
- •1.2. Расчетные схемы механической части электропривода
- •1.3. Типовые статические нагрузки электропривода
- •1.4. Уравнения движения электропривода
- •1.5. Механическая часть электропривода как объект управления
- •1.6. Механические переходные процессы электропривода
- •1.7. Динамические нагрузки электропривода
- •1.8 Контрольные вопросы к гл. 1
- •Глава вторая Математическое описание динамических процессов электромеханического преобразования энергии
- •2.1. Общие сведения
- •2.2. Обобщенная электрическая машина.
- •2.3. Электромеханическая связь электропривода и ее характеристики
- •2.4. Линейные преобразования уравнений механической характеристики обобщенной машины
- •2.5. Фазные преобразования переменных
- •2.6. Структура и характеристики линеаризованного электромеханического преобразователя
- •2.7. Режимы преобразования энергии и ограничения, накладываемые на их протекание
- •2.8. Контрольные вопросы к гл. 2
- •Глава третья Электромеханические свойства двигателей
- •3.1. Общие сведения
- •3.2. Математическое описание процессов преобразования энергии в двигателе постоянного тока с независимым возбуждением
- •3.3. Естественные характеристики двигателя с независимым возбуждением
- •3.4. Искусственные статические характеристики и режимы работы двигателя с независимым возбуждением
- •3.5. Динамические свойства электромеханического преобразователя с независимым возбуждением
- •3.6. Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии в двигателе с последовательным возбуждением
- •3.7. Статические характеристики двигателя с последовательным возбуждением
- •3.8. Динамические свойства электромеханического преобразователя с последовательным возбуждением
- •3.9. Особенности статических характеристик двигателя со смешанным возбуждением
- •3.10. Математическое описание процессов электромеханического преобразования энергии в асинхронном двигателе
- •3.11. Статические характеристики асинхронных двигателей
- •3.12. Динамические свойства асинхронного электромеханического преобразователя при питании от источника напряжения
- •3.13. Статические характеристики и динамические свойства асинхронного электромеханического преобразователя при питании от источника тока
- •3.14. Режим динамического торможения асинхронного двигателя
- •3.15. Электромеханические свойства синхронных двигателей
- •3.16. Шаговый режим работы синхронного электромеханического преобразователя
- •3.17. Контрольные вопросы к гл. 3
- •Динамика обобщенной разомкнутой электромеханической системы
- •4.1. Общие сведения
- •4.2. Математическое описание и структурные схемы разомкнутых электромеханических систем
- •4.3. Обобщенная электромеханическая система с линеаризованной механической характеристикой
- •4.4. Динамические свойства электропривода с линейной механической характеристикой при жестких механических связях
- •4.5. Устойчивость статического режима работы электропривода
- •4.6. Понятие о демпфировании электроприводом упругих механических колебаний
- •4.7. Переходные процессы электропривода и методы их анализа
- •4.10. Переходные процессы электропривода с асинхронным короткозамкнутым двигателем
- •4.11. Динамика электропривода с синхронным двигателем
- •4.12. Особенности многодвигательного электропривода
- •4.13 Контрольные вопросы к гл. 4
- •Основы выбора мощности электропривода
- •5.1. Общие сведения
- •5.2. Потери энергии в установившихся режимах работы электропривода
- •5.3. Потери энергии в переходных процессах работы электропривода
- •5.4. Нагревание и охлаждение двигателей
- •5.5. Нагрузочные диаграммы электропривода
- •5.6. Номинальные режимы работы двигателей
- •5.7. Методы эквивалентирования режимов работы двигателей по нагреву
- •5.8. Понятие о допустимой частоте включений асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором
- •5.9. Контрольные вопросы
- •Глава шестая Регулирование координат электропривода
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Основные показатели способов регулирования координат электропривода
- •6.3. Система генератор-двигатель
- •6.4. Система тиристорный преобразователь-двигатель
- •6.5. Система преобразователь частоты - асинхронный двигатель
- •6.6. Обобщенная система управляемый преобразователь-двигатель
- •6.7. Связь показателей регулирования с лачх разомкнутого контура регулирования
- •6.8. Стандартные настройки регулируемого электропривода
- •6. 9. Контрольные вопросы к гл.6
- •Регулирование момента (тока) электропривода
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Реостатное регулирование момента
- •7.3. Система источник тока – двигатель
- •7.4. Автоматическое регулирование момента в системе уп-д
- •7.5. Последовательная коррекция контура регулирования момента в системе уп – д
- •7.6. Особенности регулирования момента и тока в системе г-д
- •7.7. Частотное регулирование момента асинхронного электропривода
- •7.8. Влияние отрицательной связи по моменту (току) на динамику упругой электромеханической системы
- •7.9. Контрольные вопросы к гл. 7
- •Регулирование скорости электропривода
- •8.1. Общие сведения
- •8.2. Реостатное регулирование скорости
- •8.3. Схемы шунтирования якоря двигателя постоянного тока с независимым возбуждением
- •8.4. Схемы шунтирования якоря двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением
- •8.5. Автоматическое регулирование скорости в системе уп-д
- •8.6. Свойства электропривода при настройке контура регулирования скорости на технический оптимум.
- •8.7. Свойства электропривода при настройке контура регулирования скорости на симметричный оптимум
- •8.8. Регулирование скорости двигателя постоянного тока с независимым возбуждением изменением магнитного потока
- •8.9. Способы регулирования скорости асинхронного электропривода
- •8.10. Особенности частотного регулирования скорости асинхронного электропривода
- •8.11. Принцип ориентирования по полю двигателя при частотном управлении
- •8.12. Каскадные схемы регулирования скорости асинхронного электропривода
- •8.13. Каскады с однозонным регулированием скорости
- •8.14. Оптимизация регулируемого электропривода с упругими связями по критерию минимума колебательности
- •8.15. Контрольные вопросы к гл. 8
- •Регулирование положения
- •9.1. Общие сведения
- •9.2. Точный останов электропривода
- •9.3. Автоматическое регулирование положения по отклонению
- •9.4. Понятие о следящем электроприводе
- •9.5. Контрольные вопросы к гл. 9
- •Основы выбора системы электропривода
- •10.1. Общие сведения
- •10.2. Энергетическая эффективность электропривода
- •10.3 Особенности энергетики вентильных электроприводов
- •10.4. Надежность регулируемого электропривода
- •10.5. Контрольные вопросы к гл. 10
7.7. Частотное регулирование момента асинхронного электропривода
Управляемость асинхронного электропривода, аналогичная управляемости электропривода постоянного тока при Uя=const и Ф=const, обеспечивается путем одновременного регулирования частоты f1 и напряжения U1 или тока I1 статорной обмотки.
Этот
способ регулирования момента реализуется
в системе ПЧ-АД, основные особенности
которой были подробно рассмотрены в
§6.5. При выполнении условий, для которых
справедливо линеаризованное уравнение
механической характеристики асинхронного
двигателя при питании от источника
напряжения (см. §3.11) и от источника тока
(см. §3.12), при регулировании момента
можно использовать структурную схему
асинхронного электропривода, представленную
на рис.6.14. Если, например, при поддержании
постоянным потока 1=const
замкнуть систему отрицательной обратной
связью по моменту М с коэффициентом
обратной связи по моменту kом,
асинхронный электропривод приобретет
свойства, подробно рассмотренные для
обобщенной системы УП-Д в §7.4.
Однако
реализация рассмотренного там способа
регулирования момента по отклонению в
применении к асинхронному электроприводу
вызывает практические трудности. Важной
особенностью асинхронного электропривода
является отсутствие простых способов
измерения электромагнитного момента
двигателя. Без принятия специальных
мер, рассматриваемых в §8.9, момент
асинхронного двигателя нелинейно
зависит от доступного для измерения
тока статора, и реализовать обратную
связь по моменту с помощью связи по
току, как в электроприводе постоянного
тока, здесь не удается. Как следствие,
во многих практических случаях от
автоматического регулирования момента
по отклонению отказываются и прибегают
к использованию компенсационного
способа управления с помощью положительной
обратной связи по скорости. Как показано
на рис.7.20,а и б, для измерения скорости
на валу двигателя устанавливается
тахогенератор ТГ, ЭДС которого eтг
при постоянном
потоке Фтг
пропорциональна скорости:
при этом уравнение для канала регулирования частоты имеет вид
(7.63)
где kp м - коэффициент усиления регулятора момента РМ.
В соответствии со структурной схемой на рис.7.11 при учете (7.63) можно записать
Подбором значений kp м и kп c обеспечивается критическая положительная связь по скорости
при этом уравнение механической характеристики запишется в виде
где
Разрешим (7.63) относительно uзм
С учетом (7.65) получим
Соотношение (7.67) свидетельствует о том, что в схемах на рис.7.20 сигнал задания момента пропорционален абсолютному скольжению двигателя sa, поэтому рассматриваемый компенсационный способ иногда называют управлением по абсолютному скольжению.
М
еханические
характеристики =f(М),
соответствующие (7.66) при p=0,
представлены на рис.7.21,д. Они построены
в предположении, что преобразователь
частоты обладает способностью рекуперации
энергии в сеть. Если преобразователь
не обеспечивает такой возможности, во
втором и четвертом квадрантах механические
характеристики существуют в узкой
области, ограниченной осью абсцисс и
характеристикой динамического торможения
2.
При преобразователе частоты, способном передавать энергию как в прямом, так и в обратном направлениях, при критической положительной связи по скорости обеспечивается астатическое регулирование момента в пределах, ограниченных перегрузочной способностью двигателя (M<Мк) и при изменении скорости от характеристики 1, соответствующей 0=0max=const, до характеристики 3, соответствующей противоположному направлению вращения поля и максимальной частоте преобразователя частоты 0=-0mах.
Перегрузочная способность Мк в данной схеме зависит от способа управления полем двигателя. Наименьшая перегрузочная способность соответствует регулированию при 1=const, наибольшая - при 2=const, причем она ограничивается насыщением магнитной цепи машины и запасом по напряжению преобразователя частоты как при питании от источника напряжения (см. рис.7 20,a), так и при питании от источника тока (см. рис.7.20,б).
В схеме с инвертором напряжения для регулирования потока в канале управления напряжением uун предусматривается функциональный преобразователь ФП, на вход которого подаются сигнал uуч, пропорциональный 0эл, и сигнал uзм, пропорциональный абсолютному скольжению sa. В функции этих величин функциональный преобразователь определяет сигнал задания напряжения uун в при 1=1ном=const или 2=2нoч=const. В частности, при 1=const сигнал uун=U1/kун вычисляется по соотношению (6.17а).
В схеме с инвертором тока (см. рис.7.20,б) в канал регулирования тока uут введено нелинейное звено Н31, которое формирует сигнал задания uут в нелинейной зависимости от sa, определяемой соотношением (6.176) при 2=2max=const:
Для
поддержания постоянным вектора
потокосцеплсния
в динамике на рис.7.20,б у инвертора тока
предусмотрен вход управления фазой
тока 1.
В канал регулирования фазы тока введено
нелинейное звено Н32, реализующее
зависимость от абсолютного скольжения,
определяемую по (6.17в):
Динамические свойства электропривода с рассматриваемым способом регулирования момента определяются (7.66), которое вместе с уравнением движения позволяет построить структурную схему, представленную на рис.7.21,б.
Рассматривая эту структурную схему, можно заключить, что при задании момента скачком он нарастает до заданного значения М3=kмUзм по экспоненте и через (34)TЭ устанавливается на заданном уровне М=М3=const Под действием постоянного момента электропривод при Мс=const движется равномерно ускоренно до тех пор, пока нарастающая частота f1(0эл) не достигнет максимального значения f1max(0злmax). Далее при f1=f1maх=const движение электропривода при данном моменте нагрузки Мс определяется механической характеристикой 1 (рис.7.21,а).