100% 100% 85.6% 1500 30 297.5 N NN Dn s nD n
Δ ×
=× = × = +Δ + ×
1-15 在题 1-10 的系统中，若主电路电感 L=50mH，系统 运动部分的飞轮惯量 ，整流装置采用三相零式电路，试判断按题1-10 要求设计的转速负
反馈系统能否稳定运行？如果保证系统稳定运行，允许的最大开环放大系数K 是多 少？ 2 1.6GD N m=〓 2
解：计算系统中各环节的时间常数： 电磁时间常数 0.05 0.0185 1.2 1.5 l L Ts R == = +
课后答案网 www.khdaw.com 机电时间常数 2 1.6 (1.2 1.5) 0.065
30375 375 0.1367 0.1367 m em GD R Ts CC
π
×+ == = ×× ×
三相桥式整流电路，晶闸管装置的滞后时间常数为 0.00167sTs=
为保证系统稳定，开环放大系数应满足的稳定条件：
2 2() 0.065 (0.0185 0.00167) 0.00167 42.5
0.0185 0.00167 ml s s ls TT T T K
TT++ ×+ + <= × =
因为 2 3.1>28.75,所以该系统不可以稳定运行,
如果保证系统稳定运行，允许的最大开环放大系数K 最大为23.1.
1-16 为什么用积分控制的调速系统是无静差的？在转速单闭环调速系统中，当积分调节器 的输入偏差电压 时，调节器的输出电压是多少？它取决于那些因素？ 0UΔ= 答；在动态过程中，当 变化时，只要其极性不变，积分调节器的输出 便一直增长； 只有达到 时， 才停止上升；不到 nUΔ cU
,0nn nUU U〓=Δ = cU nUΔ 变负， 不会下降。当 时， 并不是零，而是一个终值；如果 cU 0nUΔ=
cU nUΔ 不再变化，这个终值便保持恒定而不再变化，
这是积分控制的特点。因此，积分控制可以使系统在无静差的情况下保持恒速运行，实现无 静差调速。
比例调节器的输出只取决于输入偏差量的现状，而积分调节器的输出则包含了输入偏 差量的全部历史。虽然现在 ，但历史上有过0nUΔ= nUΔ ，其积分就有一定数值，足以产 生稳态运行时需要的控制电压 。 cU
1-17 在无静差转速单闭环调速系统中，转速的稳态精度是否还受给定电源和测速发电机精 度的影响？并说明理由。
答：系统的精度依赖于给定和反馈检测的精度。
因此转速的稳态精度还受给定电源和测速发电机精度的影响。
1-18 采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统，稳态运行时的速度是否有静差？为 什么？试说明理由。
答：采用比例积分调节器控制的电压负反馈调速系统，稳态运行时的速度是无静差的。 电压负反馈实际是一个自动调压系统，只有被包围的电力电子装置内阻引起的稳态速降被 减小到1/（1+K），它的稳态性能比带同样放大器的转速负反馈系统要差。但基本控制原 理与转速负反馈类似。它与转速负反馈一样可以实现无静差调节。
第二章 转速、电流双闭环直流调速系统和调节器的工程设计方法
2-1 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 速调节器的放大倍数 行不行？改变电力电子变换器的放大倍数nK sK 行不行？改变 课后答案网 www.khdaw.com
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？ 答：双闭环调速系统在稳态工作中，当两个调节器都不饱和时，各变量之间有下列关系 0n *n nnUU αα ===
因此 转速 n 是由给定电压 决定的；改变转速反馈系数也可以改变电动机转速。改变转 速调节器的放大倍数 和电力电子变换器的放大倍数 nU 〓
nK sK 不可以。
2-2 转速、电流双闭环调速系统稳态运行时，两个调节器的输入偏差电压和输出电压各是 多少？为什么？
答：当两个调节器都不饱和时，它们的输入偏差电压都是零 转速调节器ASR 的输出限幅电压 imU 〓 决定了电流给定电压的最大值；电流调节器ACR
的输出限幅电压 限制了电力电子变换器的最大输出电压 。 cmU dmU
2-3 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 系统的静、动态性能将会产生什么影响？
答：改为P 调节器时其输出量总是正比于输入量，PI 调节器的输出量在动态过程中决定于 输入量的积分，到达稳态时，输入为零，输出的稳态值与输入无关而是由它后面环节的需要 决定的。
2-4 试从下述五个方面来比较转速、电流双闭环调速系统和带电流截止环节的转速单闭环 调速系统：
（1）调速系统的静态特性； （2）动态限流性能； （3）起动的快速性； （4）抗负载扰动的性能； （5）抗电源电压波动的性能。
答：（1）转速、电流双闭环调速系统在稳态工作点上，转速 n 是由给定电压 决定的。 ASR 的输出量U*i 是由负载电流 IdL 决定的。控制电压Uc 的大小则同时取决于n 和Id， 或者说，同时取决于 和 IdL。双闭环调速系统的稳态参数计算是和无静差系统的稳态计 算相似。 nU 〓 nU 〓
带电流截止环节的转速单闭环调速系统静态特性特点：电流负反馈的作用相当于在主电 路中串入一个大电阻 Kp Ks Rs ，因而稳态速降极大，特性急剧下垂；比较电压 Ucom 与 给定电压 Un* 的作用一致，好象把理想空载转速提高了。这样的两段式静特性常称作下垂 特性或挖土机特性。 （2）
（3）双闭环直流调速系统的起动过程有以下三个特点：饱和非线性控制、转速超调、准 时间最优控制。
（4）由动态结构图中可以看出，负载扰动作用在电流环之后，因此只能靠转速调节器 ASR 来产生抗负载扰动的作用。在设计ASR 时，应要求有较好的抗扰性能指标。 课后答案网 www.khdaw.com
（5）在单闭环调速系统中，电网电压扰动的作用点离被调量较远，调节作用受到多个环 节的延滞，因此单闭环调速系统抵抗电压扰动的性能要差一些。双闭环系统中，由于增设了 电流内环，电压波动可以通过电流反馈得到比较及时的调节，不必等它影响到转速以后才能 反馈回来，抗扰性能大有改善。
2-5 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器均采用PI 调节器。当系统带额定负载运 行时，转速反馈线突然断线，系统重新进入稳态后，电流调节器的输入偏差电压 是否 为零？为什么？ iUΔ
2-6 在转速、电流双闭环调速系统中，转速给定信号 nU 〓 未改变，若增大转速反馈系数α，
系统稳定后转速反馈电压 是增加还是减少？为什么？ nU
2-7 在转速、电流双闭环调速系统中，两个调节器ASR、ACR 均采用PI 调节器。已知参 数：电动机： 3.7 , 220 , 20 , 1000 /minNN N NPk W U V I A n r= == = ，电枢回路总电阻 ，设 ，电枢回路最大电流1.5R =Ω 8nm im omUU U〓〓== = V 40dmI A= ，电力电子变换器的 放大系数 。试求： 40sK =
（1）电流反馈系数β和转速反馈系数α； （2）当电动机在最高速发生堵转时的 、0dU iU 〓 、 、 值。 iU cU 解：（1）稳态时 8 0.2 / 40 im dm imdmU I U VA I
β β
〓 〓 = == = 因为 所以 max