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

V(s)

o.cZ

Z(s)

2.13. Схема контура регулирования при учете погрешности в коэффициенте усиления модели (а) и автоматического регулирующего устройства для компенсации отклонения коэффициента усиления модели (б)

ления усилением (АРУ), подстраивающей коэффициент усиления модели взависимости от знаков ошибок ei и 82. Простая схема АРУ приведена на рис. 2.13,6. При неравенстве сигналов 81 и 82 их знаки различны. В схеме при помощи фильтров с большими постоянными времени Гф подавляются составляющие с частотами переходных процессов. Логические функции ЛФ определяют знаки (eiE2 < 0), а ключевая схема КС вклю-чает входы либо +Й82, либо -k2.

Таким образом, для исключения влияния параметрических возмущений привода можно использовать цепочечные регуляторы для «сильной» развязки каналов и подавления возмущений, замыкая выход контура с эталонной моделью на вход ПИ-регулятора, а при слабых параметрических возмущениях - на выход ПИ-регулятора.

2.6. Выделение сигналов управления модулем, частотой и фазой напряжения преобразователя частоты в системах векторного управления

При использовании преобразователя частоты с непосредственной связью (ТНПЧ) схема сопряжения включает в себя только преобразователь фаз. Однако нелинейность преобразователя и влияние внутренних сопротивлений вынуждают при необходимости получения максимальных динамических характеристик привода применять специальный контур управления напряжением преобразователя. При этом обеспечивается весьма точное соответствие динамических свойств выходного напряжения, соответствующих при дальнейшем расчете модели с пере-

ТТЛ "Г

о.с.н

Т.1Т

5) \

1/\ 1

2.14. Контур управления напряжением ТНПЧ (а), его статические характеристики (б) и фильтра с переменной полосой пропускания (в)

даточной функцией Ит. п(5)= т. n/(TiJL5 + 1). Контур управления напряжением фазы ТНПЧ приведен на рис. 2.14, а. Особенностью контура является применение опережающей связи по заданию, что обеспечивает благоприятные условия работы линейных регуляторов. Опережающая связь фиксирует рабочую точку на статической характеристике преобразователя, а линейные регуляторы обеспечивают значение выходного сигнала преобразователя, соответствующее заданному (рис. 2.14,6). Цепочечный регулятор работает в условиях переменного коэффициента объекта kv. Чрезвычайно важным при организации контура представляется выбор датчиков мгновенных значений напряжения. Трудность выбора состоит в том, что диапазон частот выходного напряжения включает в себя и постоянный ток (режим включения и реверса), поэтому обычные трансформаторы напряжения не могут быть применены. Вторая задача состоит в необходимости фильтрации сигнала, точнее в выделении первой гармоники фазного напряжения преобразователя. Датчики мгновенных значений могут быть выполнены по принципу модуляции - демодуляции, причем частоты модуляции для приводов на частотах до 100 Гц должны быть не менее 10 кГц. Структурная схема фильтра с переменной полосой пропускания приведена на рис. 2.14, е. При заданной частоте соз постоянная времени фильтра 7ф = (1©з ция фильтра

йф (5) =1(103+2) + и

/г)" и передаточная функ-

(63)



-- J »

7

k (0,

ТА 1

(0)m

2.15. Функциональные схемы управления напряжением и частотой ТПЧ

Необходимо очень хорошо настраивать каналы управления фазным напряжением для исключения перекоса фаз, т. е. необ-

Ub+U

ходимо обеспечивать соотношение Ua

Применение преобразователей частоты со звеном постоянного тока, в которых амплитуда напряжений управляется при помощи управляемого выпрямителя, а мгновенное значение напряжения (фаза)-при помощи инвертора, усложняет систему сопряжения системы векторного управления и преобразователя. Система может быть построена в нескольких вариантах, два из них приведены на рис. 2.15. На рис. 2.15, а приведена простейшая схема - канал управления амплитудой напряжения замкнут по напряжению выпрямителя УВ и применена опережающая связь. Схема управления инвертором И включает преобразователь фаз ПФ и распределитель импульсов РИ, работающий при переменном значении амплитуды входного сигнала. При малых сигналах работа РИ затруднена. Улучшенный вариант схемы управления инвертором (рис. 2.15,6) включает в себя тригонометрический анализатор ТА, выходные сигналы которого нормированы по амплитуде. В схеме ТА применена опережающая связь по частоте (соз), которая, как и опережающая связь в контуре модуля напряжения, улучшает условия работы регулятора частоты. Дальнейшее улучшение управления связано с изменением контура управления модулем напряжения- обратная связь выносится на выход инвертора; в этом случае целесообразно применять цепочечный регулятор напряжения.

Схема тригонометрического анализатора, позволяющего осуществить опережающее управление частотой преобразователя и коррекцию по фазе выходных напряжений, приведена на


ПН-регулятор

2.16. Функциональная схема тригонометрического анализатора с коррекцией

по фазе

рис. 2.16. В этом случае фаза выходной системы напряжений, снимаемой с ГСИ, оказывается дополнительно сдвинутой относительно входной на бт]. Заметим, что бт] может быть только малой (бл = ±10°).

2.7. Характеристики частотно-регулируемого привода с управлением по вектору главного потокосцепления двигателя

На рис. 2.17 приведена функциональная схема привода ТПЧ-АД, Система управления выполнена на микросхемах и собрана на двух типовых элементах: операционном усилителе и

умножительном элементе.

Использовано два типа плат - одна с четырьмя операционными усилителями, а вторая с двумя умножительными элементами и с двумя операционными усилителями.

Г"


2.17. Функциональная схема привода ТПЧ-АД




привод содержит асинхронный двигатель ЛД, в расточке статора которого установлены датчики Холла типа ДХК-7, один - на магнитной оси фазы А (ось а) и второй - сдвинут на угол я/2 по направлению положительного вращения ротора машины.

Тиристорный преобразователь частоты ТПЧ У В имеет систему управления тиристорами инвертора, замененную на новую, подобную описанной выше. Датчик потока ДП включает в себя схему питания опорными токами датчиков Холла и выходные усилители датчиков Холла. Датчики тока статора используют встроенные в ТПЧ трансформаторы тока на низких частотах. Датчик напряжения выпрямителя выполнен по схеме модуляции- демодуляции. Тригонометрический анализатор ТА\ фильтрует сигналы датчиков Холла и нормирует их по амплитуде, тем самым вычисляя направляющие косинусы вектора главного потокосцепления машины. Вычислитель модуля главного потокосцепления ВМ выполнен на двух квадраторах (двухквадрант-ных умножителях) и суммирующем усилителе, который одновременно является и фильтром. Канал управления модулем главного потокосцепления одноконтурный и использует ПИ-ре-гулятор Р/7 с апериодическим фильтром Ф/7, компенсация перекрестной связи производится приближенно по значению

Lsp<3>Is2 при помощи одного умножителя в блоке компенсации э. д. с. КЕ.

Канал управления частотой вращения выполнен двухконтур-ным. Контур тока содержит ПИ-регулятор РТ и блок компенсации э.д. с. вращения /?(оЧо-КЕ. Контур угловой скорости выполнен с пропорциональным регулятором PC, Выходные

сигналы сумматоров Usi и Us2 поступают на входы преобразователя координат ПК2, где преобразуются в сигналы переменного тока:

г- t

i (t) dx

Выходные сигналы ПК2 поступают на входы контура управления напряжением управляемого выпрямителя УВ с регуля-TOJpoM напряжения РН и на входы тригонометрического анализатора ТА2, где фильтруются и нормируются по амплитуде. Затем сигналы двухфазной системы напряжений преобразуются в эквивалентные сигналы трехфазной системы при помощи преобразователя фаз /702, которые поступают на распределитель импульсов РИ, где выделяются зоны 2я/3 и стробы заполняются высокочастотной несущей.

Определяющим эту систему свойством является стабилизированное значение модуля главного потокосцепления двигателя

Чо = const. Система уравнений, описывающих установившиеся

режимы привода, имеет вид;

Vy7

L G О G

kfOsRr - ksGrRs J

ksOr

---r 4i +

(2.64

ksOr

Rs + krRr f ~ L

0 -s

1 4xf I

Неизвестными в системе являются Isu фо» и 52» пере-менные Фо1» s2 заданы; - управляемая переменная; Is2 задается моментом сопротивления:

/.2 = 2AJJ(3p%).

Решение этой системы уравнений относительно coijo, C/si, Us2 и /si дает:

/2 .

(«>0 - P«) S2

ksGr

+ po>4ol + -7/nP«/si;

(2.65)

L 2L

Система имеет ограниченную перегрузочную способность, причем максимальный момент


(2.66)

и ОН достигается при абсолютном скольжении кр = Rr/Lar. При фиксированном модуле главного потокосцепления модуль тока статора оказывается меньше, чем при работе той же машины



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