Асинхронные электроприводы с векторным управлением

Контур регулирования модуля вектора потокосцепления ротора двигателя и особенности его настройки

На рис. 3.2 представлена структурная схема асинхронного двигателя с контурами регулирования переменных | V,. |, /s) и контуром управления UsX перекрестная связь L'co^,r/s2 яв-

Контур регулирования модуля вектора потокосцепления ротора двигателя и особенности его настройки

і 2. Структурная схема контура регулирования модуля потокосцепления

ротора

■ іется возмущением, не зависящим от переменных рассматри- іемого канала. Дифференциальные уравнения, описывающие

■ анал управления модулем потокосцепления ротора, имеют вид:

rfl^rl Rr

гі + МЛ;

krRr ■ 1

-ії-Чг + - р-ил + и.

Lr

dt

Rs + kX

(3.6)

£si

dt

Уравнения относительно переменных и hi линейны, по тому можно применить преобразование Лапласа. Характеристическое уравнение имеет вид

A(s)

(3.7)

Корни этого уравнения

о— 1 ( Я» . Rr Гі, А . A[RsRrKLsLr) 1. 2tr Ls Lr ) L У {RslLs + Rr/Lr)2 J ’

1 ( Rs і Rr ^ Г1 _J_ л. і rr ^ IRs^r/i^s^r)] "I

- 20 I Ls + Lr ) L1 + V (Rs! Ls + Rr/Lr)2 J •

«2

Корни различаются по значению, и s2 > «і.

Структурная схема контура регулирования тока hi приве­дена на рис. 3.3. Для контура управления составляющей тока татора hi (s) в знаменателе передаточной функции имеется ;дин существенный корень si, а сама передаточная функция шеет вид

(s + Rr/Lr)/Lt A (s)

ш-

Usі (s).

(3.8)

Ж»)

ys)

(T, S+1)(T2S+1)

ws)

1

T1ts-H

^Т. П

Тіі*

TpS+1

*"V

’ас. т

3.3. Структурная схема контура регулирования составляющей тока Is

Корень Si близок по значению к Rr/L,. Передаточная функ­ция для модуля потокосцепления ротора относительно состав­ляющей Is 1 (s)

krRr

(3.9)

I As)

S + Rr/Lr

или при входном управляющем сигнале Usi{s)

(3.10)

I *rl(s) = -^rtf, l(s).

На основании соотношения (3.10) и при условии Si < s2 можно сделать вывод, что канал управления модулем потоко­сцепления ротора достаточно выполнить одноконтурным (рис. 3.2). Однако влияние канала управления угловой ско­ростью в модуле потокосцепления ротора будет

(3.11)

При замыкании контура управления модулем потокосцеп­ления ротора при помощи ПИ-регулятора с настройками Wp(s) = T^s + 1 Тр9 = Гц + Г2; Т^ = Т, — Sj Т^ =

К. п^т^о. с it)

= 27’,

Иэ Rs

По управляющему сигналу получим

у - 1

ко. сф

l'Frla(s);

(3.12)

2 ТІ/ + 2 T^s + 1

l*,l(s) =

возмущение от перекрестной связи

h(s). (3.13)

(У/Л)МУ + 1)

6|Wr|(s)

(гт^ + гг^ + і^туч-1)

61^1(5)

■ш. (3.14)

(2r2ss2 + 2V+l)(r2s+l)

При использовании в системе прямой компенсации выраже­ние для возмущения от перекрестной связи будет

Контур регулирования модуля вектора потокосцепления ротора двигателя и особенности его настройки

8.4. Структурная схема внешнего контура управления модулем потокосцеп­ления ротора

Контур управления составляющей тока статора Isі (рис. 3.3) содержит ПИ-регулятор с фильтром, и его уравнение по управ­ляющему сигналу /«и (s)

k~l

(3.15)

R0. С I

hi (s) ■■

hl3 (^)l

2Г*/ +27^+1

ГД0 T21 2T|_4э^т. п^о. с //

по возмущению от перекрестной СВЯЗИ f(s)

м (-л {2ТМ/*Л(Ч*г)> + l](V+l)rf,(s)

S1 (zwv3+2 V+2 v+0 (ri*+о ‘

При определении передаточной функции по управляющему сигналу полиномы, соответствующие малым постоянным време­ни Гр, и Т2, были заменены полиномом первой степени с по­стоянной времени, равной Т^, а при вычислении передаточной функции по возмущению учитывались оба полинома.

При использовании прямой компенсации воамущение от пе­рекрестной связи

&hi(s) = X

X [(27;э7у>3 + 27>2 + 2T^s + 1) (7> + I)]"1. (8.1?)

Уравнение контура управления | | (s) (рис. 3.4) по управ­

ляющему сигналу

(3.18)

^0. с-ф

M'^ + v +1

по возмущению, без прямой компенсации,

6|ФлКФ

(3.19)

(вГ®^ + 8Т%/ + 4T^s + 1) (7> + f j

ЛS)

Rs

(3.20)

с использованием прямой компенсации

L'„

(8Г^/ + 8Г2/ + 4Г^+1)(Г15+1) '

от2 'г с3/ 01 }ЛЗІ |Д,*

В контуре управления модулем потокосцепления применен ПИ-регулятор:

(s) = (Т+ l)/(r2lts); Г1ф = Lr/Rr

Г2

Полином передаточных функций по возмущению /4(s) = = 2Т»ъТ2Т^3 + 2Гдэя2 + 2Г, х^ + 1 заменен полиномом Л (s) « ~27ts2 + 27V3s+ 1.

Максимум коэффициента усиления по возмущению соответ­ствует частоте Q0 = 1/(2Гр, э), при этом нормированная переда­точная функция имеет вид:

л.

(3.21)

(р + 1) (р2 + р + 1) (-27^- Р + l)

GO

м-э

Ослабление возмущения определяется выражением

і к і (^т^цУ^^цэ) (2^цэ) . /п пп

Атах уз {1 + [Гі/(2 W}«,5 '

при Тх ~ 0,5 (Ls/Rs + Lr/Rr) получим

ltfmaxl<7V/(V2 7V9).

Подавление возмущения от перекрестной связи при помощи контура с эталонной моделью в технической реализации ока­зывается проще. На рис. 3.5 приведена структурная схема кон­тура регулирования тока hi с эталонной моделью. Уравнение

Контур регулирования модуля вектора потокосцепления ротора двигателя и особенности его настройки

З. Б. Структурная схема контура регулирования тока /S1 с эталонной моделью

для этого тока по управляющему сигналу

/,1 (s) = [kZ‘с / (27W(*K +1)5+1) /,|, (s)] х

X {[ЩЛК + 1)52 + +1)^ + 1] (2V + or’- <3-23>

Из соотЕЮшения (3.23) видно, что на частотах со < 1/(27^) и kK>5 фазовая характеристика для передаточной функции WIsX (s) мало отличается от нуля и передаточная функция не отличается от модельной: W uis{s)=I S{s)j I s3{s)=kZ^i{2T.

Возмущение от перекрестной связи будет 1

(■^7s + 1)(V+1)27’i1Xf (»)

(6к+ »)/?»

( 27*

(3.24)

6/51(ф

о

2 т,

цэ

s+ 1 1(Г,5+ 1)

s2 +

Контур управления модулем потокосцепления ротора |'Ф’гI может быть также снабжен дополнительным контуром с эта­лонной моделью (рис. 3.6). Возмущение || (5) при примене- . нии эталонной модели

6l^l(s>~[(V+'~)k+4 «У PV+ ‘)Х X (3> + 1) Ms)] [(7> + 1) ( 2Г"1*+ [> + l)x

4T^s (27^ + 1)

(

+1

(3.25)

X

k, 4- 1

кф

Использование контуров с эталонной моделью уменьшает усиление возмущения в [(feK + 1)(6К1|,+ 1)] раз и максимальный коэффициент усиления сдвигается в область частот, больших У(*к+ 1)/2/Т„ и V(*+ 1)/4/^э, где могут быть резонансы. Однако точный учет всех малых постоянных времени (Т2 и Гр,) показывает, что столь высокие частоты системой не пропускают­ся (1 < kK < 3).

Контур регулирования модуля вектора потокосцепления ротора двигателя и особенности его настройки

3.6. Контур управления модулем иотокоецеилеиия [WrJ с эталонной моделью

Контур регулирования модуля вектора потокосцепления ротора двигателя и особенности его настройки

3.7. Структурная схема контура регулирования модуля потокосцепления с цепочечным регулятором

Управление модулем потокосцепления ротора может быть также выполнено с контурами цепочечного типа. Структурная схема такого контура приведена на рис. 3.7. По управляющему сигналу уравнение для выходной переменной будет

*°:k(2V+‘) '...М;

/,,м

по возмущению

(3.26

4Туз+(2Т^з+)2

blsl(s)

(3.27)

К/ (i£-8 + О (V +1) жf,(s)

(2^э V2*3 + 2 V + 2^3* + 0 (2^3* + 1) (V + 1)

При выводе выражения (3.27) использованы упрощения, ана­логичные упрощениям при выводе (3.16). Подавление возму­щения получается несколько хуже, чем при использовании пря­мой компенсации. Замыкание контура управления потокосцеп - лением I’Frl определяет возмущение в модуле потокосцепления ротора;

бі I г 1 (S) = { {1671U3 UtUs3 + (27V+ I)2]} X X (16 V + 167^3 + ШГ2/ - f 67^5 + l)-lX

X [(V + l) PM/*.] l(2T»W+2 V+2 V + О X

(3.28)

X (27>+!)(?>+1)] 1 > A (s).

Используя обычные замены полиномов при аппроксимации модулей частотных характеристик, получим:

| (4Г»/ + 4 V + iTms + 1) | ~ | {1Tns + I)«|, |(27'„/,lV + 2r;,S>-l-2V+ 1)|~|(2ГЮ*+ 1)|. (3'29)

В полосе частот са < 1/(47’(1Э), а также при | (T^s + 1) | 1

получим

6t | Wr I (s) ~ - ■ 16Г£/(*)--------------

(8Г^ + 4Ги» + 1)(2Гив+1)(Г1*+1)

На частоте 1/(27’м, э) получим значение модуля {[7’i/(27’p,3)]2 + + I}-0'5, так как Т{ примерно на порядок больше 2Г^. Замы­кание контура | | определяет полное возмущение

61 Wr | (s) = —і—^—j—167ms! S*s(Wl*)M <s>----------------------------------- _------ (331)

(8ТІ/ + 4T^s + 1) (47^5 + 1) (27-^s + 1) (7> + 1)

Асинхронные электроприводы с векторным управлением

Основные и производные параметры электрических машин

Под параметрами машины понимается совокупность констант (или функ­ций), которые однозначно соответствуют принятой математической модели машины. Уточнение параметров опирается на развитие теории поля электрической машины. Расчетные методы позволяют исходя из картины …

Система частотного привода с управлением от ЭВМ по вектору потокосцепления статора двигателя

-м Применение микро-ЭВМ для векторного управления частотно-ре­гулируемым приводом позволяет реализовать различные алгоритмы управления. На рис. 5.6 представлена функ­циональная схема аналогоцифровой системы управления приводом ТПЧ-АД посредством ЭВМ по вектору потокосцепления статора …

Микропроцессорная система частотного привода с управлением по вектору потокосцепления ротора двигателя

Микропроцессорная схема системы «Трансвектор» описана в работе [25]. В системе применена комбинированная аналоговая система идентификации составляющих потокосцепления, исполь­зующая измерительные обмотки или модель статора двигателя, А. ^0 = 0, - Rjs …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua

За услуги или товары возможен прием платежей Онпай: Платежи ОнПай