Система электропривода

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 АВВ. Это — одна из первых разработок фирмы АВВ, в которой был применен метод прямого управления моментом в частотно - управ­ляемом электроприводе переменного тока с асинхронным двигателем. В составе лабораторной установки был использован преобразователь типа ACS 601-0009-3,

К сожалению,

используемый фирмой АВВ алгоритм DTC - управления является интел­лектуальной собственностью фирмы, и ни в каких публикациях фирмы АВВ не раскрывается [24, 25, 26]. Поэтому для сопоставления результа­тов эксперимента и математического моделирования была использована модель, описанная в п. З. Разумеется, истинный алгоритм прямого управ­ления моментом, используемый фирмой АВВ, скорее всего, отличается от того, что принят при математическом моделировании. Тем не менее, даже при этих условиях, сопоставительный анализ расчетных и экспери­ментальных данных может представлять интерес.

Электромашинный агрегат, использованный в эксперименталь­ной установке, включал в себя асинхронный двигатель АИР 71В4УЗ и нагрузочную машину постоянного тока типа 4ПБ10082 со встроенным тахогенератором типа ТП80-20-0,2. Тахогенератор обладает крутизной выходной характеристики ST= 0,02 В мин/об, класс точности 0,2. Линей­ность выходной характеристики тахогенератора соблюдается в диапазо­не до 314 рад/сек.

В лабораторной установке нагрузочная машина постоянного тока работала в режиме динамического торможения. Для этого к обмотке воз­буждение подводилось номинальное напряжение, а якорная обмотка была замкнута на активное сопротивление. Таким образом, величинастатического момента на валу асинхронного двигателя изменялась ли­нейно в функции частоты вращения. Поскольку возбуждение нагрузочной машины поддерживается постоянным, ток якоря в масштабе повторяет статический момент. Масштабный коэффициент был рассчитан следую­щим образом:

Для индикации выходных токов и напряжений преобразователя частоты, а также тока нагрузочной машины постоянного тока в испыта­тельном стенде были использованы датчики тока и напряжения типа LA - 55р и LV-25 соответственно. Частота вращения электропривода измеря­лась с помощью встроенного тахогенератора типа ТП80-20-0,2.

На рис.4.1 приведена функциональная схема испытательного стенда.

Для построения математической модели экспериментального стенда необходимо знать параметры обмоток асинхронного двигателя типа АИР 71В4УЗ. Эти параметры были рассчитаны с помощью методи­ки, изложенной в [9].

С тем, чтобы оценить степень приближения процессов в матема­тической модели к процессам в реальном двигателе, было выполнено два расчета статической характеристики двигателя. Первый - в соответствии с уравнением статической характеристики асинхронного двигателя по но­минальным данным машины, а второй - по структурной схеме рис.3.2 - в соответствии с расчетными параметрами обмоток двигателя. Уравнение статической характеристики асинхронного двигателя (уравнение Клос - са), как известно [12], имеет вид:

2МК(1+ sSK)

3 s S, _ ’ (4.2)

— + — + 2sS„

O к

где Е - отношение активного сопротивления фазной обмотки ста­тора и приведенному к статору активному сопротивлению фазной обмот­ки ротора двигателя.

В соответствии с уравнением 4.2 можно построить структурную схему, позволяющую в среде MATLAB рассчитать и построить статиче­скую характеристику асинхронного двигателя. Эта структурная схема приведена на рис. 4.2. В этой модели использованы единичные входные воздействия, а также блоки деления. Последнее обстоятельство не ска­зывается на устойчивости работы модели, так как ни в одном из трех блоков деления делитель никогда не обращается в ноль. Это объясняется наличием постоянного воздействия на входе всех блоков деления.

На рис.4.3 приведены результаты расчета статической характери­стики асинхронного двигателя АИР 71В4УЗ по уравнению Клосса (а) и по уравнениям Парка - Горева (б).