电力拖动自动控制——直流调速系统习题解析

"运动控制理论习题集由陈伯时主编，是一份用于期末复习的资料，包含了电力拖动自动控制系统的相关习题，但缺乏答案。" 这篇习题集主要关注的是运动控制理论中的电力拖动自动控制系统，特别是直流调速系统。以下是对部分习题涉及知识点的详细解释： 1. **直流调速系统**：直流调速系统通过改变电枢电压或励磁电流来调整电动机的转速。PWM（脉宽调制）-电动机系统相比于传统的晶闸管-电动机系统，由于其更精确的电压控制和更平滑的电压波形，能提供更好的动态性能。 1-1 **PWM技术的优势**：PWM调速系统利用高频开关信号改变平均电压，从而实现对电机转速的控制。其优点包括效率高、动态响应快、输出电压质量好，因此能改善系统的动态性能。 1-2 **制动过程**：有制动通路的不可逆PWM变换器在制动时，两个VT（晶闸管）会交替导通，将电动机的动能转化为电能并回馈到电网或消耗在电阻上，实现能量回馈或能耗制动。 1-3 **调速范围与静差率**：调速范围是指系统可调的最高转速与最低转速之比，静差率是系统在满载时的稳定转速与理想空载转速之差占理想空载转速的比例。调速范围越大，静差率越小，意味着系统能更精确地控制速度。 1-4 **调速范围与静差率计算**：根据给定的数据，可以计算系统的调速范围和允许的静差率。 1-5 **静差率与静态速降**：根据静差率要求，可以求解系统的静态速降。开环放大倍数与闭环系统的静态速降成反比，增大放大倍数可以减小速降。 1-6 **开环放大倍数的影响**：开环放大倍数的提高会降低电动机的速降，同时在相同静差率要求下，可以扩大调速范围。 1-7 **静差率与开环放大倍数的关系**：减少静差率要求需要增大开环放大倍数，反之亦然。 1-8 **转速单闭环调速系统**：这种系统以转速为反馈，能有效控制转速，但对给定电压的变化不敏感。调节测速反馈电压的分压比可以改变转速，而测速发电机励磁变化会干扰系统，需要有补偿机制。 1-9 **系统稳定性**：在转速负反馈调速系统中，各种参数变化会引起转速变化，但系统通过负反馈机制有一定的自我调节能力。 1-10 **V-M调速系统设计**：这涉及到系统参数计算，包括稳态速降的计算和闭环系统的构建，以及参数调整以满足调速范围和静差率的要求。 这个习题集涵盖了直流调速系统的基本概念、控制策略、性能指标分析以及系统设计与参数计算等多个方面，是学习和理解运动控制理论的重要参考资料。