 |
 |
 |
 |
3.7. Структурная схема контура регулирования модуля потокосцепления с цепочечным регулятором
Управление модулем потокосцепления ротора может быть также выполнено с контурами цепочечного типа. Структурная схема такого контура приведена на рис. 3.7. По управляющему сигналу уравнение для выходной переменной будет
по возмущению
5/ tg) да \ Rr / Rs /3 27)
+ 2э« + 2цэ« + 1) (ЗТцэ + 1) (Ts + 1) • При выводе выражения (3.27) использованы упрощения, аналогичные упрощениям при выводе (3.16). Подавление возмущения получается несколько хуже, чем при использовании прямой компенсации. Замыкание контура управления потокосцеплением \Wr\ определяет возмущение в модуле потокосцепления ротора:
б, (ir\(s) = { {mis + (2Ty.,s + 1)1} X
X (lers -f 16ГЗ/ + + 6Гз5 + i)-x
X Khs + 1){ьЛ)т [(2 W2« + Щ. + 2Г,з« + 1) X
Х(27,з5+ I)(riS-f I)]"}A(s). (3.28)
Используя обычные замены полиномов при аппроксимации модулей частотных характеристик, получим:
I (47-353 + 4Г/ -f 4Г,з5 +1)11 (2Г,5 + 1) !
I (27-,,W+К.+2V +1) 11 (гт.э +1)1-
В полосе частот & < \/(4Ту), а также при (TjiS + I) I I получим
На частоте 1/(27цэ) получим значение модуля {[71/(2Г1э)] + + 1}~°, так как Г, примерно на порядок больше 271э. Замыкание контура \ г \ определяет полное возмущение
61T,(s) =
i6Tls4T,s{LjL,)/Rj {s)
(8Г2/ + ATs + 1) (4 V + 1) {2T,s + 1) {Ts + 1)
. (3.31)
3.3. Контур регупироввния электромагнитного момента асинхронного двигателя в системе улравления ло вектору лотокосцелления ротора
Электромагнитный момент асинхронной машины для переменных и /s2 в системе координат, связанной с вектором потокосцепления ротора.
kAirlU.
(3.32)
При Чг = const электромагнитный момент Мэ„ пропорционален ls2 и управление электромагнитным моментом сводится к управлению составляющей тока /s2. Дифференциальное уравнение для тока Is2 имеет вид
Rs + KRr
is2 +-- Kp I I - rKhi)- (3.33)
Структурная схема контура составляющей Is2 приведена на рис. 3.8.
В контуре использован ПИ-регулятор в основном канале и дополнительно введен контур с эталонной моделью. Электродвижущая сила частоты вращения £„ = rpa) Чг! составляет примерно 0,9t/s2, поэтому целесообразно использовать прямую компенсацию Ew
This
3.8, Структурная схема контура регулировадия тока /«
Постоянные времени ПИ-регулятора Tt = LJiR, + krRr) н
при этих настройках выходная составляющая тока: по управляющему входу
Ts23 (S)
(3.34)
по возмущающему воздействию [Е,, Ег) Г 2Т,.
=L£tt (V +1) + " (тип- «+т)] X
где Гц = ЕГ;; Ti - малые постоянные времени.
Трансформаторная э. д. с. Ет подавляется слабее, чем э. д. с. вращения Еа,.
Для развязки контура управления составляющими тока Isj и /si можно применить перекрестные связи по сигналам управления Usi и Us2- На рис. 3.9, а приведена структурная схема контура тока статора с учетом влия--> ния трансформаторных э. д. с.
Формально выходные сигналы !si{D) н /«гФ),
TiS+1 |
\ h2 | ||
f--- | |
3.9. Структурная схема контура тока статора с учетом трансформаторных э. д. с. 76
(3.37)
где D d/dt, будут:
Произведем замену переменных:
f/„ (й) = Un (i>) f/:, (О) + Г ,2 (Z» f/;, (D); fs2 () = ,2 () t:, () + «22 (D) t/; (D),
H определим WijiD), так чтобы /.i и 12 зависели только от Usi и Us2- В результате получим:
W„(D) = -r,(D)L>; (3.38)
Таким образом, относительно Uii и Us2 составляющие тока h оказываются независимо управляемыми:
s.(«) = K+W~fs,(«)/(7.K«+l)-/.2 («) = (s + W fs2 («)/(V + о-
(3.39)
Функциональная схема двух контуров с развязкой {Wii{s)} приведена на рис. 3.9,6. Сигнал, пропорциональный coir, может быть получен из схемы ТА, однако инерционность тиристорного преобразователя делает развязку приближенной, поэтому сигнал 0,1,, может быть заменен сигналом, пропорциональным ра, как это сделано в системе «Трансвектор» [11]. Схема развязки включает в себя блок умножения и апериодический фильтр с передаточной функцией
Форсирующий полином фильтра (Гц5--1) компенсирует влияние инерционности преобразователя частоты. Для возмущения составляющей Is2 получим
~ Г 2TL . 2Т„
к2 + 1
-( 2 -а 2* - I Л I " til
(3.41)
Замыкание контура угловой скорости пропорциональным регулятором в первом контуре и цепочечным ПИ-регулятором во втором дает астатическую систему управления скоростью.
чаем
Для угловой скорости по управляющему сигналу й>, полу-
%(s)
X is) (AГs + \)
(3.42) +
(«) = {
(r,.s+i)+i]+jz;, + ,}x
(3.43
Х(2Гд,5+ 1). Если предположить, что Poa{s)-{T,,s +1)1, то
X(s) =
+(» + )]П(»+.>
Рассчитывая аналогично параметры контура угловой скорости, примем 2TэS + 1 л? 1, тогда
в результате
«()-17«>з(4 (3.45)
еНИЙ в выходном сигнягто i-iuo.T„ ------
щения получим
4Гцэ8 + 1
Для возмущений в выходном сигнале канала частоты воа-;ния ПОЛУЧИМ
XK()(V+l)(. + W]~-
(3.46)
3.4. Привод типа «Трансвектор», его схема и характеристики
Система «Трансвектор» описана в работе [23], а ее обоснование-в [22]. Система основана на поддержании модуля потокосцепления ротора [Чг! = const. Схема приведена на рис. 3.10. Информационная часть системы включает в себя датчики составляющих главного потокосцепления ДХа и ДХр на элементах Холла, вычислитель составляющих потокосцепления ротора БЧг, выполняющий преобразование
Чг,„ = k7oo - Ulsa, Чгр = Vop - 1оЛр- (3.47)
Датчик мгновенных значений составляющих вектора тока статора ЯФг выявляет ортогональные составляющие ha и /$р по токам фаз, питающих статор двигателя:
sp ==- (he ~ he)-
(3.48)
Ток Isc - ~ (IsA-\-1sb) восстанавливается по значениям Isa и he- В качестве датчика угловой скорости использован тахо-генератор ДС.
Подсистема векторных преобразований включает в себя вектор-фильтр ВФ, по свойствам тригонометрического анализатора аналогичный описанному в § 1.4; конкретная реализация ВФ
V 1-I
flKi | ||||||
Сигналы постоянного тока
Сигналы переменного тока
Силовая часть привода
3.10. Функциональная схема привода «Трансвектор>
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 [ 12 ] 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22