《电力拖动自动控制系统》习题答案1

磁时间常数，机电时间常数0.012lT=0.12mT=，电流反馈滤波时间常数， 转速反馈滤波时间常数。额定转速时的给定电压 ，调节器ASR、 ACR饱和输出电压。 0.0025oiTs=

0.015onT=()10nNU.= 8,6.5imomUVU.==

系统的静、动态指标为：稳态无静差，调速范围D=10，电流超调量5%iσ≤，空载起 动到额定转速时的转速超调量10%nσ≤。试求：

（1）确定电流反馈系数β（假设起动电流限制在339A以内）和转速反馈系数α；

（2）试设计电流调节器ACR，计算其参数iR、、。画出其电路图，调节器输 入回路电阻

iCoiC040Rk=Ω；

（3）设计转速调节器ASR，计算其参数nR、、。（nConC040Rk=Ω）；

（4）计算电动机带40%额定负载起动到最低转速时的转速超调量nσ。

（5）计算空栽起动到额定转速的时间。

解：1.电流反馈系数β和转速反馈系数α分别为

80.0236/

339imdmUVAIβ. ===

max100.01min/ 1000nmUVrnα. ===.

2.（1）确定时间常数

① 整流装置滞后时间常数Ts.按表1-2,三相零式电路的平均失控时间Ts=0.0033s.

② 电流滤波时间常数Toi.三相桥式电路每个波头的时间是3.3ms,为了基本滤平波头,应有 (1–2)Toi=3.33ms,因此取Toi=2.5ms=0.0025s.

③ 电流环小时间常数之和.按小时间常数近似处理,取 iTΣ0.0058SoiiTTT=+=Σ

（2）选择电流调节器结构

根据设计要求iσ≤5℅,并保证稳态电流无差,可按典型I型系统设计电流调节器.电流 环控制对象是双惯性型的,因此可用PI型电流调节器,其传递函数见式(2-57).

检查对电源电压的抗扰性能: 0.0122.070.0058liTsTs==

Σ,参照表2-3的典型I型系统动态 抗扰性能,各项指标都是可以接受的.

（3）计算电流调节器参数

电流调节器超前时间常数: l=T=0.012siτ.

电流环开环增益:要求iσ≤5℅时,按表2-2,应取,因此 10.5iKT=Σ

1I0.50.5K80.0058isTs.=== Σ

于是,ACR的比例系数为:

860.0120.180.225350.0236IiisKRKKτβ××=== ×

（4）校验近似条件

电流环截止频率: 186ciIKsω.==

① 晶闸管整流装置传递函数的近似条件

111101330.0033cissTsω.== ×

满足近似条件.

② 忽略反电动势变化对对电流环动态影响的条件 1113379.060.120.012cimlsTTssω.=×=< ×

满足近似条件.

③ 电流环小时间常数近似处理条件

11111116.1330.00330.0025cisoisTTssω.=×=> ×

满足近似条件.

（5）计算调节器电阻电容

由图2-25,按所用运算放大器取0R=40kΩ,各电阻和电容值为 00.225409iiRKRkk==×Ω=

636300.0121.33101.33,1.33910440.00250.25100.25,0.24010iiioioiCFFFRTCFFFRτμμμμ. .

===×= ××===×= × 取 取

按照上述参数,电流环可以达到的动态跟随性能指标为iσ=4.3℅<5℅(见表2-2),满足设计 要求.

3. （1）确定时间常数

① 电流环等效时间常数1/.已取IK0.5IiKT=Σ, I1220.00580.0116KiTs==×=Σ

② 转速滤波时间常数.根据所用测速发电机纹波情况,取=0.01s. onTonT ③ 转速环小时间常数.按小时间常数近似处理,取 nTΣ1=0.0116s+0.015s=0.0266sonnITTK=+Σ

（2）选择转速调节器结构按照设计要求,选用PI调节器,其传递函数ASRWττnnnK（s+1） （s）= s

（3）计算转速调节器参数按跟随和抗扰性能都较好的原则,取h=3,则 ASR的超前时间常数 为=h=30.0266s=0.0798snnTτ×Σ

由式(2-75)可得转速环开环增益: 22222214314.12230.0266NnhKshT..+ === ××Σ