Асинхронные электроприводы с векторным управлением

Векторная система управления с опорным вектором главного потокосцепления на основе комбинированной аппаратурной реализации

Известно, что точность воспроизведения угловой скорости си­стемы электропривода определяется точностью внешнего кон­тура. Поэтому микропроцессор может реализовать функции внешних контуров угловой скорости и управления модулем

главного потокосцепления, а внутренние контуры составляющей тока статора и модуля главного потокосцепления можно выпол­нить на основе аналоговых измерительных систем. Системы век­торного поворота и тригонометрического анализатора также целесообразно выполнять на основе аналоговых измерительных систем, причем умножители могут выполняться на основе изме­рительных схем или на парах согласованных транзисторов. За­метим также, что в случае применения микропрограммируемого процессора очевидным является использование нескольких умно - жительных устройств.

На рис. 5.1 приведена схема комбинированной системы век­торного управления частотно-регулируемым приводом. В системе с опорным вектором ¥о три внутренних контура выполнены ана­логовыми, а два внешних — на микропроцессорах. Контур управ­ления модулем напряжения статора двигателя осуществляет ли­неаризацию характеристик тиристорного преобразователя и обес­печивает передаточную функцию, близкую к расчетной:

rT. n(s) = fe0:c. H(7Vs+ О"1. (5.3)

Это обеспечивается контуром с эталонной моделью.

Контур составляющей тока статора двигателя /5г замыкается при помощи ПИ-регулятора и контура с эталонной моделью. Это обеспечивает более точное соответствие его передаточной функ­ции модельной

Гт ($) = /£‘с T/(27Vs+ і).

6.2. Блок-схема вычислительного процесса си­стемы управления

Первый контур управления моду­лем главного потокосцепления с ПИ - регулятором и контуром с эталонной моделью обеспечивает передаточную функцию

^n(s)==^oT1c. n/(27’tls+l). (5.4)

Таким образом, внутренние конту­ры реализуют «грубую» настройку си­стемы и обеспечивают стабильность передаточных функций при изменении параметров привода.

Точность управления угловой ско­ростью двигателя и модулем главного потокосцепления обеспечивается циф­ровым управлением при помощи од­ного микропроцессора. На схеме (рис. 5.1) микропроцессор реализует два регулятора — угловой скорости PC и модуля главного потокосцепле­ния РП2.

, Регулятор РП2 — цепочечный, поэтому с его помощью реали­зуется соотношение

У і = Y i_x - f - АХ( - f - k (At/T) Х[. (5.5)

На один шаг вычислений при этом требуется три операции сложения и одна — умножения, что почти в два раза сокращает время обработки по сравнению с использованием системы с ПИ-регулятором.

Включение второго цепочечного контура регулирования тока статора Is2 в вычислительный процесс микропроцессора позво­ляет получить более качественное управление этой переменной по сравнению с управлением в традиционной одноконтурной схеме.

Организация контура управления угловой скоростью при по­мощи двойного замыкания контура (внутреннего — ПИ-регуля­тором, внешнего — цепочечным), позволяет получить систему с астатизмом по нагрузке.

На рис. 5.2 приведена блок-схема цикла процесса управления приводом. Время на выполнение сегмента ПИ-регулятора, со­гласно соотношению (5.4), составляет приблизительно 200 мкс. При использовании различных интервалов для канала угловой скорости и модуля главного потокосцепления цикл может быть сокращен до 0,5 мс,