静差率之间的关系是：
)1(min min
s n s n D N N -∆=
按上述关系可得出：D 越小，s 越小，D 越大，s 越大；D 与s 相互制约，所以说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”。
1-4 某一调速系统，测得的最高转速特性为
m in
/1500m ax 0r n =，最低转速特性为
m in
/150m in 0r n =，带额定负载时的速度降落
m in
/15r n N =∆，且在不同转速下额
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
少？
解：思路一：
系统能够达到的调速范围为：
1115
1501500
min 0max 0min max =-=∆-==
N n n n n n D
系统允许的静差率：
%
10%10015
11150015
11%100=⨯⨯+⨯=⨯∆+∆=
N N N n D n n D s
思路二：
系统允许的静差率：
%10%100150
15
%100%100min 00=⨯=⨯∆=⨯∆=
n n n n s N N
系统能够达到的调速范围为：
11
)
1.01(151
.01500)1()1(max 0=-⨯⨯=-∆=-∆=
s n s n s n s n D N N N
1-5 某闭环调速系统的调速范围是1500~150r/min ，要求系统的静差率%2≤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：因为：
10150
1500
min max ===
n n D ，
所以系统允许的静态速降：
min
/06.3)02.01(1002.01500)1()1(max r s D s n s D s n n N N =-⨯⨯=-=-=
∆
又：
K n n op
cl +∆=
∆1，N cl n n ∆=∆，min /100r n op =∆ 故闭环系统的开环放大倍数：
68.31106.3100
1=-=
-∆∆=
cl
op n n K
1-6 某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8r/min ，如果将开环放大倍数提高到30，它的速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？ 解：因为：
)
1(K C RI n e d cl +=
∆
所以：
128)151(8)1(=+⨯=+∆=K n C RI cl e
d
K=30时，电动机在额定负载下的速降为：
min
/13.430
1128
)1(r K C RI n e d cl =+=+=
∆
又因为：
)
1(s n s n D N N -∆=
所以在同样静差率要求下，且N
n 不变，D 的变化只与N
n ∆有关，即调速范围D 扩
大了8/4.13=1.49倍。
1-7 某调速系统的调速范围D=20，额定转速
min
/1500r n N =，开环转速降落
min
/240r n Nop =∆，若要求系统的静差率由10%减少到5%，则系统的开环增益将
如何变化？
解：当静差率s=10%时，
min
/33.8)1.01(201
.01500)1(r s D s n n N N =-⨯⨯=-=
∆
8.27133.8240
1=-=
-∆∆=
cl
op n n K
当静差率s=5%时，
min
/95.3)05.01(2005.01500)1(r s D s n n N N =-⨯⨯=-=
∆
8.59195.3240
1=-=
-∆∆=
cl
op n n K
因此，若要求系统的静差率由10%减少到5%，则系统的开环增益将从27.8变化到59.8。
1-8 转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速？为什么？如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力？ 答：（1）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征：
