Система электропривода

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В СИСТЕМЕ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ

Силовая часть преобразователя частоты в системах DTC выпол­нена аналогично другим системам. Преобразователь частоты включает в себя входной выпрямитель (управляемый или неуправляемый), фильтр на выходе управляемого выпрямителя и автономный инвертор. Автономный инвертор выполнен на полностью управляемых силовых полупроводни­ковых элементах. В качестве таковых используются, преимущественно, интегрированные схемы на основе биполярных транзисторов - IGBT (Int­egrated Gate of Bipolar Transistor) и на основе коммутируемых по затвору запираемых тиристоров - IGCT (Integrated Gate of Commutated Thyristor) [23]. Собственно инвертор в системах DTC представляет собой силовой электронный коммутатор, управляемый по определенному закону. Имен­но способ формирования коммутационной функции силовых электронных ключей автономного инвертора и является отличительной особенностью систем DTC.

В самом общем виде автономный инвертор, работающий на асинхронный двигатель, может быть представлен так, как показано на рис.1.1.

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ В СИСТЕМЕ ПРЯМОГО УПРАВЛЕНИЯ МОМЕНТОМ

Рис. 1.1. Эквивалентная схема автономного инвертора.

На схеме обозначено: КЭ1 ...КЭ6 - силовые электронные ключи. Силовые электронные ключи включены по трехфазной мостовой схеме и образуют катодную (КЭ1...КЭЗ) и анодную (КЭ4...КЭ6) группы. К входу постоянного тока инвертора приложено постоянное напряжение Ud. Линейные напряжения, прикладываемые к трехфазной обмотке асин­хронного двигателя АД, по амплитуде равны Ud. Ток Id в цепи постоянно­го тока по амплитуде равен фазному току двигателя 1ф. Фазные напря­жения Ua, Ub и Uc изменяются в зависимости от комбинации включенных электронных ключей КЭ.

Очевидно, что в рабочем состоянии инвертора одновременно мо­гут быть включены либо два, либо три электронных ключа. Включение одного любого ключа не создает контура для протекания тока в статорной обмотке двигателя. Одновременное включение более трех электронных ключей в любой комбинации приводит к короткому замыканию в цепи по­стоянного тока.

При одновременной работе двух электронных ключей одновре­менно включается по одному ключу анодной и катодной групп, разумеет­ся, в разных фазах. Таких комбинаций может быть шесть (табл.1.1).

Таблица 1.1.

Состояние

ключей катодной группы

Состояние ключей анодной группы

КЭ4

КЭ5

КЭ6

КЭ1

-

+

+

КЭ2

+

-

+

КЭЗ

+

+

-

В табл. 1.1 знаком (+) обозначены возможные комбинации включения электронных ключей, знаком (-) - недопустимые.

При одновременной работе трех электронных ключей одновре­менно включается один ключ анодной и два ключа катодной групп, или наоборот, разумеется, также в разных фазах. Таких комбинаций тоже может быть шесть, табл. 1.2.

Таблица 1.2

Состояние электронных ключей

Состояние электронных ключей

катодная группа

анодная группа

катодная группа

КЭ1

КЭ2

КЭЗ

КЭ4

КЭ5

КЭ6

КЭ1 - КЭ2

0

0

0

-

-

+

КЭ2 - КЭЗ

0

0

0

+

-

-

КЭЗ - КЭ1

0

0

0

-

+

-

анодная группа

КЭ4 - КЭ5

-

-

+

0

0

0

КЭ5 - КЭ6

+

-

-

0

0

0

КЭ6 - КЭ4

-

+

-

0

0

0

В табл.1.2 знаком (0) обозначено нейтральное состояние авто­номного инвертора, когда одновременно включаются три электронных ключа одной и той же группы (катодной КЭ1-КЭ2-КЭЗ или анодной КЭ4- КЭ5-КЭ6). Естественно, в таком состоянии инвертора контур для проте­кания фазного тока отсутствует, тем не менее, в ряде алгоритмов DTC- управления эти комбинации присутствуют, о чем будет сказано ниже.

Таким образом, автономный инвертор при DTC-управлении мо­жет принимать двенадцать устойчивых состояний, шесть из которых, при одновременной работе трех электронных ключей, считаются основными, а шесть, при одновременной работе двух электронных ключей - промежу­точными. При анализе систем прямого управления моментом электрон­ные ключи принимаются идеальными, то есть время перехода ключа из одного устойчивого состояния в другое считается пренебрежимо малым. Такое допущение корректно, поскольку собственное время срабатывания современных силовых полупроводниковых приборов не превышает 10 ре. При сделанном допущении результирующий вектор выходного напря­жения автономного инвертора переходит из одного положения в другое скачком, а в период между коммутациями электронных ключей - непод­вижен в пространстве. Другими словами, инвертор в системах прямого управления моментом является дискретным элементом.

Как известно [18], выражение для результирующего вектора на­пряжения в симметричных трехфазных системах с гармоническим харак­тером изменения фазных напряжений имеет вид:

(1.1)

U

Ua + Ub-e 3 +UC *е

Это же уравнение может быть с успехом использовано и для дис­кретных систем трехфазных напряжений, если рассматривать отдельные интервалы полного периода выходного напряжения инвертора - интерва­лы между коммутациями электронных ключей. В общем случае можно выделить 12 интервалов, как было показано выше. Внутри каждого ин­тервала фазные напряжения остаются постоянными, а, следовательно, и их векторная сумма также не изменяется. Внутри интервала фазную обмотку асинхронного двигателя можно считать подключенной опреде­ленным образом к источнику постоянного напряжения.

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.