1、習題解答（供參考）習題二2.2系統的調速范圍是1000-100r/min,耍求靜差率s=2%,那么系統允許的靜 差轉速降是多少？解：an =，z/p（l-5）= l（）（）0x0.02/（10x0.98） = 2.04'77加系統允許的靜態速降為2.04卩加-2.3某一調速系統，在額定負載下，最高轉速特性為f林=1500min,繪低轉速特性為azomin = '50r/min ,帶額定負載時的速度降落a/v = 15r/min ,且在不 同轉速下額定速降不變，試問系統能夠達到的調速范圍有多大？系統允許的靜差率是多少？解：1）調速范圍dm喚（均指額定負載情況下）max = z?0

2、max = i 500 - 1 5 = 1485wmin = w0min -呱=150-15=135d = fax/"min =1485/135=112) 靜差率 $ = %/% = 15/150 = 10%2.4 直流電動機為 pn=74kw,un=220v, in=378a, nn=1430r/min, ra=0.023 q o 和控整流器內阻rrec=0.022q 采川降壓調速。半生產機械要求s=20%時，求系 統的調速范圍。如果s=30%時，則系統的調速范圍又為多少？ ？ 解： 0 = 0“ 一八&)/“ =(220-378x0.()23)/1430 = 0.147w

3、/y加an = /v r/ce = 378 x (0.023 + 0.022)/0.1478 = 115rpmd = nvs/a/7(l-5) = 1430x0.2/1115x(1-0.2) = 3.1d = nns/an(l-) = 1430x0.3/115x(1-03) = 5.332.5某龍門刨床工作臺采用v-m調速系統。已知直流電動機 & =60rwqn =220v,/n =305人，5 =io()()min , .4：電 路 總 電 阻 r=0.18 q ,ce=0.2 v min/r,求：(1) 門電流連續時，在額定負載下的轉速降落為多少？(2) 開環系統機械特性連續段在額

4、定轉速時的靜差率s“多少？(3) 若要滿足d=20,sw5%的要求，額定負載下的轉速降落乂為多少？解：(1) g = f x r/ce = 305x0.18/0.2 = 274.5/7 min(2) sn =%/% =274.5/(1000+274.5) = 21.5%(3) an = nns/d(-s) = 1000x 0.05/20x0.95 = 2.63/7 min2.6有一晶閘管穩壓電源，英穩態結構圖如圖所示，已知給定電壓：=8.眇、比例調節器放大系數kp=2、晶閘管裝置放大系數心=15、反饋系數y二().7。求:(1) 輸出電壓八(2)若把反饋線斷開，為何值？開壞時的輸出電圧是閉 壞

5、是的多少倍？(3)若把反饋系數減至y =0.35,旳保持同樣的輸出電壓時，給 定電壓：應為多少？解：(1) 二kk0；/(l + kpk) = 2xl5x8.8/(l + 2xl5x().7) = 12u(2) ud =8.8x2xl5 = 264v,jf環輸出電壓是閉環的22倍(3) u： =s(l + k/,ky)/k/,k、=12x(l + 2xl5x0.35)/(2xl5) = 4.6u2.7某閉壞調速系統的調速范i制是15()()r/min15()/min,耍求系統的靜差率5<5% ,那么系統允許的靜態速降是多少？如果開環系統的靜態速降是 100r/min,則閉環系統的開環放大

6、倍數應有多大？解：1) £> =川腫/門n(1 -s)10 = 1500x2%/a/vx 98%沁=1500x2%/98%x!0 = 3.06廠/ min2) k =(a/心 /a/?fz)-l = l00/3.06-1 = 31.72.8某閉環調速系統的開壞放大倍數為15 ih ,額定負載下電動機的速降為8 r/min,如果將開壞放大倍數提島到30,它的速降為多少？在同樣靜差率要求卜， 調速范圍可以擴大多少倍？解：=(i 4-=(1 + 15)x8 = 128如果將開壞放大倍數提高到30,則速降為：= 億屮 /(1 + k)= 128/(l + 30)= 4.13rpm在同樣

7、靜差率要求下，d可以擴大 g /d2 = 1937倍2.9 有一 vm 調速系統：電動機參數 pn=2.2kw, un=220v, in=12.5a, nn=150() r/min,電樞電阻ra=1.5q,電樞回路電抗器電阻rl=0.8q,整流裝置內阻ricc=l.0q, 觸發整流環節的放大倍數ks=35。要求系統滿足調速范用d=20,靜差率s<=io%o(1) 計算開環系統的詢態速降和調速要求所允許的閉壞靜態速降陽o(2) 釆用轉速負反饋組成閉壞系統，試畫出系統的原理圖和靜態結構圖。(3) 調整該系統參數,使當un*=15v時，i尸in，win，則轉速負反饋系數a 應該是多少？(4)

8、計算放大器所需的放大倍數。解：(1)n = (un-fnxra)/ce=>c =(220-12.5x1.5)/i5(x) = 201.25/1500 = 0.134v min/ rn = (un-ixrl)/ce=> 仏，=/v x r. /c； = 12.5x3.3/0.134 = 307.836r/ min沁=w/(d(1-5) = 1500x10%/(20* 90%) = 8.33r / min所以，a/?cz =8.33r/min(2)i.r(3) (4) n =(kpksu； -idr)/(ce(1 + /c) = ku； /a(l + )j-jdr/(ce(1 + /(

9、：)k 二(n()l)/ )1 二 307.836 / 8.33 -1 二 35.9551500 = 35.955 x 15 / a(l +35.955) - 12.5x3.3 /(0.134(1 + 35.955)a = 0.0096v min/可以求得，c；= 35.9550.134=1434"kg a35 * 0.0096也可以用粗略算法:kt> = kc, / ksa , kf = 35.955x0.134 / (35x0.() 1) = 13.762.10在題2.9的轉速負反饋系統中增設電流截止環節，要求堵轉電流l(lhl<21n,臨界截止電流idcr>2

10、in.應該選用多大的比較電壓和電流反饋采樣電阻？要求 電流反饋采樣電阻不超過上電路總電阻的1/3，如果做不到，盂要増加電流反饋放 人器，試畫出系統的原理圖和靜態結構圖，并計算電流反饋放人系數。這時電流 反饋采樣電阻和比較電壓各為多少？解：(1)i 仙1 521 “ = 25 a , i dcr >21 n = 5ade r u gm， com，r s/泅電 + udr$ =>25 = (15 + ucom)/rsrs=5quc()m =15x1.5 = 22.5v(他/3) = (1.0+1.5 + 0.8)/3 = l.lq, r,>(rj3) 不符合要求，取/?、= i.

11、1q,需加電流反饋放大器由于需要的檢測電阻值大，說明要求的電流信號值也大。要同時滿足檢測電 阻小和電流信號大的要求，則必須采用放大器，對電流信號進行放大。為此，取 r=lin » 則 e = 15x1.1 = 16.5“(3)當匚>/伽時,有kpk$u：/ce(l + k) - 心心心(/?$乙-如)心(1 + 利-磯心(1 + 灼 =kpk血:+ k" j/(c°(l + k)-(r + kpksk代)/d /(c,(l + k)當n=0時，g = kpk丄u： + k)/(/? + kpkkr” (u： + w k,rs 25 = (15 + 165kj

12、/11k, => . = 15/(22.5-13.5) = 1.36 2.11在題2.9的系統中，若主電路電感l=50mh,系統運動部分的飛輪慣量 gd2 = 1.6nm2,整流裝置采用三相零式電路，試判斷按題29要求設計的轉速負 反饋系統能否穩定運行？如要保證系統穩定運行，允許的最大開壞放大系數是多 少？解:l = 5()mh , gd2 =.6nm2 , /?e=3.3q , =0.134v / rpm 7； = l / /?£ = 0.05 / 3.3 = 0.0155tm = gd1 rr / (375cc；j = 1.6x 3.3 / (375 x (). 134x

13、0.134 x 30 / 3.14) = 5.28/64.33 = 0.0825t = 0.00333$k < tilt (7； + tj + r； /= o.o82 x(0.()15 + 0.00333) + o.oo3332 j/c0.0i5i* ().00333) =().()()15 + o.oo3332 / 0.00004983 = 30.52可見與前面的k>35.955相矛盾，故系統不穩定。要使系統能夠穩定運行，k最 大為30.52 o 2.12有一個晶閘-電動機調速系統，己知：電動機：pn = 2.8aw , un = 220v ,in = 15.64 , nn =

14、1500r/min,心= 15q,整流裝置內阻rnc =1 q，電樞回路電抗 器電阻/?, =0.8q ,觸發整流環節的放大倍數k$ =35。(1) 系統開壞丁作時，試計算調速范i韋i /)= 30時的靜差率$值。(2) 當d = 30, £ = 10%時,計算系統允許的穩態速降。(3) 如組成轉速負反饋有靜差調速系統，要求d = 30, 5 = 10%,在u；t = i0v時i/inn，計算轉速負反饋系數。和放大器放大系數心。解：ce =(220-15.6x1.5)/1500 = 0.13117 min/ r(1)% =znx/?e/c =15.6x3.3/0.1311= 392.

15、63 / mi n=1500/30 = 50s = 4“ / a/»omin = 392.68/ (392.68 + 50) = 88.7%(2)0=an /(a/2 + 50)a/z = 5/0.9 = 5.56r/min(3)i« = kpksu； !ce( + k)-rlid!ce( + k)ik = kpakjcejl500 = kpk$u；化(1+ k)(心 15.6)/q(1 + k)k = (ahp/,/a/?c/)-1 =(297.48/5.56)-1 = 52.5213旋轉編碼器光柵數1024,倍頻系數4,高頻時鐘脈沖頻率f0 = imhz,旋轉 編碼器輸

16、出的脈沖個數和高頻時鐘脈沖個數均采川16位計數器，m法測速時間 為0.01s,求轉速n = 15()0r/min和n = 150r/min時的測速分辨率和誤差率最大值。 解：(1) m 法：分辨率q = 1.465/ /minztc 1024x4x0.01最大誤差率：川=3些tztcn = 1500r/min 時,1500x4x1024x00160 60= 1024n = 15()/ / min15()x4x 1()24x0.0160= 102.4150。皿時,% = xl00% = xl00% = 0.098%嘶/min時,% = -xl00% = xl00% = 0.98%可見m法適合高速

17、。(2) t 法：分辨率：n = 1500/7 min 時,zn* 20 = 60九_%1024x4xl500260xi xlo6-1025x4x1500=171/ minn = 150/7 min 時.q =6o/o - zn1024x4x15()260x lx io6-1024x4x150=1.55/7 min最大誤差率：2欲ti n = 1500/7 min 時,當 n = 150/7 min 時，初60x106o”m. = 97.71024x4x150n = 1500/7 min 時,<3nrix % =1xl00%=1xl00% = ll.4%maxa72-l9.77-1歸50

18、in時，九疋砂foo決祈xioo%"%對見t法適合低速習題三3. 1雙閉壞調速系統的asr和acr均為pi調節器，設系統最大給定電壓u二二15v,=1500r/min, in =20a，電流過載倍數為2,電樞回路總電pj1/?=2q, k,二20,c=0. 127v.min/r,求：（1）半系統穩定運行在u：二5v, 億二10a時，系統的、匕、u：、匕和t/各為多少？ （2）電動機負載過人而堵轉時，t/：和/各為 多少？解：(1)a = um>i / /zv =15v/1500/77/n = 0.0 iv / rpmu* sv當 u： = 5v,轉速 n = - = 50()少

19、加”a ().0w /rpmu' 15v/? = = = 0.375v/l4404u： = flld = 0.375 *10= 3.75v = u,u 二 5 二 e + gr 二二 0.127*500+10*2 二彳巧厶訳r ks k,k,20即 n = 500rpm.un = 5v,t/； = j7. = 3.75v,= 4.175v（2）堵轉時，u； =0g=5v ,u 二匕。二(c/ + g?)二乙” j40*2二傅* kskskx 203.2在轉速、電流雙閉環調速系統中，兩個調節器asr, acr均采用pi調節器。己知參數：電動機：/=3. 7kw, un =220v, 1n

20、 =20a,=1000 r/min，電樞回路總電阻z?=1.5q,設“爲=u-m = ucm =8v,電樞冋路最大電流ldm =40a,電力電了變換器的放人系數心二40。試求:(1) 電流反饋系數0和轉速反饋系數a。(2) 電動機在最高轉速發生堵轉時的o, u：,um值。解.)s = = = ().2v / ag 404rjoy而話皿如2) 5o = e +仃心=cenn + idlr. = 40a * 1,5q = 60v這時：尤二汎匕皿，asr處于飽和，輸出垠大電流給定值。(/；=8v,=8v,uc=udq/ks = 60/40 = 1.5v3.3在轉速、電流雙閉壞調速系統中,調節器asr

21、, acr均采用pi調節器。半asr輸出達到“鳥二8v時，圭電路電流達到最大電流80ao -p|負載電流由40a增 加到70a時，試問：(1) ：應如何變化？(2) 應如何變化？(3)/值由哪 些條件決定？(丿 xv解.n 0 = = = ov / a因此嚴i電流從4()an7()a時，u：應從4v=>7v變化。2) uq要有所增加。3) 取決于電機速度和負載大小。因為 5嚴e + i出r廣c”n + i足u 二 so 二(c/i + jr)k廠k、3.5某反饋控制系統已校正成典型i型系統。已知時間常數t=os,要求階躍響 應超調量"w10%。(1) 系統的開環增益。(2) 計

22、算過渡過程時間。和上升時間匚；(3) 繪出開壞對數幅頻特性。如果要求上升時間/r 0.25s,則k二?，7%=?解：取 kt = 0.69,= 0.6, er% = 9.5%(1)系統開環增益：at =0.69/7 = 0.69/0二6.9(1/s) 上升時間rr=3.37 = 0.33s 過度過程時間：3t «= 6t = 6x0.1 = 0.6$現(3)女口要求° v0.25s,查表 3-1 則丿應取 kt = l,§ = 0.5 , ° =2.4卩= 2.4*()=0.24$ 這時 k = /t = 10,超調量=16.3%03.6有一個系統，其控

23、制對象的傳遞函數為($)= £：二賈加，要求設計一個 無靜差系統，在階躍輸入下系統超調暈7%w5% (按線性系統考慮)。試對系統 進行動態校正，決定調節器結構，并選擇其參數。解：按典型i型系統設計，選kt = 0.5,§ = 0.707,查表31,得b% = 4.3%。選i調節器，w(s) = £,校正后系統的開環傳遞函數為 w(s) =丄一-,這樣，t=0.0l, k=10/r ,已選 kt=().5, 5w k=().5/t=5(),所以 rs (o.ok + l)r=l0/at = 10/50 = 0.25 ,積分調節器：w($) = = j ots 0.2

24、s3.7有一個閉壞系統，其控制對象的傳遞函數為%(滬要求 校正為典世ii烈系統，在階躍輸入下系統超調hb %w3()% (按線性系統考慮)。 試決定調節器結構，并選擇其參數。解：應選擇pi調節器，wm($)=“e + i),校止后系統的開環代遞函數w(s)=©(" + l)瓦, tsts5(7 + 1)對照典型【型系統，k = ki,k/t9選h=8,杳表34 (7%二27.2%,滿足設1+要求。 這樣萬=力廠=8*0.02 = 0.16$ ,針手念”鷗心十/k嚴"0.m0抑3. 8在一個由三相零式晶閘管整流裝置供電的轉速、電流雙閉壞調速系統中，已 知電動機的額定

25、數據為：pn =60kw, un =220v, m =308a, s =100()/min，電 動勢系數ct,=0. 196 v min/r,主回路總電陽/?二0. 18q,觸發整流壞節的放人倍數 心=35。電磁時間常數7二0. 012s,機電時間常數7；二0. 12s,電流反饋濾波時間常 數7；”二00025s,轉速反饋濾波時間常數八”=0015so額定轉速時的給定電爪(ujn =10v,調節器asr, acr飽和輸出電壓u >8v, ucb二6. 5vo系統的靜、動態拆標為：穩態無靜差，調速范閑0=10, ill流超調吊° w5%，空載起 動到額定轉速時的轉速超調量qwlo

26、%。試求：(1) 確定電流反饋系數b (假設起動電流限制在l.lg以內)和轉速反饋系數a。(2) 試設計電流調節器acr,計算其參數比、c、c,:o畫出其電路圖，調節器 輸入回路電阻ro=40m o(3) 設計轉速調節器asr,計算其參數心、cn、cono (r()=40kq)(4) 計算電動機帶40%額定負載起動到最低轉速時的轉速超調量o no(5) 計算空載起動到額定轉速的時間。解:(1) p = t/；, / idm = 8v / (1. i *) = 8v / 339a = 0.0236v / arz=10/1000 = 0.01vmin/r(2)電流調節器設計確定時間常數：a)t =

27、0.003335b) tai = 0.0025sc) ' =心 + t = 0.0025 + ().00333 = 0.00583s電流調節器結構確定：因為°s5%,可按典型i型系統設計，選用pi調節器，叱©)=空迂巴, 電流調節器參數確定：r, =7； =0.0125,選k査產05,k產05/7=8576昇,=0.224 ok.tr 85.76x0.012x0.18 k、0 35x0.0173校驗等效條件：m, = kt =85.76廠“)電力電子裝置傳遞函數的近似條件:礦碩而一1= 79.06s"1 < co.0.12x0.012c/c)電流環小

28、時間常數的近似條件丄工 =j'- 3 * 丁幾 3 v 0.00333x0.0025忽略反電勢的影響的近似條件：3t7_3=115.52廣 > coi可見滿足近似等效條件，電流調節器的實現：選他=40k,則:% = kr=()224x4()k = 8.96k,取 9k.n c, =r/?, =0.012/(9x103) = 1.33/f由此，co/ = 47； / r)= 4xo.(x)25/40xl03= 025“f(3) 速度調節器設計確定時間常數：a) 電流環等效時間常數1 / k,:因為g = 0.5貝 i/k,= 27；, = 2x0.00583 = 0.011665b

29、) r=o.oi5c) 抵=1 /k, + tm =0.01166 + 0.015 = 0.02666s速度調節器結構確定：按照無靜差的要求，應選用pi調節器，wasr(s) = «畑力),速度調節器參數確定：*tn =力兀”，取力=5, tn =/?7；= 0.13335k _ (a + dygcj； _ 6x0.0236x0.196x().12 _6 94" ihart 2x5x0.01x0.18x0.02666 '校驗等效條件：% = kj 3 = k、q = 168.82x0.1333 = 22.5昇電流環近似條件丄 e = 1j-85,76 - = 40.

30、435-' >3 億，3 v 0.00583"0.015b)轉速環小時間常數近似辭淫西=25.2昇% 可見滿足近似等效條件。轉速超調量的校驗（空載z=0）= 11.23% >10%轉速超調帚:的校驗結果表明，上述設計不符合要求。因此需重新設計。査表，應取小一些的h,選h=3進行設計。按h=3,速度調節辭參數確定如下：tn = hnn = 0.07998.ykn =(/7 + l)/2/727?n =4/(2x9x().026662) = 312.656$ 2kn = (h + )/3ctin/2hartyii =4x0.0236x0.196x0.12/(2x3x0

31、.01x08x0.02666) = 7.()校驗等效條件：% = k、g=312.656x0.07998 = 25"d) l / 3(k 兀 j" = i / 3(85 76 /().o()583)"2 = 40.43昇 >b)/3(k, / 7；,j,/2 =1/3(85.76/0.015),/2 =25.25_, >a)en 可見滿足近似等效條件。轉速超調量的校驗：=2x72.2%xl.lx(308x0.18/0.196x1000)x(0.02666/0.12) = 9.97% <10%轉速超調量的校驗結杲表明，上述設計符合要求。速度調節器的

32、實現:選r嚴40k,則rn = knxrq = 7.6x40 = 304k,取310k。c = tj r, = 0.07998/3ioxio3= o.258/fcon = 47；” /rq = 4xo.oi5/4()xlo3 = 1.5/f4) 4()%額定負載起動到最低轉速時：<j% = 2x72.2%x(l一 0.4) x (308 x 0.18 / 0.196 x 1 ()0) x (0.02666 / 0.12) = 63.5%5) 空載起動到額定轉速的時間是：(書上無此公式)僅考慮起動過程的第二階段。楓據電機運動方稈:d"二 cjjdm _ 5）二 r% _ /血）二

33、仃 _）r dt _ gdj_ _ c gd，r _ <lm dl ctlnj7? cr 375c cm c所以:096*02*1000 _八仆（1*308-0）*083. 10有一轉速、電流雙閉壞調速系統，主電路采川三相橋式整流電路。已知電動 機參數為：p、二500kw, u、二750v, i、二760a, ns=375 r/min ,電動勢系數 ce =1. 82v.min/r，電樞回路總電阻r=0. 14 q ,允許電流過載倍數x =1. 5,觸發整流 壞節的放大倍數k二75,電磁時間常數7；二0. 031s,機電時間常數7；產0. 112s,電流 反饋濾波時間常數to產0. 00

34、2s,轉速反饋濾波時間常數心二0. 02so設調節器輸入 輸出電壓uih>1.；=嘰=10v,調節器輸入電阻ro=4okq o設計指標:穩態無靜差，電流超調量“w5%,空載起動到額定轉速時的轉速超調 量6 w 10%o電流調節器己按典型i型系統設計，并取參數kt=0.5o（1）選擇轉速調節器結構，并計算其參數。解:（i）（2）計算電流環的截止頻率©和轉速環的截止頻率©”，并考慮它們是否合理?a = = = 0.0267v min/ r nn 375電流調節器已按典型型系統設計如下:a)ts =0.001765確定時間常數:b)toi = 0.0025c)7；. =0.

35、003675電流調節器結構確定：i大為o%<5%,可按典型i型系統設計，選用pi調節器,wacr(s)=ki(tis+1 )/t|s,t|/txi=0.031/0.00367=8.25< 10電流調節器參數確定：口二t】=0.03ls,kit滬0.5,o.5/t»=i3624 sj& = k,t,r/k、0 = 136.24x0.031x0.14/75x0.00877 = 0.899校驗等效條件:(oci=ki= 136.24 s'1)1/37 =1/3x0.00167 = 199.6r' >6y,*)(l/7；,7；),/2 =3(l/0.

36、112x0.031),/2 =50.9r' < a)elcl/3(1 /tt,y,2 = 1/3(1/().(x)167x0.002),/2 = 182.39s" >coci可見滿足近似等效條件。電流調節器的實現:選ro=4ok,則/?. = kt x 7?0 = 0.899x40 = 35.96 取 36kg=tr嚴().031/36x10 = 0.86/f= 4幾 /?()= 4x().()()2 /4()x 1(尸=0.2“/速度調節器設計確定時間常數：a) 電流壞等效時間常數 l/k|：因為 kitii= 0.5 貝0 l/ki=2tyi=2*0.0036

37、7=0.00734sb) b)ton=0.02sc) c)tln= 1 /k+ton=0.()()734+0.()2=0.02734s速度調節器結構確定：按照無靜差的要求，應選用pi調節器，wasr(s)=kn(tns+l)/tns速度調節器參數確定：tn=htzn,選 h=5,則 tn=htzn=o. 1367s,kn=(h+1)/ (2h2tn) =6/2*25*0.02734?二160.54 s-2kn=(h+l)pcctm/(2hartxn)=6*0.00877* 1.82*0.112/2*5*0.0267*0.14*0.02734= 10.5校驗等效條件：cocn=kn/ooi=kn

38、tn= 160.54*0.1367 =21.946 <2a) l/3(ki/tyi),/2=l/3(136.24/0.00367),/2=64.22s-1>(dcnb) l/3(k|/ton)1/2=l/3(l36.24/0.02),/2=27.5ls_,>g)cn可見滿足近似等效條件。速度調節器的實現：選ro=40k,則rn=k,*ro=10.5*40=420k由 此cn=tn/rn=0.1367/420* 10 =0.325pf取 o.33pfcon=4ton/ro=4*0.02/40* 103=2gf2) 電流環的截止頻率是:coci=ki= 136.24 sd速度環的

39、截止頻率是：cocn=21.946 s'2從電流環和速度環的截止頻率可以看岀，電流環比速度環要快，在保證每個壞都穩定的情況下，再求系統的快速性，充分體現了多壞控制系統的設計特點。l/db03.11在個轉速、電流雙閉環vm系統中，轉速調節器asr,電流調節器acr 均采用pi調節器。(1) 在此系統屮，當轉速給定信號最大值unm =15v時,n=nn=1500r/min;電流給定 信號最大值u二10v時,允許最大電流l.ir=30a,電樞回路總電阻r=2q,晶閘管裝 置的放大倍數ks=30 ,電動機額定電流l =20a ,電動勢系數g =0. 128v.min/ro 現系統在un*=5v

40、 , idi=20a時穩定運行。求此時的穩態轉速n=? acr的輸出電壓 山=?(2) mi系統在上述情況下運行時，電動機突然失磁(c=0),系統將會發牛什么現 象？試分析并說明之。若系統能夠穩定下來，則穩定后n=? u,=? u；=?匕二？ 1.f? uc =?(3) 該系統轉速壞按典ii m系統設計，且按mmm準則選擇參數，取中頻寬1匸5, 已知轉速環小時間常數t“ =0. 05s ,求轉速壞在跟隨給定作用下的開環傳遞函數, 并計算出放大系數及0時間常數。(4) 該系統由空載(/產0)突加額定負載時，電流和轉速弭的動態過程波形是怎樣的?己知機電時間常數7；嚴0.05s,計算其繪大動態速降心

41、喚和恢復時間rv o1) a= u*nm/nn =15/1500=0.01 vmin/r卩二 u*inl/idm = 10/30=0.33 v/au*n =5 v, n=u*n/a=5/0.01 =500 r/minuc=udo/ks=(e+idrz)/ks=(cen+iduri)/ks=(0.128*500+20*2)/30=3.467 v2) 在上述穩定運行情況下，電動機突然失磁 3=0)則電動機無電動轉矩,轉速迅速卜降到零，轉速調節器很快達到飽和，要求整流裝置輸出故大電流un o 因此，系統穩定后，n=0» un=0u*i=u%i=10, uj=u*i = ioid=idm=3

42、0auc=udo/ks=(e+idre)/ks=(o+3o*2)/3o=2 v3) 在跟隨給定作用下，轉速環處于線性狀態，此時系統的開環傳遞函數是:tn=htzn=5*0.05=0.25stn=0.05skn 二(h+1 )/2h2t2=6/2*25*0.052=48s-24) 空載突加額定負載時，轉速有動態降落。(p93,94)anb=2(x-z)anntln/tm=2*( 1 -0)*20*2/0.128*(0.05/0.05)= 625 r/min i cb=2fk2t=2idnrtln/cetm=2*20*2*0.05/0.128*0.05=625 r/min 最大動態速降：anmax

43、=(acmax/cb)：i：anb=81.2%*625 =507.5 r/min 恢復時間:tv=8.8t=8.8*0.05=0.44s(p81 表)習題五5. 8兩電平pwm逆變器主凹路，采用雙極性調制時，用“1”表示上橋臂開通，“0” 表示上橋佛關斷，共有幾種開關狀態，寫出其開關函數。根據開關狀態寫出其電 壓空間矢量表達式，畫出空間電壓矢量圖。解：兩電平pwm逆變器主回路:zi zi 2i5丄冬#*斗ziia> -l-1$ -i-r、czzil.t2i21采用雙極性調制時，忽略死區時間影響，用“1”表示上橋臂開通，“0”表示下橋臂開通,逆變器輸出端電壓:s = 1s = 02(2s,

44、 1)以直流電源屮點°為參考點us = (ua + ubej7 + uce,2/)sbscua%wc叫%0005252520100生2匕22“2110企2生2_s.2“3010一匕2生220112百22帥“50012252“610125252“7111百22520空間電壓矢竝圖:5. 9泊三相電壓分別為、,如何定義三相定了電壓空間矢量j。、 u加、%。和合成矢gus寫出他們的表達式。解：a, b,c為定子三相繞組的軸線，定義三和電床空間矢量：uao =uaoubo = uboei7：2yuco ucoe合成矢量：us = uao + 11 bo + uco = uao + uro&q

45、uot;" +'5. 10忽略定子電阻的影響，討論定子電爪空間矢量與定子磁鏈的關系，半三相電壓5。、%、"co為正弦對稱時，寫出電壓空間矢量叮與定子磁鏈屮$的 表達式，畫出冬自的運動軌跡。解：用合成空間矢量表示的定子電壓方程式：5+警忽略定子電阻的影響，必«j吆力'即電壓空間矢量的積分為定子磁鏈的增量。半三相電壓為正弦對稱時，定子磁鏈旋轉矢量 叭=叭嚴5電fr空間矢量：j(0v+£+(p)叫=3m&-5.11采用電壓空間矢spwm調制方法,若直流電壓叫恒定,如何協調輸出電壓 與輸出頻率的關系。解：直流電圧恒定則六個基本電爪空間矢量的幅值一定，開關周期刀嚴希丁，3/vvv)(0 “0 (0 0 “0譏山j,/廠/，零矢量作用時間增加，所以插入零矢量可以協調輸出電壓 與輸出頻率的關系。5.12兩電pwm逆變器主冋路的輸出電床矢量是有限的，若期望輸出電壓矢量叫的幅值小于直流電壓叫,空間角度&任意,如