Анализ ошибок вычислителя скорости вентильного двигателя

Альтахер Аббас А. Карим, УлГТУ, г. Ульяновск

Науч. рук. канд. техн. наук, доцент Доманов В.И.

Рассматриваемый электропривод содержит синхронную машину и синусно-косинусный датчик положения ротора (ДПР). Известна схема [1], позволяющая вычислять сигнал скорости на основании сигналов ДПР и При этом реализуется выражение

(1)

При условии и с учетом формулы (1) получаем:

(2)

Точность работы вычислителя скорости будет зависеть от ряда условий:

– точности установки ДПР;

– наличия высших гармоник в сигналах датчика;

– влияния случайных помех.

Оценим каждое из указанных условий. В случае неточной установки ДПР оси координат датчика и двигателя будут отличаться. При этом двигатель будет воспринимать сигналы датчика в виде

(3)

В соответствии с выражением (2) и с учетом формул (3) получаем:

(4)

Найдем ошибку по скорости для этого случая:

(5)

Анализ выражения (5) показывает, что при условии (точная установка ДПР). При условии в этом случае

(6)

Исходя из уравнений (6), получаем Таким образом, при смещении осей ДПР на 90 электрических градусов сигнал вычислителя скорости меняет знак.

При наличии высших гармоник в сигналах ДПР и с учетом снижения уровня гармоник старших порядков в первом приближении можно записать

(7)

С учетом выражения (7) можно определить ошибку по скорости в этом случае:

(8)

Анализ выражения (8) показывает, что в двух случаях:

– отсутствуют высшие гармоники;

– на обмотках датчика имеется только вторая гармоника.

Максимальная ошибка достигается при условии

Рассмотрим вариант, когда в напряжениях ДПР присутствует случайный сигнал

(9)

С учетом выражений (1), (7) можно вычислить ошибку по скорости для этого случая:

(10)

Анализ выражения (10) показывает, что эта ошибка может быть отфильтрована апериодическим звеном с постоянной времени

Анализ ошибок вычислителя и их снижения позволяет создать электропривод с более высокими точностными показателями.

Литература

1. Доманов В.И. Разработка и исследование систем электропривода с вентильными двигателями / В.И. Доманов, А.В. Доманов. – Ульяновск: УлГТУ, 2015. – 194 с.

УДК 621.833

Исследование автоматизированной системы управления асинхронным двигателем на базе преобразователя частоты Altivar-71

БИКТИМИРОВ Р.Р., КГЭУ, г. Казань

Науч. рук. д-р техн. наук, профессор КОРНИЛОВ В.Ю.

В докладе рассматриваются возможности экспериментального стенда Schneider Electric по изучению поведения автоматизированной системы управления асинхронным двигателем на базе преобразователя частоты.

Лабораторная установка состоит из:

1. Преобразователя частоты (ПЧ) фирмы Schneider Electric серии Altivar-71. Данная серия ПЧ позволяет управлять с помощью алгоритма векторного управления потоком (CVF) асинхронными двигателями в разомкнутой и замкнутой системах регулирования скорости и синхронными двигателями с синусоидальной ЭДС в разомкнутой системе. При сетевом питании 200–240 В и 380–480 В предлагается функциональная гамма ПЧ.

2. Асинхронного двигателя АД-71А2У3 с частотой вращения n = 3000 об/мин; КПД = 79 %; cos = 0,8; Р = 0,75 кВт; средним уровнем звука 60 дБ(А) и массой IM 1081 m = 8,6 кг. Исполнение данного двигателя: по способу монтажа – на лапах; климатические – для умеренного климата; специальные исполнения не имеются.

Изобретение относится к области электротехники, а именно – к испытательной технике и электрооборудованию, в частности, оно может быть использовано для испытания электроприводов с асинхронными двигателями.

Блок-схема модели системы ПЧ–АД (рисунок), разработанная в соответствии с принципом объектной декомпозиции, содержит следующие блоки: силовая часть ПЧ, система управления ПЧ, АД, блок питания, модель нагрузки.

Модель-схема лабораторной установки

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей стенда для исследования и испытания электроприводов в основных режимах электрических машин, в том числе и много-скоростных, с обеспечением плавной регулировки и создания импульсно-переменной нагрузки на валу испытываемого электродвигателя, в снижении потерь мощности, затрачиваемой при испытаниях, а также в обеспечении возможности фиксации и записи измеряемых параметров и характеристик.

УДК 621.314