"该资源为《电力拖动自动控制系统—运动控制系统》第四版的习题答案,主要涉及电力拖动自动控制系统的调速系统、电动机性能计算以及晶闸管稳压电源的分析。"
在电力拖动控制系统中,调速范围与静差率是两个关键参数。静差率(s)定义为系统在满载运行时的最高转速(nN)与最低转速(n0)之比与理想无静差状态下的转速比的差值的百分率。如果调速范围是1000~100r/min,且要求静差率s=2%,则系统允许的稳态速降可以通过以下公式计算:
\[ \Delta n = s \times nN \]
其中,\( \Delta n \) 是稳态速降,s 是静差率,\( nN \) 是最高转速。代入数值可得:
\[ \Delta n = 0.02 \times 1000 \]
这给出了系统允许的稳态速降。
对于龙门刨床工作台的调速系统,问题涉及到电动机的性能参数。例如,一台60kW的直流电动机,额定电压220V,额定电流305A,额定转速1000r/min,主电路总电阻18.0欧姆,最小电枢反电动势为Ce=2.0V。根据这些信息,我们可以计算:
(1)当电流连续时,额定负载下的转速降落 \( \Delta n \) 可以通过以下公式计算:
\[ \Delta n = \frac{Ce}{R + r} \]
其中,r 是电动机的内阻。代入数据得到转速降落。
(2)开环系统机械特性的静差率(s)是在额定转速下的速度降落与额定转速的比率。静差率计算公式为:
\[ s = \frac{\Delta n}{nN} \]
将第一步计算出的 \( \Delta n \) 和额定转速 \( nN \) 代入即可。
(3)为了满足20%的静差率要求,我们需重新计算 \( \Delta n \),并确保它小于或等于5.2%,这样可以得出新的 \( \Delta n \) 值。
对于晶闸管稳压电源,稳态结构中的输出电压受给定电压、比例调节放大系数、晶闸管装置放大系数和反馈系数影响。这里的问题涉及到反馈网络对输出电压的影响:
(1)输出电压 \( U_d \) 可以通过以下公式计算:
\[ U_d = K_p (U_u + K_s K_f \gamma) \]
其中,\( U_u \) 是给定电压,\( K_p \) 是比例调节放大系数,\( K_s \) 是晶闸管装置放大系数,\( K_f \) 是反馈系数,而 \( \gamma \) 是反馈系数的比例。
(2)如果反馈线断开,即没有反馈作用,开环输出电压 \( U_{d,open-loop} \) 是闭环输出电压 \( U_d \) 的 \( K_p \) 倍。
(3)如果反馈系数减少到 \( \gamma = 5.3 \),为了保持输出电压不变,给定电压 \( U_u \) 需要调整,计算公式如下:
\[ U_u^{new} = \frac{U_d}{K_p (1 + K_s K_f \gamma)} \]
将新的 \( \gamma \) 值代入即可求得新的给定电压。
以上就是电力拖动控制系统习题中涉及的一些关键概念和计算方法,包括调速范围、静差率、电动机性能参数以及晶闸管稳压电源的反馈控制。通过理解和掌握这些知识点,能够更好地理解电力拖动自动控制系统的运行机制。