Электропривод с вентильным двигателем

Синтез регуляторов в электроприводе осуществляется аналогично приводу постоянного тока. При этом внутренний контур тока постоянными Tф и Ts целесообразно заменить одним апериодическим звеном. Скоростной контур настраивается на оптимум по модулю или симметричный оптимум в зависимости от требований к реакции системы на возмущение по моменту. При построении электропривода на базе вентильной машины одним из основных требований является наличие замкнутых контуров регулирования токов. Это позволяет поддерживать в переходных и установившихся режимах и, тем самым, существенно улучшить энергетические характеристики.

Модель электропривода, в которой использована математическая модель вентильной машины показана на рис. 3.28

Рис. 3.28. Цифровая виртуальная модель ВМ Drive SD dq .

В модели , рассмотренной выше , регуляторы тока реализованы во вращающейся системе координат. При этом обратная связь срабатывает оба инерционные звена с постоянными T и T. Существует иной вариант построения контура тока, когда обратная осуществляется в неподвижной системе координат. При этом автономный инвертор – машина реализуется, а инерционное звено с постоянной времени не охватывается отрицательной обратной связью по току. В итоге в канале регулирования скорости остаются апериодическое звено с постоянной и интегрирующее звено с постоянной . При синтезе скоростного контура на оптимум по модулю передаточная функция регулятора соответствует пропорциональному звену с коэффициентом усиления

На рис. 3.29. показана модель электропривода с вентильной машиной, выполненная с использованием виртуальных блоков из библиотеки,. Блоки относящиеся к системе управления : преобразователь вращающихся координат, в неподвижные А,В,С(блок dq-АВС), гистерезисный регулятор тока (блок Current Regulator) аналогичны таковым в асинхронном электроприводе . Трехфазный автономный инвертор здесь реализован на MOSFET транзисторах.

В качестве двигателя взят ДБМ150-4-1.5.3.

Рис.3.29. Цифровая виртуальная модель ВМ Drive SD Virt.

Датчик положения ротора реализован в преобразователе, на вход Teta которого подается угол поворота, ротора, умноженный на число на число пар полюсов плюс начальный угол установленный 90 эл.град. Таким образом смоделирована установка которой ıd=0.

Преобразователь частоты серии тпч

Преобразователи частоты серии ТПЧ (ТПЧ-15, ТПЧ-40, ТПЧ-40, ТПЧ-63-1 ) обеспечивают регулирование частоты питания трехфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей в диапазоне 5-60 Гц с соответствующим изменением напряжения от 20 до 230 В. Выходное номинальное линейное напряжение равно 220 В. Напряжение и частота стабилизируются с погрешностью с погрешностью +/-2 %. Двигатели на напряжение 380/220 В подключаются к преобразователю с соединением обмоток по схеме «треугольник».

Преобразователи частоты ТПЧ-15,ТПЧ-40,ТПЧ-63-1 содержат ри.3.30 сетевой понижающий ТС, пускатель (ПМ на его первичной стороне, быстродействующие предохранители (Пр) на вторичной стороне трансформатора, управляемый выпрямитель (УВ), фильтр (Ф), инвертор (ИН), мост обратных вентилей (ОМ), блоки системы управления выпрямителем (СУВ) и инвертором (СУИ), блок управления (БУ), блок коммутационной аппаратуры, блок питания, блок подзаряда конденсаторов (БПК), измерительные приборы, сигнальные лампы, органы управления (ОУ), датчики сетевого тока (ДТ) и ЭДС двигателя (ДЭ).

САР, работающая по принципу описанному выше, содержит обратную связь по внутренней ЭДС двигателя. Для датчика ДЭ используется трансформаторы напряжения и тока на выходе преобразователя. Управляющий сигнал САР через усилитель канала напряжения в блоке БУ воздействует на СУВ. Указанный усилитель в БУ имеет высокую стабильность работы, в том числе при колебании температуры. Преобразователь имеет

Рис.3.30.АКЗ с преобразователем частоты.

местное (от потенциометра на двери шкафа) или дистанционное управление. Задающее устройство блока БУ управляет плавным изменением частоты и напряжения при частотном пуске или частотном нерекуперативном торможении. Возможны два варианта работы задающего устройства: первый-темп задается скоростью нарастания сигнала тахогенератора, сочлененного с асинхронным двигателем, второй - величинами резистора и конденсатора интегрирующей цепочки.

В БУ входит устройство защиты и сигнализации перегрузки. Сигнал перегрузки поступает с трансформаторов тока датчика на усилители «Перегрузка» и «Защита». При определенном уровне перегрузки первый усилитель включает реле и сигнальную лампу в режиме «мигания». На уровне, соответствующем току 1,3 Iном, срабатывает второй усилитель с выдержкой около 10 с, в результате посредством другого реле отключается ПМ. Во время пусков и переходных процессов действует токоограничение (отсечка по току). Сигнал первого усилителя («перегрузка») поступает на усилитель канала напряжения, способствуя ограничению выходного напряжения управляемого выпрямителя.

В системе преобразователь частоты – асинхронный двигатель могут возникнуть автоколебания. Для их подавления служит устройство коррекции, осуществляющее гибкую обратную связь по току вентилей обратного моста. Сигнал снимается с резистора, включенного последовательно с ОМ. Выходной сигнал устройства воздействует на частоту инвертора через задающий генератор блока СУИ.

Выпрямитель выполнен по трехфазной мостовой схеме на шести тиристорах. Система управления работает по вертикальному принципу и содержит шесть каналов. Импульсы каналов сдвинуты на 60 эл. Градусов между собой. При изменении напряжения управления на выходе фазосмещающего устройства регулируется фаза узкого импульса. СУВ образуется в устройстве формирования.

Инвертор напряжения с обратным мостом вентилей, с отсекающими вентилями, с коммутирующими дросселями в цепи постоянного тока между инвертором и ОМ Насыщающиеся дроссели, включенные последовательно с тиристорами инвертора, снижают скорость нарастания токов включения тиристоров.

Блок подзаряда коммутирующих конденсаторов обеспечивает напряжение не менее 200 В для заряда конденсаторов. Он имеет два источника постоянного тока для анодной и катодной групп рабочих тиристоров. В преобразователях ТПЧ-15 подзаряд производится через диоды через диоды, в остальных типоразмерах имеются подзарядные тиристоры, которые подсоединены к рабочим тиристорам инвертора. Импульсы на подзарядные тиристоры подаются от СУИ.

Блок системы управления инвертором содержит задающий генератор, импульсы которого через усилительный транзистор поступают на пересчетную схему.

Блоки питания содержат три трехфазных трансформатора с отдельным трехфазными мостовыми выпрямителями для цепей СУВ,СУИ,БУ. Стабилизация некоторых источников обеспечивается установкой стабилитронов. Первичные цепи трансформаторов блоков питания и БПК защищены предохранителями. При включении пускателя ПМ на выходе трансформатора ТС могут возникать перенапряжения, превышающие вдвое номинальное напряжение. Для ограничения этих перенапряжений вторичная обмотка ТС шунтирована цепями их последовательно включенных резисторов и конденсаторов.