ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД

Частотное управление асинхронным электроприводом с векторной компенсацией

Если вектор напряжения Uj формируется векторным сложением напряжения задания U з, и сигнала / • /^ • ккм, вводимого с целью ком­пенсации падения напряжения в фазах А, В и С двигателя, то такое управление называют частотным управлением с векторной IR - компенсацией. Векторное сложение сигналов производится во времен­ной области, то есть суммируются сигналы переменного напряжения.

Функциональная схема частотного управления с векторной IR - компенсацией приведена на рис. 6.44.

В схеме (см. рис. 6.44) на выходе прямого координатного преобра­зователя ПКП формируются три синусоидальных напряжения изВ, U3C, сдвинутые относительно друг друга на угол + 2к/3, с ампли­тудами, пропорциональными задающему напряжению U3, и частотой/, определяемой законом регулирования. Напряжения U3а , U Зв, U3c суммируются с сигналами i- R-y kKM положительных компенсационных обратных связей по току в соответствии с выражением

Uyt =Uз/ + ij • R • kKM, (6.71)

где U yi - вектор напряжения управления / - й фазой автономного инвер­тора напряжения; U3/ - вектор напряжения задания / - й фазы; /'/ - ток і - й фазы асинхронного двигателя.

Результирующие сигналы управления Uya, U у н, Uyc формируют фазные напряжения на выходе преобразователя частоты ПЧ. Векторные диаграммы асинхронного электропривода с векторной //^-компенсацией приведены на рис. 6.45.

Рис. 6.45. Векторные диаграммы асинхронного электропривода с векторной IR-компенсации: а -режим холостого хода; б при наличии

нагрузки на валу двигателя

При векторной Ж-компенсации векторы ЭДС Е и потокосцепле­ния |/1 остаются постоянными при изменении нагрузки, а модуль век­

и его фазовый угол меняются. Как показали ис­следования, постоянство вектора потокосцепления |/1 способствует ус­тойчивой работе электропривода. В электроприводах с микропроцес­сорным управлением векторная //^-компенсация дополнительной на­стройки, как правило, не требует, то есть при выборе такого закона ре­гулирования настройка производится по заложенной в электропривод программе автоматически.

Электромеханическая характеристика, определяющая зависимость приведенного тока ротора от скольжения для режима неполной IR - компенсации, определяется выражением

тора напряжения

Механические характеристики асинхронного двигателя, работаю­щего в системе автономный инвертор напряжения - асинхронный дви­гатель с положительной обратной связью по току, рассчитанные по вы­ражению (6.76) , приведены на рис. 6.47. Частотное регулирование ско­рости осуществляется в соответствии с законом регулирования

коэффициентов положительной обратной связи по току ккм. С целью наглядного представления о регулировании скорости механические ха­рактеристики на рисунке приведены в координатах М = /(со* ).

Анализ характеристик, приведенных на рис. 6.47, показывает зна­чительное увеличение критического момента асинхронного двигателя особенно на низких скоростях вращения и увеличение их жесткости.

Из выражения (6.75) следует, что при снижении частоты fj на­пряжения обмоток статора ток намагничивания /0 возрастает. Увели­чится также и поток намагничивания двигателя. Поэтому для стабили­зации потока намагничивания, по мере уменьшения частоты напряже­ния статора, в некоторых электроприводах коэффициент положитель­ной обратной связи по току ккм уменьшают.

Известно, что положительная обратная связь в контуре регулиро­вания физической величины не способствует увеличению устойчивости этого контура, поэтому чем больше коэффициент положительной об­ратной связи по току ккм, тем больше будет колебательность электро­привода. Это подтверждают теоретические и экспериментальные иссле­дования асинхронных частотно-регулируемых электроприводов с IR - компенсацией. На рис. 6.48 и рис. 6.49 приведены графики переходных процессов момента и скорости пуска электроприводов с различными коэффициентами положительной обратной связи по току ккм.

Анализ переходных процессов скорости и момента рис. 6.48 и рис. 6.49 показывает, что увеличение коэффициента положительной обрат­ной связи по току с £кмі* = 0,2 до ккм2* = 0,7 привело к увеличению колебательности электромагнитного момента электродвигателя как на начальном, так и на конечном участках переходного процесса пуска двигателя. Поэтому, при окончательной настройке электропривода, по­стоянную времени Ткм необходимо увеличить, как и рекомендуют ме­тодики настройки электроприводов автономный инвертор напряжения - асинхронный двигатель с положительной обратной связью по току. Стандартная постоянная времени Ткм контура тока, устанавливаемая в заводской настройке фирм ABB, HITACHI, Siemens, Веспер, составляет 0,02 с.