ЧАСТОТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ АСИНХРОННЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ
Динамические характеристики АД при питании от источника тока
Основой для анализа динамических свойств АД может быть векторное уравнение ротора в синхронной системе координат ху (1.28), если в нем ток ротора
представить через ток статора i2 = (|/2 -Lmix)/L2. Запишем это уравнение в форме
Коши
|
|
|
и выделим составляющие векторов, при условии совмещения оси х системы координат с вектором ix. Тогда с учетом ilx = Ilm, ily = 0 получим
|
|
|
(1.39)
(1.40)
Структурная схема, соответствующая уравнениям (1.39-1.40) совместно с уравнением движения т-тс= JdQ.1 dt, представлена на рис. 1.21. Она имеет два независимых управляющих входа: задания тока 11т и частоты со, статора. Однако при анализе тока намагничивания было отмечено, что нормальная работа двигателя возможна только при введении функциональной связи между каналом управления током и скольжением или скоростью вращения.
Заменим производную в (1.39) оператором Лапласа и представим уравнения в
|
zr Y2y J* d\i2Jdl Q)] 2 Рис. 1.21. Структурная схема АД при частотно-токовом управлении |
виде
CD
|
Угх (' + ТгР) - Угу<Ьітг = 4А і|/2| її+/,/))+і|і2дсі;/2=о |
|
Отсюда |
|
-V2 у = |
|
+ Т2Р ®2^2 |
|
(1 + Тгр) |
|
+ ®гтг |
|
Подставляя это выражение в уравнение момента (1.40), получим уравнение динамической механической характеристики |
|
2МТ, |
|
(1.41) |
|
тп |
|
+1 |
|
(1 + Тгр) |
|
-^(1 + Т2р) |
|
Li |
|
где Мк = —zp ——1 ~ критический момент; р = оо2 /ю1ном 2 Ь2 ротора или абсолютное скольжение, a sK=r2/ х2ном - критическое скольжение при номинальной частоте статора. При р = 0 выражение (1.41) преобразуется в уравнение статической характеристики АД при токовом управлении (1.38). Уравнение (1.41) формально идентично уравнению (1.36) для динамической механической характеристики АД при питании от источника ЭДС. Поэтому с ним можно проделать аналогичные преобразования и получить линеаризованную механическую характеристику и передаточную функцию динамической жесткости в виде |
|
- относительная частота |
|
hj (cDj - ш). j ( v ш{р) м = —— --------- ; пд(р) = |
|
К |
|
(£>(р) 1 + Т2р |
|
1 + Т2р |
|
2 |
|
hi - |
|
= 2 mj2 - |
|
где |
|
модуль |
|
®1ном^к |
|
hj |
1 |
CD |
|||
|
? * |
1+TzP |
* |
Jp |
W |
|
|
т.. |
|
Рис. 1.22. Структурная схема АД для рабочего участка механической характеристики при токовом управлении |
|
жесткости линеаризованнои механической характеристики. Жесткость этой характеристики существенно выше, чем характеристики АД с источником ЭДС (1.37). Их отношение составляет |
|
hT |
|
М тТп к/ 2 _ 1К 20 |
|
h |
|
и |
|
Однако инерционность привода питающегося от источника тока во много раз больше, т. к. T2tT2 = ЗК 20. В абсолютном исчислении постоянная времени ротора составляет 0,15-1,5 с и большие значения относятся к двигателям большей мощности. Модель АД при импульсном питании. В современном приводе АД очень часто питаются от импульсных источников с постоянным (ШИП) или переменным (НПЧ) уровнем напряжения в интервалах |
между коммутациями ключей и для анализа электромагнитных процессов в этом случае необходима динамическая модель двигателя, позволяющая определить ток статора или передаточную функцию ix(p) =F[u1(p)].
превышающей частоту основной гармоники при расчетах можно считать, что в пределах межкоммутационного интервала и « const.
В НПЧ с естественной коммутацией иХа является синусоидальной функцией
времени с параметрами, определяемым состоянием ключей. В случае высокочастотной искусственной коммутации можно считать, что в межкоммутационном интервале иХа « const и соответствует некоторому среднему значению. Частотное управление асинхронным двигателем
