- •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. Приведите функциональную схему САР момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИТ.
2. В чем нестандартность контура регулирования момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИТ ?
3. При каком соотношении между параметрами элементов схемы САР обеспечивается прямая пропорциональность между моментом и сигналом его задания ?
4. Как выглядят механические характеристики ЭП с САР момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИТ ?
5. Как нужно изменять ток статора АД, чтобы потокосцепление ротора было бы постоянным ?
6. Для чего необходимо поддерживать постоянство потокосцепления ротора в АСР момента АД, получающего питание от ПЧ с АИТ ?
7. В чем основное преимущество ЭП с САР момента, питаемого от ПЧ на базе АИТ в сравнении с питанием от ПЧ на базе АИН ?
17. Автоматическое регулирование частоты вращения ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч
Схемы автоматического регулирования частоты вращения АД с короткозамкнутым ротором при питании его от ПЧ целесообразно выполнять по типу подчиненного регулирования. Внутренний контур момента может быть выполнен либо по схеме с АИН (рис.15.1), либо по схеме с АИТ (рис.16.1). Внешний контур скорости должен содержать отрицательную обратную связь по частоте вращения и регулятор скорости. Выбором регулятора скорости работе САР частоты вращения можно придать желаемые статические и динамические показатели качества. Функциональные схемы САР частоты вращения приведены на рис.17.1.
Рассмотрим на качественном уровне процессы в САР частоты вращения при отработке скачка сигнала uзс задания скорости ωзс от некоторого начального значения скорости ωзн до конечного ωзк (учитываем пропорциональность ωзс~uзс). В САР используем П- или И-регулятор скорости РС. Вид инвертора, примененного в ПЧ, может быть любым, так как механические характеристики АД, созданные работой внутренних контуров, подобны друг другу (рис.15.2 и рис.16.2).
Работа сар с п-регулятором скорости (рис.17.2)
До момента времени t=0 (точка 1 на всех графиках) АД работал с начальной установившейся частотой вращения ωун. Так как регулирование статическое, то существует ошибка регулирования, и заданное значение частоты ωзн отличается от установившейся ωун.
В момент времени t=0 скачком изменяется сигнал задания ωзс от ωзн до ωзк. Момент АД также изменяется скачком до Мтах (линия 1-2 на всех графиках), так как скачком изменяется сигнал uЗМ.
За счет избыточного момента начинается разгон двигателя. Значение (uЗС – uОСС) уменьшается, далее уменьшаются uЗМ и момент АД (линия 2-3). В точке 3 АЭП приходит к новой установившейся частоте вращения ωук. Переходный процесс экспоненциальный и постоянная времени экспоненты определяется моментом инерции привода.
Работа сар с и-регулятором скорости (рис.17.3)
До момента времени t=0 (точка 1 на всех графиках) АД работал с установившейся частотой вращения ωун. Так как регулирование астатическое, то не существует ошибки регулирования, и установившееся значение частоты ωун равно заданному ωзн.
В момент времени t=0 скачком изменяется сигнал задания ωзс. Далее изменяются сигнал uЗМ и прямо пропорциональный ему момент М АД. За счет инерционности И-регулятора сигнал ωЗМ нарастает плавно, а механическая характеристика М изменяется по спирали 1-2. В точке 2 заданная ωзк и фактическая ω частоты вращения становятся одинаковыми и сигнал на входе И-регулятора обращается в ноль. Сигнал uЗМ перестаёт изменяться, а момент М АД достигает максимального значения. На участке 2-3-4 устанавливается неравенство ω>ωзк, входной сигнал интегратора (uЗС –uОСС) становится отрицательным и выходное напряжение uЗМ интегратора уменьшается а вслед за ним уменьшается момент М АД. На участке 2-3 избыточный момент положительный и частота вращения продолжает расти. На участке 3-4 избыточный момент становится отрицательным и частота вращения уменьшается. На участке 4-5 устанавливается неравенство ω<ωзк, входной сигнал интегратора (uЗС –uОСС) становится положительным и выходное напряжение uЗМ интегратора увеличивается а вслед за ним увеличивается момент М АД. После точки 5 процесс аналогичен процессу на участке 1-2. Затухающий переходный процесс заканчивается выходом на новое значение установившейся частоты вращения ωук, которая точно равна заданной ωзк.