Терехин. Учебное пособие

Рис. 2.19. Окна ввода параметров блоков Discrete PWM Generator

и Universal Bridge

На рис. 2.24 изображены введённые параметры трёхфазного на пряжения выпрямителя, используемого для питания широтно им пульсного транзисторного преобразователя. Следует иметь в виду, что напряжение вводится в амплитудном значении.

161

Рис. 2.20. Окна ввода параметров двигателя постоянного тока

Результаты моделирования отработки минимального задания ±0,01 В при постоянной реактивной нагрузке номинального знамения 18,5 Н.м показаны на рис. 2.25.

Привод отрабатывает частоту вращения ±0,21 1/с. Направление тока двигателя определяется знаком скорости, что справедливо при ре активном характере нагрузки. Задержки при пуске и реверсе обусловле ны инерционностью ПИ регуляторов и реактивным характером на грузки. При активном моменте нагрузки характер переходного процес са при аналогичном управлении будет принципиально другим. Предла

162

гаем читателю убедиться в этом самостоятельно, переключив задание нагрузки с входа TL на вход Ta.

Рис. 2.21. Окна ввода параметров ПИ*регуляторов скорости и тока

На рис. 2.26 изображены результаты моделирования процессов пу ска и реверсирования транзисторного привода на максимальную часто ту вращения 210 1/с.

Характерной особенностью данных процессов (пуска и реверса) является зависимость пускового тока от величины частоты вращения, обусловленная действием контура зависимого токоограничения. В свя зи с этим процесс пуска протекает вяло, но обеспечивается нормальная работа двигателя с допустимым искрением. Наиболее эффективно дви гатель используется на частотах вращения, не превышающих 50 1/с. На рис. 2.27 показана работа источника питания с учётом схемы ограниче ния напряжения источника.

163

Рис. 2.22. Окна ввода коэффициентов обратной связи по скорости и току

Рис. 2.23. Окна ввода задающего напряжения по скорости

164

Рис. 2.24. Окна ввода параметров трёхфазного напряжения

165

Рис. 2.25. Результаты моделирования по схеме, приведённой на рис. 2.17, при задающем напряжении ±0,01 В и реактивной нагрузке 18,5 Н.м

Рис. 2.26. Результаты моделирования по схеме, приведённой на рис. 2.17, при задающем напряжении ±10 В и реактивной нагрузке 9 Н.м

166

Рис. 2.27. Результаты моделирования работы источника питания и схемы управления резистором, ограничивающим

повышение напряжения источника

Из приведённых диаграмм следует:

•напряжение источника питания значительно не превышает уста новленного предела в 190 В;

•мгновенное значение тока источника питания меньше тока двига теля, что обусловлено включением ёмкости на выход выпрямителя. На третьей диаграмме рис. 2.27 показан сигнал управления Ug

транзистором, блокирующим выход выпрямителя при повышении на пряжения на нём. Из диаграммы следует, что частота управления доста точно высокая. Для снижения частоты работы блокирующего транзи стора следует использовать в канале управления релейный элемент с возможно большим гистерезисом, что выполнено в файле Fig 2_17_1, схема которого в данной работе не показана. При необходимости сле дует обратиться к электронному содержанию руководства и запустить указанный файл в Matlab (Simulink).

На рис. 2.28 приводятся диаграммы, повторяющие рис. 2.26, но с добавлением картины напряжения на двигателе. Из диаграммы видно, что мгновенные значения напряжения на двигателе не превышают 210 В и что частота коммутации широтно импульсного преобразовате ля составляет 1200 Гц.

167

Рис. 2.28. Результаты моделирования по схеме, приведённой на рис. 2.17, при задающем напряжении ±10 В и реактивной нагрузке 9 Н.м

Рис. 2.29. Результаты моделирования по схеме, приведённой на рис. 2.17, при задающем напряжении ±2,5 В и реактивной нагрузке 18,5 Н.м

168

Указанная частота вращения для данного двигателя выбирается в качестве рабочей. Из диаграммы следует, что предельное значение пу скового тока незначительно отличается от максимального значения 200 А. Это обстоятельство определяет высокие динамические свойства привода. Например, реверсирование с номинальной реактивной на грузкой составляет время около 0,1 с.

Рис. 2.30. Результаты моделирования по схеме, приведённой на рис. 2.17, при задающем напряжении ±2,5 В и реактивной нагрузке 18,5 Н.м

На рис. 2.30 добавлена осциллограмма мгновенных значений им пульсного напряжения на двигателе. Мгновенные значения не превыша ют 200 В. Частота вращения и ток двигателя (момент) имеют значительно меньшую пульсацию при заданных значениях приведённого к валу двига теля момента инерции и суммарной индуктивности цепи обмотки якоря.

На рис. 2.31 изображены временные диаграммы мгновенных зна чений напряжения питания широтно импульсного преобразователя, тока выпрямителя и сигнала управления блокировочным транзистором («тормозным» резистором). Анализ диаграмм показывает, что мгновен ные напряжения источника питания ШИП не превышают 200 В, ток источника не достигает 200 А и блокировочный транзистор интенсив но включен в момент сброса нагрузки (см. момент времени 0,35...0,4 с). В это время часть энергии, запасённой в электроприводе, гасится на резисторе Series RLC Branch3 (переводится в тепло). Это положение, естественно, характеризует негативные черты работы такого привода.

169

Рис. 2.31. Результаты моделирования источника питания по схеме, приведённой на рис. 2.17, при задающем напряжении ±2,5 В

и реактивной нагрузке 18,5 Н.м

Рис. 2.32. Результаты моделирования модели, приведённой в файле

Fig 2_17_1, при задающем напряжении ±2,5 В и активной нагрузке +18,5 Н.м

170