Информационная часть систем трансвекторного управления |
63 |
процессы в системе совместно с преобразователем частоты или усилителем мощности.
В современных приводах АД чаще всего работают в схеме без нулевого провода, поэтому преобразования числа фаз для них имеют вид
|
|
|
iα = ia |
|
|
|
|
|
ia = iα |
||
i |
|
i |
+ 2i |
i |
+ 2i |
|
i |
|
−iα +iβ 3 |
||
= |
a |
b |
= − |
a |
c |
|
= |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||||||
β |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
b |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
= |
−iα −iβ 3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Очевидно, что совершенно идентичные выражения будут использоваться и для преобразования напряжений.
2.2.1.5. Особенности настройки регулятора скорости
Как уже упоминалось выше, система трансвекторного управления с блоком развязки координат, имеющим обратные передаточные функции АД, не может работать без обратной связи по скорости вращения. В то же время ее эквивалентная структура при постоянном потокосцеплении ротора имеет вид, показанный на рис. 2.28. Стандартные настройки регулятора скорости (РС) на технический или симметричный оптимум здесь невозможны, поэтому задачу коррекции здесь следует решать, исходя из общих принципов формирования переходных характеристик.
В системе рис. 2.28 можно использовать П и ПИ регуляторы, получая при этом статическую и астатическую системы. Из общего выражения для передаточ-
ных функций по управлению Wу( p) и по возмущению Wв( p) для замкнутой системы мы получим выражения, сведенные в
таблицу приложения 3 |
Рис. 2.28. Система векторного |
|
Как и |
следовало ожидать, в случае |
управления АД с обратной связью по |
применения |
П-регулятора передаточные |
скорости вращения. |
|
||
функции по управлению и возмущению соответствуют апериодическом звену первого порядка с постоянной времени TK обратно пропорциональной коэффи-
циенту усиления регулятора K .
Переходные характеристики привода ω(t) представляют собой экспоненту с длительностью переходного процесса 3TM / K , где TM – механическая постоянная
времени.
Механические и регулировочные характеристики линейны. Жесткость механических характеристик линейно зависит от коэффициента усиления регулятора, а статизм обратно пропорционален значению этого коэффициента, т.е. статические характеристики системы векторного управления АД с П-регулятором скорости соответствуют характеристикам ДПТ с якорным управлением.
64 |
Информационная часть систем трансвекторного управления |
Рис. 2.29. Переходные характеристики при выборе коэффициентов ПИ регулятора из условия Kτ=2TM
Формально характеристики могут продолжаться в любую сторону до бесконечности, но при питании от преобразователя частоты с неуправляемым выпрямителем на входе генераторный режим невозможен. Кроме того, ток статора обычно ограничен в переходных режимах полутора кратным значением. Поэтому и максимальный момент ограничен
|
|
|
3zpψ2d |
|
2 |
2 |
|
2 |
|
значением |
m |
≤ |
|
I |
max |
L |
−ψ |
2d |
. |
|
|||||||||
|
max |
|
2L2 |
|
m |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В режиме ограничения тока АД с векторным управлением имеет абсолютно мягкую механическую ха-
рактеристику.
В случае использования ПИрегулятора с коэффициентами, выбранными из условия Kτ = 2TM , передаточ-
ные характеристики системы соответствую хорошо демпфированному колебательному звену*.
Реакция системы на скачки управ-
ляющего ∆ω* и возмущающего ∆mc воздействий показана на рис. 2.29. В выра-
жениях переходных характеристик время представлено отношением к постоянной τ ПИ-регулятора (t / τ), т.е. эта величина определяет масштаб времени в динамике, а т.к. τ может выбираться произвольно, то и длительность переходных процессов в системе может быть произвольно заданной. Это возможно потому, что два коэффициента ПИ-регулятора определяются только одним параметром системы TM и условие Kτ = 2TM может быть выполнено при любом τ надлежа-
щим выбором K .
При такой настройке регулятора
•перерегулирование при скачке управляющего воздействия составляет
20,8%;
•максимальные отклонения скорости вращения при скачках управления
и момента наступают соответственно при t / τ = π/ 2 и t / τ = π/ 4 ;
•переходный процесс заканчивается после первого экстремума и его длительность при скачке управления составляет 3,07τ.
* См. приложение 4