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1、电力拖动控制系统阶段练习22-1、转速、电流双闭环调速系统稳态运行时,两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是多少?为什么?答:当两个调节器都不饱和时,它们的输入偏差电压都是零转速调节器ASR的输出限幅电压决定了电流给定电压的最大值;电流调节器ACR的输出限幅电压US”限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。2-2.如果转速、电流双闭环调速系统中的转速调节器不是Pl调节器,而改为P调节器,对系统的静、动态性能将会产生什么影响?答:改为P调节器时其输出量总是正比于输入量,Pl调节器的输出量在动态过程中决定于输入量的积分,到达稳态时,输入为零,输出的稳态值与输入无关而是由它后面环节的需要决定的。2
2、-3、试从下述五个方面来比拟转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环调速系统:(1)调速系统的静态特性;(2)动态限流性能;(3)起动的快速性;(4)抗负载扰动的性能;(5)抗电源电压波动的性能。答:(1)转速、电流双闭环调速系统在稳态工作点上,转速是由给定电压U;决定的。ASR的输出量U:是由负载电流显决定的。控制电压UC的大小那么同时取决于和N或者说,同时取决于U;和/a。双闭环调速系统的稳态参数计算是和无静差系统的稳态计算相似。带电流截止环节的转速单闭环调速系统静态特性特点:电流负反应的作用相当于在主电路中串入一个大电阻KPKSRs,因而稳态速降极大,特性急剧下垂;比拟电压U
3、Com与给定电压U:的作用一致,好象把理想空载转速提高了。这样的两段式静特性常称作下垂特性或挖土机特性。(2)二方面均具有动态限流性能,性能相似的。(3)双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点:饱和非线性控制、转速超调、准时间最优控制。(4)由动态结构图中可以看出,负载扰动作用在电流环之后,因此只能靠转速调节器ASR来产生抗负载扰动的作用。在设计ASR时,应要求有较好的抗扰性能指标。(5)在单闭环调速系统中,电网电压扰动的作用点离被调量较远,调节作用受到多个环节的延滞,因此单闭环调速系统抵抗电压扰动的性能要差一些。双闭环系统中,由于增设了电流内环,电压波动可以通过电流反应得到比拟及时的调节
4、,不必等它影响到转速以后才能反应回来,抗扰性能大有改善。2-4在转速、电流双闭环调速系统中,两个调节器ASR、ACR均采用Pl调节器。参数:电动机:Pn=3.7kV,Un=220V,In=20A,nN=1000rmin,电枢回路总电阻,R=1.5,设u=UI=U.=8V,电枢回路最大电流/而=4(M,电力电子变换器的放大系数K=40。试求:(1)电流反应系数B和转速反应系数;(2)当电动机在最高速发生堵转时的U-O,U:,Ui,UC值。2-5、在一个由三相零式晶闸管整流装置供电的转速、电流双闭环调速系统中,电动机的额定数据为:Pn=kW,UN=220V,1n=308A,11n=1000rmin
5、,电动势系数G=O.196V.11in/r,主回路总电阻R,触发整流环节的放大倍数KS=35。电磁时间常数力s,机电时间常数7;尸0.12s,电流反应滤波时间常数九冷,转速反应滤波时间常数K行0.015s。额定转速时的给定电压(U;)n=8V,调节器ASRsACR饱和输出电压U;”=8V,Umn=6.5V。系统的静、动态指标为:稳态无静差,调速范围D=I0,电流超调量W5%,空载起动到额定转速时的转速超调量OWl0%。试求:(1)确定电流反应系数B(假设起动电流限制在339A以内)和转速反应系数a;(2)试设计电流调节器ACR,计算其参数R、C、C,i。画出其电路图,调节器输入回路电阻Ro=4O2;(3)设计转速调节器ASR,计算其参数吊、C“、Con.IR尸4(MC)。2-6.宜流电机额定转速N=375rnin,电枢电流额定值为/明=760A,允许过流倍数,计算机内部定点数占一个字的位置(16位),试确定数字控制系统的转速反应存储系数和电流反应存储系数,适当考虑余量。2-7、旋转编码器光栅数为1024,倍频系数为4,高频时钟脉冲频勤=1.Wz,旋转编码器输出的脉冲个数和高频时钟脉冲个数均采用16位计数器,M法和T法测速时间均为,求转速n=1500rmin和n=150rmin时的测速分辩率和误差率最大值。