1 Ам как объект управления

1. Вращающаяся система координат , неподвижная относительно поля статора.

- скорость системы координат;

- синхронная скорость.

Задача управления заключается в определении точки .

2. (d,g,p)

- скорость вращающего ротора;

d – продольная ось,

q – поперечная ось.

3. Неподвижная система координат

4. Полярная система координат, определяется углом и модулем

Трехфазную систему координат преобразуют в векторную:

Мгновенное значение векторов на координатной плоскости позволяет определить вектор тока статора который, вращается с синхронной скоростью. Таким образом, любую трехфазную симметричную систему можно представить в виде вектора.

Допущения:

1. имеющая ненасытную магнитную систему;

2. воздушный зазор равномерен;

3. обмотки симметричны;

4. питающее напряжение симметрично.

2 Математическое описание ам в осях (u, V, o):

1

2

3

Уравнения связи потокосцепления статора и ротора:

4

5

Преобразуем исходную систему уравнений 1,2,3, где выразим все параметры через так статора и потокосцепления ротора.

2

Подставим в получаем новую систему.

6

- коэффициент связи ротора

- постоянная времени ротора

Система уравнения для статора и электромагнитного момента:

7

Она описывает АМ.

Структурная схема ам.

Статор

Ротор

ЭПМ

М

Структурная схема АМ показывает, что в системе имеются перекрестные связи, нелинейности и управление осуществляется во вращающейся системе координат.

Для того, чтобы определить необходимую структуру системы управления производится синтез.

3 Сар момента ам:

М

М^*

I^*

I

I_a

Сар момента ам

Для реализации системы управления, согласно структуре САР момента, необходимо в каждый момент времени осуществлять переход из неподвижной системы координат, где производятся замеры фазных токов, во вращающуюся систему координат, в которой осуществляется управление моментом и магнитным потоком и обратный переход из вращающейся в неподвижную. Для этого система управления должна определяться углом между неподвижной и вращающейся системами. Существует несколько подходов определения угла: непосредственный, косвенный и методы вычисления.

4 Ам в системе координат (X,y,0)

(система ориентирована по полю)

Преобразованная система уравнений АМ в осях (U,V,0) выражается через ток статора и потокосцепление ротора.

1

1. Для определения вектора I_s мы должны знать .

2. Для определения вектора мы должны знать

В произвольной системе координат для уравнения АМ необходимо знать пространственное положение вектора I_s и , определение их положение через составляющие I_s и , определяют режим работы АМ, так же необходимо знать угол между I_s и , в установившемся режиме работы он постоянен, а в переходных процессах он варьируется.

В установившемся режиме:

В переходных режимах

Варианты упрощения управления АМ:

1. Система координат ориентированна по полю.

С тараются поддерживать . В системе координат ориентированных по полю совмещаются с одной из осей и скорость вращения координат равна синхронной скорости. Для определения режима работы АМ определяю пространственное положение вектора тока статора через его проекции и задаются значениями потокосцепление ротора, т.о. для управления АМ необходимо знать три координаты и .

Система ориентированная по току.

Д ля определения положения необходимо знать и . Система ориентированная по току используется в основном в системах управления синхронными машинами, в которых можно измерить , а используя данные обмотки возбуждения составляющие магнитный поток по продольной или поперечной оси.

2. Управление АМ в полярных координатах.

В полярной систем координат для управления АМ необходимо знать и его аргумент или угол между вектором I_s и во вращающихся системах координат. и Q-?

Для определения Q идут на построение системы косвенного определения угла.

, где скорость вращения ротора, - разность скоростей. Т.к. определяется косвенно, то , где - производная аргумента. Установившийся режим . В полярной системе координат режим работы определяется точкой на координатной плоскости, положение этой точки перемещается по модулю тока статора и относительно несущего вектора – вектора ротора R. В установившемся режиме вектора тока и магнитного потока вращаются синхронно, поэтому скорость вращения определяется как сумма скорости ротора и абсолютного скольжения вектора потокосцепления. Определение угла Q практически невозможно, поэтому его определяют косвенным путем.