Герман-Галкин С.Г. - Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0 (1057404), страница 31
Текст из файла (страница 31)
5.20. Следует подчеркнуть, что выходная частота инвертора форлтируется в зависимости от значения переменных состояния системы 1», ри, лтк,. В системе имеются два канала, один определяет поток в машине, другой — момент. Синтез регуляторов при построении подчиненной системы в каждом канале осуществим в соответствии с положениями гл. 2. В канале потока выбираем ПИ-регулятор с к = — ', 1е = —, в канале скорости выбираем П-регулятор. л Т' и Т о о Рис. 5.20. Структурная схема асинхронного электропривода е токовым управлением Коэффициенты передач регуляторов выбираем так, чтобы посто- 1 янная времени в канале управления потоком была, по крайней мере ув на порядок меньше постояшюй времени в канале управления око- ввя ростью.
Модель электропривода вместе с 'регуляторами скорости и потока, рассчитанными в соответствии с вышеизложенным, пред- ~ ставлена на рис. 5.21 а. В этой модели добавочно учтено насыще- фф ние магнитопровода машины (блок Багцга11оп). На рис. 5.21 б показаны результаты моделирования системы «в малом» по моменту и скорости. Переходные процессы в системе «в большом» приведены на рис. 5.22. Сравнивая эти процессы с аналогичными для разомкнутых систем, можно судить о свойствах описанной замкнутой системы. Следует заметить, что анализ осуществлен при тех же параметрах асинхронной машины.
Достаточно Асинх онные элект оп иво ы а) б) п1 х'зук, Рис. 5.22. Результаты моделиров ааа с ния асинкронного электропривода и" токовым управлением «в болывод (5.35) Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Рис. 5.21. Модель (а) и результаты моде уу~> пирования (б) асинхронного электропривода $$~ с токовым управлением «в малом» 1 простая структура асинхронного элсктропривода получается вследствие того, что изначально в математическое описание (систсма уравнений 5.33) заложены все необходимые преобразования, а именно: О преобразование системы координат из вращающейся в неподвижную в прямом канале (рис. 5.19) и из неподвижной во вращающуюся в обратном канале; 0 преобразование 2/3 и 3/2 (рис. 5.19); ) з ориентация системы координат по оси потокосцепления ротора; С) идеальность источника тока, питающего машину.
Заметим при этом, что математическое описание (5.33) соответствует описанию по «гладкой» составляющей и не учитывает импульсного характера напряжения на выходе ипвертора. Еще на одном моменте следует остановить внимание. В модели рис. 5.21 а определяется частота на выходе инвертора. Эта частота необходима при использовании моделей, в которых реализуются необходимые преобразования координат и учитываются реальные свойства инвертора. Рассмотрим модель, в которой функционально реализован «токовый коридор» при использовании инвертора напряжения, а выходная частота инвертора определяется из выражения (5.33). Модель такой системы приведена на рис.
5.24 а. В данной модели реализована вращающаяся система координат, ориентированная по потокосцеплению ротора. Регуляторы в канале потокосцепления и скорости имеют те же параметры, как и в системе рис. 5.21. Модель на рис. 5.24 а содержит ЯцЬЫос1 АКХ, в котором реализована ШИМ во вращающейся системе координат. Модель этого блока представлена на рис.
5.23. Из рис. 5.23 видно, что «токовый коридор» реализован с использованием репейных элементов и отрицательной обратной связи по току. Переходные процессы в электроприводе «в малом» по скорости и моменту иллюстрирует рис. 5.24 б. При управлении асинхронной машиной от источника тока система электропривода часто строится с использованием регулятора момента в канале скорости. В соответствии с третьим уравнением системы (5.33) ток по оси у определяется из уравнения: Асинх онные элект оп иво ы б) вр Компьютерное моделирование полупроводниковык систем Рис.
5.23. Модель системы инвертор — АКЗ с реализацией токового коридора. во вращающейся системе координат ~щ Рис. 5.24. Модель (а) и результаты моделирования (б) асинхронного электропривода с «токовым коридором» Рис. 5.24 [продолжение). Модель (а) и результаты моделирования (б) асинхронного электропривода с «токовым коридором» Поэтому, если сигнал с выхода регулятора скорости разделить на К 'Р„, то ток задания по оси у будет соответствовать моменту. Реализация такого управления осуп)ествлена в модели на рис. 5.25 а. а) Рис . 5.25. Модель (а) и результаты моделирования (б) ас синхронного электропривода с регулятором момента Асинх онные элект оп иво ы н ги ьь ккгк7к кт 1 ., л 1 (5.36) Рис.
5.25. Виртуальная модель асинхронного электропривода Модель содержит: б) Компьютерное моделирование полупроводниковых систем В модели на рнс. 5.25 а в блоке АК2 реализована модель ~ «токовым коридором», рассмотренная выше (рис. 5.23). Результат, моделирования электропривода представлены на рис. 5.25 б, г, показаны переходные процессы по скорости и моменту. В реал~ ных системах потокосцепление ротора вычисляется в соответствн„ с (5.33) по выражению: Значение тока определяется на основании реального сигнала с датчика тока. Рис. 5.25.
Акодель (а) и результаты моделирования (б! асинхронного электропривода с регулятором момента Полная виртуальная модель частотно-токовой системы с рогу"я тором момента показана на рис. 5.26. Эта модель практически по вторяст модель из библиотеки Ронетбето. 1. Виртуальный асинхронный двигатель, окно настройки этого двигателя вместе с параметрами настройки показана на рис.
5.7 а. 2. Трехфазный автономный инвертор на 1ОВТ-транзисторах, окно настройки инвертора показано на рис. 5.27. Здесь в поле Ь(цпзЬег ог Ьпбйе Сопйбцгайоп устанавливается число три. Остальные поля настройки рассмотрены ранее. 3. Гистерсзисный трехфазный регулятор тока (блок Спггсп! 1и КсяЫаюг). В открывающемся окне настройки этого блока указывается ширина «токового коридора». На вход блока поступают сигналы задания токов в фазах и сигналы обратной связи реальных токов.
4. Блоки АВС-Х г' и ХУ-АВС осуществляют преобразование неподвижной трехфазной системы координат во вращающуюся двухфазную и вращающуюся двухфазную в неподвижную трехфазную в соответствии с принципами, объясненными выше. 5. Блок определения выходной частоты инвсртора (блок Тоба Са!сЫабоп рис. 5.26). Этот блок определяет выходную частоту инвсртора в соответствии с выражением (5.34), т.
к. только в этом Асинх онные элект оп иве ы с Иессен Раг НнпсЬес о! Ьпеве еппв РаосопввыаЮоп АНСав ангрнггеспсгпо!в нпнььег гвин!енсе ргв (оьмв) 1000 НпнЬЬегсароскепсе Св(Р) сп! Россег Е(есвопсс Сенссе Ггап (О кгпв) 1е-3 Ропнегс) нокааев [ Немое У!(н), Огас(е йг!с)(н)1 '- [ 0.8 0.8 1 ! [ Т! (в). Тг(в) ), [1е.8.
2е-81 Меовнсепсепгв А0 нояавев епс( снсгепв Сансе! ~е(р гррц — (гя ус с (!+ Тя~)гвг хвс(с!в — ([тя я и „= г(1 + Т 8)1, е хва,! „+ )г„рц((г (5.37) 1 гсятягв — (1+ Тяп) ((тя, Т, Компьютерное моделирование полупроводниковых систем г (!ппгегвег Нссс(ве (гневя) (!сох)— тьв ыоск спср(епсепг е ьпсве а! ве(еоес( ранет е(есаопссв демсев РгсвпнЬЬес осени есе соппеоед сп регесе! нггсс весь вм!сь вен!се гное еррбсеаопв 1ье сп1еспе! (пс(нс1апсе вьан!с! Ье вег!а веса. Регопсесесв- Рис.
5.27. Окно настройки виртуального инвертора случае оси координат вращающейся системы будут сориентирова- ны заданным образом (Ч7я =([тях, )[тят =0). 6. Блок вычисления потока (блок Р!цх Са1сп1а(ог). Поток опреле ляется в соответствии уравнением (5.36). 7. Блок задания потока (блок РЫге) и регулятор тока по оси х (блок Р!пх Соп(го!ег). Сигнал с выхода регулятора скорости (блок Ярве([ Соп(то!1Ог) деленный на вычисленный поток в соответствии с уравнением (5.35), является задаюшим током по оси у. Переходные процессы по скорости и моменту показаны на р!' нс.
5.28. Они достаточно хорошо совпадают с результатами, получе"' ными на математической модели (рис. 5.25). Рис. 5.28. Переходные процессы в виртуальном асинхронном электроприводе 5.5.3.2. Поогяроение асинхронноао опекпзроприво9а иа бахе аагпономноао инверн)ора, Рабоязающеао в режиме иоязочника напряжения (АИН) Структурная схема электропривода в этом случае строится па основании уравнений (5.22). На регулятор здесь возлагаются до- ~!)[ полнительные функции.
Как и в предыдушем случае, потребуем, чтобы ось х вращающейся системы координат совпадала с потокосцепленисм ротора. Тогда в регуляторе вырабатывается частота вращения системы координат, а уравнения, описывывающис систему, примут вид: Ясинх онные элект оп иве ы ):хткгк, = (сгг — гэгг)ггук„, '" = ггкгук гл» Т,„кн = и - пгн ккт Р "с. 5.30, б. Переходной процесс "о скорости и моменту «в малом ° электроприаоде с АИН г Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Рис. 5.29. Модель АКЗ при управлении от источника напряжения Я Рис.
5.30. Модель электропривода с АИН Модель АКЗ вместе с регулятором, вырабатывающим частоту вращения координат ггег1непсу, составленная по систсмс уравне ний (5.37), показана на рис. 5.29. В модели учтено насьппсние машины (блок Загвга11огг). При реализации четвертого уравнения систслгы (5.37) к делителю добавлена малая постоянная (блок Совзгапг) для того, чтобы избежать деления на ноль в начале моделирования. Для придания системе требуемых качеств необходимо синтезировать регуляторы как в канале регулирования (стабилиза ции) потока, так и в канале регулирования скорости. Такая система представлена на рис. 5.30 а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
