Герман-Галкин С.Г. - Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MatLab 6.0 (1057404), страница 34
Текст из файла (страница 34)
6.2. Таблица б.? б) вие. в ° В.14. Модель ВМ во вращающейся системе координат (а) " блок ВиЬауа!ет 1б) Результаты моделирования для задающих сигналов й„=О, й, =!.0 представлены на рис. 6.15, 6.16, 6.17. Здесь представлены скорость (верхняя кривая), момент !средняя кривая) и ток в оси к! (ш1жняя кривая). Отметим две принципиальные особенности вентильной машины, о которых уже говорилось выше: Компьютерное моделирование полупроводниковых систем 11 Скорость вращения при М, = 0 мсньшс заданной скорости холостого хода. 1 1 Значительный ток по продольной оси е3» несмотря на то, чта напряжснис иа = О.
Эти особенности нри наличии дополнительного запаздывания в канале ВТ вЂ” ДМ-Ф здссь выражены в большсй сто испи по сравнению с проста машиной. Синх онные элект оп иео ы Они объясняются наличисм псрскрсстных связей в самой машино, наличием постоянной врсмснн в цепи якоря и наличном запаздьы ванна в канале ВТ вЂ” ДМ вЂ” Ф. Динамика и статика ВМ в сильной стспсни зависит от значения постоянной времени Т, На рис. 6.15 показаны процессы прн Т = О. Эти процессы точно повторяют аналогичные, прсдставлснныс на рис. 6,6.
Результаты моделирования при Т = 5.0 показаны на рис. 6,16, а для Те =10.0 — на рис. 6,17. Из рис. 6.15-6.17 видно, что запаздывание в канало ВТ вЂ” ДМ вЂ” Ф влияст на статические и динамические процессы в ВМ. Рис. 6.16. Переходные процессы ВМ при Т,= 0 Рис. 6.16. Переходные процессы Вн1 при 7', = 5.0 Синх онные элект оп иве ы вившиеся токи и момент: Токи в осях с(, о (6.16) 1+ (БТз) (6.! 7) 1+ (шТх) Ток, потребляемый машиной (6.18) (6.19) — (У вЂ” ш ! =т= к 1+(шТ,) й„шТ,(1-И) 1+ (шТ,)' Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Рис.
6.17. Переходные процессы ВМ при Т, = 10.0 Ниже при анализе статических характеристик будет показано что перекрестные связи и инерционность в канале управления при водят также к увеличению тока холостого хода, а значит и к ухуд шснию энергетических характеристик. Вообше, если сравнивать вснтильную машину с машиной по стояшюго тока, то ее особенности проявляются главным образом в установившемся режиме в виде ухудшения механических, регулн ровочных и энергетических характеристик. Что жс касается дина- мики, то результаты моделирования показывают, что вентильная машина практически аналоги ша машине постоянного тока. 6.7.
Механические и эпектромагнитные характеристики вентипьной машины В установившемся режиме при такой установке ДПР, чтобы обеспечить й„=О из уравнений (6.12, 6.15) определяются устано- й,(соваТе + шТв ейл шТ„) — ш 1, =й~= — У (шТт сояшТе — вш аТе) — ш Тх !х = Зависимости тока потребления от момента, рассчитанные по (6.16 — 6.18) при различных значениях постоянных Т,„Т,, представлены на рис. 6.18.
Из этих зависимостей видно, что задержка в преобразователе координат при управлении с Ух =О приводит к увеличению тока холостого хода и нелинейности механических характеристик. Если не учитывать постоянную фильтра, то из уравнений (6.15-6.17) получаются известные уравнения классической вентильной машины. При (шТк )- '«1 характеристики вснтильиой машины становятся аналогичными машине постоянного тока. Синх онные влект оп иве ы ы 0.8 0.6 0.4 0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Рис.
6.18. Ток, потребляемый машиной На рис. 6.19 приведены механические характеристики вентильной машины, полученные на модели (рис. 6.14) для тех же значений постоянных, при которых моделировалась динамика машины. Рис. 6.19. Механические характеристики вентильной машины ь Уменьшение скорости холостого хода с одновременным ростом тока холостого хода из за наличия постоянных Т,.Т приводит к а а ухудшению энергетических характеристик.
Поэтому при построении элсктропривода на базе вснтильной машины принили|отся мсры для ликвидации этого недостатка, Для устранения этой нелинейности следует осуществлять управление с обратной связью по току и поддержанием ~', =О. Этот вопрос рассмотрен при анализе элекгропривода с вснтильной машиной.
6.3. Эаектропривоя с вентипьной машиной Синтез регуляторов в элсктрот~риводс осуществляется аналогично приводу постоянного тока. При этом внутренний контур тока с постоянными Та и Т„целесообразно заменить одним апсриодичсским звеном с постоянной Та +Т„, Скоростной контур настраивается на оптимум по модулю или симметричный оптимум в зависимости от требований к реакции системы на возмущение по моменту. При построении элсктропривода на базе вснтильной машины одним из основных требований является наличие замкнутых контуров регулирования токов ~„, 1ч. Это позволяет поддерживать в переходных и установившихся режимах 1 =0 и, тем самым, существенно улучшить энергетические характеристики.
Модель электропривода, в которой использована математическая модель вснтильиой машины (рис. 6.14) показана на рис. 6.20 а. Результаты людслирования привсдсны на рис. 6.20 б, рис. 6.21. Сравнивая псрсходныс процсссы (рис. 6.16) с аналогичными (рис. 6.20 б) отметим, что наряду с динамическими качествами которые определяются парамстрамн регуляторов, существенно улучшились и энергетические свойства. Из рис. 6.20 б видно, что ток по оси г1 практически равен нулю в установившихся режимах и достаточно мал в псреходных режимах.
При холостом ходе скорость равна скорости идеального холостого хода машины. На рис. 6.21 приведены результаты моделирования при выходе системы на 1 режим ограничения по моменту. Как видно из рис. 6.21 и в этом случае ток по оси т1 незначи- ~ тельный, имеет место только в переходных режимах. Поэтому во всех типовых рсяпзмах работы элсктропривода его энергетические характеристики будут оставаться высокими.
Синх онные элект оп иво ы а) Компьютерное моделирование полупроводниковых систем б) Рис. 6.20. Электропривод с вентильной машиной (а) и результаты моделирования ~б) Рис. В.21. Переходные процессы в синхронном электроприводе «в большом В модели, рассмотреннои вьппе, регуляторы тока реализован во вращающейся системе координат. При этом обратная связь охв тывает оба инерционные звена с постоянными Т и Тт. Существ ет иной вариант построения контура тока, когда обратная свя.
осуществляется в неподвижной системе координат. При этом в с стеме автономный иивертор — машина реализуется «токовый кор: Синк онные алект оп иво ы (Н) Кц(Н) ]: негр ~ бог'у б) 1 Компьютерное моделирование полупроводниковых систем дор», а инерционное звено с постоянной времени Те не охватывает ся отрицательной обратной связью по току.
В итоге в канале регу пирования скорости остаются апсриодичсское звено с постояниои Т„и интегрирующее звено с постоянной Т„п При синтезе скорост ного контура на.оптимум по модулю передаточная функция рсгуля тора соответствует пропорциональному звену с коэффициентом 'Тп На рис. 6.22 а показана модель электропривода с вецтильной машиной, выполненная с использованием виртуальных блоков из библиотеки Ровуст Яуз(етп В1ос]сзс!. Блоки, относящиеся к системе управления: преобразователь врашаюшихся координат гг', д в неподвижные А,В,С (блок с]г]-АВС), гистерезисный регулятор тока (блок Сипел( Кейп]а(ог) аналогичны таковым в асинхронном электропрнводе (гл. 5).
Трехфазный автономный иивертор здесь реализован на МОКРВТ транзисторах, окно настройки магнитоэлекгрического синхронного двигателя показана на рис. 6.22 б. В качестве двигатсля взят ДБМ150 — 4 — 1.5 — 3. ] Рис. 6.22. Виртуальная модель влектроприводв с вентильной машиной РМ Бупсьгопоов Масыпе (пгавК) (Опк) 19пр!в!пел!в а 3-рьаве реггпапеж гпадпе1 вупсьгопоов гпасмпе гг)1Ь в!попо!г!а1 Нпх днгпЬи1гоп Тье гпасыпе !в пгоееоеа 'в 1Ье г(Ч гого! ге1егепсе кагпе.
Бгагоггппг(!пдв ые соппесгег( !падуе го ап !п1егпа1 пеогга! ро!пг ! ои!ро1: Бггпо!гпк гпеавогепгеп1 оогргл = !гес1ог (1 Ох!) сома!пад (а11 сопемв Оогжпд 1п1о гпасьые)ь 1-3: Бга1ог 1ее соггепн га. гЬ. гс(А) 4-9: Бгагог.сопел!в кв 1Ч (А) 6-7: Бга1ог !го!гадов у6. и! (у) 8; РЬ1ог вреег! гтпг (гав/в) 9: Рого! апд)е же!ага (ше) 10 . Е)ес1гогпадпевс го!дне Те (Мгп) у го ад пега (Ф/Ь) ас1ог апс1 ранге о! ро)ев (3(Кдлг"2) Р(ымв) РО]: Рис. 6.22 (продолжение). Виртуальная модель влектролриводв с вентильной машиной Датчик положения ротора реализован в преобразователе координат, на вход Те(а которого подается угол поворота ротора, умноженный на число пар полюсов плюс начальный угол установки, равный 90 эл.град. Таким образом смоделирована установка ДПР, в ~ которой г'„=О. На рис. 6.23 представлены переходные процессы «в малом» по моменту и скорости при насгройке регулятора скорости на оптимум по модулю.
Компьютерное моделирование полупроводниковых систем Рис. 6.23. Переходные процессы «в малом по моменту и скорости 6.9. Энектромаанитные характеристики вентитвноао эпектропривояа Электромагнитные и энергетические характеристики рассчитываются в замкнутом элекгроприводе с синтезированной структурой и синтезированными параметрами регуляторов. Исходными для расчета являются токи, определенные в типовом режиме работы системы электропривода прн анализе переходных процессов. Электромагнитные нагрузки на полупроводниковые силовые ключи инвертора по «гладкой составляющей» рассчитываются по формулам, приведенным в табл. б.З. Таблица б.З ! * значение угла рассчитывается но выражению Р =агсгв — ' !,, П иложения П1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
