Г. Г. Соколовский - Электроприводы переменного тока с частотным регулированием (1249707), страница 25
Текст из файла (страница 25)
На рис. 6.14 (611 показана плоскость, на которой отмечены оси неподвижной системы ксюрдинат х — у и расположены векторы напряжения и потокосцепления статора. Плоскость поделена на шесть секторов а(1) — а(6) по 60 эл. град каждый. Пространственный вектор напряжения на выходе инвертора, от которого питается обмотка статора двигателя, может занимать одно из шести 155 Рис. 6.14. Оценка влияния переключения ключей инвертора на потоко- сцепление и момент двигателя фиксированных ненулевых положений и два нулевых положения (см. табл. 4.2).
Ненулевые векторы б,, — Ц 4 и нулевые, обозначаемые как й;, и Ц „рассматриваются как самостоятельные базовые векторы. На рис. б.14 показано мгновенное положение вектора потокосцепления статора, который в данный момент времени расположен в секторе а(1). В процессе регулирования переключения могут осушествляться только между базовыми векторами. Переключения векторов происходят тогда, когда момент двигателя или потокосцепление превышает заданное значение на величину, большую принятой допустимой ошибки.
Для того чтобы показать, как переключение векторов влияет на значение электромагнитного момента, надо воспользоваться выражением (б.19), из которого следует, что при данных модулях векторов потокосцеплений статора и ротора момент возрастает, если угол 0 между этими векторами возрастает, т.е. если вектор потокосцепления статора поворачивается по направлению вращения двигателя. Положению вектора Ри показанному на рис. 6.14, соответствует подключение векторов бг,, или бг, и при котором угол О, возрастает, т.е. О,„,„> О,„,„, и момент двигателя увеличивается. Подключение векторов 0,, или О, 4 приводит к уменьшению угла 0 по сравнению с начальным значением, т.е.
Ов,,„< О~„„, что означает уменьшение момента. Сказанное о влиянии переключения векторов напряжения на значения потокосцепления статора и электромагнитный момент двигателя подтверждается рассмотрением конкретного примера в 15б подразд. 3.5. На рис. 6.14 начала векторов напряжения О, „(7, м (),, и О, «перенесены в конец вектора Ч'ь.„. Каждый вектор указывает на табличку, в которой отмечены знаки приращений потокосцепления статора и момента, возникающие в результате подключения каждого вектора в ситуации, описанной в примере.
Знак «плюс» в табличке означает, что величина увеличивается, а знак «минус» — уменьшается. Например, если в данный момент времени модуль вектора ~Ч',~ велик, а электромагнитный момент мал, то надо подключить вектор Ц „что приведет к уменьшению потокосцепления и увеличению электромагнитного момента; если обе величины малы, то надо подключить вектор (7,, и т.д. Полученные для сектора а(1) результаты могут быть распространены на все другие секторы. В общем виде результат может быть сформулирован следующим образом: если в данный момент времени вектор потокосцепления статора расположен в некотором секторе, то при приложении вектора напряжения любого из соседних с ним секторов (см.
на рис. 6.14 — а(2) и а(6)) модуль вектора потокосцепления возрастает. При приложении вектора напряжения любого из секторов, сдвинутых на две единицы относительно данного (см. на рис. 6.14 — и(3) и а(5)), модуль вектора потокосцепления уменьшается. Электромагнитный моментдвигателя увеличивается, когда вектор потокосцепления статора поворачивается по направлению вращения двигателя, и уменьшается при повороте вектора против направления вращения. В отличие от системы векторного управления скоростью асинхронного двигателя в системе прямого управления моментом нет широтно-импульсной модуляции с постоянной частотой, поэтому не требуется преобразования координат.
Переключение ключей в инверторе напряжения преобразователя частоты АИН (рис. 6.15) осуществляется в зависимости от отклонения истинных значений модуля вектора потокосцепления статора и электромагнитного момента двигателя от их заданных значений. Выбор требуемого переключения ключей инвертора производится в соответствии с таблицей оптимальных переключений. Входными величинами для таблицы служат выходные сигналы компараторов потока и момента, на входах которых действуют разности заданного (предписанного) и рассчитанного в модели (истинного) значения величин.
Выходной сигнал компаратора потока может принимать значения 1 или О. Если текущее значение потокосцепления статора ~Ч'~~ меньше заданного значения модуля вектора ~Ч', ~ на величину, превышающую допустимое отклонение ЛЧ'ь то его надо увеличить, чему соответствует выходной сигнал компаратора ЬЧ' = 1; если же оно превышает заданное значение на величину, ббльшую 157 Рис. 6.15. Структура системы прямого управления моментом ЬЧ'и то ЬЧ' = О, что означает необходимость уменьшения потокосцепления. Выходной сигнал компаратора момента может принимать три различных значения момента: 1, — 1 и О.
Значению ЬМ= 1 соответствует состояние, при котором требуется увеличение момента двигателя, при значении ЬМ = -1 момент должен быть уменьшен, значение ЬМ = О означает, что момент лежит в допустимых пределах. В соответствии с этими алгоритмами формируется таблица оптимальных переключений инвертора (табл. 6.2). В зависимости от значений Ь'Р и ЬМ для каждого сектора, в котором в данный момент времени располагается вектор потокосцепления, указан вектор напряжения, а следовательно, и набор ключей инвертора, который должен быть включен в соответствии с табл.
6.2. Из нулевых векторов Ц т и б,, выбирается тот, для включения которого в данной ситуации требуется меньшее число переключений ключей. Таким образом, для организации прямого управления моментом надо располагать текущими значениями потокосцепления статора и момента двигателя.
Эти значения рассчитываются в модели двигателя на основании значений тока и напряжения на выходе инвертора (см. рис. 6.15). Кроме того, в таблицу оптимальных переключений должен вводиться номер сектора, в котором в данный момент находится вектор потокосцепления статора. Его определение также производится в модели. Измеряются мгновенные значения фазных токов и линейные напряжения на выходе автономного инвертора АИН. Для расчета значений потокосцепления статора и электромагнитного момента необходимо располагать проекциями векторов тока и напряжения в системе координат х — у. Поэтому в модели выполняется преобразование симметричной трехфазной системы токов и напряжений в проекции соответствующих векторов на оси неподвижной системы координат.
158 С учетом того, что в симметричной системе достаточно измерить токи двух фаз, например г,л и (иь и определить третий ток как 1,с — — -(1,л+ 1,в), для расчета проекций вектора статорного тока можно воспользоваться формулами (6.14): (и = Г,л' 4у = (Г1в - Цс)1/,/3 =(с,л+ 2 !~в)/ /3 Аналогичное выражение может быть записано для проекций вектора напряжения; иы = и,л; 11у = (и,л+2и~в)/~ГЗ. Если измеряются линейные напряжения ивл — — иы — и,в и иле —— = и, с- и,л, то с учетом равенства и,л+ и,в+ и, с = О, выражения для фазных напряжений через линейные получаются в виде: иы = (ивл — илс)/3' и~в = — (илс + 2ивл)/3.
После их подстановки в формулы для проекций вектора напряжения получим: и~. = (ивл -илс)/3' и~у =-(илс+ивл)/~/3. Оценка вектора потокосцепления статора в модели потока может быть произведена на основании первого равенства из системы уравнений (1.2 1): Р!х-у ~ ~(2ы — у 4)1х — у)йт о Таблица 6.2 Оптимальные переключения векторов няпряження (ключей нняертора) 159 или для проекций вектора потокосцепления на оси неподвижной системы координат: !у!„=)(и!„— А!!!„)дг, !у! =)(и! — к,й! )Й!. При введении обозначения фг1г = Р зти равенства записываются следующим образом: и! „— Я!!!„и! — Я!!! !У!х 1 !!!!у Р Р т.е.
проекции вектора потокосцепления статора получаются как результат интегрирования разностей проекций напряжения на статоре и падения напряжения на сопротивлении обмотки статора от проекций статорного тока. Модуль вектора потокосцепления ук л .~ «цй:~Ф~=Я.%,. При таком определении потокосцепления требуется учитывать следующее: изменения при нагреве сопротивления обмоток статора; низкочастотный дрейф интегратора, не охваченного обратной связью. Проблема, связанная с изменением сопротивления обмотки статора при нагреве решается корректировкой значения Я! в зависимости оттемпературы с применением тепловой модели двигателя.
Простейшим решением, направленным на уменьшение дрейфа интегратора, является применение в цепи интегратора фильтра низких частот с передаточной функцией Иф (р) = Тфр((ТФР+ 1), где Тф — постоянная времени фильтра. В результате связь между оценкой проекции вектора потокосцепления, например проекции по оси х !!!!„и входным сигналом (и!„— Я!1!„) вместо !у„= (и!„— Я!1!,)/р приобретает вид !у!„= = (и!„— РД„) ТФ1(Тф р+ 1).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
