- •Основи електропривода
- •Класифікація електроприводів. Механічні характеристики
- •1.1. Загальні положення
- •1.2. Класифікація електроприводів
- •1.3. Приведення моментів і сил опору, моментів інерції і
- •1.4. Механічні характеристики виробничих механізмів і
- •1.5. Усталені режими
- •Часові та частотні характеристики електропривода
- •2.1. Рівняння руху електропривода
- •2.2. Час прискорення і сповільнення електропривода
- •2.3. Оптимальне передаточне число
- •2.4. Часові та частотні характеристики одномасової системи
- •2.5. Часові та частотні характеристики двомасової системи
- •Регулювання швидкості двигунів постійного струму
- •3.1. Регулювання кутової швидкості двигунів постійного
- •Струму незалежного збудження
- •3.2. Регулювання швидкості двигунів послідовного збудження
- •3.3. Гальмівні режими двигунів постійного струму
- •3.4 Часові характеристики двигунів постійного струму незалежного збудження
- •3.5. Частотні характеристики
- •Перетворювачі напруги електроприводів постійного струму
- •4.1. Тиристорні керовані випрямлячі
- •4.2. Системи імпульсно-фазового керування
- •4.3. Імпульсні перетворювачі постійної напруги
- •Регулювання кутової швидкості двигунів змінного струму
- •5.1. Механічні характеристики асинхронних двигунів
- •5.2. Регулювання швидкості асинхронних двигунів
- •5.3. Перетворювачі частоти
- •5.4. Регулювання швидкості синхронних двигунів
- •Тики синхронного двигуна
- •5.5. Гальмівні режими двигунів змінного струму
- •Методи розрахунку потужності електроприводів
- •6.1. Втрати енергії в електроприводах
- •6.2. Нагрівання і охолодження двигунів
- •6.3. Режими роботи і навантажувальні діаграми
- •6.4. Розрахунок потужності електродвигунів
- •Системи керування електроприводами
- •Релейно-контакторні системи керування електроприводами
- •7.1. Загальні положення
- •7.2. Структура релейно-контакторних систем керування
- •7.3. Принципові схеми ркск
- •Дискретні логічні системи керування рухом електроприводів
- •8.1 Загальна характеристика длск
- •8.2. Методи синтезу длск
- •8.3. Математичний опис длск
- •8.4. Способи реалізації длск
- •Система керування швидкістю електроприводів постійного струму з сумуючим підсилювачем
- •9.1. Загальні положення
- •9.2. Формування динамічних характеристик
- •9.3. Обмеження моменту електропривода
- •Система керування електроприводом з підпорядкованим регулюванням
- •10.1. Структурна схема системи підпорядкованого
- •Регулювання
- •10.2. Технічна реалізація системи з підпорядкованим регулюванням
- •10.3. Обмеження струму в системі підпорядкованого регулювання
- •Системи керування швидкістю асинхронного електропривода
- •11.1. Регулювання швидкості напругою живлення
- •11.2. Плавний пуск асинхронних двигунів зміною напруги живлення
- •11.3. Система скалярного керування частотно-регульованого асинхронного електропривода
- •11.4. Системи векторного керування частотно-регульованого електропривода
- •11.5. Пряме керування моментом асинхронного двигуна
- •Енергозберігаючий асинхронний електропривод
- •12.1. Загальні положення
- •12.2. Втрати електроенергії в усталених режимах
- •12.3. Оптимізація енергоспоживання в перехідних процесах
- •12.4. Економічна ефективність частотно-регульованого електропривода
- •Частотне керування синхронними електроприводами
- •13.1. Стратегії керування
- •13.2. Вентильний двигун
- •13.3. Система автоматичного керування моменту сд зміною магнітного потоку ротора
- •13.4. Стратегії керування сд зі збудженням від постійних магнітів
- •Адаптивні системи керування електроприводами
- •14.1. Загальні положення
- •14.2. Безпошукова адаптивна система керування з еталонною
- •14.3. Безпошукова адаптивна система керування зі спостережним пристроєм
- •14.4. Фаззі-керування електроприводами
- •14.5. Фаззі-керування гальмуванням візка мостового
- •Слідкуючий електропривод
- •15.1. Загальна характеристика
- •15.2. Безперервні системи керування слідкуючим
- •15.3. Динамічні показники слідкуючого електропривода
- •Цифрові системи керування електроприводами
- •16.1. Структура електропривода з цифровою системою
- •Керування
- •16.2. Розрахункові моделі ацп і цап
- •16.3. Дискретні передавальні функції і структурні схеми
- •16.4. Синтез цифрового регулятора і його реалізація
- •Список літератури
- •Предметний покажчик
- •Рецензія
11.4. Системи векторного керування частотно-регульованого електропривода
Суть векторного керування полягає у прямому керуванні миттє-вим значенням електромагнітного моменту. Це дає можливість створювати системи частотно-регульованого електропривода з ви-соким динамічним показниками, які не гірші, ніж в системах керу-вання двигуном постійного струму незалежного збудження.
Електромагнітний момент двигуна постійного струму . Магнітний потік і струм є незалежним, бо живляться від окремих джерел. При момент залежить тільки від струму, що дає можливість створювати системи з високими регульованими ди-намічними показниками за рахунок відповідного регулювання стру-му.
В асинхронному двигуні струм статора має складову, яка ство-рює магнітний потік (струм намагнічування). При скалярному керу-ванні електромагнітний момент є функцією напруги, що прикладає-ться до статора (при живленні від джерела напруги), або струму (при живленні від джерела струму). Керування магнітним потоком і моментом на відміну в двигуна постійного струму не є роздільним, що не дає змоги отримати високі динамічні показники.
Електромагнітний потік АД може формуватися за рахунок впли-вів на абсолютні значення векторів потокозчеплення статора , основного потокозчеплення , потокозчеплення ротора , стру-мів статора і ротора , а також фазових кутів зсуву між ними. Від того, які вектори вибрані в якості регульованих, залежить принцип побудови і технічна реалізація системи керування електро-приводом.
Інформація про біжучі значення і просторове положення векто-рів змінних АД може бути отримана як прямим вимірюванням за допомогою відповідних давачів, так і посередньо на основі матема-тичної моделі АД. Системи з прямим керуванням потребують вста-новлення спеціальних давачів вимірювання магнітних потоків, що ускладнює конструкцію двигуна. Тому перевагу віддають керуван-ню за математичною моделюю, яку технічно просто реалізувати на базі мікропроцесора.
При векторному керуванні АД може живитись як від автономно-го інвертора напруги, так і від автономного інвертора струму. Ва-ріант частотно-струмового керування найбільше використовується, оскільки при регулюванні струму незалежно від частоти забезпе-чується регулювання і моменту. Це не тільки спрощує схему керу-вання, але і дозволяє обмежити нагрівання двигуна.
У загальному випадку системи векторного керування асинхрон-ним електроприводом повинна забезпечити регулювання і стабіліза-цію моменту та швидкості двигуна.
Спосіб керування двигуном залежить від вибору формули обчис-лення моменту. Так при визначенні моменту за формулою
(11.10)
в якості регульованих будуть вибрані вектори і . Тоді одер-жимо систему векторного керування з орієнтацією за основним потокозчепленням. Для реалізації даної системи необхідно вимірю-вати вектор потокозчеплення за допомогою давача Хола, що ускладнює конструкцію двигуна.
Якщо визначення моменту проводити за формулою
, (11.11)
то регульованими будуть вектор потокозчеплення ротора та вектор струму статора і тоді матимемо систему векторного ке-рування з орієнтацією за вектором потокозчеплення ротора. Особливістю даної системи керування є те, що визначити вектор можна лише розрахунковим шляхом на основі моделі АД. Таку систему вперше реалізувала фірма Simens.
У цій системі АД живиться від перетворювача частоти на основі автономного інвертора напруги. Система керування має два зовніш-ні контури керування: модуля потокозчеплення і кутової швид-кості , і два внутрішні контури: контури регулювання складових струму статора і в осях х і у в ортогональній системи координат, яка рухається з синхронною швидкістю .
Сигнал задання потокозчеплення ротора розраховується спеціальними мікропроцесором на підставі математичної моделі АД і введених в нього реальних параметрів двигуна: активного і реакти-вного опорів обмоток статора і ротора, числа пар полюсів, номіналь-льних значень потужності, швидкості, напруг, струмів статора, час-тоти живлення і ККД. Для вимірювання біжучих значень швидкос-ті, потокозчепленням ротора і фазних струмів використовуються давачі швидкості, потокозчеплення і струмів.
Влаштування давача магнітного потоку ускладнює конструкцію двигуна. Тому в сучасних і найбільше досконалих системах частот-ного регулювання асинхронного електропривода використовують інформацію про вектори потокозчепленням статора чи ротора отри-мують розрахунковим шляхом на підставі математичної моделі дви-гуна.