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



1.21. Блок преобразования координат с использованием неинвертирующего (а) и инвертирующего (б) входа суммирующих усилителей

Преобразование величин неподвижных систем координат (а, Р) в сигналы подвижных систем координат (/,2), связанных с вектором основного потокосцепления машины, выполняется на базе уравнений

ix - sin ф + cos ф; /2 = cos ф - sin ф. (1.49)

Обратное преобразование сигналов подвижной системы координат {1,2) в сигналы неподвижной системы (а, р) осуществляется в соответствии с уравнениями

= C/j cos ф - С/2 sin ф; = Uy sin ф + С/2 cos ф. (1.50)

Можно заметить, что в первом случае блок преобразования координат (ВПК) выполняет функции преобразования и выпрямления сигналов, а во втором - преобразования и модуля-


"TV.


1.22. Блок деления

цйи сигналов в сигналы требуемой частоты переменного тока преобразователя. Схема блока ВПК представлена на рис. 1.21, она содержит суммирующие усилители ОУ1 и ОУ2. На умножители М1 - М4 подаются либо сигналы переменного тока ta, tp, либо сигналы постоянного тока с выхода регуляторов системы управления C/j, С/2. С другой стороны на эти же умножители подаются единичные сигналы (1со8ф) и (18]пф) с блока тригонометрического анализатора с частотой изменения вектора главного потокосцепления двигателя Wq. На усилителях ОУ] и ОУ2 алгебраически суммируются произведения преобразуемых сигналов ia и tp на единичные сигналы от тригонометрического анализатора и получаются преобразованные сигналы ti или 12. Блок выполнен на усилителе серии К153УД1 с умножителями в инвертирующем варианте. Кроме того, усилители могут работать в режиме неинвертирующих сумматоров их входное сопротивление R = 30 кОм.

Так как суммирующие усилители с инвертирующим входом обладают более высокой точностью, схема блока преобразователя координат на рис. 1.21,6 является предпочтительной.

1.5.4. Блоки деления и вычисления модуля векторной величины. В приводах с преобразователями частоты со звеном постоянного тока требуется сигнал модуля напряжения Us -

и для канала управления значением потоко-

сцепления сигнал модуля потокосцепления Чо==(оа + Чор)-Эти блоки строятся на множительных элементах в операционном усилителе.

Схема блока деления сигнала C/i на сигнал С/з приведена на рис. 1.22. Операция деления характеризуется формулой

где k

коэффициент передачи умножителя.


1.23. Блок вычисления модуля



РУются сигналы квадратов „Г"" Усшягея сумми-

тем „а операционной усилГлеТуГ/т?" За-ления на выходной сигнал осуществляется операция де-

1/(вых) или = (С/Д)0.5.

Таким путем получается сигнал модуля \U.l~\(n ггЦ/,]о При А = 1 сигнал lUs\ = {Ul + f- I I - llt/a + C/pj/J"-

Глава вторая

ПРИВОД с УПРАВЛЕНИЕМ ПО ВЕКТОРУ

ГЛАВНОГО ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯ

2.1. Уравнения асинхронной мвшины

в неподвижной и подвижной сисеГах координат

ДВиХтГяТГвГнГГ -я 05МОТКИ статора

(2.1)

™ноТс4ив1н";е"с; "-ора;

ложенного к статору ктор напряжения, при.

Все векторы могут быть записаны в виде:

Р. = 1.ехр

4 = /sexp

/()«фЛт)й?т + Пф,о

(2.2)

где (Оф, 0), ®ys - мгновенные частоты ппо

Ч. и л„„ - начальные положен Гвек?;."",!:™ Пусть система координат II 21 ,п. „ *

-да S системе коордГиат „,j IIY:;:

ляются выражением

5(/.2) = Ч5((х, 3) ехр

451 ехр

(2.3)

Частота вращения вектора Ws{i,2) в системе координат (/,2) равна разности частоты в системе координат (а, Р) и частоты новой системы координат {1,2). Производная по времени для

вектора Чслз) будет

Jexp /{(Оф -а)к) + Пф50 -Лко +

sit, 2)

+ -(«к)1Лехр

/1 \ - k) dx + Пфо - Лко

(2.4)

и уравнение (2.1) примет вид:

Чял2)ехр

к) rfx + T]Q - Гко

«

+ /(«Ф5 -(«K)4Jexp

/ I \ {s - к) dt + r\sO - ЛкО

} у ] ijs - к) dx + - Лко /1 ] ius - k) dt + y\aso - Пко

(2.5)

J

Выбирая частоту вращения (Ок = oiys, получим общеизвестную систему координат, связанную с вектором напряжения статора (синхронная система координат); выбирая 0) = 0)5, получим систему координат, связанную с вектором потокосцепления статора и т. д.

Запишем уравнения электрического равновесия для машины в системе координат (/,2) [10], используя переменные со-

стояния Wr И (о:

(jT- + /«к ) + Us-,

/ («K - P<»)

(2.6)



r -imfs + Lrlr - ьектор потокосцепления роторной обмотки. Вектор главного потокосцепления машины определяется частью магнитного поля машины, рассчитанного через поле в зазоре машины, и соответствует потокосцеплению намагничивающего контура Lmlm.

Вектор главного потокосцепления машины ........

%==L{fs + irl (2.7)

Дифференциальные уравнения асинхронной машины для переменных состояний /, и 0) в произвольной вращающейся системе координат будут:

Rs + krRr г Rr "Ро . 1 ,Vf

(2.8)

74-Д

I - ks; Or = I - kr.

где o =

Полагая = ©фо, получим дифференциальные уравнения асинхронной машины в системе координат (/,2), у которой ось 1 направлена по вектору Фо:

(/, 2)==\Wq\ и lmWQ = Q,

Система уравнений (2.8) в координатной записи принимает вид [1, 3]:

01 - - ст, -gf) ¥о I + -- - -- +

Lf. а

+ ~- Lp(i>fs2 +

--а-- ®фо [ % I +

<Уз<Уг

(Т krRr

ksOr

Us..

Rr \

s tn

(2.9)

r Rs + krRr r s2 - Г7 i s2

po))/,, + 7rf/.2;

= -Pl%/s2-AJ,.

2.2, Особенности построенияг структурная схема и основные соотношения частотно-регулируемого асинхронного привода € управпением по вектору главйго потокосцепления двигателя

Система векторного управления с опорным вектором главного потокосцепления строится в виде двухканальной системы управления и содержит канал управления угловой скоростью ротора и канал управления модулем главного потокосцепления.

По аналогии с машиной постоянного тока, описанной в § 1.1, канал управления угловой скоростью ротора содержит два контура - контур управления составляющей тока статора Is2, эквивалентной току якоря машины постоянного тока, и внешний контур управления угловой скоростью ротора. Канал управления модулем главного потокосцепления асинхронной машины оказывается существенно сложнее аналогичного канала управления возбуждением машины постоянного тока. Модуль главного потокосцепления, составляющая тока статора /si и составляющая напряжения статора Us\ функционально связаны в виде динамической системы второго порядка; кроме того, на этот канал оказывает влияние составляющая тока статора /«2 в виде трансформаторных э. д. с, пропорциональных рассеяниям статора и ротора. Важной особенностью данной системы является использование опорного вектора в качестве главного потокосцепления, что существенно повышает качество управления. Определение любого другого опорного вектора предполагает вычисления, использующие значения параметров машины, как правило, известных не точно и изменяющихся в процессе работы привода.

На основе системы дифференциальных уравнений (2.8) построим структурную схему системы привода с опорным вектором главного потокосцепления (рис. 2.1). Схема представлена

В векторном виде; векторы Чо. fs представлены в системе координат (а, Р). Структурная схема включает два преобразователя координат и блок компенсации Б/С.

Схема соответствует прямому управлению модулем главного потокосцепления, поэтому контура управления составляющей isi в системе не предусмотрено.

Параметры структурной схемы:

г,=к (сг,?.)-; г, = l: (r + KRy-,



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