26 Скалярное частотно-токовое управление ад

При частотно-токовом управлении (ЧТУ) асинхронным двигателем управляющими величинами являются частота f₁ и величина тока I₁ статора. В разомкнутых системах ЧТУ (рис. 8.30) частота и величина тока статора задаются независимо. Регулятор тока РТ здесь используется, если преобразователь частоты ПЧ является источником напряжения, как обычно бывает. Если ПЧ является идеальным источником тока, то нет надобности в регуляторе тока. Свойства и характеристики АД в разомкнутой системе частотно-токового управления были рассмотрены в параграфе 3.11 третьей главы. Там было показано, что в разомкнутой системе ЧТУ асинхронный двигатель работает с переменным магнитным потоком (см. рис. 3.66), следствием чего является снижение критического момента и значительное увеличение электромагнитной постоянной времени АД. Поэтому разомкнутые системы ЧТУ находят ограниченное применение. Их применяют в индивидуальных электроприводах при незначительном изменении статического момента.

Для устранения недостатков, присущих разомкнутым системам ЧТУ, создают замкнутые системы, где магнитный поток стабилизируется или изменяется по определенному закону при изменении нагрузки. Чтобы стабилизировать магнитный поток двигателя, необходимо, как это следует из (3.289), заданное значение тока статора изменять при изменении нагрузки (абсолютного скольжения s_a) по закону

, (8.238)

где

Зависимость (8.239) приведена на рис. 8.31.

В целях упрощения реализации функцию I_1,з=F(s_a) иногда линеаризуют, как показано на рис. 8.31 штриховыми линиями. Функциональная схема замкнутой системы ЧТУ со стабилизацией магнитного потока, показана на рис. 8.32.

Функциональный преобразователь ФП1 является пропорциональным звеном, который выдает значение синхронной угловой скорости ω₀ АД в соответствии с заданной частотой . Функциональный преобразователь ФП2 реализует зависимость (8.239) на основании вычисленного значения Δω=ω₀–ω и вводимых параметров , , . В результате задаваемая величина тока статора I_1,з изменяется с изменением нагрузки (s_a), обеспечивая стабилизацию магнитного потока. Для расширения диапазона регулирования скорости АД применяют обратную связь по скорости (рис. 8.33).

В системе ЧТУ для каждой фазы задаются мгновенные значения синусоидальных токов статора, которые отрабатываются быстродействующими регуляторами тока, включающий компаратор с гистерезисом КГ (рис.8.34). амплитуда этих потоков регулируется в соответствии с рассмотренными структурами ЧТУ.

Отслеживание заданной кривой тока осуществляется с точностью, определяемой верхней и нижней границами (рис. 8.34 б). Недостатком этой функциональной схемы является переменная частота коммутации силовых ключей преобразователя частоты ПЧ. При заданных границах колебания тока может оказаться, что частота коммутации ключей ПЧ превышает допустимую. Из-за неопределенности максимальной частоты переключений в схеме отслеживания тока возникают проблемы выбора силовых ключей. Поэтому применяют другую схему (рис. 8.35), где частота коммутации ключей постоянная. Она определяется частотой сигнала пилообразного напряжения выходного сигнала ПИ-регулятора тока РТ. Разность этих сигналов поступает на компаратор без гистерезиса КБГ.