Выбор и разработка функциональной схемы САР электропривода проектируемого механизма

Формирование сигнала f1 задания частоты выходных напряжений UZF обеспечивается суммированием на å10 и å11 сигнала w реального значения скорости АД, поступающего с импульсного датчика BV, и сигналов fsI , fsЭ, определяющих частоту скольжения АД соответственно в функции тока и ЭДС двигателя. Вычисление fsI осуществляется в блоке IM математической модели двигателя по току, на вход которого совместно с текущими значениями I1у.ist и I1x.ist составляющих тока статора в осях х, у подается сигнал R2 , пропорциональный сопротивлению ротора АД.

В блоке ЭМФ математической модели АД, на вход которого кроме текущих значений I 1у ist и I 1x ist составляющих тока статора поступает сигнал R1 , пропорциональный результирующему сопротивлению цепи статора, формируются два выходных сигнала: y2 - определяющий потокосцепление ротора, и Е1 - пропорциональный ЭДС двигателя.

В схеме реализована логика управления, обеспечивающая раздельное подключение сигналов fsI и fsЭ на вход å10 и å11 в зависимости от заданной частоты выходного напряжения UZF. При малых частотах действует контур коррекции по току, обеспечивая компенсацию падения напряжения на сопротивлении статора; при больших частотах - по ЭДС двигателя, обеспечивая коррекцию скорости АД. Выбор частоты, при которой переключаются контуры коррекции, определяется экспериментально. Максимально допустимая частота выходного напряжения UZF ограничивается сигналом fогр блока БО3.

Значения сигналов R1 и R2 формируются в блоке А10 тепловой модели АД, куда поступает совокупность сигналов рå , включающих в себя информацию о сопротивлениях цепи статора и ротора, определенных при автоматической идентификации параметров двигателя, степени влияния на них температуры собственно двигателя и окружающей среды, условий охлаждения двигателя, о наличии выходных фильтров преобразователя.

Расчет структурной схемы САР и выбор параметров регуляторов

Принцип векторного управления асинхронным двигателем основан на преобразовании измеренных в неподвижной системе a, b координат двигателя (напряжений, токов, потокосцеплений и т.п.) к вращающейся системе координат x, y. В результате такого преобразования выделяются составляющие соответствующих обобщенных векторов во вращающейся системе координат, которые будут иметь постоянные, в установившемся режиме, значения. Регулирование их позволяет осуществить раздельное управление скоростью и потокосцеплением АД [8].

В структурной схеме АД имеются перекрестные обратные связи, которые необходимо компенсировать системой управления. Использование в системе управления связей, компенсирующих основные нелинейности АД, как элемента САР, позволяет получить математическое описание динамических режимов АД с системой векторного управления, которое аналогично математическому описанию подобных режимов для двигателя постоянного тока при двухзонном регулировании скорости. Указанное позволяет применить для асинхронного электропривода разработанные для приводов постоянного тока принципы подчиненного регулирования.

В системе координат x, y, связанной с вектором потокосцепления ротора, электромагнитный момент АД определяется

, (1.16.2.2)

где - число пар полюсов АД;

- коэффициент электромагнитной связи ротора;

- вектор потокосцепления ротора, Вб;

- составляющая тока статора по оси y, А.

Таким образом, из выражения (1.16.1.3) следует, что, осуществив стабилизацию потокосцепления ротора , управление электромагнитным моментом можно свести к управлению составляющей тока , аналогично управлению двигателем постоянного тока с неизменным током возбуждения.

Вектор обобщенного потокосцепления ротора определяется

, (1.16.2.3)

где - взаимная индуктивность обмоток статора и ротора, Гн;

- постоянная времени контура ротора, с.

Из выражения (1.16.1.3) следует, что стабилизацию или регулирование потокосцепления ротора можно осуществить посредством стабилизации или управления проекцией тока .

Опираясь на систему дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные процессы в АД, и на структурную схему АД, как объекта регулирования, и руководствуясь принципами построения систем подчиненного регулирования, можно представить структурную схему системы векторного управления АД (рисунок 1.16.2.2), позволяющую осуществить регулирование перемещения НВ и потокосцепления ротора.

Лучшие статьи по информатике

Организация связи на железнодорожном транспорте на примере Свердловской железной дороги
Открытое акционерное общество «Российские железные дороги» (ОАО «РЖД») Филиал «Свердловская железная дорога» Свердловский региональный центр связи (С ...

Проектирование системы атмосферной оптической связи
В настоящее время на мировом рынке САОС прочно заняли определенную нишу, так как эта технология является вполне достойным конкурентом стационарной радиосвя ...

Разработка интегрированной системы управления отделением разваривания на спиртзаводе на основе программируемого логического контроллера Modicon TSX Momentum
Автоматизация технологических процессов - этап комплексной механизации, характеризуемый освобождением человека от непосредственного выполнения функций управ ...