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. Целесообразно вычисления по ним проводить по программе с использованием микропроцессорного устройства.

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

Блоки преобразования координат

Блоки преобразования координат осуществляют взаимные переходы между сигналами различных двухфазных обмоток АД 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).