Схемы векторного управления асинхронными двигателями

При необходимости получения высокого качества и диапазонов ре-гулирования переменных асинхронного ЭП в установившемся и пере-ходных режимах применяются схемы векторного управления (ВУ), в ко-торых решение этих задач обеспечивается за счет формирования электромагнитного момента двигателя.

Уравнение электромагнитного момента АД может иметь различные формы записи в зависимости от используемых в этих уравнениях переменных и выбранной системы координат для их представления. При построении систем ВУ процессы в двигателе удобно рассматривать в системе координат XY, в которой ось X совпадает по направлению с потокосцеплением ротора ψ₂ и вращается с его скоростью. В этом случае уравнение электромагнитного момента трехфазного асинхронного дви-гателя имеет вид

,

где р – число пар полюсов двигателя; L₁₂ – взаимоиндуктивность между статором и ротором; i_1y – составляющая тока статора по оси Y; L₂ – полная индуктивность ротора.

Так как составляющая тока статора i_1x по оси X определяет потокосцепление ротора ψ₂,то из (9.6) следует, что за счет регули-рования i_1x и i_1y можно обеспечивать формирование момента двигателя. Составляющая i_1x может рассматриваться как намагничивающая реактивная составляющая тока статора двигателя, a i_ly – его активная составляющая, идущая на создание момента двигателя. Уравнение (9.6) по своему виду аналогично формуле момента двигателя постоянного тока, в нем ψ₂ отражает магнитный поток двигателя постоянного тока, а i_1y – ток его якоря. Принцип построения схемы векторного управления иллюстрирует рис. 9.5.

Асинхронный двигатель М, с датчиком скорости ДС, получает пита-ние от преобразователя частоты ПЧ. Регулирование момента произво-дится регуляторами РТ_w, активной I_w и РT_μ реактивной I_μ составляющих тока. Значения этих переменных получаются косвенным путем с помо-щью моделиАД, на вход которой подаются сигналы фазных токов 1_А, 1_В, 1_С, напряжений U_A, U_B, U_Си угловой скорости двигателя ω. Модель двигателя выдает информацию о скольжении двигателя S и состав-ляющих токов I_w и I_μ. Регулирование скорости производится по принципу подчиненного регулирования координат с использованием ПИ-регулятора скорости PC, задатчика интенсивности ЗИ и блока токо-ограничения БО. Управление ПЧ осуществляется системой трехфазных напряжений U_A2, U_B3, U_C3, которые формируются преобразователем координат ПК на основе сигналов регуляторов PT_w и РТ_μ и сигнала, пропорционального частоте f₁

Рис. 9.5. Схема асинхронного ЭП при частотном векторном управлении

.Векторное регулирование момента АД обеспечивает его точное поддержание во всем диапазоне регулирования скорости, включая режи-мы работы ЭП на упор и его очень низкие «ползучие» скорости, что выгодно отличает его от параметрического (скалярного) регулирования.

Пример 9.1. Схема ЭП представлена на рис.9.2,а; ТРИ имеет номи-нальное выходное напряжение = 380В и номинальное напряжение управления = 10В.

Требуется рассчитать коэффициент передачи тахогенератора γ, при котором перепад скорости ∆ω = ω1 – ω2 будет составлять 20рад/с при изменении момента нагрузки от до (рис. 9.2,б).

Определяем коэффициент передачи ТРН понапряжению

По формуле (9.5) находим требуемое значение коэффициента пере-дачи тахогенератора:

Дата добавления: 2014-11-29