3.4 习题

3-1 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”？

3-2 为什么采用积分调节器的调速系统是无静差的？在转速单闭环系统中，当积分调节器的输入偏差为零时（ΔU=0），输出电压是多少？决定于哪些因素？试写出表达式。

3-3 在无静差系统中，如果给定电压不稳或测速机精度差，是否会影响调速系统的稳态精度？

3-4 试回答下列问题：

（1）无静差调速系统的稳态精度是否还受给定电源和测速装置精度的影响？在无静差调速系统中，突加或突减负载后系统进入稳态时调节器的输出U_ct、变流装置的输出U_d和转速n是增加、减少还是不变？

（2）带电流截止环节的转速负反馈调速系统，如果截止比较电压U_com发生变化，对系统的静特性有何影响？如果电流信号的取样电阻R_s大小变化，对系统的静特性又有何影响？

（3）双闭环调速系统稳定运行于稳态时，两个PI调节器的输入偏差电压是多少？它们的输出电压是多少？为什么？

（4）如果要改变转速、电流双闭环调速系统的转速，可调节什么参数？若要改变系统的起动电流应调节什么参数？

（5）双闭环调速系统中，ASR与ACR均采用PI调节器，在带额定负载运行时转速反馈线突然断线，当系统重新进入稳定运行时ACR的输入偏差信号ΔU_i是否为零？为什么？

（6）双闭环调速系统拖动恒转矩负载在额定情况下运行，如调节转速反馈系数α使其逐渐减小时，系统中各环节的输出量将如何变化？如果使α逐渐增大呢？说明原因。

3-5 在转速、电流双闭环调速系统中，若要改变电动机的转速，应调节什么参数？改变转速调节器的放大系数K_p行不行？改变电力电子变换器的放大系数K_s行不行？改变转速反馈系数α行不行？若要改变电动机的堵转电流，应调节系统中的什么参数？

3-6 如果转速、电流双闭环调速系统中的转速调节器不是PI调节器，而改为P调节器，对系统的稳态特性将会产生什么影响？

3-7 某闭环调速系统的调速范围是150～1500r/min，要求系统的静差率s≤2%，那么系统允许的稳态速降是多少？如果开环系统的稳态速降是100 r/min，则闭环系统的开环放大系数应有多大？

3-8 有一V-M调速系统，电动机为P_N=2.5kW，U_N=220V，I_N=15A，n_N=1500r/min，R_a=2Ω；变流装置R_rec=1Ω，K_s=30。要求：D=20，s=10%。

（1）计算调速指标允许的稳态速降Δn_N和开环系统的稳态速降Δn_op。

（2）采用转速负反馈构成单闭环有静差调速系统，画出系统的静态结构图并写出系统的静特性方程式。

（3）若系统在额定条件下工作时的=15V，求转速反馈系数α。

（4）计算满足调速要求时比例放大器的放大系数K_p。

3-9 已知PI调节器的输入信号U_in如图3-8所示，试画出其相应的输出U_ex特性（不考虑PI限幅）。

3-10 在转速、电流双闭环调速系统中，ASR和ACR均采用PI调节器。若=15V，n_N=1500 r/min，=10V，I_N=20A，I_dm=2I_N，R=2Ω，K_s=20，C_e=0.127V·min/r。当=5V，I_dL=10A时，求稳定运行时的n、U_n、、U_i、U_ct和U_d0。

3-11 采用PI调节器的双闭环调速系统已知参数：电动机U_N=220V，I_N=20A，n_N=1000 r/min，变流装置K_s=40，电枢电路总电阻R=1Ω，电枢电路最大电流I_dm=2I_N。最大给定电压，ASR和ACR的限幅值和U_ctm都是10V。试求：

（1）转速反馈系数α和电流反馈系数β。

（2）当电动机在最高速发生堵转（n=0）时的U_d0、、I_d和U_ct的值。

3-12 在转速负反馈系统中，当电网电压、负载转矩、励磁电流、电枢电阻、测速机磁场各量发生变化时，都会引起转速的变化，问系统对它们有无抑制作用？为什么？

3-13 试述转速负反馈单闭环调速系统的基本性质。单闭环调速系统能减少稳态速降的原因是什么？改变给定电压或调整转速反馈系数能否改变电动机的稳态转速？为什么？转速负反馈调速系统中，当电动机电枢电阻、负载转矩、励磁电流、测速机磁场和供电电压变化时，都会引起转速的变化，试问系统对它们均有调节能力吗？为什么？

3-14 某一调速系统，测得的最高转速特性为n_0max=1500r/min，最低转速特性为n_0min=150r/min，带额定负载时的速度降落Δn_N=15r/min，且在不同转速下额定速降Δn_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少？