Система электропривода

БЛОК РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ

Как было указано выше, блок регуляторов в системах прямого управления моментом содержит дискретную и непрерывную часть. Дис­кретная часть блока регуляторов построена на основе регуляторов ре­лейного вида. Релейные системы автоматического регулирования, как известно [4], являются к системам прерывистого действия, а, следова­тельно, относятся к нелинейным системам. В таких системах моменты времени перехода релейных регуляторов из одного устойчивого поло­жения в другое определяются внутренними свойствами самой системы. В то же время релейные системы обладают перед непрерывными тем преимуществом, что здесь не требуется высокая точность стабилизации параметров для соблюдения требуемой зависимости между входным и выходным сигналами (они более “грубые”) - [13].

Статические характеристики типовых релейных элементов имеют вид, показанный на рис.2.2.

БЛОК РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ

Рис.2.2. Статические характеристики типовых релейных элементов.

Идеальное релейное звено (рис.2.2,а) - это двухпози ционное реле, име­ющее два устойчивых состояния Y = +С и Y = - С. Из одного состояния в другое идеаль ное релейное звено переходит скачком при значении входного сигнала X = 0. Уравнение для идеального релейного звена име­ет вид:

Y = C*sigllX (2.1)

Релейное звено с зоной нечувствительности (рис.2.2,б) представ­ляет собой трехпозиционное реле. У этого звена три устойчивых состоя­ния, включая нулевое. Уравнения для релейного звена с зоной нечувстви­тельности имеют вид:

(2-2)

С при Х>а; Гл

0 при-а<Х<а;

О при - а <Х<а; или Y = і

[С • signjX - а) цш£Х > а.

С при Х<-а. k '

Трехпозиционное релейное звено с зоной нечувствительности и с гистерезисным допуском (рис.2.2,г) описывается следующими уравне­ниями:

X > Ь;

0 при а < X < Ь; • при — > 0;

dt

С при Х<а;

С при

dX

0 при - а > X > - Ь; ;• при “ < 0.

X <-а;

dX

(2.4)

С при

Настройка релейных регуляторов в системах прямого управления моментом сводится к определению ширины гистерезисной петли у двух­позиционных реле, ширины гистерезисной петли и зоны нечувствитель­ности - у трехпозиционных реле и коэффициентов усиления линейных, безынерционных датчиков обратных связей. Сигнал с выхода релейного регулятора представляет собой последовательность прямоугольных им­пульсов с единичной амплитудой (С = 1). Частота следования импульсов определяется только внутренними параметрами динамических звеньев контура.

В системах прямого управления моментом наиболее широкое рас­пространение получили релейные регуляторы с характеристиками вида рис.2.2,в и рис.2.2,г, поэтому далее будут оценены свойства замкнутых контуров регулирования с релейными регуляторами этого вида. В про­стейшем случае, когда в контуре используется релейный регулятор вида рис.2.2,в, а объект регулирования представляет собой апериодическое звено первого порядка, структурная схема контура регулирования имеет вид, представленный на рис.2.3.

Совместное решение уравнений 2.6 и 2.7 позволяет отыскать квазиоптимальную настройку контура с гистерезисным релейным регу­лятором.

В более сложном случае, когда в контуре используется релейный регулятор вида рис.2.2, г, а объект регулирования представляет собой апериодическое звено второго порядка, структурная схема контура регу­лирования имеет вид рис. 2.5.

БЛОК РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ

Рис. 2.5. Структурная схема контура регулирования с гистерезис ным релейным регулятором с зоной нечувствительности.

На рис. 2.6 представлены характеристики рассмотренного кон­тура при наличии релейного гистерезисного регулятора с зоной нечув­ствительности при различных настройках. Как и на рис. 2.4, на графики выведены зависимости выходного сигнала Y, сигнала с выхода гистере­зисного релейного регулятора dx и сигнала на входе релейного регулято­ра АХ-= (Хзад - Хос) в функции времени.

Время отработки ступенчатого входного воздействия Хзад в обоих случаях не превысило 1 с, то есть составило примерно 0,1 Т.

БЛОК РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ

ДХ—Хзад—Хос

ДХгХмд",Хбс

БЛОК РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ

Рис. 2.6. Характеристики контура регулирования (рис.2.5) при различных настройках гистерезисного релейного регулятора с зоной нечувствительности.

Условием устойчивой работы контура с релейным регулятором является поддержание релейного элемента в автоколебательном режиме [4]. В противном случае система теряет работоспособность.

Внешний регулятор в системах прямого управления моментом - линейный. Как правило, это регулятор пропорционально-интегрального вида [38]. Однако, известны системы, в которых используются П - регуля­торы и ПИД - регуляторы. Внешний контур регулирования в системах DTC замкнут по частоте вращения двигателя. Сигнал обратной связи может быть получен путем прямого измерения частоты вращения с помощьювращающегося датчика скорости любого вида, либо может быть вычис­лен в вычислителе ненаблюдаемых координат на основании информа­ции о фазных напряжениях и токах асинхронного двигателя. В последнем случае несколько сужается диапазон регулирования частоты вращения и ухудшается точность регулирования из-за вычислительных ошибок.

Настройка параметров регулятора скорости в системах DTC может варьироваться в широких пределах для достижения желаемого качества переходных процессов, а также для обеспечения допустимой величины статической ошибки регулирования при использовании П-регулятора ско­рости. В то же время быстродействие системы от настройки регулятора скорости зависит мало. Быстродействие системы в целом определяется, главным образом, частотой автоколебаний релейного гистерезисного ре­гулятора внутреннего контура.

Таким образом, структурная схема блока регуляторов системы прямого управления моментом выглядит всегда одинаково, как показано на рис. 2.7. Различия состоят только в выборе вида линейного регулятора скорости и конфигурации релейных гистерезисных регулятором потокос­цепления статора и электромагнитного момента двигателя.

PPI

БЛОК РЕГУЛЯТОРОВ СИСТЕМЫ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ

Рис. 2.7. Структурная схема блока регуляторов системы прямого управления моментом.

Структурная схема реализована с помощью стандартных динами­ческих и нединамических блоков. Здесь и далее нединамические звенья в структурных схемах обозначаются так, как это принято в среде Simulink системы MATLAB. На схеме рис.2.7 блок, реализующий релейный эле­мент с зоной нечувствительности и гистерезисным допуском обозначен “relay”. При моделировании в среде MATLAB релейный элемент вида рис.

2.2, г реализуется с помощью двух параллельно включенных релейных элементов [9] - рис. 2.8.

relay

!ЫМ_

0

І

а

relay

Ь-аО

JJ -1

Рис. 2.8. Структурная схема трехпозиционного релейного звена с зоной нечувствительности и с гистерезисным допуском для моделирования в среде MATLAB.

Система электропривода

СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА И РАСЧЕТА ПРИ РАССМОТРЕ­НИИ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С СИСТЕМОЙ DTC

Для проверки соответствия математической модели реальной системе в динамических режимах работы электропривода были сняты экспериментально и рассчитаны с помощью математической модели ха­рактеристики изменения частоты вращения асинхронного двигателя в следующих режимах …

СОПОСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА И РАСЧЕТА ПРИ РАССМОТРЕНИИ СТАТИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С СИСТЕМОЙ DTC

При рассмотрении статических режимов рассматривались кривые изменения фазных напряжений и токов двигателя. В качестве примера на рис. 4.4 показаны экспериментальные характеристики работы электро­привода при номинальной частоте вращения двигателя и при …

СОСТАВ И ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА

Для оценки адекватности рассмотренных выше математических моделей было выполнено физическое моделирование системы с пря­мым управлением моментом. За основу физической модели был принят статический преобразователь частоты серии ACS 600, разработанный фирмой …

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

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.