- •Электропривода
- •Часть 2: Замкнутые системы электропривода
- •Конспект лекций
- •Тематика лекционных занятий
- •Содержание
- •Введение
- •Показатели качества для разомкнутого эп
- •Вопросы и задания
- •2. Методы последовательной коррекции и модального управления с настройками на технический и симметричный оптимум
- •Настройка на симметричный оптимум
- •Вопросы и задания
- •3. Метод последовательной коррекции с подчиненным регулированием координат
- •Синтез регулятора подчиненного контура
- •Синтез регулятора основного контура
- •Вопросы и задания
- •II. Электропривод постоянного тока
- •4. Модель эп с двигателем постоянного тока независимого возбуждения с жесткими связями
- •Вопросы и задания
- •5. Модель эп с двигателем постоянного тока независимого возбуждения с упругими связями
- •Вопросы и задания
- •6. Автоматическое регулирование момента в системе уп-д с п-регулятором
- •Вопросы и задания
- •7. Автоматическое регулирование момента в системе уп-д с настройками на технический и симметричный оптимумы
- •8. Автоматическое регулирование частоты вращения в системе уп-д с п-регулятором
- •Вопросы и задания
- •9. Автоматическое регулирование частоты вращения в системе уп-д, настроенной на технический оптимум
- •Вопросы и задания
- •10. Автоматическое регулирование частоты вращения в двухконтурной системе уп-д, настроенной на технический оптимум
- •Вопросы и задания
- •11. Автоматическое регулирование частоты вращения в двухконтурной системе уп-д, настроенной на симметричный оптимум
- •Вопросы и задания
- •12. Автоматическое регулирование положения в системе уп-д с подчиненным регулированием
- •Вопросы и задания
- •Вопросы и задания
- •14. Автоматическое регулирование частоты вращения ад с короткозамкнутым ротором изменением величины напряжения питания
- •Разомкнутое регулирование
- •Замкнутое регулирование
- •Вопросы и задания
- •15. Автоматическое регулирование момента ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч с аин
- •Вопросы и задания
- •16. Автоматическое регулирование момента ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч с аит
- •Вопросы и задания
- •17. Автоматическое регулирование частоты вращения ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч
- •Работа сар с п-регулятором скорости (рис.17.2)
- •Работа сар с и-регулятором скорости (рис.17.3)
- •Вопросы и задания
- •18. Импульсное регулирование частоты вращения ад с фазным ротором
- •Вопросы и задания
- •19. Сар частоты вращения ад с фазным ротором на базе асинхронно-вентильного каскада (авк)
- •Вопросы и задания
- •Вопросы и задания
- •21. Двухфазная модель ад в раздельных осях статора и ротора
- •Вопросы и задания
- •22. Двухфазная модель ад в осях u-V, общих для статора и ротора, вращающихся в пространстве с произвольной частотой
- •Вопросы и задания
- •23. Дифференциальные уравнения обмоток ад в осях u-V. Выражения вращающего момента
- •Вопросы и задания
- •24. Уравнения и структурная схема ад в осях α-β, общих для статора и ротора. Расчеты токов обмоток
- •Вопросы и задания
- •25. Уравнения ад в осях х-у, ориентированных
- •Вопросы и задания
- •26. Структурная схема ад в осях х-у, ориентированных
- •Преобразования уравнения цепи статора по оси у
- •Преобразования уравнения цепи статора по оси х
- •Вопросы и задания
- •27. Структурная схема системы векторного управления ад
- •Вопросы и задания
- •28. Блоки преобразователей фаз аэп с векторным управлением ад
- •Вопросы и задания
- •29. Блоки восстановления потокосцепления ротора и тригонометрического анализатора
- •Вопросы и задания
- •30. Блоки преобразования координат и блок компенсации. Подсистема ввода информации
- •Вопросы и задания
- •31. Векторное управление ад с использованием наблюдателя потокосцепления ротора
- •Вопросы и задания
- •32. Векторное управление ад с использованием наблюдателя частоты вращения
- •Вопросы и задания
- •Литература
Вопросы и задания
1. Поясните назначение блоков преобразователей фаз.
2. Поясните смысл инвариантности преобразователей фаз. Какие виды инвариантности закладываются в блоки преобразователей фаз ?
3. Приведите вывод формул преобразования из трехфазной системы АВС в двухфазную α-β при условии инвариантности величин обобщенных векторов.
4. Какие происходят изменения формул, описывающих работу преобразователей фаз, если должно быть соблюдена инвариантность мощностей ?
5. Приведите формулы преобразования сигналов в осях α-β двухфазного АД в сигналы в осях АВС трехфазного АД
29. Блоки восстановления потокосцепления ротора и тригонометрического анализатора
Блок восстановления потокосцепления ротора БВПР
На вход блока поступают сигналы потокосцеплений Ψμα и Ψμβ зазора в осях α-β. На выходе должны быть сформированы сигналы потокосцеплений Ψ2α и Ψ2β ротора в осях α-β.
Выведем формулы преобразования (Ψ2α, Ψ2β) ← (Ψμα, Ψμβ), по которым работает БВПР. Вывод выполним только для оси α, для оси β формулы будут подобными по структуре.
Потокосцепления Ψ2α и Ψμα по оси α определяются выражениями
(29.1)
В системе (29.1) содержится две переменные-функции: Ψ2α и i2α. Решаем систему (29.1) относительно Ψ2α:
(29.2)
Для потокосцепления Ψ2β формула имеет вид
(29.3)
Формулы содержат только линейные вычислительные операции.
Блок тригонометрического анализатора ТА
На вход блока поступают составляющие Ψ2α и Ψ2β по осям α и β потокосцепления Ψ2 ротора. ТА обеспечивает вычисление модуля Ψ2 потокосцепления ротора и его положение в пространстве осей α-β, определяемое углом φ1 между вектором Ψ2 и осью α. Так как для преобразователей координат ПК1 и ПК2 требуется (см. рис.27.2 и тему 30) не сам угол φ1, а значения тригонометрических функций от него, то на выходе ТА формируются сигналы sinφ1 и cosφ1.
Расположение вектора и его проекций относительно осей α-β и х-у показано на рис.29.1. Согласно рис.29.1 имеем:
(29.4)
Формулы являются нелинейными. Целесообразно вычисления по ним проводить по программе с использованием микропроцессорного устройства.
Вопросы и задания
1. Поясните назначение блока восстановления потокосцепления ротора.
2. Приведите вывод выражений, описывающих работу блока восстановления потокосцепления ротора.
3. Поясните назначение блока тригонометрического анализатора.
4. Приведите вывод выражений, описывающих работу блока тригонометрического анализатора.
5. В работе каких блоков АЭП с векторным управлением используются выходные сигналы тригонометрического анализатора ?
30. Блоки преобразования координат и блок компенсации. Подсистема ввода информации
Блоки преобразования координат
Блоки преобразования координат осуществляют взаимные переходы между сигналами различных двухфазных обмоток АД в осях х-у и α-β.
Преобразователь ПК1 осуществляет переход для напряжений задания от системы х-у к системе α-β.
Формулы пересчета (22.4), в которых нужно принять φК=φ1, и произвести замену индексов (х-у) ← (u-v):
(30.1)
Инвариантность мощностей при работе преобразователя координат ПК1 выполняется, что доказывается вычислениями:
(30.2)
Преобразователь ПК2 осуществляет переход для токов от системы α-β к системе х-у.
Формулы пересчета (22.3), в которых нужно принять φК=φ1, и произвести замену индексов (х-у) ← (u-v):
(30.2)
Инвариантность мощностей при работе преобразователя координат ПК2 также выполняется.
Блок компенсации
Назначением блока компенсации БК является нейтрализация внутренней обратной связи в АД, представленном в осях х-у (рис.26.1).
Блок компенсации (рис.30.1) представляет собой программу (из-за нелинейных вычислений, осуществляемых БК, вычисления целесообразно проводить по программе микропроцессорного устройства), которая обрабатывает поступающие на вход блока сигналы ωЭЛ и i1y. Обрабатываются эти сигналы точно так же, как во внутренней обратной связи. Выходной сигнал БК вычитается из сигналам u1х. Так как одинаковые выходные сигналы БК и внутренней ОС входят в линию сигнала u1х с противоположными знаками, то они друг друга компенсируют.
Структурная схема АД в осях х-у с учетом блока компенсации превратится в структуру (рис.30.2), на которой цепь возбуждения и силовая цепь раздельные, как в ДПТ.
Подсистема ввода информации
В результате рассмотрения принципов действия блоков АЭП АД с векторным управлением установлено, что в блоке тригонометрического анализатора, блоках преобразователей координат и блоке компенсации выполняются нелинейные вычисления. Это предопределяет использование в АЭП АД с векторным управлением микропроцессорных вычислительных устройств.
Ориентация на микропроцессорные устройства предопределяет перевод всех входных сигналов с помощью АЦП в цифровую форму (рис.30.3).