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第五章答案15-1常用直流调速方案有哪几种？各自的特点是什么？参考答案直流电动机稳态表达式eKIRUn/)(式中:—转速（r/min）,—电枢电压（V）,—电枢电流（A）,—电枢回路总电阻（Ω）,—励磁磁通（Wb）,—电动势常数。直流电机主要有三种基本调速方法：调节电枢供电电压U，减弱励磁磁通F，改变电枢回路电阻R。对于要求在一定范围内无级平滑调速的系统来说，以调节电枢供电电压的方式为最好。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，在基速（即电机额定转速）以上作小范围的弱磁升速。因此，自动控制的直流调速系统往往以调压调速为主。25-2开环系统和闭环系统有何区别？举例说明。参考答案开环系统是指靠对输入量进行调节来控制输出量的调节系统；闭环系统是指通过调节输入量与实际输出量的偏差来控制输出量的调节系统。一般说来，负载比较稳定的情况下应优先采用开环控制，这样可降低控制系统成本；闭环系统具有优良的静、动态工作特性，但系统成本相对较高，一般适合要求有较高调速质量的情况。35-3某直流调速系统的高、低速静特性如图所示，min/145001rn，min/14502rn。试问：系统的调速范围为多大？系统允许的静差度是多少？参考答案调速范围：D≈/＝1450/145=10。系统允许的静差度即为最低转速下的静差度，对于本例，＝10/145＝0.069。45-4为什么加负载后电动机的转速会降低？其物理概念是什么？参考答案在电动机不带任何负载的理想情况下，流过电枢的电流I=0，电动势最大，电动机具有最大转速。加上负载后，电动机的输出转矩增大（流过电枢的电流I相应加大），这就导致电枢上的电压增大。由于电源电压等于电枢电压与电动势之和，因此，在电源电压不变的情况下，电动势必然减小。而电动机的转速与电动势成正比，电动势减小必然导致转速下降。其物理意义是：理想情况下，没有能量消耗，因而转子具有最大动能；加上负载就会消耗能量，因而转子的动能必然减小。55-5什么叫调速范围？调速范围与静差度之间有什么关系？如何扩大调速范围？参考答案调速范围是指电动机在额定负载下的最高转速与最低转速之比，即。调速范围D与静差度S间的关系是：负载允许S小、D亦小；负载允许S大、D亦大；调速系统只要在调速范围的最低工作转速时满足静差率要求，则其在整个调速范围内都会满足静差度要求。要得到宽调速范围，且静差度又要尽可能小，只有减小静态转速降落，实现的方法是提高调速系统的机械特性硬度，引入负反馈环节。65-6某直流转速调速系统调速范围D＝10，额定转速＝1000r/min，开环转速降落＝100r/min，如果要求系统的静差度由15％减到5％，则系统开环放大倍数如何变化？参考答案闭环系统的转速降落满足关系，因D＝10，＝1000r/min，对应静差度S1＝15％时的转速降落为＝17.65r/min，对应S2＝5％时的转速降落为＝5.26r/min。开、闭环系统转速降落间有关系，因＝100r/min，可求得与S1对应的开环放大倍数即放大器放大倍数K1＝4.67；与S2对应的开环放大倍数即放大器放大倍数K2＝18.01。75-7某直流闭环调速系统的速度调节范围是(1500～150)r/min，静差度S=5%，问：系统允许的速降是多少？如果开环系统的静态速降是80r/min，则闭环系统的开环放大倍数应为多大？参考答案闭环系统的转速降落满足关系，假设S=5％为系统最低额定转速下的静差度，则因D=1500/150=10，＝150r/min，因此系统允许的转速降落＝0.79r/min。开、闭环系统转速降落间有关系，因＝80r/min，可求得开环放大倍数即放大器放大倍数K＝100.27。85-8电流正反馈起什么作用？电流截止负反馈的作用是什么？截止电流应如何选择？堵转电流应如何选择？参考答案电压负反馈调速系统的速度变化是比较大的，这是因为电压负反馈调速系统的被调量是电机电枢电压，而，当负载波动导致负载电流变化产生增量Δ时，电枢电阻上必然产生压降增量Δ，在不变时，必然迫使电动机转速的降落增大。显然，速度变化较大的原因是电枢压降增量Δ引起的转速降落未能得到补偿。在电压负反馈系统中，采用电流正反馈环节的目的是：因反馈电压与给定电压同极性，且与负载电流成正比，故当增大时，电动机的端电压增大一个增量，使电动机的端电压高于原值，来补偿Δ，从而使转速基本保持不变。电流截止负反馈的作用是：防止电机在启动和堵转时电枢电流超过允许值。一般可取截止电流=(1.0～1.2)额定电流，堵转电流=(2～2.5)额定电流。95-9积分调节器在调速系统中为什么能消除静态偏差？在系统稳定运行，积分调节器输入偏差电压为零时，为什么它的输出电压仍然能保持一定值？参考答案积分调节器的输出电压、输入电压之间的关系为：因输出电压不取决于输入电压而取决于它的积分，因此，在系统稳定运行即为零时，将保持不变。相反在非稳态，无论怎样小，只要作用的时间足够长，总是会上升到（上升快慢取决于积分时间常数）调节器的最大输出电压(限幅值)，从而消除静态误差。105-10在转速、电流双闭环系统中，ASR和ACR各起什么作用？在稳定运行时，ASR和ACR的输入偏差是多少？参考答案ASR是速度负反馈，用于调节转速；ACR是电流负反馈，用于调节电流。将ASR的输出当做ACR的输入，再用ACR的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。电动机的转速由速度给定电压*nU来确定，它与速度反馈电压nU进行比较后加在速度调节器ASR的输入端。速度调节器的输出电压*iU作为电流调节器ACR的给定信号，它与电流反馈信号iU比较后加在电流调节器的输入端。在稳态工作时两调节器的输入偏差均为零。