suep_metod_sem2 / suep_metod_sem2 / 5.8 - Системы скалярного частотного управления с ОС по напряжению
.pdfСистемы скалярного частотного управления с ОС по напряжению
Стабилизирующая ОС по напряжению используется для снижения чувствительности ПЧ к колебаниям напряжения питающей сети, а также для компенсации потерь напряжения в выпрямителе. Один из вариантов такой системы представлен на рис.4.41.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В силовой части здесь исполь- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
зован ПЧ с АИН и УВ. Выходное |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
напряжение УВ стабилизируется на |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
заданном уровне. Заданное значение |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
выпрямленного напряжения задает- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ся в функции сигнала задания час- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тоты. Функциональный преобразо- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ватель ФП реализует закон частот- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ного. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения |
параметров |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
РН и ФП можно использовать |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
структурную схему системы, пред- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ставленную на рис.4.42. На основа- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нии нее можно определить ПФ дви- |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гателя в виде: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
W p iSx p |
s Rдв , |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дв |
USm p |
|
Te p 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где s 1 R |
S – скольжение АД. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Тогда, если пренебречь элек- |
||||
Рис.4.41. Функциональная схема системы |
тромагнитной |
постоянной времени |
||||||||||||||
скалярного частотного управления |
|
|
АД Te (это часто справедливо, осо- |
|||||||||||||
с обратной связью по напряжению. |
|
|
бенно при малых частотах), то ПФ |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
объекта регулирования для контура |
|||
напряжения можно определить в следующем виде: |
|
|
|
|||||||||||||
|
W |
p |
Uд.н |
p |
|
kУВkд.н |
U |
, |
|
|
|
|||||
|
об |
|
|
U |
y.U |
p |
T p 1 |
T0 |
p 1 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
УВ |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U |
|
|
|
|
|
|
где U , T0 – коэффициенты ПФ объекта «АИН-АД»: |
|
|
|
|||||||||||||
|
U |
|
|
|
Rдв |
|
1; |
T0 RЭC kU kI LЭs Rдв RЭC . |
|
|||||||
|
|
|
|
kU kI RЭs Rдв |
|
|
|
|
|
|
|
Последние пренебрежения допустимы, если в системе обеспечиваются характеристики с высокой жесткостью (например, за счет использования канала компенсации скольжения). В противном случае задаются некоторым настроеч-
ным значением скольжения so .
kI
RЭ LЭ p Cp
|
|
|
kУВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 Rдв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 z |
|
|
1 |
|
|||||||||||||||
W p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
kU |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
PH |
|
T p 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T p 1 |
|
|
|
|
2 |
|
Jp |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
УВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
e |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
kд.н |
|
|
|
|
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|
zp |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
k |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.4.42. Структурная схема системы скалярного частотного управления с обратной связью по напряжению.
Как правило, постоянные времени TУВ, Te и T0 U являются примерно
одного порядка. Поэтому часто ограничиваются использованием И-регулятора напряжения с ПФ:
WPH p kУВkд.н1 U TH p ,
где TH aH TУВ Te T0 U , причем настроечный коэффициент aH из-за неучтенных параметров АД следует брать aH 4 . Контур напряжения при этом
будет астатическим. Когда одна из постоянных времени TУВ, Te или T0 U на-
много больше остальных, ее компенсируют, применяя ПИ-РН, а две остальные относят к малым некомпенсируемым.
Иногда применяют вариант рассмотренной системы с ОС не по выпрямленному напряжению, а по выходному напряжению всего ПЧ. Синтез РН при этом аналогичен.
Из-за большого количества параметров, влиянием которых пренебрегают при синтезе, система с ОС по напряжению не обладает хорошими динамическими свойствами (как правило, в кривых тока и момента имеют место высокочастотные колебания, наложенные на основной переходный процесс). Для улучшения динамических свойств системы иногда применяют внутренний контур регулирования тока id .
Возможен также вариант рассмотренной системы с организацией обратной связи не по напряжению US , а по ЭДС двигателя – ES или Em , для дейст-
вующих значений которых справедливы следующие уравнения:
ES US IS RS ; |
Em US IS RS LS pIS , |
|
что эквивалентно, соответственно, более точной IR- или IZ-компенсации, либо |
||
более точной реализации |
законов управления ES S |
const или |
Em S const . При этом реализация инерционного датчика ЭДС Em выполня-
ется аналогично тому, как это было описано ранее.
Различные варианты рассмотренной системы используются в приводах малоответственных общепромышленных механизмов, к движению которых не предъявляют высоких требований в динамике, например, в приводах некоторых механизмов подъемных кранов.