Теорія електропривода: Підручник / М. Г. Попович, М. Г. Борисюк, В. А. Гаврилюк та ін.; За ред. М. Г. Поповича. – К.: Вища шк., 1993. – 494 с. 8 страница

Вывод: частотное регулирование скорости выше основной скорости идет с уменьшением момента при постоянной мощности.

При регулировании скорости ниже основной, для сохранения постоянного магнитного потока, а также критического момента и постоянной жесткости, необходимо при уменьшении частоты уменьшать и напряжение, подводимое к двигателю.

Из (2.100) следует закон частотного регулирования Костенко:

(2.103)

Согласно закону Костенко при снижении частоты необходимо пропорционально понижать напряжение, подводимое к АД. Закон Костенко позволяет обеспечить диапазон регулирования:

D = 1:8 – для двигателей средней мощности;

D = 1:10 – для двигателей большой мощности.

При более глубоком регулировании (снижении частоты более чем в 10 раз), начинает сказываться падение напряжения в статорной обмотке . Для сохранения постоянного магнитного потока, напряжение при глубоком регулировании следует уменьшать в меньшей мере, чем частоту.

Для механизмов, имеющих вентиляторный момент нагрузки (рис. 2.37):

Рис. 2.37

для повышения экономичности регулирования скорости, эффективным является закон частотного управления:

(2.104)

Механические характеристики при законе регулирования (2.104) будут проходить с уменьшением критического момента при снижении скорости (рис.2.38):

Рис. 2.38

Для получения напряжения переменной частоты используются транзисторные преобразователи частоты, построенные на IGBT транзисторах. Эти преобразователи выполняют по структуре со звеном постоянного тока. Инвертор на мощных силовых IGBT транзисторах, используя ШИМ модуляцию, формирует из постоянного напряжения -переменное с изменяемой частотой и амплитудой.

Векторное управление

Законы частотного управления получены на основании анализа статических зависимостей для магнитного потока и критического момента, поэтому они не обеспечивают постоянство магнитного потока Ф и критического момента Мкр в переходных режимах и при большом диапазоне регулирования. Управление АД существенно сложнее, чем управление ДПТ, потому что в АД отсутствует отдельный канал регулирования магнитного потока, аналогичный обмотке возбуждения в ДПТ. Кроме того в ДПТ, благодаря наличию коллектора, обеспечивается ортогональность между векторами потока и тока, создающими вращающий момент.

Векторное управление предполагает использование в качестве управляющего воздействия АД вектор напряжения (тока) статора. При этом регулируется амплитуда и фаза, а значит и частота напряжения (тока) преобразователя, питающего АД.

При векторном управлении АД магнитный поток и момент двигателя могут регулироваться раздельно, как в ДПТ с НВ. Однако, в отличие от ДПТ, АД требует внешнего управления пространственным положением векторов магнитного потока и МДС ротора с целью обеспечения их ортогональности, что позволяет получить выражение для момента АД, аналогичное ДПТ. Магнитный поток поддерживается на требуемом уровне замкнутой САУ. Для ее синтеза уравнение динамики АД записывают во вращающейся системе координат, ориентированной по полю двигателя. В результате координатного преобразования, реальные синусоидальные переменные (напряжения, токи, потокосцепления) заменяются постоянными величинами.

За счет введения компенсирующей ОС, уравнения динамики АД становятся независимыми друг от друга. После этого появляется возможность в преобразованных координатах построить систему управления, аналогичную ДПТ. После реализации требуемого алгоритма управления осуществляется обратное преобразование координат, и реальные управляющие сигналы переменного тока поступают на вход транзисторного преобразователя частоты.

Для осуществления координатного преобразования необходимо иметь информацию о мгновенных значениях тока двигателя и о мгновенных значениях и пространственном положении вектора потокосцепления двигателя. Эта задача решается путем использования наблюдателей магнитного потока, поскольку установка непосредственно в статор датчиков Холла для измерения магнитного потока требует изменения конструкции АД.

Для точной реализации алгоритмов векторного управления, на двигатель необходимо установить датчик положения ротора. Разработаны алгоритмы и менее точного бездатчикового векторного управления.

Для обеспечения проведения координатных преобразований и расчета алгоритма управления требуется быстродействующий вычислитель, работающий в реальном масштабе времени. В системе векторного управления в качестве вычислителя применяют быстродействующие DSP – цифровые сигнальные процессоры.

Литература: 1, с. 381-389; 3, с. 569-579.

СРС: Поясните, какие законы управления рационально использовать для механизмов с вентиляторным моментом нагрузки.

Литература: 1, с. 381-389; 3, с. 569-579.

Контрольные вопросы:

1.Каковы особенности частотного регулирования скорости выше основной?

2. Поясните закон частотного регулирования Костенко.

3. Какой диапазон регулирования достижим при частотном регулировании?

4. В чем состоят сложности управления АД?

5. Какими техническими средствами реализуются законы векторного управления?

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Теорія електропривода: Підручник / М. Г. Попович, М. Г. Борисюк, В. А. Гаврилюк та ін.; За ред. М. Г. Поповича. – К.: Вища шк., 1993. – 494 с.

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 5 6 789 Следующая ⇒