Терехов В.М., Осипов О.И. - Система управления электроприводов (1057409), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Схел1а релейного регулятора тока 1 д/ ~ 1о,т Т 1' и„ар+ (6.24) и„ ~о.т~ 2Т7г с (6.25) lг„=— изтты игстысм Тлоп одоп 174 175 Табл и па 6.! Алгоритм работы релейного регулятора тока Если принять г,,„= 0,3 мс, т, = те = сдт = 1 мс (эти значения приемлемы для аналогового выполнения РРТ), то частотная полоса пропускания контура тока составит = 152 Гц.
Т„,;„ 6,6.10 з Рис. 6.13. Диаграммы измерения напряжения датчика тока и линейного напряжения автономного инвертора Ряс. 6.14. Структурная схема двухконтурного электропривода с вентиль- ным двигателем Можно сделать вывод, что контур тока с релейным регулятором по динамике близок к безынерционному звену. С учетом небольшой постоянной времени фильтра Те в цепи датчика тока передаточная функция замкнутого контура тока будет иметь вид где Те=1,0...1,5 мс.
При постоянном токе инвертора 7= и„/7г„= сопм момент двигателя, имеющий пульсации на каждом обороте ротора, в среднем остается постоянным и равным р„Ур„поскольку средняя величина 7, пропорциональна току инвертора 7 Механическая характеристика двигателя представляет собой вертикальную линию в пределах, ограниченных напряжением питания инвертора. Контур регулирования тока входит в состав контура регулирования скорости, в котором может использоваться типовой П- или ПИ-регулятор скорости.
С учетом полученной передаточной функции (6.24) может быть построена приближенная линеаризованная и не учитывающая ЭДС двигателя структурная схема двухконтурного электропривода с ВД (рис. 6.14). Настраивая контур скорости на модульный оптимум, согласно структурной схеме и выражению (5.72) получаем передаточный коэффициент П-РС: где ҄— сумма постоянных времени фильтров датчиков тока и скорости, с (Т„= Те, е Те,); с„— коэффициент пропорциональности между моментом двигателя и током инвертора. Определяя /с., по допустимому току Т„.„или моменту ЛХ„„„, Т, = — 1„Б!пО+1р со$0 = соп51. (6.28) (6.29) (6.30) получаем (6.31) (6.32) лдпр 176 177 Рис.
6.15. Механические характеристики двухконтурного электроприво- да с вентильным двигателем 27 М (6.26) р лап тг где ирсл„— напряжение насыщения регулятора скорости, В; Фц.— передаточный коэффициент тахогенератора, В с/рад ()гтг = к„). При настройке контура скорости на симметричный оптимум получаем согласно выражению (5.75) передаточную функцию ПИ-РС 4Т„р+1 (Р) ~" 4т 4Т„р Если Т„= 2 мс, полоса пропускания замкнутого контура скоро- сти приП-РС Оз„„= =353 с ',приПИ-РС а„„= =250 с '. Механические характеристики двухконтурного электропривода с ВД показаны на рис.
6.15. 6.1.3. Система управления электропривода с двухфазным вентнльным двигателем Из многофазных ВД двухфазные наиболее просты в конструктивном отношении, Однако у таких двигателей наблюдаются наибольшие пульсации момента — четыре полуволны на оборот ротора. Эти пульсации могут существенно искажать технологический режим движения рабочего органа при больших диапазонах регулирования скорости. Устранить пульсации момента можно, если соответствующим образом управлять токами фаз на каждом интервале угла ЛО = 2к/т, где т — число тактов инвертора.
Это позволит получить бесколлекторный двигатель постоянного тока с неизменным моментом на каждом угловом интервале, т.е. двигатель теоретически с бесконечным числом коллекторных пластин. Алгоритм управления токами фаз )„и )р находится из условия постоянства момента двигателя М = у„)„которое соответствует постоянству пространственного вектора тока на каждом интервале коммутации инвертора при вращении ротора: С учетом заданного угла смешения коммутации Лр, условие (6.28) будет выполняться при управлении токами 1„и 1р по следующим законам: = -1 яп(0+ Лр,); = Т сов(0+ слр„).
Тогда при заданных значениях 1 и Лу, Т = 1„созЛ<р, = сопз1; М = М созд<р„= сонм. Схема двухконтурного электропривода с двухфазным ВД вЂ” бесконтактным двигателем постоянного тока — дана на рис. 6.16, а. 0 Зл(Рл 4л(Рл бл(рл Ял!Рп б Рис. 6.16. Схема электропривода с двухфазным вентильным двигателем (а) и выходное напряжение датчика положения ротора (б) и„=(? з(псог; ир — — (? созып «р НО) Н02 — 1 «т «дпр 179 178 Основные узлы системы управления показаны в виде функциональных блоков 171: ФП1, ФП2 — функциональные преобразователи, формирующие синусоидальную и косинусоидальную функции входного сигнала; БП1, БП2 — блоки перемножения; УИТ1, УИТ2 — управляемые источники токов фаз а и )3; РС вЂ” регулятор скорости. Напряжение ид„р датчика положения ротора (ДПР) изменяется линейно на каждом обороте ротора (рис.
6.16, б). Функциональная схема аналогового ДПР, построенного на основе синусокосинусного врашаюшегося трансформатора (СКВТ), изображена на рис. 6.1?, а. Синусно-косинусный генератор (СКГ) питает обмотки а и р СКВТ: ы б Рис. 6.17. Функциональная схема аналогового датчика положения ротора (а) и диаграммы его выходного напряжения (б) В роторной обмотке СКВТ, работаюшего в фазовом режиме, наводится напряжение ир — и„сох 9 — ир гйп 9 = (7 гйп(сз) — 9).
Нуль-органы Н01 и Н02 выделяют на своих выходах импульсы в моменты изменения знака напряжений и и и, с отрицательного на положительный. Импульсы с Н01 и Н02 управляют триггером, на выходе которого при фазовом сдвиге, равном 9, формируются прямоугольные импульсы напряжения и,. Формирователь Гвыделяет на выходе ДПР усредненное значение напряжения ил Диаграмма формирования выходного напряжения ДПР показана на рис. 6.17, б.
В.2. Системы управления скоростью асинхронного электропривода 6.2.1. Асинхронный злектропривод с регулированием напряжения на статоре Характерной тенденцией автоматизированного электропривода является все более широкое применение асинхронных двигателей (АД). Эти двигатели технически более просты и надежны в эксплуатации, могут длительно работать при повышенных скоростях и температурах, в агрессивных и взрывоопасных средах, для их изготовления требуется меньше цветных металлов, они имеют меньшие массу, габариты и стоимость. Расширяются возможности и систем управления асинхронных электроприводов за счет создания управляемых преобразователей напряжения и частоты, а также микропроцессорных устройств с высоким быстродействием и большим объемом памяти.
Изменение напряжения на статоре АД вызывает изменение его электромагнитного момента и, в итоге, угловой скорости двигателя. В разомкнутой системе асинхронного электропривода эффективность такого регулирования скорости ограничена весьма малым диапазоном устойчивых режимов работы двигателя. Расширить функциональные возможности асинхронного электропривода можно в замкнутых системах, используя в зависимости от технических требований различные виды обратных связей, например по скорости, напряжению и току статора АД. На рис.
6.18 приведена функциональная схема подобной системы регулирования скорости АД. Здесь изменение действующего значения первой гармоники напряжения (7, на статоре АД с частотой питаюшей сети 1; осуществляется изменением угла регулирования а тиристорного преобразователя напряжения (ТПН) Рис. 6.18. Функциональная схема асинхронного злектропривода с регу- лируемым напряжением на статоре на базе тиристоров, включенных по встречно-параллельной схеме в каждую фазу статора АД. Угол а формируется в системе импульсно-фазового управления (СИФУ) ТПН и меняется в зависимости от напряжения управления и,т на выходе регулятора тока (РТ).
Напряжение смещения и,, в СИФУ задает угол а=а„,„, при котором обеспечиваются минимальное выходное напряжение ТПН и момент трогания АД в режиме его холостого хода. На входе РТ суммируются напряжения и„с регулятора скорости (РС) и отрицательной обратной связи по току и,„с отсечкой, реализованной на основе трансформаторов тока Т„, Т, Т, выпрями- тельного моста (ВМ), потенциометра КР и стабилитрона РЗ1. Значение тока отсечки 1„, устанавливается потенциометром АР.
На входе РС суммируются напряжение задания скорости и„и напряжение отрицательной обратной связи по скорости АД и„, подаваемое с тахогенератора (ТГ) на валу АД. Выделение модуля выходного напряжения ТГ обеспечивается диодами Ъ'Р2, Р'1)3 и резисторами Л1, Я2 Формирование темпа изменения скорости АД осуществляется с помощью задатчика интенсивности (ЗИ), на вход которого поступает напряжение управления скоростью АД и,, Изменение направления вращения вала двигателя может быть реализовано за счет реверсивного контактора в статорной цепи 180 Рис. 6.19.
Однофазная схема замещения (а) и диаграммы напряжения и токов для одной фазы ТПН (б) двигателя. Торможение и останов двигателя возможны в режиме динамического торможения, когда за счет специального блока логики управления тиристорами ТПН обеспечивается протекание выпрямленного тока по обмоткам статора. Для симметричной нагрузки, когда результирующие сопротивления обмоток статора и ротора всех фаз АД одинаковы, т.е. Ум = У„д = У„с = У„, режим работы ТПН определяется в соответствии с однофазной схемой замещения, показанной на рис. 6.19, а. Если в этой схеме условно закоротить тиристоры Ю1 и Ю2, то р — у«к ру Г„=Я+~ е„г у шийся ток в данной цепи (1„ 1„,, = — "яп(ез! — д), Н где (1„, — амплитудное значение напряжения сети; а — угол отставания тока от напряжения сети и„а=агс18(ез1.„/Я„) (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
