Г. Г. Соколовский - Электроприводы переменного тока с частотным регулированием (1249707), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Поэтому для определения значения момента целесообразно воспользоваться равенством (2.7), учитывая, что оно спра- 1 ведливо и при расчете в неподвижной системе координат: Мл = (3/2)РлЙ2 (Ч2к11у — Ч2211х). Стоящее в скобках выражение рассчитывается в схеме и, таким образом, определяет собой величину: 2 М„ Ч2к11у Ч2у11хз 3Р И2 172 ! формула для определения частоты напряжения питания приобре- 11 тает вид / которая может быть использована для определения текущего значения момента двигателя.
Для расчета значения частоты роторной ЭДС в соответствии формулой (6.35) величину ыз,)~х — щ,г„, полученную в схеме (см. рис. 6.19), надо умножить на ЦЯ, и поделить на )Ч'т) ., В третьем варианте схемы расчет частоты напряжения питания выполняется в неподвижной системе координат, а расчет частоты роторной ЭДС вЂ” во вращающейся системе координат при ориентации оси и по вектору потокосцепления статора. В соответствии выражением (6.23) проекции вектора потокосцепления статора на оси неподвижной системы координат имеют вид: %х = (йх — А~а)~Р щ, =(и, — Я~с; )/р.
НыРЧьу %уРЧы сЪзл т з Ч!х + ЧУ!у (6.36) Для расчета модуля вектора потокосцепления и текущего значения угла О', в схеме бездатчикового определения скорости (рис. 6.20) предусмотрен блок перехода из ортогональной в полярную систему координат (Π— П), в котором так же, как и в модели потока статора (см. рис. 6.18)„расчет выполняется по выражениям ~Ф,(=Я+д,' в. = ф(ч„!ю„), в~ '~ р д ся проекции вектора тока статора во вращающейся системе координат а — (): 1,„= 1,„ссвО', +1„, з(пО',; ;„=-;.з(пО', +1„с яО.'. Так же, как в схеме на рис.
6.19„скорость двигателя определя- ется через разность частоты напряжения питания и частоты ро- 173 Аналогично тому, как это сделано при определении частоты вьь через потокосцепление ротора (см. выражение (6.34)), частоту напряжения питания можно определить и через потокосцепление статора как ор,,„= д О',/сй. В атой формуле О', есть угол между осью х неподвижной системы координат и осью и вращающейся системы координат, совпадающей с вектором потокосцепления статора.
Он определяется по выражению О; = атеей(92у/Ч2х) (см. рис. 6.13 при замене О, на 0',). Частота напряжения питания находится по формуле г1х ин торной ЭДС. Для определения частоты роторной ЭДС обратимся к выражениям (1.23), описывающим электромагнитные процессы в асинхронном двигателе в пространственных векторах, вращающихся с синхронной скоростью. Выразим из двух последних выражений (1.23) вектор тока ротора через векторы потокосцеплений; .~2 (12»»1Ч»)» 07.т где А-, = Е /Е,. Подставим это выражение во второе уравнение системы (1.23), записанное для двигателя с короткозамкнутым ротором как О = Яз7з + дЧ'т/Ф+ /гв,Ч»з и получим результат в виде Ц, — ('1 О = — — Ч', + — +р+ г'гв, Ч',. аТ, ~пТт (6.37) 174 Рис. 6.20.
Схема бездатчикового определения скорости электропривода с асинхронным двигателем через частоту гее,„, рассчитываемую в неподвижной системе, и частоту вр, рассчитываемую во вращающейся системе координат На ь1редшествовавших стадиях расчета были определены модуль веь(тора потокосцепления статора и проекции вектора тока статора На оси вращающейся системы координат. Чтобы иметь возможность рассчитать частоту роторной ЭДС на основании этих величии, 'надо из формулы (6.37) исключить Ч',. С этой целью, выразив этот вектор из двух последних равенств (1.23) в виде Чь2 = Ц/1,„(Ч'ь — айь1ь~, подставим полУченное выРажение в фоР- мулу (6.37): ~ь - й,1'1 /- Π— — Ч ь + — — + Р+ 1в (Ч ь — аьь1ь). аТ, 1,~аТ~ Затем, подставив сюДа Хь = ь,„+ 1ь;ьь и ~Ч'ь~ (посколькУ ось а наПраВЛЕНа ПО ВЕКтОру ПОтОКОСцЕПЛЕНИя Статара И Ч'Ь = ЬЬЬЬ = ~ЧьЬ~), вьщелим мнимую часть, которая содержит искомую величину— частоту роторной ЭДС в,: откуда частота роторной ЭДС получается в виде Йь(аТ2р+1) ' '(!+1-"')' Скорость определяется как в = (во,,„- в )1р„.
По такому же принципу строится схема бездатчикового определения скорости в приводе с вентильным двигателем. Отличие состоит в том, что определенная по выражению (6.36) угловая частота напряжения на статоре синхронной машины однозначно определяет ее скорость в = сь„„/р„. Поэтому нижняя часть схемы (см. рис.
6.20), предназначенная для определения частоты роторной ЭДС в асинхронной машине, в схеме определения скорости привода с вентильным двигателем отсутствует. ГЛАВА 7 СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ИЗМЕНЕНИЕМ ЧАСТОТЫ НАПРЯЖЕНИЯ НА СТАТОРЕ 7.1.
Замкнутая по скорости система регулирования электропривода с асинхронным двигателем при поддержании постоянства потокосцепления статора Как было показано в подразд. 6.2, в приводе с асинхронным двигателем и сЦ'-регулированием закон частотного регулирования скорости привода определяется соотношением между частотой и напряжением на статоре двигателя. При учете сопротивления обмотки статора следует рассматривать в качестве закона частотного регулирования соотношение между частотой и напряже- ' нием за активным сопротивлением статора Е, /Гс„которое для сохранения постоянства критического момента двигателя надо поддерживать постоянным. При этом поддерживается и постоянное, не зависящее от скорости, потокосцепление статора в установившихся (статических) режимах.
Один из возможных принципов построения системы управления привода, при котором формируется требуемое соотношение между Е, и гяе, был проиллюстрирован структурной схемой (см. рис. 6.5, в). В этой схеме предусмотрен функциональный преобразователь (ФП), с помощью которого в зависимости от значения частоты напряжения питания где и значения частоты роторной ЭДС Б, формируется сигнал задания напряжения преобразователя, обеспечивающий требуемое соотношение Е, /гсе.
Для определения характеристик функционального преобразователя обратимся к Т-образной схеме замещения асинхронного двигателя (см. рис. 1.2) и приведем ее к виду, изображенному на Л~ ! вся, )йсх Рнс. 7.1. Преобразованная схема замещения асинхронного двигателя 176 рис. 7.1. Для этого надо в схеме замещения сложить параллельно включе)2ныесопротивления (/Бах2В+БРЯ2/БР) и /Б,х„иприбавить к и~им индуктивное сопротивление рассеяния статора 7Б,х,„, в результате чего может быль получено выражение для эквивалентного сопротивления в виде г, = БР (Я, + 7х, ). Входящие в него эквивалентные активное и реактивное сопротивления записываются следующим образом: х Яэкв 2 Р 2 а )2 Я2 + (1 'В2)(Р2РХ2) ХэкВ Х! (1 — Й! )+ Х 2 а Я2+(Р2 Х2) где Х~ = Х„, + Хм,' Х2 = Х,„+ Х2„,' Й~ = Х,„/Х~', к2 = Хв,/Х2.
Обратим внимание на то, что при данных параметрах двигателя значения Я, и х, зависят только от относительного значения частоты роторной ЭДС, т.е. от нагрузки двигателя. Для амплитудного значения тока статора можно записать выражения через амплитудные значения напряжения на статоре Ц и напряжения за активным сопротивлением статора Г „: 2 2 Е2Р Яэкв + Хэкв Яае Ц БР (7.1) Если в процессе управления приводом нужно обеспечить постоянство критического момента при изменении частоты, то надо положить Г„„/БР = сопз1.
Тогда с учетом выражений для Я,„, и х,„, могут быть построены зависимости Ц„= У (БР) для ряда значений БР. Их характер показан на рис. 7.2. 177 После приравнивания правых частей этих равенств определяется выражение для напряжения на статоре в зависимости от требуемого закона частотного регулирования Е /Б;. Рис. 7.2. Вил характеристик функционального преобразователя в системе регулирования скорости с поддержанием постоянства потокосцепления статора в установившемся ре- Жиме Приведенная на рис. 7.3 функциональная схема иллюстрирует способ реализации системы управления скоростью, построенной с использованием изложенных принципов.
Асинхронный двигатель М питается от преобразователя частоты со звеном постоянного тока и инвертором напряжения с ШИМ. На входе блока ШИМ действует трехфазная система задающих напряжений: и,„= (Ц„//г, ) ап О„ и;а = (г/г„//г„)ап(О", — 2п/3); ис — — ((/и,//г„)яп(О, — 4п/3), где Ц вЂ” требуемое амплитудное значение напряжения на выходе АИН; /г„— коэффициент усиления преобразователя частоты по напряжению, определяемый как отношение амплитуды напряжения на обмотке статора к амплитуде напряжения на выходе формирователя синусондальных сигналов (ФСС); О, "— текущее значение угла поворота пространственного вектора потокосцепления статора относительно неподвижной системы координат, рассчитываемого в интеграторе (И) по сигналу задания частоты и,„а.
Система замкнута по скорости через регулятор скорости (РС). На входе регулятора скорости сравниваются между собой сигнал задания скорости и' = /г„а' (йкь — коэффициент передачи датчика скорости, пз' — заданное значение скорости) и сигнал обратной связи по скорости и, = /~к,гау (гву скорость двигателя в установившемся режиме).
Сигнал заданйя частоты формируется следующим образом: сигнал датчика скорости, умноженный на число пар полюсов (/г„сз„р„), подается со знаком «плюс» на сумматор на выходе регулятора скорости. На вход интегратора поступает сигнал задания частоты. Этот сигнал в том же масштабе, что 2 х ь 3 о о и 1 й о И и И о о Х о о. И Ф о ~ о а ю о о 5~ Ю о ж Ю о о й о ~ о, о о, ~~ И о й й х о и Й с.5 $ о й а ! и скорость, должен быть равен и„'д — — lс„со, . Как видно из функциональной схемы, на входе интегратора выполняется равенство lс,,ор — — )с„о„„р„+ и„„ (7.2) где и„— напряжение на выходе регулятора скорости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
