单选题
转速负反馈有静差调速系统中,当负载增加以后,转速要下降,系统自动调速以后,可以使电动机的转速 ( )
A
等于原来的转速
B
低于原来的转速
C
高于原来的转速
D
以恒定转速旋转
答案解析
正确答案:B
解析:
本题考查的是转速负反馈有静差调速系统的基本工作原理与静差概念。
【题干分析】
题干明确指出系统为“转速负反馈有静差调速系统”,关键词是“有静差”。静差(steady-state error)是指系统在稳态(即动态过程结束、进入恒定运行状态)下,实际输出量与给定目标值之间的偏差。对于转速控制系统,静差表现为:稳态转速 ≠ 给定转速(即参考转速)。
【选项解析】
A:等于原来的转速 — 错误。只有在无静差系统(如引入积分调节器的PI控制器)中,才能实现稳态转速完全恢复至给定值。而本题明确为“有静差”系统,故负载变化后稳态转速无法完全复原。
B:低于原来的转速 — 正确。当负载增加时,电动机电磁转矩需增大以平衡负载转矩;在有静差系统中(典型结构为比例调节器+转速负反馈),为增大电枢电流和电磁转矩,必须增大触发角(或减小整流电压),这依赖于增大转速给定与反馈之间的偏差(即增大Δn = n* − n)。因此,反馈转速n必然下降,最终稳定在低于原转速的新稳态值。该转速下降量即为系统的静差,其大小与放大倍数K成反比(静差率 s ∝ 1/K),但K有限,故s > 0。
C:高于原来的转速 — 错误。系统为负反馈,作用是抑制扰动引起的转速变化,而非过度补偿;有静差系统不具备超调恢复能力,更不会稳态升高。
D:以恒定转速旋转 — 表述含糊且不准确。“恒定转速”仅说明转速不随时间变化(即达到稳态),但未指明相对于什么恒定。所有稳定运行的系统都以某恒定转速旋转,该选项未回答与“原来转速”的关系,且掩盖了关键的静差本质,属于干扰项。
【核心知识点】
1. **静差系统 vs 无静差系统**:
- 有静差系统:采用纯比例(P)调节器,开环放大系数K有限,稳态误差与负载扰动成正比,与K成反比;转速反馈电压Ufn = αn,给定电压Un*固定,则稳态时Un* = Un* = Kp(U_n* − αn) + U_{com},可推得n = (Un* − U_{com})/α − Δn,其中Δn为静差。
- 无静差系统:引入积分环节(如PI调节器),使开环传递函数包含积分环节,系统型别提升,对阶跃扰动能实现零稳态误差。
2. **负载扰动对有静差系统的影响机制**:
负载↑ → 转速瞬时↓ → 反馈电压Ufn↓ → 偏差电压(Un* − Ufn)↑ → 调节器输出↑ → 触发脉冲前移(或电枢电压升高)→ 电磁转矩↑ → 转速回升;但因无积分作用,偏差电压必须维持正值才能维持更高的控制电压,故最终稳态时Ufn < 原值 → n < 原转速。
3. **静差率定义**:
s = (n₀ − n_N)/n₀ × 100%,其中n₀为理想空载转速,n_N为额定负载转速。有静差系统s > 0,且K越大,s越小,但不能为零。
综上,正确答案为B:低于原来的转速。
相关知识点:
负反馈调速,负载增转速降
题目纠错
新版-合肥仁创职业培训学校有限公司电工(四级)理论知识考核练习题
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