电力拖动自动控制系统课后答案
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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 =∆==
2.5 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=0.18
Ω,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 r ∆=⨯=⨯= (2) 0274.5274.5)21.5%N N S n n =∆=+=
(3) [(1)]10000.05[200.95] 2.63/min N n n S D s r ∆=-=⨯⨯=
2.7 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 ∆=⨯⨯=
2.9 有一V-M 调速系统:电动机参数P N =2.2kW, U N =220V, I N =12.5A, n N =1500 r/min ,电枢电阻R a =1.5Ω,电枢回路电抗器电阻RL=0.8Ω,整流装置内阻R rec =1.0Ω,触发整流环节的放大倍数K s =35。要求系统满足调速范围D=20,静差率S<=10%。 (1)计算开环系统的静态速降Δn op 和调速要求所允许的闭环静态速降Δn cl 。 (2)采用转速负反馈组成闭环系统,试画出系统的原理图和静态结构图。 (3)调整该系统参数,使当U n *=15V 时,I d =I N ,n=n N ,则转速负反馈系数 α应该是多少?
(4)计算放大器所需的放大倍数。 解:(1)
()()/22012.5 1.5/1500201.25/15000.134min/N N a e
e n U I R C C V r
=-⨯⇒=-⨯==
()//12.5 3.3/0.134307.836/min
N N e
op N e n U I R C n I R C r ∑∑=-⨯⇒∆=⨯=⨯=
()()/1150010%/20*90%8.33/min N N n n s D s r ∆=-=⨯=()
所以,min /33.8r n cl =∆ (2)
(3)(4)()()()()[]
()()[]K C R I K KU K C R I U K K n e d n e d n s p +-+=+-=*
*1/1/1/α
()/1307.836/8.33135.955op cl K n n =∆∆-=-=
()()()150035.95515/135.95512.5 3.3/0.134135.955α⎡⎤=⎡⨯+⎤-⨯+⎣⎦⎣⎦
r
V min/0096.0=⇒α
可以求得,*35.955*0.134
14.34*35*0.0096
e p s K C K K α=
== 也可以用粗略算法:
n U U n n
α=≈*
,01.01500
15
*===n U n α 2.12 有一个晶闸-电动机调速系统,已知:电动机:kW P N 8.2=,V U N 220=,
A I N 6.15=,1500=N n r/min ,a R =1.5Ω,整流装置内阻rec R =1Ω, 电枢回路电抗器
电阻L R =0.8Ω, 触发整流环节的放大倍数35=s K 。
(1)系统开环工作时,试计算调速范围30=D 时的静差率s 值。 (2)当30=D ,%10=s 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30=D ,%10=s ,
在V U n 10*
=时N d I I =,N n n =,计算转速负反馈系数α和放大器放大系数p K 。
解:
()r V C e m in/1311.01500/5.16.15220=⨯-=
(1)
()min 0min /15.6 3.3/0.1311392.68/min 1500/3050
/392.68/392.685088.7%
op N e op n I R C r n s n n ∑∆=⨯=⨯====∆∆=+=
(2)
()min
/56.59.0/550/1.0r n n n ==∆+∆∆=
(3)
()()⎪⎩
⎪⎨
⎧=+-+=∑e s p e d e n s p C K K K K C I R K C U K K n /1/1/*α ()()()
()
()⎪⎩⎪⎨⎧=-=-∆∆=+-+=∑5
.52156.5/48.2971/1/6.151/1500*cl op e e n s p n n K K C R K C U K K