2854

7. Эквивалентное активное сопротивление цепи статора

R1э = R1 + k22 R2'= 1,32 + 0,942 4,22 = 5,049 Ом.

Настройка контуров регулирования скорости и потокосцепления асинхронного электродвигателя при векторном управлении происходит независимо друг от друга, аналогично системам управления постоянного тока. Произведем настройку контуров регулирования.

8. Проекция вектора тока статора на ось x

9. Коэффициент обратной связи по току I1x

10. Эквивалентный коэффициент передачи преобразова-

теля

91

При настройке контура тока на модульный оптимум применяется пропорционально-интегральный регулятор (ПИрегулятор). Передаточная функция регулятора тока I1x имеет вид:

11. Коэффициент рассеяния магнитного поля

12. Электромагнитная постоянная времени цепи статора

Рассмотрим контур регулирования потокосцепления. 14. Коэффициент обратной связи по потокосцеплению

ротора

где 2 з = 1 – задающее значение потокосцепления ротора.

Передаточная функция ПИ-регулятора потокосцепления ротора, при настройке на модульный оптимум, имеет вид:

15. Электромагнитная постоянная времени цепи ротора

16. Постоянная времени регулятора потока определяется по формуле:

92

19. Эквивалентный коэффициент передачи преобразо-

вателя

При настройке контура тока на модульный оптимум применяется пропорционально-интегральный (ПИ) регулятор. Передаточная функция регулятора тока I1у имеет вид:

При настройке контура скорости на симметричный оптимум применяется ПИ-регулятор. Передаточная функция регулятора скорости имеет вид:

22. Коэффициент, принятый для упрощения записи передаточной функции

93

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

1.Изучить теоретические сведения о системе векторного управления асинхронным электроприводом.

2.Построить векторные диаграммы потокосцеплений и

токов при ориентации по вектору потокосцепления Ψμ и по вектору потокосцепления ротора Ψ2 .

3.Изучить функциональную и структурную схемы системы регулирования скорости АД с управлением по вектору потокосцепления ротора.

4.Рассчитать параметры контуров регулирования потокосцепления, скорости и тока при векторном управлении АД.

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

1.Создать модель асинхронного электропривода с управлением по вектору потокосцепления ротора, приведенную на рис. 28, используя блоки библиотеки Simulink.

2.Установить в модели конечное значение момента Мс равным 5,95, время наброса нагрузки – 0,2 с. Время окончания моделирования – 1 с.

3.Установить значения сигнала задания потокосцепления Uzf = 1 В, сигнала задания скорости Uzw = 10 В; время скачка задания скорости – 0,2 с.

4.Получить переходные процессы изменения составляющих вектора тока статора I1x, I1у, потокосцепления ротора F, момента М и скорости w.

94

5. Определить установившиеся значения составляющих вектора тока статора I1x, I1у, потокосцепления ротора F, момента М и скорости w и сравнить их с расчетными значениями

6.Устанавливая значения сигнала задания скорости Uzw равными 8, 6, 4, 2, получить кривые переходных процессов изменения скорости привода w. Для каждой кривой определить установившееся значение скорости, время переходного процесса и перерегулирование.

7.Сделать вывод о характере переходных процессов и точности отработки сигнала Uzw в системе регулирования скорости АД с управлением по вектору потокосцепления ротора.

8.Составить отчет по работе.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1.Цель работы.

2.Рабочее задание.

3.Модель системы асинхронного электропривода с управлением по вектору потокосцепления ротора.

4.Переходные процессы изменения составляющих вектора тока статора I1x, I1у, потокосцепления ротора F, момента

Ми скорости w, построенные в соответствии с рабочим заданием.

5.Полученные установившиеся значения составляющих вектора тока статора I1x, I1у, потокосцепления ротора F, момента М и скорости w.

6.Кривые переходных процессов изменения скорости привода w и полученные установившиеся значения скорости при различных значениях сигнала задания скорости Uzw.

7.Анализ результатов и выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Принцип векторного управления. Системы с косвенным регулированием координат электропривода и с прямым векторным управлением. Частотно-токовое векторное управление.

96

2.Основные допущения при математическом описании электромагнитных процессов в АД. Задача, решаемая системой векторного управления, и формирование момента АД.

3.Векторные диаграммы потокосцеплений и токов при

ориентации по вектору потокосцепления Ψμ .

4.Интерпретация АД как эквивалентной машины постоянного тока.

5.Основные положения при технической реализации системы векторного управления АД.

6.Описание структуры системы векторного управления

сопорным вектором потокосцепления Ψμ .

7.Векторная диаграмма при ориентации оси х по вектору потокосцепления ротора Ψ2 .

8.Особенности систем управления с опорным вектором потокосцепления ротора Ψ2 .

9.Выражения для проекций напряжений, потокосцеплений и токов статора и ротора при ориентации оси х по век-

тору Ψ2 .

10.Выражения для проекций напряжения статора, потокосцепления ротора и момента асинхронного двигателя в операторной форме.

11.Функциональная схема системы регулирования скорости АД при ориентации оси х по вектору потокосцепления ротора.

12.Структурная схема системы регулирования скорости АД с управлением по вектору потокосцепления ротора.

13.Определение индуктивностей и эквивалентного активного сопротивления цепи статора.

14.Расчет параметров контура регулирования потокосцепления и внутреннего контура регулирования тока I1x.

15.Определение параметров контура регулирования скорости и внутреннего контура регулирования тока I1у.

97

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Предлагаемое учебное пособие содержит материал, необходимый для проведения лабораторных работ по дисциплине “Системы автоматического управления электроприводами”, которая в значительной мере определяет специализацию студентов, обучающихся по магистерской программе подготовки “Электроприводы и системы управления электроприводов”.

Темы лабораторных работ, приведенных в учебном пособии, охватывают практически все разделы изучаемой дисциплины. Порядок проведения лабораторных работ соответствует порядку изучения указанной дисциплины.

В лабораторных работах имеются достаточно подробные теоретические сведения о математическом описании цифровых элементов и систем с учетом их дискретности по уровню и по времени, методике синтеза цифрового контура регулирования, структурах электроприводов с вентильным двигателем, настройке контуров тока и ЭДС в системе тиристорный возбудитель – генератор – двигатель, векторных диаграммах с опорным вектором основного потокосцепления и потокосцепления ротора асинхронного двигателя, функциональной и структурной схемах системы регулирования скорости АД с управлением по вектору потокосцепления ротора.

Данное учебное пособие поможет студентам самостоятельно готовиться к выполнению лабораторных работ, является необходимым при непосредственном выполнении работы и оформлении отчета.

Лабораторный практикум также может использоваться студентами других специальностей, преподавателями и инже- нерно-техническими работниками, работающими в области автоматизированного электропривода.

Перспективным и значимым для теории и практики является дальнейшее развитие инженерных технологий разработки и исследования систем автоматического управления электроприводами.

98

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Медведев, В. А. Управление роботами и РТС [Текст] : учеб. пособие / В. А. Медведев, А. И. Шиянов. – Воронеж : ГОУ ВПО «Воронеж. гос. техн. ун-т», 2010. – 228 с.

2.Медведев, В. А. Управление роботами [Текст] : учеб. пособие для студентов вузов / В. А. Медведев, А. И. Шиянов. – Воронеж : Воронеж. гос. техн. ун-т, 2003. – 187 с.

3.Медведев, В. А. Моделирование роботов и РТС [Текст] : учеб. пособие / В. А. Медведев. – Воронеж : ГОУ ВПО «Воронеж. гос. техн. ун-т», 2010. – 106 с.

4.Медведев, В. А. Моделирование и исследование роботов и РТС [Текст] : учеб. пособие / В. А. Медведев. – Воронеж : Воронеж. гос. техн. ун-т, 2005. – 104 с.

5.Медведев, В. А. Моделирование исполнительной системы робота PUMA-560 в среде MATLAB [Текст] / В. А. Медведев, В. Р. Петренко, А. В. Кузовкин // Вестник Воронежского государственного технического университета. – 2011. – Т. 7. – № 12-3. – С. 4-6.

6.Медведев, В. А. Моделирование динамики манипулятора с произвольной кинематической схемой [Текст] / В. А. Медведев, А. А. Новиков // Анализ и проектирование средств роботизации и автоматизации : межвуз. сб. науч. трудов. – Воронеж : Воронеж. гос. техн. ун-т, 1999. – С. 139-142.

7.Усынин, Ю. С. Системы управления электроприводов [Текст] : учеб. пособие для вузов / Ю. С. Усынин. – Челябинск : Изд-во ЮУРГУ, 2001. – 358 с.

8.Гусев, Н. В. Системы цифрового управления многокоординатными следящими электроприводами [Текст] : учеб. пособие / Н. В. Гусев, В. Г. Букреев. – Томск : Изд-во ТПУ, 2007. – 213 с.

9.Ключев, В. И. Теория электропривода [Текст] : учебник для вузов / В. И. Ключев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Энергоатомиздат, 2001. – 704 с.

10.Романов, А. В. Элементы расчета систем управления электроприводов [Текст] : практикум : учеб. пособие / А. В. Романов, О. А. Киселева. – Воронеж : ГОУ ВПО «Воронеж. гос. техн. ун-т», 2011. – 153 с.

99

100