Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

лучается при помощи тригонометрического анализатора (ТА). Контуры управления составляющими тока статора и /2 снабжены ПИ-регуляторами. На схеме обозначены: Tj=LJ{R-\-

Tjjg- эквивалентная постоянная времени преобразователя частоты.

При Чг = const уравнения для установившихся режимов будут:

й)*г - рсо = k,R,I,2l\ I;

(3.3)

Составляющие вектора тока ротора / = 0; = - kIs, составляющие главного потокосцепления oi - Lmfsi=\r\

402 = krUIs2 и модуль \ о\ = {\Wrt - кгСЛТ.

Очевидно, что с ростом нагрузки значение главного потокосцепления растет и, следовательно, возникает насыщение стали машины, что недопустимо. Таким образом, при увеличении нагрузки необходимо уменьшать заданное значение модуля потокосцепления ротора.

Существенной особенностью использования вектора потокосцепления ротора является наличие вычислителя составляющих этого вектора по формулам:

P kr "P arsp-

(3.4)

Абсолютная погрешность в определении Ча по относительным погрешностям в определении параметров L = (1 + б)

kr = {l-{-6kr)kr и модуля главного потокосцепления 400 = = {1 +6м)%а (звездочкой обозначены измеряемые переменные):

"га = "if + (- ~ ~ rkrbjs. (3.5)

Эта погрешность может приводить к ошибке по фазе в определении мгновенного положения вектора потокосцепления ротора, поэтому ее следует исключить.

3.2. Контур регулирования модуля вектора потокосцепления ротора двигателя и особенности его настройки

На рис. 3.2 представлена структурная схема асинхронного двигателя с контурами регулирования переменных Ч;. , и контуром управления U\ перекрестная связь Lco/j яв-

0.С1


3.2. Структурная схема контура регулирования модуля потокосцепления

ротора

ляется возмущением, не зависящим от переменных рассматриваемого канала. Дифференциальные уравнения, описывающие канал управления модулем потокосцепления ротора, имеют вид:

Rs + klRr

= --\Wr\-{-krRrIsU

+f..

(8.6)

уравнения относительно переменных \Фг\ и /я линейны, поэтому можно применить преобразование Лапласа. Характеристическое уравнение имеет вид

ЬчЬг 2

RsRr

(3.7)

Корни этого уравнения

.=-(lf+)[-V-

4 [RsRrKLsLr)] (Rs/Ls + Rr/Lrf

1 Г , /?г Г, I . / HRsRrKLsLr)]

52=-(т7 + ТГЯ +V {Rs/Ls + Rr/Lrr

Корни различаются по значению, и S2 > si.

Структурная схема контура регулирования тока hi приведена на рис. 3.3. Для контура управления составляющей тока статора hi(s) в знаменателе передаточной функции имеется один существенный корень si, а сама передаточная функция имеет вид

(3.8)




3.3. Структурная схема контура регулирования составляющей тока /ц

Корень Si близок по значению к Rr/Lr. Передаточная функция для модуля потокосцепления ротора относительно составляющей /si{s)

\r\{s)==IAs)

или при входном управляющем сигнале Usi{s) \r\{s) = -Us,{s).

f3.9)

(3.10)

На основании соотношения (3.10) и при условии Si < S2 можно сделать вывод, что канал управления модулем потокосцепления ротора достаточно выполнить одноконтурным (рис. 3.2). Однако влияние канала управления угловой скоростью в модуле потокосцепления ротора будет

6t,(s) = f,(s).

(3.11)

При замыкании контура управления модулем потокосцепления ротора при помощи ПИ-регулятора с настройками irp(s) = V+l/(V); Г,з = 7.+ 72; T, = T, = s-; =

- I,

» Rs

По управляющему сигналу получим

"о. сЧ>

(3.12)

возмущение от перекрестной связи

При использовании в системе прямой компенсации выражение для возмущения от перекрестной связи будет

WJs)

\t\(s)

bys)

8.4. Структурная схема внешнего контура управления модулем потокосцепления ротора

Контур управления составляющей тока статора /si (рис. 3.3) содержит ПИ-регулятор с фильтром, и его уравнение по управляющему сигналу /si3(s)

/si(s) =

feo".c/

iTl/ + 2T,s+\

(3.16)

где Тц = 2Tsk, ako. с l/Rs,

по возмущению от перекрестной связи fi (s)

, , [(Чг) + 1] (V Ч- 1) sh (S)

(2r,3r,r/ + 2r2/-f2V + l)(r,5-f 1) •

При определении передаточной функции по управляющему сигналу полиномы, соответствующие малым постоянным времени Гц и Гг, были заменены полиномом первой степени с постоянной времени, равной Гцэ, а при вычислении передаточной функции по возмущению учитывались оба полинома.

При использовании прямой компенсации возмущение от перекрестной связи

б/„ (S) = [2r,,i(i5 + l) V«/,(s)] X

X[(2r,/,V + 2r2,52 + 2r,«-f l)(r.e-f 1)]-. (8.17)

Уравнение контура управления [ЧгКв) (рис. 8.4) по управляющему сигналу

г1(*)

ПО возмущению, без прямой компенсации,

lrUs);

(3.18)

614,1(5):

8Гэт1(У + 1)А()

(8r,s3 + ЪТ1/ + iT,s + l) (Fjs + 1)

(3.18)



с использованием прямой компенсации 6\Wr\{s) =

f, (s)

+ 8Tl/ + 4T,s + 1) {T,s + 1) •

(3.20)

В контуре управления модулем потокосцепления применен ПИ-регулятор:

W, is) = (Г,5 + 1 )/iT,s); Г, = Lr/Rr;

Полином передаточных функций по возмущению A{s) = = 2Гцэ727м.5-f 2Гэ5-f 2ГtэS + 1 заменен полиномом Л (s) »

«=2Гэ5 + 2Г1.э5+ 1.

Максимум коэффициента усиления по возмущению соответствует частоте Оо = 1/(2Гцэ), при этом нормированная передаточная функция имеет вид:

(3.22)

Ослабление возмущения определяется выражением

При 0,5(LJRs-i- LJRr) получим

\Krns.\<TjW2T,).

Подавление возмущения от перекрестной связи при помощи контура с эталонной моделью в технической реализации оказывается проще. На рис. 3.5 приведена структурная схема контура регулирования тока е эталонной моделью. Уравнение

3.5. Структурная схема контура регулирования тока с эталонной моделью 72

для этого тока по управляющему сигналу

/.1 is) = 1йо.с/(2Ы(к + 1) S + 1) /.13 (s)] X

X ({2Tl/{k + 1) + 2TJ{k + 1) s + 1 ] (2 V + l)}"- (3.23)

Из соотношения (3.23) видно, что на частотах со < У{2Т) и > 5 фазовая характеристика для передаточной функции Wisi(s) мало отличается от нуля и передаточная функция не отличается от модельной: Wi,is\{s)=Is\(s)/Is\3{s)=ko.[i{2Tii3S-{-i)~ •

Возмущение от перекрестной связи будет

6/„(s) = -

(3.24)

Контур управления модулем потокосцепления ротора {Wrl может быть также снабжен дополнительным контуром с эталонной моделью (рис. 3.6). Возмущение 4;.(s) при применении эталонной модели

б Ч, (s) =

X (V + 1) fi ()] + i)(-ii4±il + i) X

(3.25)

Использование контуров с эталонной моделью уменьшает усиление возмущения в (йк+l)(Kit>+01 Р максимальный коэффициент усиления сдвигается в область частот, больших

V(K+ 1)/2/7цэ и V(K+0/4/7цэ где могут быть резонансы. Однако точный учет всех малых постоянных времени (Гг и Гц) показывает, что столь высокие частоты системой не пропускаются (1 < <3).

\%Us)

3.6. Контур управления модулем потокосцепления с эталонной моделью



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22