Вопросы и задания

1. Приведите выражения, описывающие работу блоков преобразователей координат ПК1 и ПК2.

2. Обоснуйте структурную схему блока компенсации и способ ее включения в общую схему векторного АЭП.

3. Приведите структурную схему АД в осях х-у с учетом включения в нее блока компенсации.

4. Приведите функциональную схему подсистемы ввода сигналов векторного АЭП.

31. Векторное управление ад с использованием наблюдателя потокосцепления ротора

Измерение потокосцеплений Ψ_μА и Ψ_μВ в зазорах под фазными обмотками АД с помощью датчиков Холла практически сложно реализовать. Установка датчиков Холла требует разборки АД, изменения его конструкции и электрических характеристик, так как для размещения датчиков в стали магнитопровода статора необходимо сделать углубления, а для прокладки сигнальных проводников сделать в магнитопроводе канавки. Поэтому целесообразно применение наблюдателей, которые позволяют по легкодоступным в измерении сигналам фазных напряжений и токов статора восстановить значения составляющих потокосцепления Ψ₂ ротора в осях α-β (рис.31.1).

Для решения задачи восстановления потокосцеплений по осям АД оказывается достаточным в качестве входных сигналов использовать сигналы токов i_A и i_B и напряжений u_А и u_B двух фаз А и В АД. Из этих сигналов с использованием преобразователей фаз по выражениям (28.3) формируются составляющие токов и напряжений в осях α-β:

(31.1)

Далее произведем вывод формулы для определения составляющей Ψ_2α по оси α потокосцепления Ψ₂ ротора. Предварительно выполнив замену индексов (α-β) ← (u-v), из системы (23.6) при ω_К=0 берем уравнение цепи статора по оси α, а из (22.1) берем выражения поткосцеплений Ψ_1α и Ψ_2α по той же оси:

(31.2)

Система (31.1) из трех уравнений содержит три переменные-функции: Ψ_1α, и Ψ_2α и i_2α. Решаем систему методом подстановки относительно Ψ_2α:

откуда

(31.3)

Аналогично выглядит формула для потокосцепления Ψ_2β:

(31.4)

В выведенных формулах (31.3) и (31.4) используется операция интегрирования. Интегратору присущ дрейф нуля. В частности, при изменении сопротивления R₁ обмоток статора в результате изменения температуры обмоток, интеграл будет расходящимся, а, следовательно, наблюдатель неработоспособным.

Примем условие, что за время периода изменения сигналов напряжения u_1α и u_1β и токов i_1α и i_1β их амплитуды не изменятся. Тогда при заданных ниже изменениях их во времени

i_1α=I_1mcos(ω₁t+φ_I), i_1β= I_1msin(ω₁t+φ_I),

и_1α=U_1mcos(ω₁t+φ_U), и_1β= U_1msin(ω₁t+φ_U) (31.5)

и I_1m=const и U_1m=const вычисления (31.3) будут следующими

(31.6)

Аналогично из (1.34) следует

(31.7)

В выражениях (31.6) и (31.7) для определения потокосцеплений отсутствует операция интегрирования, и, следовательно наблюдатель потокосцепления ротора будет работоспособен.

Вопросы и задания

1. Обоснуйте необходимость введения в схему векторного АЭП наблюдателя потокосцепления ротора АД.

2. Какие входные сигналы и как они обрабатываются в наблюдателе поткосцепления ротора АД ?

3. Приведите вывод выражения, описывающего работу наблюдателя составляющей по оси α вектора потокосцепления ротора АД.

4. Приведите вывод выражения, описывающего работу наблюдателя составляющей по оси β вектора потокосцепления ротора АД.

5. Пояснить смысл эксплуатационного недостатка наблюдателя потокосцепления ротора, содержащего интегратор.

6. Приведите функциональную схему подсистемы ввода с наблюдателями сигналов векторного АЭП.