电力拖动与运动控制系统第一章课后答案

《电力拖动自动控制系统》部分习题解答第一章1. 什么叫调速范围、静差率？它们之间有什么关系？怎样才能扩大调速范围？ 答：①调速范围——电动机在额定负载下调速时，允许的最高转速max n 与最低转速minn 之比叫做调速范围，用D 表示，即min max n nD =②静差率——当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速0n 之比，称作静差率S ，即0N n nS ∆=③直流变压调速系统中调速范围、静差率和额定速降之间的关系为)1(s n s n D N N -∆=④采用闭环控制方式，使转速降落N n ∆能够大幅度下降，才能保证在静差率S 不变的前提下扩大调速范围。

2. 某一调速系统，测得的最高转速特性为n 0max ＝1500 r/min ，带额定负载时的速降N n ∆＝15 r/min ，最低速特性为n 0min ＝100 r/min ，额定速降不变，试问系统能达到的调速范围有多大？系统允许的静差率是多少？解：已知N n ∆＝15 r/min ，有n max ＝n 0max －N n ∆＝1500 r/min －15 r/min ＝1485 r/min n min ＝n 0min －N n ∆＝100 r/min －15 r/min ＝85 r/min 于是调速范围47.17851585minmax ===n n D静差率%15%10010015%100min0=⨯=⨯∆=n n s N答：系统能达到的调速范围是17.47；允许的静差率是15%。

3. 为什么加负载后直流电动机的转速会降低，它的实质是什么？答：当负载电流增大后，电枢电阻上压降增大，使E 减小，导致转速n 必然下降。

实质是电枢电阻的存在导致压降增大。

4. 某调速系统的调速范围是1500 ~ 150 r/min ，要求静差率为s ＝2% ，那么系统允许的静态速降是多少？如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有多大？解：①已知101501500==D ，又)1(s n s n D N N -∆=06.3)02.01(1002.01500)1(N N =-⨯=-=∆s D s n n r/min也可以这样计算n n n n n s NNN ∆+∆=∆=min 0 min r/06.302.0102.01501min N =-⨯=-=∆s s n n ②因为 K1op cl +∆=∆n n所以 68.31106.31001K clop =-=-∆∆=n n答：要求静差率为s ＝2%时，系统允许的静态速降是3.06r/min ；如果开环系统的静态速降是100 r/min ，则闭环系统的开环放大系数应有31.68。

电力拖动自动控制系统课后习题答案全内含两份阮毅陈伯时HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】电力拖动自动控制系统 课后习题答案{全，内含两份，二无一失}——运动控制系统第四版{上海大学 阮毅 陈伯时}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 开关频率高，响应速度快，电流容易连续，系统频带宽，动态响应快，动态抗扰能力强。

1-2试分析有制动通路的不可逆PWM 变换器进行制动时，两个VT 是如何工作的？答：制动时，由于1g U 的脉冲变窄而导致d i 反向时，U g2变正，于是VT 2导通，VT 2导通，VT 1关断。

1-3调速范围和静差率的定义是什么？调速范围，静态速降和最小静差之间有什么关系为什么脱离了调速范围，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max n 和最低转速min n 之比叫做调速范围，用字母D 表示，即：m inm ax n n D负载由理想空载增加到额定值时，所对应的转速降落N n ∆与理想空载转速min 0n 之比，称为系统的静差率S,即：min0n n s N ∆= 调速范围，静差速降和最小静差之间的关系为：由于在一定的N n 下，D 越大，m in n 越小N n ∆又一定，则S 变大。

所以，如果不考虑D ，则S 的调节也就会容易，1-4．某一调速系统，测得的最高转速特性为m in /1500max 0r n =，最低转速特性为m in /150min 0r n =，带额定负载的速度降落m in /15r n N =∆，且不同转速下额定速降N n ∆不变，试问系统能够达到的调速范围有多大系统允许的静差率是多大解1-5闭环调速系统的调速范围是1500----150r/min ，要求系统的静差S<=2%,那末系统允许的静态速降是多少如果开环系统的静态速降是100r/min 则闭环系统的开环放大倍数应有多大1，min /06.3%)21(10%21500)1(101501500min max r S D S n n n n D N =-⨯≤-=∆===则 2，7.31106.31001=-≥+=∆∆K K n n cl op则1-6某闭环调速系统的开环放大倍数为15时，额定负载下电动机的速降为8 r/min ，如果将开环放大倍数他提高到30，它的速降为多少在同样静差率要求下，调速范围可以扩大多少倍同样静差率的条件下调速范围与开环放大倍数加1成正比1-7某调速系统的调速范围D=20，额定转速min /1500r n =，开环转速降落min /240r n Nop =∆，若要求静差率由10%减少到5%则系统的开环增益将如何变化？解：原系统在调速范围D=20，最小转速为：min /75201500max min r D n n ===， 原系统在范围D=20，静差率为10%时，开环增益为：静差率10%时原系统的开环增益为： 1-8转速单环调速系统有那些特点改变给定电压能否改变电动机的转速为什么如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压比是否能够改变转速为什么如果测速发电机的励磁发生了变化，系统有无克服这种干扰的能力答：1）闭环调速系统可以比开环调速系统硬得多的稳态特性，从而在保证一定静差率的要求下，能够提高调速范围。

电力拖动自动控制系统-运动控制系统思考题和课后习题答案(总30页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--电力拖动自动控制系统-运动控制系统（阮毅伯时）课后答案包括思考题和课后习题第2章2-1 直流电动机有哪几种调速方法各有哪些特点答：调压调速，弱磁调速，转子回路串电阻调速，变频调速。

特点略。

2-2 简述直流 PWM 变换器电路的基本结构。

答：直流 PWM 变换器基本结构如图，包括 IGBT 和续流二极管。

三相交流电经过整流滤波后送往直流 PWM 变换器，通过改变直流 PWM 变换器中 IGBT 的控制脉冲占空比，来调节直流 PWM 变换器输出电压大小，二极管起续流作用。

2-3 直流 PWM 变换器输出电压的特征是什么答：脉动直流电压。

2=4 为什么直流 PWM 变换器-电动机系统比 V-M 系统能够获得更好的动态性能答：直流 PWM 变换器和晶闸管整流装置均可看作是一阶惯性环节。

其中直流PWM 变换器的时间常数 Ts 等于其 IGBT 控制脉冲周期（1/fc），而晶闸管整流装置的时间常数 Ts 通常取其最大失控时间的一半（1/（2mf）。

因 fc 通常为 kHz 级，而 f 通常为工频（50 或 60Hz）为一周），m 整流电压的脉波数，通常也不会超过 20，故直流 PWM 变换器时间常数通常比晶闸管整流装置时间常数更小，从而响应更快，动态性能更好。

2=5 在直流脉宽调速系统中，当电动机停止不动时，电枢两端是否还有电压电路中是否还有电流为什么答：电枢两端还有电压，因为在直流脉宽调速系统中，电动机电枢两端电压仅取决于直流 PWM 变换器的输出。

电枢回路中还有电流，因为电枢电压和电枢电阻的存在。

2-6 直流 PWM 变换器主电路中反并联二极管有何作用如果二极管断路会产生什么后果答：为电动机提供续流通道。

若二极管断路则会使电动机在电枢电压瞬时值为零时产生过电压。

电⼒拖动运动控制系统平时作业答案第⼀章1、请画出运动控制系统及其组成的框图。

答：运动控制系统由电动机、功率放⼤与变换装置、控制器及相应的传感器等构成，其框图如下：2、如果请你设计⼀辆电动滑板车，请问这个电动滑板车的构成？答：由刹车开关、电池电压取样、限流保护、驱动电路、直流有刷电机、霍尔调速⼿柄等===================================================================== 第⼆章1、请写出直流电动机的稳态转速公式，并分析转速与电枢电压的关系。

答：直流电机的稳态转速公式转速n=U-(IR+L*di/dt)/Kφ，I是电枢电流，R是电枢回路的电阻φ是励磁磁通，k是感应电动势常数所以从公式可以看出，要想对直流电机进⾏调速，⼀般的⽅法有两种：⼀种是对励磁磁通φ进⾏控制的励磁控制法，⼀种是对电枢电压U进⾏控制的电枢电压控制法。

2、什么是调速范围和静差率？调速范围、静态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多了”？3、某⼀直流调速系统，测得的最⾼转速特性为=1500 r/min, 最低转速特性为=150 r/min。

电动机额定转速为，带额定负载时的速度速降 =15r/min，且在转速下额定速降如不变，试问系统能够达到的调速范围D是多少？系统允许的静差率s是多少？解：4、转速单闭环调速系统有那些特点？改变给定电压能否改变电动机的转速，为什么？如果给定电压不变，调节测速反馈电压的分压⽐是否能够改变转速，为什么？如果测速发电机的励磁发⽣了变化，系统还有克服什么⼲扰的能⼒？答：1）转速单闭环调速系统有以下三个基本特征①只⽤⽐例放⼤器的反馈控制系统，其被被调量仍是有静差的。

②反馈控制系统的作⽤是：抵抗扰动，服从给定。

扰动性能是反馈控制系统最突出的特征之⼀。

③系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。

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。

电力拖动自动控制系统—运动控制系统第一章闭环控制的直流调速系统1－1 为什么P WM—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。

（6）直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。

1－2 试分析有制动通路的不可逆P WM 变换器进行制动时，两个V T 是如何工作的。

答：在制动状态中，id 为负值，VT2就发挥作用了。

这种情况发生在电动运行过程中需要降速的时候。

这时，先减小控制电压，使Ug1的正脉冲变窄，负脉冲变宽，从而使平均电枢电压Ud 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E> Ud，很快使电流id 反向，VD2截止，在ton≤t ＜Ｔ时，Ug 2变正，于是VT2导通，反向电流沿回路3 流通，产生能耗制动作用。

在T ≤t ＜Ｔ+ ton 时，VT2关断，−id沿回路4经VD1续流，向电源回馈制动，与此同时，VD1 两端压降钳住VT1使它不能导通。

在制动状态中，VT2和VT1轮流导通，而VT1始终是关断的。

在轻载电动状态，这时平均电流较小，以致在VT1 关断后id经VD2续流时，还没有达到周期Ｔ，电流已经衰减到零，这时VD2 两端电压也降为零，VT2便提前导通了，使电流反向，产生局部时间的制动作用。

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D = nmaxnmin其中，nmax和nmin一般都指电动机额定负载时的最高和最低转速，对于少数负载很轻的机械，可以用实际负载时的最高和最低转速。

《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》(第四版)课后习题答案对于《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》的学习，在课后应该做一些练习题加以巩固。

一下是给大家的《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》(第四版)课后习题答案，希望对你有帮助。

一判断题1弱磁控制时电动机的电磁转矩属于恒功率性质只能拖动恒功率负载而不能拖动恒转矩负载。

(Ⅹ)2采用光电式旋转编码器的数字测速方法中，M法适用于测高速，T法适用于测低速。

(√)3只有一组桥式晶闸管变流器供电的直流电动机调速系统在位能式负载下能实现制动。

(√)4直流电动机变压调速和降磁调速都可做到无级调速。

(√)5静差率和机械特性硬度是一回事。

(Ⅹ)6带电流截止负反馈的转速闭环系统不是单闭环系统。

(Ⅹ)7电流—转速双闭环无静差可逆调速系统稳态时控制电压Uk的大小并非仅取决于*速度定Ug的大小。

(√)8双闭环调速系统在起动过程中，速度调节器总是处于饱和状态。

(Ⅹ)9逻辑无环流可逆调速系统任何时候都不会出现两组晶闸管同时封锁的情况。

(Ⅹ)10可逆脉宽调速系统中电动机的转动方向(正或反)由驱动脉冲的宽窄决定。

(√)11双闭环可逆系统中，电流调节器的作用之一是对负载扰动起抗扰作用。

(Ⅹ)与开环系统相比，单闭环调速系统的稳态速降减小了。

(Ⅹ)12α=β配合工作制的可逆调速系统的制动过程分为本组逆变和它组制动两阶段(√)13转速电流双闭环速度控制系统中转速调节为PID调节器时转速总有超调。

(Ⅹ)14电压闭环相当于电流变化率闭环。

(√)15闭环系统可以改造控制对象。

(√)16闭环系统电动机转速与负载电流(或转矩)的稳态关系，即静特性，它在形式上与开环机械特性相似，但本质上却有很大的不同。

17直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电动势反电势不变。

(√)18直流电动机弱磁升速的前提条件是恒定电枢电压不变。

(Ⅹ) 19电压闭环会给闭环系统带来谐波干扰，严重时会造成系统振荡。

(√)20对电网电压波动来说，电压环比电流环更快。

2�直流斩波器�图 1-6、图 1-7�。
整流器
+
AC~ ///
Ud0
C
斩波器
DC
-
调压控制
图1-6 采用二极管整流与斩波器的直流变换器结构
开关控制
+ S
Ud0
VD
_
u
U d0 ton
+
Ud
M
O
_
T
t
b�电压波形图
图1-7 直流斩波器-电动机系统原理与电压波形
�5�
“电力拖动控制系统”习题解答 3�PWM 整流器�图 1-8�。
1�转差功率消耗型。调速时全部转差功率都转换成热能消耗掉�它是以增 加转差功率的消耗来换取转速的降低�恒转矩负载时��这类调速方法的效率最 低�越向下调效率越低。
2�转差功率馈送型。调速时转差功率的一部分消耗掉�大部分则通过变流 装置回馈电网或转化成机械能予以利用�转速越低时回收的功率越多�其效率比 前者高。
○1 如果采用晶闸管相控整流�在交流输入端造成网侧功率因数低和高次谐
�6�
“电力拖动控制系统”习题解答
波大的问题�
○2 六拍逆变器由于晶闸管的工作频率的限制�变频控制范围有限�且输出
不是正弦波�谐波含量高。
整流器
L
逆变器
~
C
M~
调压控制
调频控制
图1-11 晶闸管交-直-交变频器
+
+
Ud
C
M~
Ud
M~
“电力拖动控制系统”习题解答
第 1 章 电力传动控制系统的基本结构与组成
1. 根据电力传动控制系统的基本结构�简述电力传动控制系统的基本原理 和共性问题。

（1） 固有机械特性并画在坐标纸上。 （2） T=0.75TN 时的转速。 （3） 转速 n=1100r/min 时的电枢电流。
解：（1）
，
通过（1058，0）及（1000，605.8）可以作出固有机械特性 （2） （3）n=1100r /m in
2-24 电动机的数据同上题，试计算并画出下列机械特性： （1） 电枢回路总电阻为 0.5RN 时的人人为机械特性。
种调速方方式？ 答 ： 恒 转 矩 调 速 方方 式 ： 当 采 用用 电 枢 串 电 阻 调 速 和 降 低 电 枢 电 压 调 速 时 ，
，则电动机容许输出的转矩为
常数。由此可⻅见，
这两种调速方方法在整个调速范围内，不论转速等于多少，电动机容许输出的转矩都为 一一恒值，因此称为恒转矩调速方方式。
解：（1）系统以 1.5m/s 提升罐笼时（g=9.81）
2
（2）系统以 1.5m/s 下放罐笼时
1-11 一一台卷扬机，其传动系统如图 1-13 所示示，其各部分的数据如下：
Z1=20，
；
Z2=100，
；
Z3=30，
；
Z4=124，
；
Z5=25，
；
Z6=92，
。
卷筒直径 d=0.6m，质量 mT=130kg，卷筒回转半径ρ与卷筒半径 R 之比比ρ／R＝0.76，重物质量
2-6 什么是电力力拖动系统的稳定运行行？能够稳定运行行的充分必要条件是什么？ 答：系统在某种外界扰动下离开原的平衡状态，在新的条件下获得的新的平衡；或当扰 动消失后系统能自自动恢复到原来的平衡状态。满足足上述条件，系统就是稳定的。 系统稳定运行行的充分必要条件是：
1）电机的机械特性与负载转矩特性必须有交点，在交点处

1-2有一V-M 调速系统，电动机参数为：PN=，UN=220V ，IN=15A ，nN=1500r/min,电枢电阻Ra=2Ω,整流装置内阻Rrec=1Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=30。

要求系统满足调速范围D=20，静差率s ≤10%。

（1）计算开环系统的静态速降Δnop 和调速要求所允许的闭环静态速降Δncl 。

（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）计算放大器所需的放大倍数。

解：（1） ￥（2）}r V n I R U C N N a N e min/127.01500152220•=⨯-=-=()()min /33.354127.01512r C I R R n e N rec aop =+=+=∆()()m in /33.81.01201.015001r S D s n n N cl =-⨯=-=∆（3） :{1-7 某直流调速系统，其额定数据如下：60kW ，220V ，305A ，1000r/min ，Ra=，电枢回路总电阻R= ，如果要求调速范围D = 20，静差率s<= 5%，问开环系统能否满足要求 解：~如果要求D=20，S<=5%，—)1()1(e d e *ns p K C RI K C U K K n +-+=54.41133.833.3431=-=-∆∆=cl op n n K 79.802.030127.054.41=⨯⨯==αs e p K KCK 205.0100005.0305220=⨯-=-=∴-=N a N a N N n R I U Ce Ce R I U n min /8.267205.018.0305r Ce R I n N N =⨯==∆)05.01(2005.01000)1(D s s n N N -⨯-所以，开环不能满足要求。

1-8 带电流截止负反馈的转速负反馈单闭环有静差调速系统，已知：最大给定电压Unm=15v 。

电力拖动自动控制系统运动控制(四版)课后习题答案,基本全(总23页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--习题解答（供参考） 习题二系统的调速范围是1000~100min r ，要求静差率s=2%，那么系统允许的静差转速降是多少 解：10000.02(100.98) 2.04(1)n n sn rpm D s ∆==⨯⨯=-系统允许的静态速降为2.04rpm 。

某一调速系统，在额定负载下，最高转速特性为0max 1500min n r =，最低转速特性为 0min 150min n r =，带额定负载时的速度降落15min N n r ∆=，且在不同转速下额定速降 不变，试问系统能够达到的调速范围有多大系统允许的静差率是多少解：1）调速范围 max min D n n =(均指额定负载情况下）max 0max 1500151485N n n n =-∆=-=min 0min 15015135N n n n =-∆=-=max min 148513511D n n === 2) 静差率 01515010%N s n n =∆==直流电动机为P N =74kW,UN=220V ，I N =378A ，n N =1430r/min ，Ra=Ω。

相控整流器内阻Rrec=Ω。

采用降压调速。

当生产机械要求s=20%时，求系统的调速范围。

如果s=30%时，则系统的调速范围又为多少解：()(2203780.023)14300.1478N N a N Ce U I R n V rpm =-=-⨯= 378(0.0230.022)115N n I R rpm ∆==⨯+= [(1)]14300.2[115(10.2)] 3.1N D n S n s =∆-=⨯⨯-= [(1)]14300.3[115(10.3)] 5.33N D n S n s =∆-=⨯⨯-=某龙门刨床工作台采用V-M 调速系统。

电力拖动自动控制系统运动控制系统第五版课后练习题含答
案
一、单选题
1.答案：A
2.答案：B
3.答案：D
4.答案：A
5.答案：B
6.答案：C
7.答案：D
8.答案：B
9.答案：A
10.答案：C
二、多选题
1.答案：ABD
2.答案：ACD
3.答案：AD
4.答案：ABC
5.答案：ABCD
三、判断题
1.答案：正确
2.答案：错误
3.答案：正确
4.答案：错误
5.答案：错误
四、简述题
1.答案：
运动控制系统是指一种能够对运动进行控制和调节的系统。

它主要由控制单元、执行机构和传感器三部分组成。

其中，控制单元可用PLC或电脑实现，执行机构可以是电动机、液压机、气动机等，传感器则负责感知物体的位置、速度等信息，并将这些信息反馈给控制单元。

2.答案：
电力拖动自动控制系统主要由电动机、变频器、PLC等组成。

其中，电动机作
为执行机构，通过变频器调节电机的转速和转矩；PLC则作为控制单元，利用编程
对电机进行精确的控制和调节，以实现系统所要求的功能。

五、计算题
1.答案：500转/分
2.答案：1000N
3.答案：50N·m
4.答案：12.5次/min
5.答案：750W
以上为本次课后练习题的答案，希望大家认真做好每一道题，提升自身的运动控制能力。

1-2有一V-M 调速系统，电动机参数为：PN=2.5kW ，UN=220V ，IN=15A ，nN=1500r/min,电枢电阻Ra=2Ω,整流装置内阻Rrec=1Ω，触发整流环节的放大倍数Ks=30。

要求系统满足调速范围D=20，静差率s ≤10%。

（1）计算开环系统的静态速降Δnop 和调速要求所允许的闭环静态速降Δncl 。

（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）计算放大器所需的放大倍数。

解：（1）（2）r V n I R U C N N a N e min/127.01500152220•=⨯-=-=()()min /33.354127.01512r C I R R ne N rec a op =+=+=∆ ()()m in /33.81.01201.015001r S D s n n N cl =-⨯=-=∆（3）1-7 某直流调速系统，其额定数据如下：60kW ，220V ，305A ，1000r/min ，Ra=0.05，电枢回路总电阻R=0.18 ，如果要求调速范围 D = 20，静差率s<= 5%，问开环系统能否满足要求？解：如果要求D=20，S<=5%， 所以，开环不能满足要求。

54.41133.833.3431=-=-∆∆=cl op n n K 79.802.030127.054.41=⨯⨯==αs e p K KC K 205.0100005.0305220=⨯-=-=∴-=N a N a N N n R I U Ce CeR I U n min /8.267205.018.0305r Ce R I n N N =⨯==∆m in /63.2)05.01(2005.01000)1(r D s s n n N N =-⨯≤-=∆1-8 带电流截止负反馈的转速负反馈单闭环有静差调速系统，已知：最大给定电压Unm=15v 。

直流电机额定数据如下：30kW ，220V ，160A ，1000r/min ，Ra=0.1，电枢回路总电阻R=0.4 ，Ks=40。

《电力拖动自动控制系统》参考答案：第一章一、填空题：1.答案：静止可控整流器直流斩波器2.答案：调速范围静差率.3.答案：恒转矩、恒功率4.答案：脉冲宽度调制二、判断题：答案：1.×、2. √、三、问答题：1.答案：生产机械的转速n与其对应的负载转矩T L的关系。

1.阻转矩负载特性；2.位转矩负载特性；3.转矩随转速变化而改变的负载特性，通风机型、恒功率、转矩与转速成比例；4.转矩随位置变化的负载特性。

2.答案：放大器的放大系数K p，供电电网电压，参数变化时系统有调节作用。

电压负反馈系统实际上只是一个自动调压系统，只有被反馈环包围部分参数变化时有调节作用。

3.答案：U d减少，转速n不变、U d增加。

4.答案：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。

当系统在某一转速下运行时，负载由理想空载增加到额定值时所对应的转速降落与理想空载转速之比，称作转差率。

静态速降值一定，如果对静差率要求越严，值越小时，允许的调速范围就越小。

5.答案：反馈控制系统的作用是：抵抗扰动，服从给定。

系统能有效地抑制一切被负反馈环所包围的前向通道上的扰动作用。

但完全服从给定作用。

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。

可见，测速发电机的励磁量发生变化时，系统无能为力。

6.答案：采用比例积分调节器的闭环调速系统是无静差调速系统。

积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，原因是积分调节器的输出包含了输入偏差量的全部历史。

可以实现无静差调速。

四、计算题：1.答案：开环系统的稳态速降：354.33r/min；满足调速要求所允许的稳态速降：8.33r/min；闭环系统的开环放大系数：41.542.答案：42.5N•M，3.41N•M3.答案：T=62.92N•M，n=920r/min，cosФ=0.784.答案：α=0。

时n0=2119r/min, α=30。

时n0=1824r/min，α=31.1。

8
励磁绕组与电枢没有 电气连接，励磁电流 由另外的电源提供
电机及电力拖动
第2章 直流电机的原理和特性
2-11：他励直流电机拖动恒转矩负载，如果磁通减小，电枢电流如何改变？ 根据转矩方程式T=CTΦIa，T恒定，磁通减小则电枢电流上升。 2-14：什么是他励直流电动机的固有机械特性和人工机械特性？他励直流电动机有 哪几种人工机械特性？ 电动机额定电压和额定励磁状态下、电枢绕组不外串电阻时，电机的电磁转矩和转 速的关系n=f(T)称为固有机械特性；改变上述参数得到的机械特性n=f(T)称为人工机 械特性。 改变他励直流电动机的电枢电压、励磁电流和电枢绕组外串电阻可得到三种性质不 同的人工机械特性 2-16：电力拖动系统稳定运行的充要条件是什么？
第1章 电力拖动系统动力学
某电力拖动系统，如果转速变化率dn/dt<0，说明系统的拖动转矩 （ B）制动转矩 A. 大于 B. 小于 C. 等于 D.不确定
对多轴拖动的电力拖动系统，在等效为单轴拖动系统时，根据（ B ）原则进行负载 转矩折算。 A. 折算前后转矩不变 C. 折算前后动能不变 B. 折算前后功率不变 D. 折算前后功能不变
B. －0.4
C. 0.5
D. －0.5
7
第2章 直流电机的原理和特性
2-4：说明直流电动机换向器的作用。 利用换向器将外电流的直流电流转变为交流电流输入到电枢的导体中 2-8：直流电机有哪些励磁方式？各有什么特点？
并励绕组和 串励绕组产 生的磁势既 可相加也可 I=Ia=If I=Ia+If 励磁绕组与电枢 并联，负载电流 等于电枢电流和 励磁电流之和 励磁绕组与电枢 串联，负载电流 等于电枢电流 相减 I=Ia+If1=If2 既有与电枢绕组并联的励 磁绕组，也有与电枢绕组 串联的电枢绕组

第 1 章 单环控制直流调速系统
1-1 什么叫调速范围？什么叫静差率？调速范围与静态速降和最小静差率有什么关系？如何扩大调速范 围？为什么？
答：最高转速和最低转速之比叫做调速范围， D = nmax = nN 。 nmin n min
静差率是负载由理想空载增加到额定值所对应的转速降落ΔnN与理想空载转速n0之比 s = ∆n 。 n0
调速范围、静差率和额定速降之间的关系是： D = nN s ∆nN (1− s)
只有设法减小静态速降ΔnN 才能扩大调速范围，减小静差率，提高转速的稳定度。 1-2 在直流调速系统中，改变给定电压能否改变电动机的转速？为什么？若给定电压不变，调整反馈电压 的分压比，是否能够改变转速？为什么？ 答：改变给定电压可以电动机的转速，因为系统对给定作用的变化唯命是从；调整反馈电压的分压比可以
解：
∆ncl1
=
nN s D(1− s)
=
1000× 0.15 10× (1− 0.15)
= 17.65r
/
min
∆ncl 2
=
nN s D(1− s)
=
1000× 0.05 10× (1− 0.05)
=
5.26r
/
min
K1
=
∆nop ∆ncl
−1 =
200 17.65
−1 = 10.33 ， K2
静差的情况下保持恒速运行，实现无静差调速。
1-8 采用PI调节器的转速负反馈调速系统，为什么能够较好地解决系统稳பைடு நூலகம்精度和动态稳定性之间的矛 盾？
答：采用比例积分控制的转速负反馈调速系统，其输出有比例和积分两部分组成，比例部分快速响应输入
信号的变化，实现系统的快速控制，发挥了比例控制的长处，同时，可以满足稳态精度的要求。此后，随

2）变流技术研究。电动机的控制是通过改变其供电电源来实现 的，如直流电动机的正反转控制需要改变其电枢电压或励磁电压的方 向，而调速需要改变电枢电压或励磁电流的大小；交流电动机的调速 需要改变其电源的电压和频率等，因此，变流技术是实现电力传动系 统的核根 据反馈控制原理，需要实时检测电力传动控制系统的各种状态，如电 压、电流、频率、相位、磁链、转矩、转速或位置等。因此，研究系 统状态检测和观测方法是提高其控制性能的重要课题。
电力传动控制系统的基本工作原理是，根据输入的控制指令（比 如：速度或位置指令），与传感器采集的系统检测信号（速度、位置、 电流和电压等），经过一定的处理给出相应的反馈控制信号，控制器 按一定的控制算法或策略输出相应的控制信号，控制变流器改变输入 到电动机的电源电压、频率等，使电动机改变转速或位置，再由电动 机驱动生产机械按照相应的控制要求运动，故又称为运动控制系统。
1）转差功率消耗型。调速时全部转差功率都转换成热能消耗掉， 它是以增加转差功率的消耗来换取转速的降低（恒转矩负载时），这 类调速方法的效率最低，越向下调效率越低。
2）转差功率馈送型。调速时转差功率的一部分消耗掉，大部分 则通过变流装置回馈电网或转化成机械能予以利用，转速越低时回收 的功率越多，其效率比前者高。
2）减弱励磁磁通 （图 1-3）。
3）调节电枢供电电压Ua （图 1-4）。
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“电力拖动控制系统”习题解答
比较三种调速方法可知，改变电阻只能有级调速；减弱磁通虽然 能够平滑调速，但调速范围不大，往往只是配合调压方案，实现一定 范围内的弱磁升速；调节电枢供电电压的方式既能连续平滑调速，又 有较大的调速范围，且机械特性也很硬。因此，直流调速系统往往以 变压调速为主，仅在基速（额定转速）以上作小范围的弱磁升速。

电力拖动自动控制系统.随堂练习第一章绪论·1.1 运动控制系统组成制的是A、双极性;B、单极性C、受限单极性;D、受限双极性参考答案：C3.直流脉宽调速系统的性能优于V-M系统的原因是 ;A、使用了不可控整流电路B、整流电路采用了二极管C、电磁时间常数小D、开关电路滞后时间短参考答案：D第二章转速反馈控制的直流调速系统·2.2 稳态调速性能指标和直流调速系统的机械特性1.系统的静态速降△ned一定时,静差率S越小,则;A 调速范围D越小B 额定转速ned越大C 调速范围D越大D 额定转速ned越大参考答案：A2.静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,则静差率 A．越小 B．越大 C．不变 D．不确定参考答案：A3.电机的调速范围D可以由以下哪一项表示 ;A． B． C． D．参考答案：C4.静差率和机械特性的硬度有关,当理想空载转速一定时,特性越硬,则静差率 A．越小 B．越大 C．不变 D．不确定参考答案：A5.控制系统能够正常运行的首要条件是A．抗扰性 B．稳定性 C．快速性 D．准确性参考答案：B6.调速系统的稳态性能指标的是指 ;A、超调量B、调速范围和静差率C、动态降落D、加减速参考答案：B第二章转速反馈控制的直流调速系统·2.3 转速反馈控制的直流调速系统1.异步电动机由电网供电并以电动状态以拖动负载运行时,说法正确的是A从电网输入馈入电功率, 轴上输入机械功率B从电网输入馈出电功率, 轴上输出机械功率C从电网输入馈入电功率, 轴上输出机械功率D从电网输入馈出电功率, 轴上输入机械功率参考答案：C2.异步电机运行时其转子相电动势和频率分别为A,f1 B, sf1 C, sf1 D, f1参考答案：B3.在绕线转子异步电动机转子串电阻调速时,转子电流 Ir 会在外接电阻上产生一个交流电压,这一交流电压与转子电流的关系是A频率相同,相位相同 B频率相同,相位不同C频率不同,相位相同 D频率不同,相位不同参考答案：A第七章绕线转子异步电动机双馈调速系统·7.2绕线型异步电动机串级调速系统1.在异步电动机转子回路附加交流电动势调速的关键就是在转子侧串入的电源要满足A可变频以及不变幅B不变频以及可变幅C可变频以及可变幅D不变频以及不变幅参考答案：C2.绕线异步电机稳定运行时,必有A B C D参考答案：A3.在绕线转子异步电动机转子串电阻调速时,以下说法正确的是A减小β角可以增加电动机转速 B减小β角可以减低电动机转速C调节β角不能实现平滑调速Dβ角的变化与电动机转速无关参考答案：B第七章绕线转子异步电动机双馈调速系统·7.3 串级调速的机械特性3.对于同步电动机,不失速要满足的条件是A 转矩角B 转矩角C 转差频率vs<vsmaxD 以上都不对参考答案：A第八章同步电动机变压变频调速系统·8.2 他控变频同步电动机调速系统1.同步电机他控变频调速系统的特点不包括 ;A结构简单 B 同时多台调速 C 根本上消除失步 D价格低廉参考答案：C2.大功率同步电动机的转速系统,为了保证同步电动机顺利起动,可采用A 恒压频比控制B 调整定子电压C 调整转子电流 D调整定子电源频率参考答案：A第八章同步电动机变压变频调速系统·8.3 自控变频同步电动机调速系统1.对于无刷直流电动机系统,正确的是A 电动机是直流电动机B 系统中的直流电动机通过巧妙设计取消了电刷C 电动机的转子采用瓦型磁钢D 电动机的定子采用瓦型磁钢参考答案：C2.自控变频同步电动机之所以能从根本上杜绝失步现象,是因为根据转子位置直接控制变频装置的;A 输出电压或电流的频率B 输出电压或电流的幅值C 输出电压或电流的相位D 以上都不对参考答案：C3.自控变频同步电动机的组成不包括A 转子位置检测器BQB 速度传感器C 控制器D 逆变器UI参考答案：B。