电力拖动自动控制系统调速解析

"电力拖动自动控制系统—运动控制系统习题及解答" 电力拖动自动控制系统，通常指的是用于控制电动机速度和位置的系统，是运动控制的一部分。这些系统广泛应用于各种工业设备，如龙门刨床、电梯、机器人等，以实现精确的定位和速度控制。在这些控制系统中，调速和静差率是两个关键参数。 调速范围是指系统能够运行的最低到最高转速之间的范围，例如题目中提到的1000~100r/min。静差率s定义为系统在满载运行时的实际转速与理想无速降状态下的转速之比，通常以百分比表示。在问题2-2中，要求静差率为2%，意味着系统允许的最大稳态速降可以通过以下公式计算： \[ \Delta n = s \times (N_N - n_m) \] 其中，\( \Delta n \) 是稳态速降，\( s \) 是静差率，\( N_N \) 是最大允许转速，而 \( n_m \) 是最小允许转速。 在问题2-5中，针对龙门刨床工作台的调速系统，我们首先需要计算在电流连续状态下，额定负载下的转速降落 \( \Delta n_N \)。这可以通过以下公式得到： \[ \Delta n_N = \frac{Ce}{2R + r_m} \times I_N \] 其中，\( Ce \) 是电动机的电枢常数，\( R \) 是主电路总电阻，\( r_m \) 是电动机的内阻，\( I_N \) 是额定电流。计算出 \( \Delta n_N \) 后，可以进一步计算开环系统在额定转速时的静差率 \( s \)： \[ s = \frac{\Delta n_N}{N_N} \times 100\% \] 最后，问题要求满足一定的静差率 \( D_s \)，即： \[ D_s = \frac{\Delta n_N}{N_N} \times 100\% \leq 20\% \] 通过调整 \( \Delta n_N \) 可以满足这个要求。 在问题2-6中，讨论的是一个晶闸管稳压电源的闭环控制系统。输出电压 \( U_d \) 受到给定电压 \( U_u \)、比例调节放大系数 \( K_p \)、晶闸管装置放大系数 \( K_s \) 和反馈系数 \( \gamma \) 的影响。输出电压的计算公式为： \[ U_d = U_u \times K_p \times K_s \times (1 + \gamma) \] 当反馈线断开时，系统变为开环，输出电压简化为： \[ U_d^{open-loop} = U_u \times K_p \times K_s \] 如果反馈系数减小到 \( \gamma = 5.3 \)，为了保持相同的输出电压，给定电压 \( U_u \) 需要相应调整。新的给定电压可以通过以下方式计算： \[ U_u' = \frac{U_d}{K_p \times K_s \times (1 + 5.3)} \] 通过这些计算，我们可以深入理解电力拖动自动控制系统中的调速原理、静差率的影响以及反馈控制在系统稳定性中的作用。此外，这些知识点对于设计和分析实际的电力拖动控制系统至关重要。