Асинхронные электроприводы с векторным управлением

Контур регулирования электромагнитного момента асинхронного двигателя в системе управления по вектору главного потокосцепления двигателя

Согласно системе дифференциальных уравнений (2.9) кон­тур управления электромагнитным моментом эквивалентен кон­туру цепи якоря машины постоянного тока (рис. 2.5). Отличие состоит в том, что сопротивление, эквивалентное сопротивлению цепи якоря, для асинхронной машины равно Rs + krRr, в связи с этим постоянная времени, эквивалентная постоянной времени цепи якоря, равная L'S/(RS + krRr), оказывается существенно меньше, чем у машины постоянного тока тех же габаритов.

Заметим также, что перекрестные связи от составляющей Is имеют аналогию и в машинах постоянного тока. Существенным оказывается то, что для асинхронного двигателя при появлении момента сопротивления всегда возникает размагничивающая со­ставляющая тока ротора In. Для установившихся режимов со­ставляющая тока статора

I si = (LarIRr) Ко - рю) I s2 + І Фо I/£«• (2.25)

Учитывая, что W0{ = Lm(/sl + Iri)> получим

In -------------------------------------------------------- ^£7 Ко — m)Ia

или ____________

= -1І/(2£*)+VI ч'.І7(2М! - р«- <2-2в)

главного потокосцепления, что существенно отличает асинхрон­ный двигатель от машины постоянного тока, где ток возбужде­ния обычно постоянен по значению.

Опираясь на структурную схему рис. 2.5, применим в кон­туре управления составляющей тока статора Is2 ПИ-регулятор и прямую компенсацию э. д.с. вращения pco|Y0|. Получим

Wp. As) = (Ta. Ts+l)/(Ta. Ts). (2.27)

При Тп. т=Т12, Tl2=L's/(Rs+krRr) и 7’и. т=27’ц(^.Л. с.т)/(/?4+ -f krRr) контур будет настроен в соответствии с условиями тех­нического оптимума.

Прямая компенсация э. д.с. вращения снижает влияние внутренней связи машины в соответствии с передаточной функ­цией

а(рц|»оІ)(«) V (2 28)

(рсо I |) (s) V+1

ГДЄ kKЕ = 1/&т. п.

Применение в цепи компенсации простого фильтра.

Гф. кН(5) = (27>+ 1)/(7> + 1), (2.29)

позволяет получить передаточную функцию вида б (рсо | *0 |) («) Ф2

(P“>lTol)W (V + 1)2

Влияние э. д. с. вращения, соотнесенное с выходным сигна­лом контура управления составляющей ls2, определяется функ­цией

AW 2Ty[(TVL + ATil)s+l](Rs + krRr)~]

(р«#|Ф0| )(s) [2(^ + ДГ^252 + 2(Г(1 + ДГй)5+і](Г(.25+1)(7’(і5 + !)'

(2.31

Если дрейф ДГц = 0, то

_ 2Ks4Rb + кАтУ‘

(2.32)

(Р®| ^о|)(«) (2^s2 + 2Т^ + l)(Ti2s+ 1)

Максимум усиления оказывается при частотах, больших (27-д)-1.

Таким образом, при точно известных параметрах машины и преобразователя представляется возможным практически пода­вить влияние э. д. с. вращения.

Контур управления угловой скоростью ротора, при настроен­ном контуре составляющей тока hi, может быть настроен по условиям технического оптимума при помощи П-регулятора и по условиям симметричного оптимума при помощи ПИ-регуля­тора скорости. На рис. 2.6 приведена структурная схема кон-

тура управления угловой скоростью асинхронного двигателя с ПИ-регулятором. В системе применена коррекция значения мо­дуля главного потокосцепления, так как управление скоростью может осуществляться при переменном значении модуля глав­ного потокосцепления. Очевидно, что максимальный распола­гаемый момент соответствует максимальному допустимому по насыщению значению модуля главного потокосцепления. Так как коррекция осуществляется при помощи блока деления, то привод должен включаться в такой последовательности:

сигнал Юз = 0, включается канал управления модулем по­токосцепления;

после установления | Ф01 = | Фо L выполняется программа управления скоростью.

Такая последовательность включения позволяет использо­вать стандартные блоки деления.