1、電力拖動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)習(xí)題2-2少解:調(diào)速系統(tǒng)的調(diào)速范圍是系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降nNsn002X100(1s)(1002)2-51000100r/min，要求靜差率=204(rmin)某龍門刨床工作臺(tái)采用晶閘管整流器-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)=220VIn=305A,nN1=000r/min,=02Vminr,求:(2)當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的靜差率解:額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落n4多少，才能滿足(1)當(dāng)電流連續(xù)時(shí)，在額定負(fù)載下的轉(zhuǎn)速降落InR305X0nN=C(2)開環(huán)系統(tǒng)機(jī)械特性連續(xù)段在額定轉(zhuǎn)速時(shí)的靜差率nN2-6系數(shù)(2)(3)解：(2)時(shí)的(3)

2、s=2%,那么系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降是多已知直流電動(dòng)機(jī)Pn=60kW,主電路總電阻R=018N為多少s南少D=20,s5%求。18一=274min5(r)2745sn=nN+nN1000+2745額定負(fù)載下滿足D=20,sL21.Kl=5V+計(jì)算可得&=L5。，IRs/R =1 / 3圖見49頁2-11在題2-9的系統(tǒng)中，若主電路電感L=50mH,系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)部分的飛輪慣量GD：kL6Y,】一整流裝置采用三川零太電路.俄判斷按題1-2要求設(shè)訃的轉(zhuǎn)速負(fù)反饋蔡統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行？圳果保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行.允許的最大開環(huán)放大祭數(shù)K是多少？解：計(jì)算系統(tǒng)中各環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)電磁時(shí)間常數(shù)T=R機(jī)電時(shí)間常數(shù)TmGD2R375

3、CeC m 375x30 x- x兀晶閘管裝置的滯后時(shí)間常數(shù)為Ts =為保證系統(tǒng)穩(wěn)定，應(yīng)滿足的穩(wěn)定條件:2KTm(T+Ts)+Ts2TTs可以穩(wěn)定運(yùn)行，最大開環(huán)放大系數(shù)是2-12有一晶閘管-電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，已知：電動(dòng)機(jī)nN1500r/minRa=15,整流裝置內(nèi)阻觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K=35。求：kWUn=220VInR=1電才區(qū)回路電抗器電阻Rl=08（1）系統(tǒng)開環(huán)時(shí)，試計(jì)算調(diào)速范圍=30D時(shí)的靜差率so=10%時(shí)，計(jì)算系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降。(3)如組居場(chǎng)賴卻有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求D=30, s = 10%,在 Un =10V 時(shí) Id = INn=nN,計(jì)算轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a和放大器放大系數(shù)Kp

4、o解：先計(jì)算電動(dòng)機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)系數(shù)CeUN INR 220 15 6X1 5 N N anN1500系統(tǒng)開環(huán)時(shí)的額定轉(zhuǎn)速降落=0 131(V min r)nNop_ I N (Ra + Rrec + RL) _ 15 6X(1 5+1+0 8)Ce(1)系統(tǒng)開環(huán)時(shí)，調(diào)速范圍0 131D = 30時(shí)的靜差率=393(r min)D nN30 X393s=nN + D nN=0 887 =% ; 1500 + 30 小93(2)nNnN s1500 X0 1=D(1 s)= 30X(1 0 1) -556( min )如組成轉(zhuǎn)速負(fù)反饋有靜差調(diào)速系統(tǒng)，要求D = 30, s =10% ,則系統(tǒng)開環(huán)放大

5、系數(shù)當(dāng)D=30,s=10%時(shí)，系統(tǒng)允許的穩(wěn)態(tài)速降nOp轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)a=Un放大器放大系數(shù)KpnN ，KC100 0067(V150069 .68X0 131K a35X0 0067min r)3931=1=8；5562-13旋轉(zhuǎn)編碼器光柵數(shù)為1024,倍數(shù)系數(shù)為4,高頻時(shí)時(shí)鐘脈沖頻率f=1MHz,旋轉(zhuǎn)能器輸出的脈沖個(gè)數(shù)和高頻時(shí)鐘脈沖個(gè)數(shù)均采用16位計(jì)算器，M法和T法測(cè)速時(shí)間均為，求轉(zhuǎn)速n=1500r/min和n=150r/min時(shí)的測(cè)速分辨率和誤差率最大值。解：(1)M法測(cè)速 TOC o 1-5 h z 6060轉(zhuǎn)速n=1500r/min和n=150r/min時(shí)的測(cè)速分辨率Q=M465ZTC1

6、024WX001cnZT1500X4096X001轉(zhuǎn)速n=1500r/min時(shí)，M=1024,誤差率最大值606011S=000097=0097%;M1024口,gnZT150X4096X001/、口主生曰上/擊轉(zhuǎn)速n=150r/min時(shí)，M=1024,反差率取大值6060max(2)M1102 4T法測(cè)速1“一 七0 0097 = 0 97% o轉(zhuǎn)速n=1500r/min 時(shí)，M60 f 60 M X10Q、加卜市 八十.=9 8 ,測(cè)速分辨率Zn 4096 M 500Zn4096 X150060 f Zn 60 X1 X104096 X1500F71誤差率最大值M2 198 11c,一=0

7、 103=103%。轉(zhuǎn)速 n=150r/min時(shí),60 f60 X1 X10,測(cè)速分辨率誤差率最大值Zn = 4096 X150。98Zn4096 M50=60 f Zn 60 X1 M04096 X150M2 198 11c,枳 0103 = 1 03%。3-1雙閉環(huán)直流Unm = iml=15V,R = 2 , K =20,(1)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在調(diào)速系統(tǒng)的ASR和ACR均為PI調(diào)節(jié)器，設(shè)系統(tǒng)最大給定電壓nN1=500r/min,IN=20A,電流過載倍數(shù)為2,電樞回路總電阻C=0127Vminr,求：5V,IdL=10A時(shí)，系統(tǒng)的nUnUiUi和U各為多少解：轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)U 15a= nm

8、 =5 = 0 01(V min r)nN1500電流反饋系數(shù)(1)當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行在二UmI dm5V ,152 X20= 0 375(V A)dL= 10A I 時(shí),U和U各為多少=5(V)Unn5Un=n=500(rmin)a001Ui=0dL=0375X10=375(V)Ud U =Ui = Ui = 3 75(V)C n + I dLR 0 127 X500 + 10X2K(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)負(fù)載過大而堵轉(zhuǎn)時(shí)，Ui20=4 175(V)on=0;B dm = 0 375 X2X20 = 15(V)Idm R 2 X20 X2204(V )。3-2在轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)中，兩個(gè)調(diào)節(jié)器

9、參數(shù)：電動(dòng)機(jī)：PN =3 7kW , U N = 220V ,總電阻 R = 1 .5;設(shè) U = U =U =8V, nm im -cm換器的放大倍數(shù)K =40。試求：InASR、ACR均采用 PI調(diào)節(jié)器。已知= 20A, nN =1000 r/min,電樞回路電樞回路最大電流1dm = 40A ,電力電子變(1)電流反饋系數(shù)(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)的UdUi , U和U 的值。解：(1)電流反饋系數(shù)U im 8I = 40 = 02 dm轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)U nm5 = nN(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)在最高轉(zhuǎn)速發(fā)生堵轉(zhuǎn)時(shí)，8= 0 008(V min/r)。1000n=0;Ud=Cn+IdmR=0

10、+40X15=60(V)Ui =Ui - IUdBIdm = 0 2X40 = 8(V)60K - 40=1 5(V) o3-5某反饋系統(tǒng)已校正成典型6 10% o(1)系統(tǒng)的開環(huán)增益。(2)計(jì)算過渡過程時(shí)間tI型系統(tǒng)。已知時(shí)間常數(shù) T=,要求階躍響應(yīng)超調(diào)量和上升時(shí)間t。(3)繪出開環(huán)對(duì)數(shù)幅頻特性。如果要求上升時(shí)間t 0 25s ,則 K= er =解：典型I型系統(tǒng)開環(huán)傳遞函數(shù)為W (s)=s(Ts + 1)(1)要求階躍響應(yīng)超調(diào)量bW10%,則要求KT069,為獲得盡量短的上升時(shí)間t,選擇KT=069；則K=069/01=69(2)過渡過程時(shí)間t=6T=6X01=06(s)；上升時(shí)間tr=3

11、3T=33X01=033(s)。(3)如果要求上升時(shí)間t 3A Cl忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)對(duì)電流環(huán)動(dòng)杰影響的條件3/=3xJ1=79.065-co.3丫7；3丫0.0033$乂0.0025s0滿足近似條件.忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)對(duì)電流環(huán)動(dòng)杰影響的條件3=3xJ1=79.065-,：3丫7；3丫0.0033$乂00025$“3.（1）確定時(shí)間常數(shù)滿足近似條件.7=2 xO.0058a =0.01 16s電流環(huán)等效時(shí)間常效】/3.日取火/心、=0.5,-=K：轉(zhuǎn)速混波時(shí)間常數(shù)7；“.根據(jù)所比測(cè)速發(fā)電機(jī)紋波恬況,取&-0.01s.轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)勺，.技小時(shí)間常數(shù)近似處理,取=+7r=0.0116s-0.0

12、15s=0.0266s乙”K（2）選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)按.出設(shè)計(jì)要求,選用P1調(diào)節(jié)器，其傳遞函數(shù)冷乂s）二一工-代（3）計(jì)算轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器參數(shù)技跟技和抗擾性能都較好的原則，取產(chǎn)3,貝3ASR的）前時(shí)間常數(shù)為r=hTy=3x0,0266s=().0798s由式：2-可得轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益：K、=勺+1”rr2=314.LC2“2hT、22x3x0.026627nF是,由式(2-76)可得ASP的比例系數(shù)為:p(人+D/Cy；4x0.0236x0.196x0.12IhaR=2x3x0.01x0.18x0.0266(4)檢驗(yàn)近似條件K由式：2-33）得轉(zhuǎn)速環(huán)截止頻率為：心=K,=314,1x0.0798sj=

13、25.LU1電流環(huán)傳遞函數(shù)笥化條件為：-1-=-X=40.6,V-1滿足簡化條件.3V代3V0.0058,”轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似處理?xiàng)l件為：=卜席廠=25.2小,滿足近似條件（5）計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容(5)計(jì)算調(diào)節(jié)器電阻和電容根據(jù)圖2-27,取4=40kQ,則=KI：R.=7.73x40AQ=309.2AQ,W1OAQC一0,09)二一07二10=0257F,W0257*FR310 x103產(chǎn)，C=也=F=Lx0FkL5聲F.取L54F.人40 x10(6)校核轉(zhuǎn)速熱調(diào)量一一I表二H二，萬尸二，匕，能酒工士要求.失:,iF衣是執(zhí)線性系統(tǒng)計(jì)算的，而突加階躍給定時(shí),ASR飽和,不符合線性系院的前提

14、，應(yīng)該按四I退飽和的情猊云新計(jì)算超調(diào)量,L7)由表2-7查得出力=3得=72.2%綱x0.1S*X合)牛等1八需,宣max%)(入工空載起動(dòng)到額胡C的時(shí)間,，言尚卷卜高淺荻x866W3-10有一轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)，主電路采用三相橋式整流電路。已知電動(dòng)機(jī)參數(shù)為：PN=500kW,UN=750V,IN=760A,nN=375r/min,電動(dòng)勢(shì)系數(shù)C=182Vmin/r,電樞回路總電阻R=014,允許電流過載倍數(shù)入二，觸發(fā)整流環(huán)節(jié)的放大倍數(shù)K=75,電磁時(shí)間常數(shù)T=0031s,機(jī)電時(shí)間常數(shù)Tm=0112s,電流反饋濾波時(shí)間常數(shù)T=0002s,轉(zhuǎn)速反饋濾波時(shí)間常數(shù)T-=002so設(shè)調(diào)節(jié)器輸入

15、輸出電壓Unm=Uim=Unm=10V,調(diào)節(jié)器輸入電阻R=40ko設(shè)計(jì)指標(biāo)：穩(wěn)態(tài)無靜差，電流超調(diào)量a5%,空載起動(dòng)到額定轉(zhuǎn)速時(shí)的轉(zhuǎn)速超調(diào)量%10%o電流調(diào)節(jié)器已按典型I型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并取參數(shù)KT=05。(1)選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，并計(jì)算其參數(shù)。w，并T考慮它們口=T+T=00037s,要求電流超調(diào)量b修鄧，應(yīng)取Kt=05,因此K=1351s。合理cn(1)電流環(huán)等效時(shí)間常數(shù)1/K=00074s；轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)T=1/K+T=00074+0017=00274s；s,電流反饋系數(shù)電流環(huán)小時(shí)間常數(shù)之和轉(zhuǎn)速反饋系數(shù)Uim晨頹0883U nm =10nN375選擇轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)，其傳遞函數(shù)為二 0 026

16、7(V min r)按跟隨和抗擾動(dòng)性能都較好的原則，取+WASR s ( s()=K n )S -h = 5,則ASR的超前時(shí)間常數(shù)為1n = hrn = 5 X0 0274 = 0 137s轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)增益h+15+1K N = 159 84s ,2h T沏 2 X5 X0 0274可彳導(dǎo)ASR的比例系數(shù)為(h + 1) PC Tm6X0 0088 X1 82 X0 112Kn =-=10 51 ;2h ocRT2n2X5 X0 0267 X0 14 X0 0274取調(diào)節(jié)器輸入電阻R = 40 k ，則Rn = KnR =10 51 X40 = 420 4k ,取 420kC = a.,滿足近

17、似條件;校驗(yàn)忽略反電動(dòng)勢(shì)變化對(duì)電流環(huán)動(dòng)態(tài)影響的條件3J=311=5091(s1),滿足近似條件;3VTT3100017X0002校驗(yàn)電流環(huán)傳遞函數(shù)近似條件=J=13=637(s)cn,滿足近似條件；3、T03V00037校驗(yàn)轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)近似條件1Ki11351、一=一J=274(s1)Wcn,滿足近似條件。3門0n3002校核轉(zhuǎn)速超調(diào)量_Cnb%=CbnCnNTyn=2（入z）二CbnTm760X0141=182-00274=2X0812X（150）X_I，82_X3750112內(nèi)009310%滿足設(shè)計(jì)要求。3-11在一個(gè)轉(zhuǎn)速.電流雙閉環(huán)V-Y系統(tǒng)中，轉(zhuǎn)遞調(diào)節(jié)器A$R,電流調(diào)節(jié)器ACR均采

18、用H調(diào)節(jié)器.（】）在此系統(tǒng)中t當(dāng)轉(zhuǎn)速給定信號(hào)最大值三15y時(shí)1日4-1500,mill；電流驗(yàn)定信號(hào)最大值10爐時(shí)*允許最大電流1一砧/電樞回路總電阻R=?Q.晶TM4JWI閘管裝置的放大倍數(shù)30,電動(dòng)機(jī)額定電流人,二204，電動(dòng)勢(shì)系數(shù)G=0J28Inimr,現(xiàn)系統(tǒng)在L：=5，=204時(shí)穩(wěn)定運(yùn)5求北時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n-?ACR的輸出電15Gl=?口）在此系統(tǒng)中，當(dāng)轉(zhuǎn)速綸定信號(hào)最大值=15時(shí),，4=1500Uiiin：電流給定信號(hào)最大值10/時(shí)，允許最大電藏/&=304,電樞回路總電用R=2CT晶閘管裝置的放大倍數(shù)=3。，電動(dòng)機(jī)額定電洸4=204.電動(dòng)勢(shì)系數(shù)C.=0J2Wmin/一現(xiàn)系統(tǒng)在U：=5匕

19、=20H時(shí)穩(wěn)定運(yùn)行.求此時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速n=?ACR的輸出電壓=?（2）當(dāng)系統(tǒng)在上述情況下運(yùn)行時(shí)，電動(dòng)機(jī)突然失磁（中=0J,系統(tǒng)將會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？試分析并說明.若系統(tǒng)能蝮穩(wěn)定下來,則穩(wěn)定后亡？L；=?L7=?/,=?L；=?門）該系統(tǒng)轉(zhuǎn)速環(huán)按典型11型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，且按財(cái)min準(zhǔn)則選擇參數(shù)，取中頻寬卜4.已知轉(zhuǎn)速環(huán)小時(shí)間常數(shù)7V,=（105占.求轉(zhuǎn)速環(huán)在貶隨給定作用卜的開環(huán)仲海南數(shù)，并廿算出放大系數(shù)及各時(shí)間常數(shù)。14）該系統(tǒng)由空裁C4；=0）突加額定負(fù)載時(shí)I電流/和轉(zhuǎn)速n的動(dòng)態(tài)之程波形是怎樣的？已知機(jī)電時(shí)間常數(shù)北=0.05&,計(jì)算其最大動(dòng)態(tài)速降A(chǔ)/1m和恢復(fù)忖怔4-一15解：(1)%=Vmin/r15

20、00*Un5n=500r/minUd0=Cen+IdR=104VUc=Ud0=VKs(2)當(dāng)電動(dòng)機(jī)突然失磁，電機(jī)停轉(zhuǎn)Un=0*Ui=Uim=10VUi=10VId=Idm=2V(3)W(s)= r =hT = sKn2h2T2=48s 248W(s)= 2 ss + 1)s + 1)(4) tv =Tm = sCbmaxc2RTE n(I dm IdL)幾=r / min5-1額nNC (%) n臺(tái)三相=卷異機(jī)必銘牌數(shù)據(jù)=9603min ,額定 頻率fN =50Hzm扇子 繞組為為：額底電壓380V = U ,Y聯(lián)接。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得 定子電阻Lm = 0 26HR=035,定子漏感L=0006H,

21、河繞組產(chǎn)生氣隙主磁通的等效電感轉(zhuǎn)子電阻R=05,轉(zhuǎn)子漏感L=0007H,轉(zhuǎn)子參數(shù)已折算到定子側(cè)，忽略鐵芯損耗。(1)畫出異步電動(dòng)機(jī)T形等效電路和簡化電路。(2)額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率SN,定子額定電流IN和額定電磁轉(zhuǎn)矩。(3)定子電壓和頻率均為額定值時(shí)，理想空載時(shí)的勵(lì)磁電流I。(4)定子電壓和頻率均為額定值時(shí)，臨界轉(zhuǎn)差率Sm和臨界轉(zhuǎn)矩Tem,畫出異步電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性解：(1)660fN60X50,(2)由于額te轉(zhuǎn)速nN=960/min,同步轉(zhuǎn)速n=1000(/),r=np=3rmin額定運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)差率邰=片=%詈=004由異步電動(dòng)機(jī) T形等效電路，R + j coLLC =1 + = 1 +j

22、CLmLmRj=12#Lm0 006 +0 260 35j內(nèi)1 023100 7tx0 26j 0 004 -1 023可得轉(zhuǎn)子相電流幅值R/八R+C一+3(L+CL)Sn22005035+1023X+(100u)X(0006+1023X0007)004220,1725939+170953=159735(A)氣隙磁通在定子每相繞組中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Eg=IrjRL+的；2=159735Xj15625+48361=2027352(V),Sn額定運(yùn)行時(shí)的勵(lì)磁電流幅值Eg=2027352二一一1007tX026=2482A)由異步電動(dòng)機(jī)簡化電路，額定運(yùn)行時(shí)的定子額定電流幅值,_Us_220I1N=:R_

23、22=；2JRs+-2.+2(Lls+L；)20035+-0A+(100Tt)2X(0006+0007)21s1004_220,.165.1225+16.6796=16.3164A)額定電磁轉(zhuǎn)矩Pm3np2r3X3205Te=Ir2=X1597352X=9137(Nm)(依據(jù)T形等效電路)m孫Sn100兀004或Pm3np2R；3X3205Te=I1N=X1631642X9533(Nm)(依據(jù)簡化等效電路)wm以sN1007t004(3)定子電壓和頻率均為額定值時(shí)，理想空載時(shí)的勵(lì)磁電流I_220業(yè)35+(100八)X(0006+026)=2633(A)(4)定子電壓和頻率均為額定值時(shí)，臨界轉(zhuǎn)差

24、率RSm=.rR+3(L+L)臨界轉(zhuǎn)矩05635+(100/)X(0006+0007)=0122Tem3npU2wR+Jr+co(L+L)3X3X220200X冗X035+J。35+(100/)X(0006+0007)=15583(Nm)什1_2、5-2異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)如習(xí)題5-1所不，回出調(diào)壓調(diào)速在_Un和一Un時(shí)的機(jī)械特性，計(jì)算臨 TOC o 1-5 h z 23界轉(zhuǎn)差率s和臨界轉(zhuǎn)矩T,分析氣隙磁通的變化，在額定電流下的電磁轉(zhuǎn)矩，分析在恒轉(zhuǎn)mem矩負(fù)載和風(fēng)機(jī)類負(fù)載兩種情況下，調(diào)壓調(diào)速的穩(wěn)定運(yùn)行范圍。解：定子相電壓改變，臨界轉(zhuǎn)差率不變，即0 5,0 35 +(100/)X(0 006+ 000

25、7)=0 12211當(dāng)調(diào)壓至LuN時(shí)，臨界轉(zhuǎn)矩Tem = -t242_ 4_當(dāng)調(diào)壓至2UN時(shí)，臨界轉(zhuǎn)矩Tem = 4T391=- X155 83 = 38 96( N44=4 X155 83 = 69 26(N9min),min)。氣隙磁通:隨定子電壓的降低而減小444fNskNs5-6異步電動(dòng)機(jī)參數(shù)如習(xí)題5-1所示，輸出頻率f等于額定頻率fN時(shí)，輸出電壓U等于額定電壓U,考慮低頻補(bǔ)償，若頻率f=0,輸出電壓U=10%Uo(1)求出基頻以下電壓頻率特性曲線U=f的表達(dá)式，并畫出特性曲線。(2)當(dāng)f=5Hz和f=2Hz時(shí)，比較補(bǔ)償與不補(bǔ)償?shù)臋C(jī)械特性曲線，兩種情況下的臨界轉(zhuǎn)矩Temax。解：(1)

26、U=220(A)斜率k=UN01Un=22022=396,fN0500考慮低頻補(bǔ)償時(shí)，電壓頻率特性曲線U=396f+22；.220,.,不補(bǔ)償時(shí)，電壓頻率特性曲線U=f=44f50(2)當(dāng)f=5Hz時(shí)A、不補(bǔ)償時(shí)，輸出電壓U=44f=22(V)，臨界轉(zhuǎn)矩3nU3X3X22,=一,23R+Jr+3(L+L)_20XnX035+,035+(10n)X(0006+0007)=78.084(Nm)B、補(bǔ)償時(shí)，輸出電壓U=3.96f+22=41.8(V)3nU3X3xT=-=_23R+Jr+3(L+L)20XnX035+，035+(10n)X(0006+0007)=281.883(Nm)當(dāng)f=2Hz時(shí)3

27、n U=,2co R + Jr + 3 (L + L，)A、不補(bǔ)償時(shí)，輸出電壓U=44f=8.8(V)，臨界轉(zhuǎn)矩 TOC o 1-5 h z _3X3X8XnX035+J035+(4冗)X(0006+0007)=37.666(Nm)B、補(bǔ)償時(shí)，輸出電壓U=6f+22=2(V)3nU3X3X29.92=23R+Jr+3(L+L)8x冗X035+,035+(4無)X(0006+0007)=435.419(Nm)5-8兩電平PWM逆變器主回路，采用雙極性調(diào)制時(shí)，用“1表示上橋臂開通，”0表示上橋臂關(guān)斷，共有幾種開關(guān)狀態(tài)，寫出其開關(guān)函數(shù)。根據(jù)開關(guān)狀態(tài)寫出其電壓矢量表達(dá)式畫出空間電壓矢量圖。解：序號(hào)開關(guān)

28、狀態(tài)開關(guān)代碼1VT.VT)VT21002VTiVl2Vl、1102vt2vt3vt40104VT,VT4VT,Oil5vr4vt5vt60016VTsVTeVTj1017VTVT,VT,1118VT2VT4vt6000SSca巴Wo0002_El2_L20100d2衛(wèi)22島110Ud2Ud2一旦2昌/*0102Ud2_El2趴/;011u2Ud2Ud2001旦2旦2Ud2朋/;%101Ud2旦2Ud2序/“7111火2Ud2Ud205-11采用電壓空間矢量PWM調(diào)制方法，若直流電壓Ud恒定，如何協(xié)調(diào)輸出電壓與輸出頻率的關(guān)系。解：在一個(gè)周期內(nèi)，6個(gè)有效工作矢量順序作用一次，定子磁鏈?zhǔn)噶渴且粋€(gè)封閉

29、的正六邊形。2Ttudh(k)|=|Ws(k)|=|u(k)|t二gudt二正六邊形定子磁鏈的大小與直流側(cè)電壓成正比，而與電源角頻率成反比。在基頻以下調(diào)速時(shí)應(yīng)保持正六邊形定子磁鏈的最大值恒定。若直流側(cè)電壓恒定，則W越小時(shí)，t越大，勢(shì)必導(dǎo)致墳(k)|增加。因此，要保持正六邊形定子磁鏈不變，必須使ud/co為常數(shù)，這意味著在變頻的同時(shí)必須調(diào)節(jié)直流電壓，造成了控制的復(fù)雜性。有效的方法是插入零矢量，當(dāng)零矢量作用時(shí)，定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽縒(k)=0,表明定子磁鏈?zhǔn)噶客Ａ舨粍?dòng)。有效工作矢量作用時(shí)間tt,零矢量作用時(shí)間t=tt,當(dāng)3t=3(t+t)=3時(shí)，定子磁鏈?zhǔn)噶康脑隽繛檎呅味ㄗ哟沛湹淖畲笾?2I%秣

30、H工的IM飛周以乜在直流電壓不變的條件下，要保持Ws(k)恒定，只要使t為常數(shù)即可。輸出頻率越低，t越大，零矢量作用時(shí)間t也越大，定子磁鏈?zhǔn)噶寇壽E停留的時(shí)間越長。由此可知，零矢量的插入有效地解決了定子磁鏈?zhǔn)噶糠蹬c旋轉(zhuǎn)速度的矛盾。6-1按磁動(dòng)勢(shì)等效、功率相等原則，三相坐標(biāo)系變換到兩相靜止坐標(biāo)系的變換矩陣為現(xiàn)有三相正弦對(duì)稱電流i=Imsin(變換后兩相靜止坐標(biāo)系中的電流3)tiB=Imsin(cot22)、ic=Imsin(cot3和is3,分析兩相電流的基本特征與三相電流的關(guān)系sPi解：2,322,32Imsin(t)./,2冗、3Imsin(cot)Imsingt)二一3,2Imcos(wt

31、)2冗、Imsin(wt+)36-2兩相靜止坐標(biāo)系到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的變換矩陣為cossinsincos將習(xí)題6-1中的靜止坐標(biāo)系中的電流i和in變換到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的電流apisd和isq，坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)速度為ddtCOo分析當(dāng)3=3時(shí)，電流isd和isq的基本特征,電流矢量幅值is=Ji2d+isq與三相電流幅值Im的關(guān)系，其中CO是三相電源角頻率isd和isq的表現(xiàn)形式。.isdcos解：=sinisqsincosImsin(垃)Imcos(3t)3Imsin(wt2Imcos(3t由坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)速度為d_=dt=wt+為初始角位置)(1)3I2sin(2)sdi=sq:i=.isd3Icm,

32、：oisisdisq3Irmsingt2Imcos(3t3，m)3t，則6-3按轉(zhuǎn)子磁鏈定向同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中狀態(tài)方程為Imsin(3stImCOs(5t坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)角速度為假定電流閉環(huán)控制性能足夠好，電流閉環(huán)控制的等效傳呼函數(shù)為慣性環(huán)節(jié)1 一 T sm1di1sm二i1dt+smism和ist ,輸出為T為等效慣性時(shí)間常數(shù)。畫出電流閉環(huán)控制歸系笄白惘態(tài)結(jié)構(gòu)圖，輸入為解：電流閉環(huán)控制后系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)圖如下:轉(zhuǎn)子磁鏈環(huán)節(jié)為穩(wěn)定的慣性環(huán)節(jié)；轉(zhuǎn)速通道存在積分環(huán)節(jié)，系統(tǒng)不穩(wěn)定，必須加轉(zhuǎn)速外環(huán)使 之穩(wěn)定。6-4鼠籠異步電動(dòng)機(jī)銘牌數(shù)據(jù)為：額定功率PN=3kW,額定電壓UN=380V,額定電流IN=69A,額

33、定轉(zhuǎn)速nN=400r/min,額定頻率fN=50Hz,定子繞組Y聯(lián)接。由實(shí)驗(yàn)測(cè)得定子電阻R=185,轉(zhuǎn)子電阻R=2658,定子電感L=0294H,轉(zhuǎn)子自感L=02898H,定、轉(zhuǎn)子互感Lm=02838H,轉(zhuǎn)子參數(shù)已折合到定子側(cè)，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=01284kgm,電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在額定工作狀態(tài)，試求轉(zhuǎn)子磁鏈W和按轉(zhuǎn)子磁鏈定向的定子電流兩個(gè)分量ism和ist。解：額定轉(zhuǎn)速nN=400r/min,額定頻率fN=50Hz,則電動(dòng)機(jī)極對(duì)數(shù)np=2,額定轉(zhuǎn)速3m27n=1466(rad/s)；3=np3m=2932(rad/s)；60設(shè)三相正弦對(duì)稱電流i=Imsin(2jfNt)=9758sin(100疝

34、)、iB = Imsin(2fNt學(xué))=9 758sin(100冠)、iC=Imsin（2fNt+2_l）=9758sin（100疝+富）,12 .32轉(zhuǎn)子電磁時(shí)間常數(shù)ImSin（2 /t）Im sin（2 fNt 22L）=321msin（2fNt +）311 951 sin（100 疝）11 951 cos（00 冠）丁 L 0 2898T =_= 0 109（s）,R 2 658電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行在額定工作狀態(tài)時(shí)Wra= + 2932 X0 109=0 0033 Xcos（100 疝）+ 0 1060Xsin（100疝）= 00033 Xsin （100 疝）+ 0 0006996 Xsin（100 冠）Xcos（100 冠）+ 0 1060 Xcos（100 疝）Wb =00033 Xcos（100 疝）0 0006996 Xsin（10O 疝）Xcos（100 疝）+ 0 1060 Xsin （100 疝）W = J” + T5 J。0033 + 0 1060 Q0 1061b 0 0033 Xcos（100 疝）+ 0 1060 Xsin（100 疝）0 10610 0311 Xcos（100 疝）+ 0 9991 Xsin（100 日）=0 0033Xsin（100 冠）+ 0 10