Разделы


Рекомендуем
Автоматическая электрика  Структура электропривода 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 [ 90 ] 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204

т. 3 = а +И?

(8.12)

- сигнал задания модуля тока статора, формируемый функциональным преобразователем U1.

Для рассматриваемой системы справедливы соотношения:

3 Lu. тиа

где kf - коэффициент передачи датчика тока UA.


Л AV

Рис. 8.20. Функциовальиая схема САУ с ориентацией по положению ротора.

Из (8.13) И (8.14) следует, ЧТО в рассматриваемой системе так же, как в приводе постоянного тока, обеспечивается независимое регулирование потока и момеита, причем поток регулируется сигналом задания Urxa с тюстоянной времени Т, а момент - пропорционально сигналу итуа. Реальное запаздывание момента, равное 27 , определяется инерционностью контура регулирования тока.

Регулирование скорости и потока обеспечивается внешними контурами. Синтез регуляторов скорости AR я потока АФ выполняется таким образом, что осуществляется компенсация механической постоянной времени привода Tf и электромагнитной постоянной времени ротора Г, соответственно по методике, принятой для электроприводов постоянного тока (см. разд. 7).

САУ второго типа, в которой датчик потока отсутствует, а ориеи11фование. вектора тока осуществляется иа осяове информации, воступающей от датчика скорости, также

может быть выполиеиа на базе автономного инвертора тока [8.14]. Ее функциональная схема показана иа рис. 8.20. Здесь виeцшнй контур регулирования скорости включает импульсный датчик скорости BR, частотно-аналоговый преобразователь U3 н регулятор скорости AR. Сигнал и с, снимаемый с выхода AR, подается через функциональный преобразователь U1 в контур регулирования в качестве сигнала задания ttr.g. Датчик ск(фости BR выдает грп импульсов иа каждый оборот вала, где г - конструктивная постоянная датчика, р - число пар полюсов в двигателе. Преобразовате.ть U3 осуществляет тфеобразование частоты импульсов в пропорциональный ей аналоговый сигнал и.

Специфической особенностью рассматриваемой системы является наличие в ней разомкнутого контура регулирования частоты тока статора f, которая образуется как алгебраическая сумма частоты, пропорцнональ-ной частоте вращения ротора 7с. н заданной частоты скольжения [ч,с, снимаемой с выхода генератора частоты скольжения G. Операция суммирования частот производится системой управления инвертором Л {/цифровым способом, что обеспечивает требуемую точность задания частоты скольжения.

Угол поворота результирующего вектора тока относительно неподвижнькх геометрических осей машины при пренебрежении высшими гармониками в кривой выходного тока инвертора определяется следующими составляющими:

Фт=Фс+Фч.с+ф.

где <Pc=J©d<-угол поворота вала;

Фч.с= J о>гЛ= J--к с

kgp - коэффициент передачи GF; а> - круговая частота, пропорциональная частоте GF, ф - дополнительный угол, вводимый в систему для коррекцин электромагнитных переходных процессов.

Дифференциальные уравнения АД для системы без принудительного ориентирования вектора тока (<p = 0), записанные в ортогональной системе координат х, у. О, вращающейся в пространстве с угловой скоростью = о + <о имеют следующий вид (уравнения статора опущены):

-=-T;-+rPry+fis. (8.15)

---------a>,Y ; (8.16)

M=-Zp 4,yisl2. (8.17)

Ирн = const, is = const, что имеет место в переходных режимах разюва и



торможения.

cosco,/-

sin а>г< \

I t w

3 TM

COS (art-

sin (s>rt

Наличие свободных составляющих потокосцеплений обусловливает колебания электромагнитного момента в переходных режимах. При этом частота колебаний равна заданной частоте скольжения ротора, а декремент затухания равен обратному значению электромагнитной постоянной нремеии ротора.

Основные показателе качества переходного процесса в системе без принудительного ориентирования вектора ig определяются заданными значениями круговой частоты скольжения (О и электромагнитной постоянной времени ротора Г,. Кривая изменения электромагнитного момента для рассматриваемого случая построена иа рис. 8.21. Здесь


SIC Sit

Рис. 8.21. Кривая измевення электропагнитного помента в СА У без принулительиого ориентирования тока относительно потока.

время достижения первого максимума момента:

<т =я/о>г; (8-20)

относительное перерегуляронание:

= ехр -

ЫгТг

(8.21)

продолжительность переходного электромагнитного процесса:

<п,п = (3-г-4)Г. (8.22)

С увеличением круговой частоты скольжения а>, растет перерегуляронание и умеиь-щается время достижения первого максимума момента. Продолжительность переходаого процесса определяется лишь электромагнитной постоянной времени ротора. Увеличение постоянной времени ротора недет к росту перерегулирования и увеличению времени пеходного процесса. Постоянная нременя ротора занисит от типа АД и его мощности.

Так как АД большей мощности имеют ббль-шне постоянные времени ротора, то у иих электромагнитные переходные процессы будут проявляться более существенно.

В системах частотного управления, как правило, используются АДч: малым активным сопротивлением ротора, для которых максимальная частота скольжения весьма мала, а электромагнитная постоянная времени ротора составляет доли в даже единицы секунд. Это приводит к тому, что переходный процесс и системе без принудительного ориентирования имеет весьма неблагоприятный характер. ЛЬзмент нарастает медленно и.устаиавли-ваетоя с большим числом колебаний. Соответствующие колебания потока приводят к перерегулированиям в напряжениях иа АД и элементах UA, что вызывает необходимость увеличения установленной мощности преобразователя.

Для того чтобы при скачкообразном кз-менении сигнала задания электромагнитный момент АД нарастал за минимальное время и имел максимально возможное значение при заданном ограничении иа ток статора, необходимо потокосцепленне ротора подджн-вать постоянным и иа оптимальном уровне, соответствующем максимальному моменту при заданном значении тока статора.

Указанное услоиие выполняется при

Ф=aгctg( o,T).

При этом

0.23) (8.24)

(8.25)

т. е. при условии идеальности регулнтора тока момевт следует безынерционно за задающим сигналом (ич,е). который пропорцио-иален <л,.

Практически реализация соотиопюння (8.23) обеспечивается функциональным преобразователем U1 (рис. 8.20). Выполнение условия (8.24) осуществляется с помощью IJ2 и фазосдвигающего устройства, входящего в состав системы управлеиия инвертором. Фазосдаигающее устройство осуществляет сдвиг импульсов управления инвертором иа угол ф, пропорциональный аиадого-ному сигналу, поступающему с выхода U2.

.С целью упрощения VI и U2 нелинейные зависимости (8.23) и (8.24) аппроксимируются отрезками пряколх, как это показано иа рис. 8.22, а и б.

, Переходя к синтезу регулятора тока, следует отметить, что если в приводе постоянного тока влиянием внутренней обратной связи по ЭДС ДПТ в большинстве случаев можно пренебречь, то в приводе перемеииого тока ее учет принципиально необходим [8.4]. Щ>и синтезе регулятсфа тока дифференциальные уравнения АД удобнее заинсать в (>тогональиой системе хооквват х, у, в, ось X которой ориентвровава по направлению результирующего вектора тока статора i.



Эти уравнения имеют следующий внд:

s + r

I,- !i

(8.26)

.!У

(a>,-a 4,j,-t-

(8.27)

ry , ,..... , , Чг!,

- +(a..-a.)T,.-b-:

Здесь У - суммарный приведенный момент ннерцни ротора и механизма; Мс - момент сопротивления нагрузки; - угловая частота тока статора.


-11,05 -0,0S -0,01 0,01 OfiS 0,05



t т Г 1 17 1 I 1 1 I

0,05 -0,03 -0,01/. 0,01 0,0S 0,05

Рис. 8.22. Характеристики функциональных преобразователей UI (а) в U2 (б).

Для звена постоинного тока справедливо: dia \

ная постоянная времени системы УВП - Д;

3 / L?, Ula + Yils-f

- соответственно эквивалентные активное сопротивление и индуктивность цепн вы-

i-r-i/ -

a,tp



1*aT/ip


1/ll>

1*Т,р

Рнс. 8.23. Расчетные схемы контура регулирования тока.

прямленного тока; г. La - активное сопротивление и индуктивность звена постоянного тока.

Для трехфазного мостового инвертора тока справедливо соотношение

la I 1 \

ви = - у *i 7 [ fry + jr; Prxj , (8.

- в

(8.31)

1.32)

где kl = 2Кз/я - модуль коммутационной функции [8.5].

Дифференциальным уравнениям АД в где ia, и я - мгновенные значения огибаю- звена постоинного тока (8.26) - (8.32) соот-щихтока.ЭДСинвертора и ЭДС выпрямителя; ветствует структурная схема (рис. 8.23) кон-Та ~ lblR - эквивалентная электромагнит- тура регулирования тока. Объект регулиро-




1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 [ 90 ] 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204

Яндекс.Метрика
© 2010 KinteRun.ru автоматическая электрика
Копирование материалов разрешено при наличии активной ссылки.