电力拖动自动控制系统答案

第一章 闭环控制的直流调速系统

1－1 为什么 PWM—电动机系统比晶闸管—电动机系统能够获得更好的动态性能？

答：PWM—电动机系统在很多方面有较大的优越性：

（1） 主电路线路简单，需用的功率器件少。

（2） 开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热都较小。

（3） 低速性能好，稳速精度高，调速范围宽，可达 1：10000 左右。

（4） 若与快速响应的电动机配合，则系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。

（5） 功率开关器件工作在开关状态，导通损耗小，当开关频率适当时，开关损耗也

不大，因而装置效率较高。

1

压 降低。但是，由于机电惯性，转速和反电动势还来不及变化，因而造成 ，很

快使电流 反向， 截止，在

d

2

3 流通，产生能耗制动作用。在 ＜Ｔ+ 时， 关断，

t

2

VT

d

i

沿回路 4 经 续流，向

电源回馈制动，与此同时， 两端压降钳住 使它不能导通。在制动状态中， 和

轮流导通，而 始终是关断的。

1

VD

1

1

2

2

VT

１－３ 调速范围和静差率的定义是什么？调速范围、静差速降和最小静差率之间有什么关

系？为什么说“脱离了调速范围，要满足给定的静差率也就容易得多了”？

答：生产机械要求电动机提供的最高转速和最低转速之比叫做调速范围，用字母Ｄ表示，即

max

min

N

N

N

速系统， 值一定，如果对静差率要求越严，即要求 s 值越小时，系统能够允许的调速

范围也越小。一个调速系统的调速范围，是指在最低速时还能满足所需静差率的转速可调范

围。

max

nr

nΔ

解 系统能够达到的调速范围为

１－５ 某闭环调速系统的调速范围是 1500~150r/min，要求系统的静差率 ，那么系

此时

则若要求系统的静差率由 10%减少到 5%，则系统的开环增益将变大。

（2）改变给定电压会改变电动机的转速，因为反馈控制系统完全服从给定作用。

（3）如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比或测速发电机的励磁发生了变化，

它不能得到反馈控制系统的抑制，反而会增大被调量的误差。反馈控制系统所能抑制的只是

被反馈环包围的前向通道上的扰动。

1—9 在转速负反馈调速系统中，当电网电压、负载转矩、电动机励磁电流、电枢电阻、测

速发电机励磁各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对上述各量有无调节能力？为

什么？

答：当电网电压发生变化时，系统对其有调节能力。因为电网电压是系统的给定反馈控制系

1—10 有一 V—M 调速系统。电动机参数为：

（1）计算开环系统的静态速降 和调速要求所允许的闭环静态速降 。

（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框图。

（3）调整该系统参数，使当 时，

多少？

（4）计算放大器所需的放大倍数。

解：（1）先计算电动机的电动势系数

220 12.5 1.2

12.5

246.9 / min

−

×