Моделирование электропривода на ЭВМ. В 2 ч. Ч 2

Эквивалентная постоянная времени статора Тэ (с)

Тэ Lэ .

Rэ

Эквивалентная постоянная времени ротора Т2 (с)

T2 L2' .

R2

Коэффициент, связывающий момент двигателя с током и потоком:

KM 3 pП L12 .

2 L2

Параметры управляющего устройства рассчитываются исходя из следующих выражений.

Коэффициент обратной связи по току

Uзт max

Kот i Iном ,

где Uзт max – максимальное значение напряжения задания тока, Uзт max = = 10 В;

λi – коэффициент максимального тока, λi = 1,5–2; Iном – номинальный ток двигателя.

Коэффициент обратной связи по скорости

Uзс max

Kоc ωном ,

где Uзс max – максимальное значение напряжения задания скорости,

Uзс max = 10 В;

ном – номинальное значение угловой скорости ротора.

71

Коэффициент обратной связи по потокосцеплению ротора

Uзп max

Kоп 2 ,

где Uзп max – максимальное значение напряжения задания потокосцепления ротора, Uзп max = 10 В;

2 – потокосцепление ротора:

2н = 0 ном · Sн,

где 0 ном – номинальное значение скорости холостого хода двигателя; Sн – номинальное значение скольжения;

Мн – номинальный момент двигателя.

Передаточные функции регуляторов имеют следующий вид [6]. Регуляторы тока

Wртx ( p) Wртy ( p) Rэ (Tэ p 1) ,

2 Kотβп p

регулятор потокосцепления ротора

Wрп ( p) Kот (T2 p 1) ,

4 Kоп L12 p

регулятор скорости

где – малая постоянная времени;п – коэффициент усиления преобразователя;

JΣ – суммарный момент инерции электропривода.

72

Для моделирования данной системы электропривода может использоваться рассмотренная структурная схема. Однако полученные результаты будут приближенно отражать электромагнитные переходные процессы в электроприводе. Для наиболее полного исследования переходных процессов в асинхронном электроприводе при векторном управлении необходимо использовать модель, составленную на основании функциональной схемы векторного управления асинхронным двигателем (см. рис. 3.8). Структурная схема модели представлена на рис. 3.10.

В качестве модели асинхронного двигателя используется стандарт-

ный блок «Асинхронная машина» Asynchronous Machine SI Units.

Для преобразования переменных из трехфазной системы координат в двухфазную, а также для преобразования из неподвижной системы координат во вращающуюся и наоборот используются преобразователи фаз и координат (ПК1, ПК2, ПФ1, ПФ2).

Для преобразования токов статора трехфазного АД в токи эквивалентного двухфазного АД используется преобразователь фаз ПФ1. Преобразования выполняются в соответствии с выражениями:

i1α kc (i1a 12 i1b 12 i1c );

kc 23 .

Преобразование из неподвижной системы координат во вращающуюся систему координат (преобразователь координат ПК1) выполняется в соответствии с выражениями:

i1x i1α cos 0 i1β sin 0; i1y i1α sin 0 i1β cos 0.

73

Обратные преобразования выполняются в соответствии с выражениями:

– преобразователь координат ПК2:

U1α U1x ' cos 0 U1y ' sin 0 ;

(8)

U1β U1x ' sin 0 U1y ' cos 0 ;

– преобразователь фаз ПФ2:

Блок компенсации (БК) компенсирует перекрестные обратные связи асинхронного двигателя. Компенсирующие напряжения определяются из выражений

Ukx ω0 σ L1 i1y ;

Uky ω0 (L1σ i1x 2 x );

Выходные напряжения блока компенсации равны

U1x ' U1x U kx ;

U1y ' U1y U ky .

75

Для определения проекции вектора потокосцепления ротора 2х используется выражение

Синхронная электрическая угловая скорость определяется из выражения

Для определения угла поворота системы координат значение синхронной электрической угловой скорости интегрируется.

Структурная схема подсистемы определения потока и угла поворота осей системы координат представлена на рис. 3.11.

Рис. 3.11. Структурная схема подсистемы определения потокосцепления и угла поворота осей системы координат

Структурные схемы подсистем «Канал потока» и «Канал скорости» представлены на рис. 3.12–3.13. Для реализации регуляторов используются детализированные структурные схемы (рис. 3.14).

Преобразователь частоты можно реализовать структурной схемой, представленной на рис. 3.15. Кроме этого может использоваться структурная схема с использованием блока «Универсальный мост» (см. рис. 1.45).

76

Номинальный ток статора

Номинальный момент двигателя

Мн Рн 15000 48,9 Н м. ωн 306,8

Номинальное сопротивление

U1фн 220

Rном I1н 28,38 7,75 Ом.

Сопротивления в абсолютных значениях:

R1 R1* Rном 7,75 0,052 0,403 Ом;

R2/ R2/* Rном 7,75 0,022 0,171 Ом;

X1 X1* Rном 7,75 0,092 0,713 Ом;

X 2/ X 2/* Rном 7,75 0,12 0,93 Ом;

X X * Rном 7,75 4 31 Ом.

Индуктивности рассеивания статора и ротора и индуктивность взаимоиндукции:

79

Индуктивности статора и ротора:

L12 0,1 Гн;

L1 L1 L12 0,101 Гн;

L2 L2 L12 0,102 Гн.

Эквивалентное сопротивление и индуктивность:

Постоянные времени:

Потокосцепление ротора

2н = 0 ном · Sн = 314 · 0,023 = 7,22 с-1;

Коэффициент, связывающий момент двигателя с током и потоком:

Коэффициент обратной связи по току ( i = 2)

80