电机拖动与控制 (2)

《电力拖动自动控制系统》部分习题解答第一章1. 什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？ 答：①调速范围——电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速max n 与最低转速minn 之比叫做调速范围，用D 表示，即min max n nD =②静差率——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所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速0n 之比，称作静差率S ，即0N n nS ∆=③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为)1(s n s n D N N -∆=④采用闭环控制方式，使转速降落N n ∆能够大幅度下降，才能保证在静差率S 不变的前提下扩大调速范围。

2. 某一调速系统，测得的最高转速特性为n 0max ＝1500 r/min ，带额定负载时的速降N n ∆＝15 r/min ，最低速特性为n 0min ＝100 r/min ，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：已知N n ∆＝15 r/min ，有n max ＝n 0max －N n ∆＝1500 r/min －15 r/min ＝1485 r/min n min ＝n 0min －N n ∆＝100 r/min －15 r/min ＝85 r/min 于是调速范围47.17851585minmax ===n n D静差率%15%10010015%100min0=⨯=⨯∆=n n s N答：系统能达到的调速范围是17.47；允许的静差率是15%。

3. 为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么？答：当负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小，导致转速n 必然下降。

实质是电枢电阻的存在导致压降增大。

4. 某调速系统的调速范围是1500 ~ 150 r/min ，要求静差率为s ＝2% ，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100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有多大？解：①已知101501500==D ，又)1(s n s n D N N -∆=06.3)02.01(1002.01500)1(N N =-⨯=-=∆s D s n n r/min也可以这样计算n n n n n s NNN ∆+∆=∆=min 0 min r/06.302.0102.01501min N =-⨯=-=∆s s n n ②因为 K1op cl +∆=∆n n所以 68.31106.31001K clop =-=-∆∆=n n答：要求静差率为s ＝2%时，系统允许的静态速降是3.06r/min ；如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有31.68。

第一章电力拖动系统的动力学基础1-1什么是电力拖动系统?它包括那几部分？都起什么作用？举例说明．答：由原动机带动生产机械运转称为拖动。

用各种电动机作为原动机带动生产机械运动，以完成一定的生产任务的拖动方式，称为电力拖动。

电力拖动系统，一般由电动机、机械传动机构、生产机械的工作机构、控制设备和电源五部分组成。

其中，电动机作为原动机，通过传动机构带动生产机械的工作机构执行某一生产任务；机械传动机构用来传递机械能；控制设备则用来控制电动机的运动；电源的作用是向电动机和其他电气设备供电。

1-2电力拖动系统运动方式中T ，T n 及n 的正方向是如何规定的？如何表示它的实际方向？答：设转速n 对观察者而言逆时针为正，则转矩T 与n 的正方向相同为正；负载转矩T L 与n 的正方向相反为正。

与正方向相同取正，否则取反。

1-3试说明GD ２的概念答：J=gGD 42即工程中常用表示转动惯量的飞轮惯量。

1-4从运动方程式中如何看出系统是处于加速、减速、稳速或静止等运动状态？答:当L T T >时，0>dt dn ，系统加速；当L T T <时，0<dt dn ，系统减速。

当L T T =时，0=dt dn ，转速不变，系统以恒定的转速运行，或者静止不动。

1-5多轴电力拖动系统为什么要折算为等效单轴系统？答:多轴电力拖动系统，不同轴上有不同的转动惯量和转速，也有相应的反映电动机拖动的转矩及反映工作机构工作的阻转矩，这种系统比单轴拖动系统复杂，计算较为困难，为了简化计算，一般采用折算的办法，把多轴电力拖动系统折算为等小的单轴系统。

1-6把多轴电力拖动系统折算为等效单轴系统时负载转矩按什么原则折算？各轴的飞轮力矩按什么原则折算？答:功率相等原则;能量守恒原则.1-7什么是动态转矩？它与电动机负载转矩有什么区别？答:动态转矩是指转矩是时间的函数.而负载转矩通常是转速的函数.1-8负载的机械特性有那几种类性？各有什么特点？答：恒转矩负载特性：与n 无关，总是恒值；恒功率负载特性：与n 成反比例变化；通风机负载特性：与n 2成正比例变化。

电力拖动自动控制系统简介电力拖动自动控制系统是一种通过电动机及其控制设备来实现机械设备运动的自动化控制系统。

它广泛应用于各个工业领域，如船舶、电厂、交通运输等。

电力拖动自动控制系统能够对电动机进行电压、电流和频率的调节，实现对被控制设备的精确控制。

通过采用先进的控制算法和传感器反馈，可以实现高效的运动控制、准确的位置控制和稳定的速度控制。

本文将从以下几个方面详细介绍电力拖动自动控制系统的组成、工作原理以及应用。

组成电力拖动自动控制系统由以下几个主要组成部分构成：1.电动机：电动机作为电力拖动自动控制系统的核心部件，负责将电能转化为机械能，驱动被控制设备运动。

2.控制器：控制器是电力拖动自动控制系统的大脑，负责对电动机进行控制和调节。

它接收传感器反馈的信号，并根据预设的控制算法进行运算，实现对电动机的精确控制。

3.传感器：传感器用于获取被控制设备的状态信息，如位置、速度、温度等。

传感器的反馈信号用于控制器进行实时调节，确保被控制设备的运动精确控制。

4.执行器：执行器负责将控制器输出的控制信号转化为实际的电压、电流或频率输出，通过控制电动机来实现对被控制设备的运动。

工作原理电力拖动自动控制系统的工作原理可以简述如下：首先，传感器捕捉被控制设备的状态信息，并将其转化为模拟信号或数字信号。

这些信号经过放大、滤波等处理后，传送给控制器。

控制器接收传感器信号后，根据预设的控制算法进行运算，并输出控制信号。

这些控制信号经过执行器的转化，最终作用于电动机。

电动机根据控制信号的输入，改变其电压、电流或频率，实现对被控制设备的运动。

电动机的运动状态被传感器继续监测，反馈给控制器进行调节。

通过不断的传感器监测和控制器调节，电力拖动自动控制系统能够实现对被控制设备的高精度控制和稳定运行。

应用电力拖动自动控制系统广泛应用于各个工业领域，其中一些常见的应用包括：1.船舶：电力拖动自动控制系统在船舶中起着关键作用，可以实现对推进器、舵机和起重设备等的精确控制，提高船舶的安全性和操纵性。

第1篇一、实验背景与目的电机拖动实验是电气工程及其自动化专业一门重要的实践课程，旨在通过实验操作，使学生掌握电机的基本工作原理、运行特性及控制方法。

本次实验报告小结将对电机拖动实验过程中的操作、现象、数据及结论进行总结，以提高学生对电机拖动理论知识的理解和应用能力。

二、实验内容与过程1. 实验一：直流电动机的认识与特性测试（1）实验目的：掌握直流电动机的结构、工作原理和特性曲线。

（2）实验内容：观察直流电动机的构造，测量电动机的额定电压、额定电流、额定功率等参数，绘制电动机的机械特性曲线。

（3）实验过程：首先，观察直流电动机的构造，了解其主要部件及作用。

然后，连接实验电路，将电动机接入电路，测量电动机在不同电压下的电流、转速等参数，绘制电动机的机械特性曲线。

2. 实验二：三相异步电动机的工作特性（1）实验目的：掌握三相异步电动机的工作特性，了解电动机的启动、运行和制动过程。

（2）实验内容：观察三相异步电动机的启动、运行和制动过程，测量电动机在不同负载下的电流、转速、功率因数等参数。

（3）实验过程：首先，观察电动机的启动过程，分析启动过程中的电流、转速等参数变化。

然后，在电动机运行过程中，测量不同负载下的电流、转速、功率因数等参数，绘制电动机的工作特性曲线。

3. 实验三：三相异步电动机的启动与调速（1）实验目的：掌握三相异步电动机的启动与调速方法，了解不同调速方法的特点及应用。

（2）实验内容：观察三相异步电动机的启动与调速过程，分析不同调速方法的特点。

（3）实验过程：首先，观察电动机的启动过程，分析不同启动方法的特点。

然后，在电动机运行过程中，采用不同的调速方法，观察电动机的转速变化，分析调速方法的特点。

4. 实验四：电机拖动自动控制系统（1）实验目的：掌握电机拖动自动控制系统的原理和操作方法，提高学生的实际操作能力。

（2）实验内容：观察电机拖动自动控制系统的运行过程，分析控制系统的原理和操作方法。

[试题分类]:专升本《电力拖动与控制系统》_08024350[题型]:填空[分数]:01. 电流可反向的两象限直流PWM 调速系统稳态工作时，当输出电压的平均值大于电机反电势时，它工作在____象限；当输出电压的平均值小于电机反电势时，它工作在____象限。

答案:Ⅱ|Ⅰ2.电力拖动系统稳定运行的条件是电动机和机械负载的机械特性曲线有交点，且在交点处满足___。

答案:3.异步电机的M-T 坐标系中M 轴的定义是___。

答案:转子综合磁链矢量的轴线，或转子励磁轴线，超前它90°的被称为T 轴。

4.{异步电动机在电压源型变频电源供电，在恒E 1 / f 1控制时，随着频率的降低，电机的机械特性斜率___，最大转矩___。

a ）增大；b ）减小；c ）不变；d ）不存在。

} 答案:c|c5.串级调速装置的容量与___有关；当调速范围很小时，一般采用___方法起动。

答案:电机的额定容量及电机的调速范围有关|绕线式转子回路串电阻。

6. PWM 调速系统中，若采用不控整流电路产生直流电压源Ud ，在电机电磁制动时会出现___现象。

答案:直流滤波电容上产生泵升电压。

7. 电力拖动系统做旋转运动时的常用运动方程式为_____。

r答案:|8.单组V-M 系统轻载时电枢电流很容易断流，这时电机的机械特性的硬度会___，理想空载转速会___。

答案:降低|增大9.{异步电动机VVVF 变频器进行脉宽调制的首要目的是___。

a ）变频； b ）变压； c ）消除及削弱有害的谐波。

} 答案:b10.异步电机变频调速系统实现转差频率控制的前提条件是___、___。

答案:绝对转差率较小|恒定11.{超同步串级调速系统运行在次同步制动工况时，电机转子侧变流器工作在_______，变压器侧变流器工作在_______。

a ）可控整流；b ）有源逆变；c ）无源逆变；d ）不控整流。

} 答案:b|a12. 感应电动机转差频率控制的VVVF 变频调速系统满足____________且____________这两个条件。

第二章 直流电机的电力拖动2-23 一台他励直流电动机，铭牌数据为P N =60kW ，U N =220V ，I N =305A ，n N =1000r/min ，试求：（1） 固有机械特性并画在坐标纸上。

（2） T =0.75T N 时的转速。

（3） 转速n =1100r/min 时的电枢电流。

解：（1）Ω=⨯-⨯=-=038.0)30530560000305220(21)(212N N N N a I P I u R ， =-=ΦNa N N N e n R I U C min 208.01000038.0305220⋅=⨯-r V min 1058208.02200r C U n N e N ===φ m N I C T N N e N ⋅=⨯⨯==8.605305208.055.955.9φ∴通过（1058，0）及（1000，605.8）可以作出固有机械特性（2）时N NT N e Na N e N T T C C T R C U n 75.0=∴-=φφφ min 1016208.0208.055.98.60575.0038.0208.0220r n =⨯⨯⨯⨯-=（3）n=1100r/minN Ne a N e N I C RC U n φφ-=A R C n C U I a N e N e N N 9.229038.0208.0)11001058()(-=-=-=∴φφ 2-24 电动机的数据同上题，试计算并画出下列机械特性：（1） 电枢回路总电阻为0.5R N 时的人为机械特性。

（2） 电枢回路总电阻为2R N 的人为机械特性。

（3） 电源电压为0.5U N ，电枢回路不串电阻时的人为机械特性。

（4） 电源电压为U N ，电枢不串电阻，ф=0.5фN 时的人为机械特性。

注：R N =U N /I N 称为额定电阻，它相当于电动机额定运行时从电枢两端看进去的等效电阻。

解：（1）Ω===721.0305220N N N I U R 当外串后总电阻为0.5R n 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 874.010585.0-=⋅-=φφφ （2）当电枢总电阻为Ω=442.12n R 时：T T C C R C U n NT N e nN e N 49.310582-=⋅-=φφφ （3）N U U 5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 092.0529)(5.02-=-=φφ （4）N φφ5.0=T T C C R C U n N T e aN e N 368.02116)(25.05.02-=-=φφ2-25 Z2—71型他励直流电动机,P N =7.5kW ， U N =110V ， I N =85.2A ， n N =750r/min ，R a =0.129Ω。

电机拖动及控制_教案教案标题：电机拖动及控制教学目标：1.了解电机的基本工作原理和分类；2.掌握电机的拖动原理和电机转速控制方法；3.能够使用相应的电路和设备进行电机拖动和转速控制。

教学重点：1.电机的工作原理和分类；2.电机拖动的原理；3.电机转速的控制方法。

教学难点：1.电机拖动原理的理解和应用；2.电机转速的控制方法的掌握。

教学准备：1.多个不同类型的电机；2.电路实验板和相关电路元件；3.手持型测速仪；4.电机转速控制器。

教学过程：一、导入（5分钟）1.呈现多个不同类型的电机，引导学生观察电机外形和结构，并进行简单分类。

2.提问：你们知道电机有哪些应用？能举例说明一些吗？二、理论讲解（15分钟）1.电机的工作原理和分类：a.电机是将电能转换为机械能的装置，根据工作原理和结构的不同，可以分为直流电机和交流电机。

b.直流电机根据励磁方式的不同，又可以分为永磁直流电机和励磁直流电机。

c.交流电机根据转子结构的不同，可以分为感应电机和同步电机。

2.电机拖动的原理：a.电机的拖动原理是利用电磁感应产生的电动势和电流与电机磁场相互作用的力，使电机转动。

b.电机正常拖动的条件是电动势和电流的方向与电机磁场产生的磁力方向相反。

3.电机转速的控制方法：a.直流电机的转速控制可以通过改变电压或电流的大小来实现，常用的方法有调速电阻、电压变频器和脉宽调制（PWM）控制。

b.交流电机的转速控制一般采用变频器控制，通过改变频率和电压的大小来实现。

三、实验演示（30分钟）1.使用电路实验板和相关电路元件搭建拖动电路，演示电动势和电流与电机磁场相互作用的力，使电机转动。

2.使用手持型测速仪测量电机转速，观察转速与电压、电流的变化关系。

3.使用电机转速控制器，进行电机转速的调节，观察转速的变化。

四、实践操作（40分钟）1.学生分组进行实践操作，选择不同类型的电机进行拖动和转速控制实验。

2.记录实验过程中的观察数据，并进行数据分析和讨论。

第1章 单环控制直流调速系统1-1 什么叫调速范围？什么叫静差率？调速范围与静态速降和最小静差率有什么关系？如何扩大调速范围？为什么？答：最高转速和最低转速之比叫做调速范围，m inm in m ax n nn n D N ==。

静差率是负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落Δn N 与理想空载转速n 0之比n n s ∆=。

调速范围、静差率和额定速降之间的关系是：(1)N N n sD n s =∆-只有设法减小静态速降Δn N 才能扩大调速范围，减小静差率，提高转速的稳定度。

1-2 在直流调速系统中，改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？若给定电压不变，调整反馈电压的分压比，是否能够改变转速？为什么？答：改变给定电压可以电动机的转速，因为系统对给定作用的变化唯命是从；调整反馈电压的分压比可以改变转速，因为*n U n α=。

1-3 转速负反馈系统的开环放大系数为10，在额定负载时电动机转速降为50r/min ，如果将系统开环放大系数提高为30，它的转速降为多少？在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍？解：50/min N n r ∆=，10K =又Kn n opcl +=1∆∆，则550/min op n r ∆=开环放大系数提高为30，,55017.74/min 1130cl opn n r K ∆∆===++由(1)N cl n s D n s =∆-，s 和N n 不变，则211502.8217.74D D D ==所以，在同样静差率要求下，调速范围可以扩大2.82倍.1-4 某调速系统的调速范围是100~1000 r/min ，要求S =5%，系统允许的静态转速降是多少？如果开环系统的静态转速降为50 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应为多大？ 解： max min 100010100n D n === 10000.05(1)(10.05)N cl cl n s D n s n ⨯==∆-∆⨯-， 5.26/min cl n r ∆=又K n n op cl +=1∆∆，则5018.55.26K =-=1-5 某调速系统的调速范围D =10，额定转速n N =1000 r/min ，开环转速降Δn N =200 r/min ，若要求系统的静差率由15%减小到5％，则系统的开环放大系数将如何变化？ 解：110000.1517.65/min (1)10(10.15)N cl n s n r D s ⨯∆===-⨯-210000.05 5.26/min (1)10(10.05)N cl n s n r D s ⨯∆===-⨯-12001110.3317.65opcl n K n ∆=-=-=∆，22001137.025.26op cl n K n ∆=-=-=∆2137.02 3.5810.33K K ==，开环放大系数扩大3.58倍。

一、实验目的1. 理解电机拖动的基本原理和基本特性。

2. 掌握电机拖动控制系统的工作原理和基本操作。

3. 学习电机拖动控制实验的基本步骤和方法。

4. 培养动手能力和分析问题、解决问题的能力。

二、实验原理电机拖动控制实验主要涉及电机的基本工作原理、电机的特性以及电机控制系统的设计。

实验中，我们将使用三相异步电动机作为拖动对象，通过实验来了解电机的工作状态、特性以及控制方法。

三、实验设备1. 三相异步电动机一台2. 交流电源一台3. 电机控制器一台4. 电流表、电压表、转速表各一个5. 实验台及连接线四、实验步骤1. 连接实验电路将三相异步电动机、交流电源、电机控制器以及相关仪表连接到实验台上，确保电路连接正确无误。

2. 空载实验（1）开启交流电源，观察电机启动过程，记录电机启动时间和启动电流。

（2）观察电机空载运行状态，记录电机的转速和电流。

（3）关闭交流电源，断开电机，记录电机停机时间和停机电流。

3. 负载实验（1）在电机轴上加上一定的负载，观察电机运行状态，记录电机的转速、电流和功率。

（2）改变负载大小，重复步骤（1），观察电机在不同负载下的运行状态，记录相应的数据。

（3）分析实验数据，得出电机在不同负载下的特性曲线。

4. 电机拖动控制系统实验（1）设置电机控制器的参数，实现电机的基本控制功能。

（2）观察电机在不同控制策略下的运行状态，记录电机的转速、电流和功率。

（3）调整控制器参数，优化电机控制效果。

五、实验结果与分析1. 空载实验空载实验结果显示，电机在启动过程中电流较大，启动时间较短。

空载运行时，电机转速稳定，电流较小。

2. 负载实验负载实验结果显示，电机在不同负载下的转速、电流和功率有所不同。

随着负载的增加，电机的转速逐渐降低，电流和功率逐渐增大。

3. 电机拖动控制系统实验通过调整控制器参数，可以实现电机的基本控制功能，如启动、停止、调速等。

在不同控制策略下，电机的运行状态和性能有所不同。

电机与拖动总复习二课堂笔记及练习题主题：总复习二学习时间：2017年1月30日--2月5日内容：我们这周主要复习课件6-11章涉及的基本概念。

希望通过下面的内容能使同学们加深对这几章内容基本概念的理解。

一、控制电机控制电机主要用于自动控制系统中作为检测、比较、放大和执行元件，其主要任务是转换和传递控制信号。

控制电机的种类繁多，其中包括：1.伺服电动机伺服电动机是应用在伺服系统中的驱动电动机（或称为执行元件），以实现对机械位置或角度的自动控制。

伺服电动机具有可控性好、响应速度快、定位准确、调速范围宽等特点。

按工作电源的不同，伺服电动机分为直流伺服电动机和交流伺服电动机两大类。

2.步进电动机步进电动机又称为脉冲电动机，其功能是将电脉冲信号转变为响应的角位移或线位移。

步进电动机作为执行元件用于数字控制系统中，按照控制脉冲的要求，迅速起动、反转、制动和无级调速，运行时能够不失步，无积累误差、步距精度高，广泛用于数控机床、打印机、绘图仪、机器人控制、石英钟表等场合。

步进电动机按结构分类，有反应式、永磁式和永磁感应式3种。

3.测速发电机测速发电机是一种把转速信号转换成电压信号的测量元件（或称信号元件），与伺服电动机的运行状态正好相反。

作为测量元件，要求测速发电机的输出电压与转速成严格的线性关系，且斜率要大，以保证有高的精度和灵敏度。

测速发电机分为直流测速发电机和交流测速发电机。

直流测速发电机按励磁方式又分为他励式和永磁式。

4.自整角机自整角机是一种感应式交流电机，能够实现转角与电信号的相互转换。

它广泛应用于角度、位置等指示系统和随动系统中，实现角度的传输、变换和指示，使机械上互不相连的两根或多根轴同步偏转或旋转（对角位移或角速度的偏差自动整步）。

自整角机通常是两台或多台组合使用，装在主令轴上的是自整角发送机，用以接收主令轴的转角信号，装在从动轴上的是自整角接收机，用以接收发送机的信号，使从动轴随主令轴同步转动。

电机与拖动控制第三章直流电机的工作原理及特性3.1 直流电机的基本结构和工作原理3.2 直流电动机的机械特性3.3 直流他励电动机的启动特性3.4 直流他励电动机的调速特性3.5 直流他励电动机的制动特性3.6 串励直流电动机3.1 直流电机的基本结构和工作原理一、直流电机的工作原理磁极数－主磁极的个数磁极对数=磁极数/2二、直流电机的基本结构1.定子剖面图9产生主磁场9机械上支撑电机2.转子（电枢）结构图电枢线圈换向片转子转轴电枢铁芯硅钢冲片4.换向器图换向片电刷5.总体结构三、电磁转矩和感应电动势•转子驱动转矩：（Nm ）–转矩方向：左手定则–TL:负载转矩(Nm) 当T=TL 时，转子以稳定转速运行。

–φ：磁通（Wb ）–Ia:电枢电流（A ）–Kt:转矩常数（Nm/A ）•转子感应电动势：(V)–电动势方向：右手定则–n: 转子转速（r/min ）–Ke:电势常数(V/ r/min)a t I K T φ=n K E e φ=四、直流电动机分类按励磁方式分为：他励、并励、串励和复励例1：•并励直流电动机数据如下：–额定功率P N =2.2 KW –输入电压：U N =U f =110 V –额定转速n N =1500 r/min –效率η=0.8–电枢电阻R a =0.4Ω–定子线圈电阻R f =87.2Ω•计算：–额定电枢电流I N –额定励磁电流I f –额定转矩T N –额定电枢电流时的电枢反电势E N例2（P40，3.9）•并励直流电动机数据如下：–额定功率P N =5.5 KW –额定输入电压：U N =U f =110 V–额定输入电流：I N =61 A –额定励磁电流：I fN =2 A –额定转速n N =1500 r/min –电枢电阻R a =0.2Ω•要求：绘制机械特性曲线特点：特性曲线变软，R、越大、特性越软图3-18（b）2. 直流他励电动机的起动方法（1）降压起动☆原理：N U />0= 0st I =a st st st （R +R ）R R 起动时：起动后：（2）电枢回路外串起动电阻的起动☆原理；电枢电路外串起动电阻Rst 来限制起动电流NU N/<U st U I U U ==a 起动后R3.4直流他励电动机的调速特性一、速度调节与速度变化☆速度调节：在一定的负载下，人为改变参数，达到改变电动机稳定转速。

第二章双闭环直流调速系统2-1在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大倍数行不行？改变电力电子变换器的放大倍数行不行？改变转速反馈系数行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？答：改变电机的转速需要调节转速给定信号Un※；改变转速调节器的放大倍数不行，改变电力电子变换器的放大倍数不行。

若要改变电机的堵转电流需要改变ASR的限幅值。

2-2（1（2（1（2（3（42-3是多少？答：=βId=Ui，Uc=U d02-4如果转速、电流双闭环调速系统的转速调节器不是PI调节器，而是比例调节器，对系统的静、动态性能会有什么影响？答：若采用比例调节器可利用提高放大系数的办法使稳态误差减小即提高稳态精度，但还是有静差的系统，但放大倍数太大很有可能使系统不稳定。

2-5在转速、电流双闭环系统中，采用PI调节器，当系统带额定负载运行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压△Ui是否为0，为什么？答：反馈线未断之前，Id=In，令n=n1，当转速反馈断线，ASR迅速进入饱和，Un※=Un※max，Uc↑，Id↑至Idm，Te＞T l，n↑，Id↓，△Ui出现，Id↑至Idm，n↑，Id↓，此过程重复进行直到ACR饱和，n↑，Id↓，当Id=In，系统重新进入稳态，此时的速度n2＞n1，电流给定为Un※max=Idmaxβ＞电流反馈信号Un=Inβ，偏差△Ui不为0。

2-6在转速、电流双闭环系统中，转速给定信号Un※未改变，若增大转速反馈系数α，系统稳定后转速反馈电压Un是增加还是减少还是不变？为什么？答：Un不变，因为PI调节器在稳态时无静差，即：Un※=Un，Un※未改变，则，Un也不变。

2-7Unm*试求：（1（2解：（1α=Unm*（22-8Uim=8V（1）Ui（2）Uc解：（1电流为电流为（2）Uc增加。

2-9在双闭环直流调速系统中，电动机拖动恒转矩负载在额定工作点正常运行，现因某种原因电动机励磁下降一半，系统工作情况将会如何变化？（λ=1.5）答：设突发状况之前的磁通为?1，令此时的磁通为?2，之前的电磁力矩为Te1，此刻的电磁力矩为Te2，负载转矩恒为T l，电机励磁下降一半，则?2=0.5?1，Te2=Cm（?2）Id=0.5Te1＜T l，n↓，Id↑甚至到Idm，Te2=Cm（?2）Idm=0.75Te1＜T l，n会一直下降到0。

第三章习题与答案1．双闭环调速系统在突加给定的起动过程中，转速调节器为什么能迅速达到限幅值，其限幅值是如何整定的？电流调节器是否应达到限幅值，其限幅值是如何整定的？双闭环调速系统在突加给定时，由于电机的机械惯性，转速为零，使转速反馈电压fn U 为零，这时加在转速调节器输入端的偏差电压n U ∆很大，而转速调节器的积分时间常数较小，所以转速调节器的输出能迅速达到限幅值，其限幅值按所要限制的最大电流值来整定，dm gi I U β=。

电流调节器不应达到限幅值，否则将失去调节作用，其限幅值应大于最大的输出控制电压，s fz gdm e K km K R I n C U U +=>。

2．双闭环调速系统对电网及负载扰动，其调节过程的特点是什么？对电网电压的扰动无需等到电机转速发生变化，只要电枢回路电流发生变化时，由电流调节器调节即可，有效减小电机转速的变化。

负载扰动要电机的转速发生变化后，由转速调节器来调节。

3－1开环系统额定静态速降是由什么因素决定的？ 开环系统的静态速降为e d C RI n =∆其中e C 为电机所固有的常数，因此开环系统额定静态速降主要由电机的额定电流、电枢回路总电阻决定。

3．转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是什么？转速负反馈系统能减小稳态速降的原因是闭环系统的自动调节作用。

在开环系统中，当负载电流增大时，电枢电流Id 在电阻R 上的压降也增大，转速就要降下来。

现在引入了转速负反馈，转速稍有降落，反馈电压Un 就感觉出来了。

因给定电压Un*不变。

因此加到触发器上的控制电压Uc=Kp(Un*-Un)便会自动增加了，它可使晶闸管整流电压Ud0增加，电动机转速便相应回升。

由于电枢电压的增量ΔUd0，补偿ΔIdR 压降，就使转速基本维持不变。

4．有一V －M 调速系统，已知电动机的电势系数Ce ＝1.27(v/rpm)，IN ＝15A ，nN ＝150转／分，电枢回路总电阻R ＝3Ω，晶闸管整流装置的放大倍数Ks ＝30，要求调速范围D ＝20，S ＝10％，（1）计算开环系统的静态速降和调速要求所允许的静态速降。