- •Электропривода
- •Часть 2: Замкнутые системы электропривода
- •Конспект лекций
- •Тематика лекционных занятий
- •Содержание
- •Введение
- •Показатели качества для разомкнутого эп
- •Вопросы и задания
- •2. Методы последовательной коррекции и модального управления с настройками на технический и симметричный оптимум
- •Настройка на симметричный оптимум
- •Вопросы и задания
- •3. Метод последовательной коррекции с подчиненным регулированием координат
- •Синтез регулятора подчиненного контура
- •Синтез регулятора основного контура
- •Вопросы и задания
- •II. Электропривод постоянного тока
- •4. Модель эп с двигателем постоянного тока независимого возбуждения с жесткими связями
- •Вопросы и задания
- •5. Модель эп с двигателем постоянного тока независимого возбуждения с упругими связями
- •Вопросы и задания
- •6. Автоматическое регулирование момента в системе уп-д с п-регулятором
- •Вопросы и задания
- •7. Автоматическое регулирование момента в системе уп-д с настройками на технический и симметричный оптимумы
- •8. Автоматическое регулирование частоты вращения в системе уп-д с п-регулятором
- •Вопросы и задания
- •9. Автоматическое регулирование частоты вращения в системе уп-д, настроенной на технический оптимум
- •Вопросы и задания
- •10. Автоматическое регулирование частоты вращения в двухконтурной системе уп-д, настроенной на технический оптимум
- •Вопросы и задания
- •11. Автоматическое регулирование частоты вращения в двухконтурной системе уп-д, настроенной на симметричный оптимум
- •Вопросы и задания
- •12. Автоматическое регулирование положения в системе уп-д с подчиненным регулированием
- •Вопросы и задания
- •Вопросы и задания
- •14. Автоматическое регулирование частоты вращения ад с короткозамкнутым ротором изменением величины напряжения питания
- •Разомкнутое регулирование
- •Замкнутое регулирование
- •Вопросы и задания
- •15. Автоматическое регулирование момента ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч с аин
- •Вопросы и задания
- •16. Автоматическое регулирование момента ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч с аит
- •Вопросы и задания
- •17. Автоматическое регулирование частоты вращения ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч
- •Работа сар с п-регулятором скорости (рис.17.2)
- •Работа сар с и-регулятором скорости (рис.17.3)
- •Вопросы и задания
- •18. Импульсное регулирование частоты вращения ад с фазным ротором
- •Вопросы и задания
- •19. Сар частоты вращения ад с фазным ротором на базе асинхронно-вентильного каскада (авк)
- •Вопросы и задания
- •Вопросы и задания
- •21. Двухфазная модель ад в раздельных осях статора и ротора
- •Вопросы и задания
- •22. Двухфазная модель ад в осях u-V, общих для статора и ротора, вращающихся в пространстве с произвольной частотой
- •Вопросы и задания
- •23. Дифференциальные уравнения обмоток ад в осях u-V. Выражения вращающего момента
- •Вопросы и задания
- •24. Уравнения и структурная схема ад в осях α-β, общих для статора и ротора. Расчеты токов обмоток
- •Вопросы и задания
- •25. Уравнения ад в осях х-у, ориентированных
- •Вопросы и задания
- •26. Структурная схема ад в осях х-у, ориентированных
- •Преобразования уравнения цепи статора по оси у
- •Преобразования уравнения цепи статора по оси х
- •Вопросы и задания
- •27. Структурная схема системы векторного управления ад
- •Вопросы и задания
- •28. Блоки преобразователей фаз аэп с векторным управлением ад
- •Вопросы и задания
- •29. Блоки восстановления потокосцепления ротора и тригонометрического анализатора
- •Вопросы и задания
- •30. Блоки преобразования координат и блок компенсации. Подсистема ввода информации
- •Вопросы и задания
- •31. Векторное управление ад с использованием наблюдателя потокосцепления ротора
- •Вопросы и задания
- •32. Векторное управление ад с использованием наблюдателя частоты вращения
- •Вопросы и задания
- •Литература
Вопросы и задания
1. Назовите и обоснуйте параметры напряжения питания АД, обеспечивающих постоянство потокосцепления статора.
2. Приведите функциональную схему САР момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИН.
3. В чем нестандартность контура регулирования момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИН ?
4. При каком соотношении между параметрами элементов схемы САР обеспечивается прямая пропорциональность между моментом и сигналом его задания ?
5. Как выглядят механические характеристики ЭП с САР момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИН ?
6. В чем основной недостаток ЭП с САР момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИН ?
16. Автоматическое регулирование момента ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч с аит
Вводная часть та же, что и в теме 15 - от начала по формулу (15.2).
При питании АД от ПЧ с АИТ можно независимо изменять величину I1 и частоту ω1 тока статора.
Из курса электрических машин известна формула вращающего момента АД вида
(16.1)
Если поддерживать постоянство потокосцепления ротора Ψ2=const, то механическая характеристика (16.1) будет иметь вид (15.1).
Функциональная схема САР момента при питании АД от ПЧ с АИТ приведена на рис.16.1.
В контуре регулирования частоты с регулятором РЧ при сигнале задания момента uЗМ обратная связь не является сигналом момента, а является сигналом положительной обратной связи uОСС по скорости. Контур регулирования тока разомкнутого типа использует только сигнал uЗМ.
Примем:
- регулятор частоты РЧ П-типа с коэффициентом передачи kРЧ;
- регулятор тока РТ, как будет показано ниже, является нелинейным звеном с uЗТ=f(uЗМ);
- коэффициент обратной связи по скорости kОСС ();
- коэффициент передачи АИТ для канала частоты kАИТ ();
- коэффициент передачи УВ для канала тока kУВ ().
На основании рис.16.1 можно записать
(16.2)
Выберем коэффициенты kРЧ, kОСС и kАИТ такими, чтобы было справедливо равенство . Подставляя его в выражение (16.2), получим
(16.3)
Последнее уравнение из (16.3) имеет вид подобный (16.1) и, поэтому, сигнал uЗМ действительно является сигналом задания момента АД. Коэффициент пропорциональности kЗМ между М и uЗМ находим делением (16.1) на (16.3)
(16.4)
После подстановки в последнюю формулу (16.4) значения uЗМ из последней формулы (16.3) получим механическую характеристику АЭП
(16.5)
Регулирование момента получилось астатическим с нулевой ошибкой регулирования, так как момент М пропорционален сигналу задания uЗМ независимо от частоты вращения ω АД (16.4). Механические характеристики получились идеальными (рис.16.2), у которых M=const. Частота вращения ω АД при заданном моменте М определяется частотой ω0 вращения поля статора или частотой ω1, с которой изменяется ток питания АД (16.5).
Найдем законы изменения I1 и ω1, при которых будет Ψ2=const. Из двух выражений для установившегося режима, состоящих из уравнения цепи ротора и формулы , которой определяется потокосцепление ротора, исключаем недоступный для
измерения ток I2:
(16.6)
От комплексного выражения (16.6) переходим к действующим значениям
(16.7)
Выполним замену комплекса (ω0 -ω) в (16.7) на значение определенное из последнего выражения (16.3)
(16.8)
Выражение (16.8) показывает, что для поддержания постоянства потокосцепления Ψ2 необходимо ввести в схема АЭП регулятор тока РТ нелинейного типа такой, чтобы при изменении сигнала задания момента uЗМ сигнал задания тока uЗТ изменялся прямо пропорционально величине
. (16.9)
Схемная реализация нелинейной зависимости (16.9) вполне доступна, причем этого будет достаточно для поддержания постоянства момента при любой частоте вращения АД. В этом преимущество САР момента АД с ПЧ на базе АИТ по сравнению с ПЧ на базе АИН.