Вопросы и задания

1. Поясните назначение блоков преобразователей фаз.

2. Поясните смысл инвариантности преобразователей фаз. Какие виды инвариантности закладываются в блоки преобразователей фаз ?

3. Приведите вывод формул преобразования из трехфазной системы АВС в двухфазную α-β при условии инвариантности величин обобщенных векторов.

4. Какие происходят изменения формул, описывающих работу преобразователей фаз, если должно быть соблюдена инвариантность мощностей ?

5. Приведите формулы преобразования сигналов в осях α-β двухфазного АД в сигналы в осях АВС трехфазного АД

29. Блоки восстановления потокосцепления ротора и тригонометрического анализатора

Блок восстановления потокосцепления ротора БВПР

На вход блока поступают сигналы потокосцеплений Ψ_μα и Ψ_μβ зазора в осях α-β. На выходе должны быть сформированы сигналы потокосцеплений Ψ_2α и Ψ_2β ротора в осях α-β.

Выведем формулы преобразования (Ψ_2α, Ψ_2β) ← (Ψ_μα, Ψ_μβ), по которым работает БВПР. Вывод выполним только для оси α, для оси β формулы будут подобными по структуре.

Потокосцепления Ψ_2α и Ψ_μα по оси α определяются выражениями

(29.1)

В системе (29.1) содержится две переменные-функции: Ψ_2α и i_2α. Решаем систему (29.1) относительно Ψ_2α:

(29.2)

Для потокосцепления Ψ_2β формула имеет вид

(29.3)

Формулы содержат только линейные вычислительные операции.

Блок тригонометрического анализатора ТА

На вход блока поступают составляющие Ψ_2α и Ψ_2β по осям α и β потокосцепления Ψ₂ ротора. ТА обеспечивает вычисление модуля Ψ₂ потокосцепления ротора и его положение в пространстве осей α-β, определяемое углом φ₁ между вектором Ψ₂ и осью α. Так как для преобразователей координат ПК1 и ПК2 требуется (см. рис.27.2 и тему 30) не сам угол φ₁, а значения тригонометрических функций от него, то на выходе ТА формируются сигналы sinφ₁ и cosφ₁.

Расположение вектора и его проекций относительно осей α-β и х-у показано на рис.29.1. Согласно рис.29.1 имеем:

(29.4)

Формулы являются нелинейными. Вычисления по ним довольно сложно реализовать на аналоговых элементах. Целесообразно проводить вычисления по программе с использованием микропроцессорного устройства.

Вопросы и задания

1. Поясните назначение блока восстановления потокосцепления ротора.

2. Приведите вывод выражений, описывающих работу блока восстановления потокосцепления ротора.

3. Поясните назначение блока тригонометрического анализатора.

4. Приведите вывод выражений, описывающих работу блока тригонометрического анализатора.

5. В работе каких блоков АЭП с векторным управлением используются выходные сигналы тригонометрического анализатора ?

30. Блоки преобразования координат и блок компенсации. Подсистема ввода информации

Блоки преобразования координат

Блоки преобразования координат осуществляют переход между сигналами различных двухфазных обмоток АД, т.е. взаимные переходы между сигналами в осях х-у и α-β.

Преобразователь ПК1 осуществляет переход для напряжений задания от системы х-у к системе α-β.

Формулы пересчета (22.4), в которых нужно принять φ_К=φ₁, и произвести замену индексов (х-у) ← (u-v):

(30.1)

Инвариантность мощностей при работе преобразователя координат ПК1 выполняется, что доказывается вычислениями:

(30.2)

Преобразователь ПК2 осуществляет переход для токов от системы α-β к системе х-у.

Формулы пересчета (22.3), в которых нужно принять φ_К=φ₁, и произвести замену индексов (х-у) ← (u-v):

(30.2)

Инвариантность мощностей при работе преобразователя координат ПК2 также выполняется.

Блок компенсации

Назначением блока компенсации БК является нейтрализация внутренней обратной связи в АД, представленном в осях х-у (рис.26.1).

Блок компенсации (рис.30.1) представляет собой программу (из-за нелинейных вычислений, осуществляемых БК, вычисления целесообразно проводить по программе микропроцессорного устройства), которая обрабатывает поступающие на вход блока сигналы ω_ЭЛ и i_1y. Обрабатываются эти сигналы точно так же, как во внутренней обратной связи. Выходной сигнал БК вычитается из сигналам u_1х. Так как одинаковые выходные сигналы БК и внутренней ОС входят в линию сигнала u_1х с противоположными знаками, то они друг друга компенсируют.

Структурная схема АД в осях х-у с учетом блока компенсации превратится в структуру (рис.30.2), на которой цепь возбуждения и силовая цепь раздельные, как в ДПТ.

Подсистема ввода информации

В результате рассмотрения принципов действия блоков АЭП АД с векторным управлением установлено, что в блоке тригонометрического анализатора, блоках преобразователей координат и блоке компенсации выполняются нелинейные вычисления. Это предопределяет использование в АЭП АД с векторным управлением микропроцессорных вычислительных устройств.

Ориентация на микропроцессорные устройства предопределяет перевод всех входных сигналов с помощью АЦП в цифровую форму (рис.30.3).