电力拖动自动控制系统运动控制系统第版习题答案

电流调节器参数确定: ?i?Tl?0.012s,选KIT?i?0.5,KI?0.5/T?i?85.76s?1，

Ki?KI?iR85.76?0.012?0.18??0.224。 Ks?35?0.0173校验等效条件：?ci?KI?85.76s?1

11a)电力电子装置传递函数的近似条件：?1?101.01??ci3TS3?0.00333b)忽略反电势的影响的近似条件： 311?3?79.06S?1??ciTmTl0.12?0.012

1111c)电流环小时间常数的近似条件：???115.52s?1??ci3TsT0i30.00333?0.0025可见满足近似等效条件，电流调节器的实现：选R0?40K,则：

Ri?KiR0?0.224?40K?8.96K,

取9K.

由此

Ci??i/Ri?0.012/(9?103)?1.33?FC0i?4T0i/R0?4?0.0025/40?10?0.25?F3

（3）速度调节器设计 确定时间常数：

a) 电流环等效时间常数1/KI:因为KIT?i?0.5

则 1/KI?2T?i?2?0.00583?0.01166s

b) Ton?0.015s

c) T?n?1/KI?Ton?0.01166?0.015?0.02666s

速度调节器结构确定：

按照无静差的要求，应选用PI调节器，

Kn(?ns?1), 速度调节器参数确定：

?nsWASR(s)??n?hT?n,取h?5,?n?hT?n?0.1333s

h?16??168.82s?222222hT?n2?5?0.02666(h?1)?CeTm6?0.0236?0.196?0.12??6.942h?RT?n2?5?0.01?0.18?0.02666KN?Kn?校验等效条件：

?cn?KN/?1?KN?n?168.82?0.1333?22.5s?1

1KI185.76a)电流环近似条件：??40.43s?1??cn3T?i30.005831KI185.76b)转速环小时间常数近似：??25.2s?1??cn3T0n30.015

可见满足近似等效条件。 转速超调量的校验 (空载Z=0）

?Cmax?nT308?0.180.02666)(??z)*N?n?2?81.2%?1.1??CbnTm0.196?10000.12

?n%?2*(?11.23%?10%转速超调量的校验结果表明，上述设计不符合要求。因此需重新设计。 查表，应取小一些的h，选h=3进行设计。

按h=3，速度调节器参数确定如下：?n?hT?n?0.07998s

22?2KN?(h?1)/2h2T?n?4/(2?9?0.02666)?312.656sKn?(h?1)?CeTm/2h?RT?n?4?0.0236?0.196?0.12/(2?3?0.01?0.18?0.02666)?7.6校验等效条件：?cn?KN/?1?KN?n?312.656?0.07998?25s?1

a)1/3(KI/T?i)1/2?1/3(85.76/0.00583)1/2?40.43s?1??cnb)1/3(KI/Ton)1/2?1/3(85.76/0.015)1/2?25.2s??cn?1

可见满足近似等效条件。

转速超调量的校验：

?n?2?72.2%?1.1?(308?0.18/0.196?1000)?(0.02666/0.12)?9.97%?10%

转速超调量的校验结果表明，上述设计符合要求。

速度调节器的实现：选R0?40K,则Rn?Kn?R0?7.6?40?304K,取310K。

Cn??n/Rn?0.07998/310?103?0.258?FCon?4Ton/R0?4?0.015/40?10?1.5?F3

4) 40%额定负载起动到最低转速时:

?n%?2?72.2%?(1.1?0.4)?(308?0.18/0.196?100)?(0.02666/0.12)?63.5%

5) 空载起动到额定转速的时间是：(书上无此公式）

仅考虑起动过程的第二阶段。

GD2dn根据电机运动方程：?Te?TL,375dtdnCm(Idm?IdL)R(Idm?IdL)R???(I?I)dmdLGD2GD2RdtCeTmCe375375CmCeCeTmn*0.196*0.12*1000t???0.385s所以：(Idm?IdL)R(1.1*308?0)*0.18

有一转速、电流双闭环调速系统,主电路采用三相桥式整流电路。已知电动机参数为：PN =500kW，UN =750V，IN =760A，nN=375 r/min，电动势系数Ce =·min/r, 电枢回路总电阻R=Ω,允许电流过载倍数λ=,触发整流环节的放大倍数Ks=75,电磁时间常数Tl=,机电时间常数Tm=,电流反馈滤波时间常数T0i=,转速反馈滤波时间常数T0n=。设调节器输入输出电压Unm*=Uim*= Unm =10V,调节器输入电阻R0=40kΩ。

设计指标:稳态无静差，电流超调量?i≤5%，空载起动到额定转速时的转速超调量?n≤10%。电流调节器已按典型I型系统设计,并取参数KT=。 （1）选择转速调节器结构,并计算其参数。