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

r«rvn n„ "° Ре"е"ия- Метод для построения асимптотики решений сингулярно возмущенных систем получил наименование метода пограничных функций. Воспользуемся этим методом для исследования системы /П2 1) Пусть начальные условия заданы в следующей форме:

= чо: t/ (0) = - Л (О, 0) (0) =- II ~

Vy(0) = v(0)=0.

т. е. двигатель предварительно возбужден.

Уравнении по каналам напряжения и частоты задаются зависимостями:

= 0 + 1 ius %J = (I - *s)/<: us = 2 (\ V). где Vd(6) - задаваемый закон изменения скорости ротора

Будем полагать, что Va(0) = 0; f(0, I) = 0; 2(0 0) = О"

дР, (О, (fsm)

= 0;

дР, (О, 1)

= 0.

Для интегрирования системы (П2.1) воспользуемся асимптотическим методом, развитым А. Н. Тихоновым и А Б Васильевой. Положим = Ч(в) + -Ы1Ч(т) н V = v(e) +Ш(т), где ПЧ(т) и Пу(т) - пограничные функции. Тогда

Л (V. Vy,) = Л (6) - ПЛ (т); = (6) + nv, (т);

<fsm = Фзт (6) -f n<fsm (т); У = У (9) -f Hf/ (т). Получаем две раздельные системы уравнений для и v(e), а также

для ПР(т) и Пг(т). Исследование системы уравнений для пограничных функций позволяет получить следующее выражение:

усл. d

n-jU -Va(0)G

V2 d%

где Y = f--l ; G - фундаментальная матрица

Из этого уравнения следует, что если задавать тахограмму пуска, так что -Va(0) = 0, то ПЧ= О и пограничный слой для нашей системы стягивается в точку. В этом случае, введя малый параметр е и время в, можно пользоваться простейшим асимптотическим приближением. В результате получим следующие уравнения для частот:

Vrs = - 8

Vs = 8

(П2.3)

d 1

1+(тЛд) dx T,

{ + <)i,Us + {b + -ls)~. -Usf+ -{us + f

(П2.4)

где б = (1-Л)/(«)-

Частоты векторов потокосцеплении в неподвижной системе координат т. е. в системе координат, связанной со статором, определяется уравнениями:

Таким образом, уравнения (П2.3) и (П2.4) полностью определяют частоты векторов потокосцеплении.

Полученные уравнения частот векторов потокосцеплении определяют также фазовые соотношения между векторами потокосцеплении и напряжения. Пользуясь выражением (П2.3), можно найти угол между векторами потокосцепления статора и ротора

Ysse. (П2.5)

Уравнение (П2.4) определяет угол между векторами потокосцепления н напряжения статора:

т. е. если в закон управления частотой ввести сигнал, пропорциональный Vj, то в процессе пуска будет осуществляться коррекция частоты напряжения, так чтобы исключались колебания вектора потокосцепления статора относительно вектора напряжения. Таким образом, система регулирования будет ориентировать вектор потокосцепления статора относительно вектора напряжения, причем будет снижатьси амплитуда колебаний переменной Vs и соответственно увеличиваться развиваемый электромагнитный момент. Следовательно, для канала управления частотой можно рекомендовать следующий закон:

Vf/s = v° -Ь fe, (р) (v» - V) -Ь 2 (р) V,. (П2.6)

Выполненный анализ позволяет воспользоваться укороченной системой (П2.2) для оценки переходных режимов. Дли потокосцеплении можем записать соотношения:

Д х-

1 + /тЛд

4>s;

(П2.7)

Тогда

м = Im (фУ,) = ks4>l„j-jT: Пусть /,(Vy,, 9sm) = Vy,(l -Ф,„), тогда

+4-0

(П2.8)

"Us

Vas + <lAl/{Ml + K<rn

Из этого выражения следует, что при В > 1; (fsm = 1 -Ь0(1/В). Пренебрегая членами порядка 1/В, можем записать уравнение движения в виде

-Не.

(П2.9) 129



У

расти

сс , тся

/

Гранща jcmamuii режимов

П2.1. График изменения Скорости хф) при различных законах изменения возмущающего воздействия v° +

Задав закон управления частотой в форме = v° + * (v° - V), найдем Д = и-v=(fe+ l)(v°-v).

Обозначив гуд=л-, уравнение (П2.5) можно записать в форме

список ЛИТЕРАТУРЫ

л: (0) = О , v° - производная по заданию

dx частоты.

Уравнение движения позволяет найтн критерий устойчивости пуска

На рис. П2.1 показаны графики изменения скорости лг(е) при различных законах изменения возмущающего воздействия (v"+ Цс) в функции введенного времени 6. Показана граница устойчивых режимов. Предложенная форма записи уравнении асимптотического приближения позволяет оценить задаваемые ускорения и моменты сопротивления непосредственно по параметрам ма-

Шины

1. Автоматизированный электропривод/Под ред. И. И. Петрова. М. М. Моколова, М. Г. Юнькова -М.: Энергия, 1980.

2. Бессекерский В. А., Попов Е. П. Теория систем автоматического регулирования.- М.: Наука, 1972.

3. Блочные системы управления частотно-регулируемыми приводами с асинхронными электродвнгателями/В. А. Дартау, А. Е. Козярук, Ю. П. Павлов, В. В. Рудаков -Л.: ЛДНТП, 1977.

4. Булгаков А. А. Частотное управление асинхронными двигателями. - М.: Энергоиздат, 1982,

5. Важнов А. И. Электрические машины.- Л.: Энергия, 1968.

6. Вейнгер А. М. Регулируемый синхронный электропривод. - М.: Энергоатомиздат, 1985.

7. Дартау В. А. Структурные схемы частотных электроприводов на базе синхронных машин с векторным управлением 3апнски ЛГИ им. Г. В. Плеханова. - 1970. - Т. 70, вып. I.

8. Калман Р., Фалб П., Арбиб М. А. Очерки по математической теории систем.- М.: Мир, 1971.

9. Кобус А., Путинский Я. Датчики Холла и магниторезнсторы. - М.: Энергия, I97I.

10. Ковач К. П., Рац И. Переходные процессы в машинах переменного тока.-М: Госэнергоиздат, 1983.

11. Кононенко Е. В., Сипайлов Г. А., Хорьков К. А. Электрические машины.- М.: Высшая школа, 1975.

12. Постников И. М. Обобщенная теория и переходные процессы электрических машин.- М.: Высшая школа,.1975.

13. Рудаков В. В. Динамика электроприводов с обратными связями. - Л.: ЛГИ им. Г. В. Плеханова, 1980.

14. Рудаков В. В., Столяров И. М. Специальные электрические машины для горной промышленности. - Л.: ЛГИ им. Г. В. Плеханова, 1981.

15. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями/О. В. Слежановскнй, Л. X. Дацков-ский, И. С. Кузнецов, Е. Д. Лебедев, Л. М. Тарасенко - М.: Энергоатомиздат, 1983.

16. Столяров И. М., Рудаков В. В. Электромеханические преобразования.- Л.: ЛГИ им. Г. В. Плеханова, 1978.

17. Столяров И. М., Слепцова 3. Б. Частотное управление асинхронной машины с орнентнрованнем по напряжению 3апнскн ЛГИ нм. Г. В. Плеханова- 1982.-Т 154.

18. Управление вентильными электроприводами постоянного тока/Е. Д. Лебедев, В. Е. Неймарк, М. Я. Пистрак, О. В. Слежановскнй - М: Энергия, 1970.

19. Частотно-регулируемый синхронный электропривод безредукторной мельницы мощностью 3200 кВт/Л. X. Дацковскнй, И. 3. Богуславский Элект-ротехническая промышленность. Электропривод. - М., 1984, вып. 12 (134).

20. Элементы системы управления частотным приводом с подчиненным векторным регулированием/В. В. Алексеев, В. А. Дартау, В. В. Рудаков, Е. М. Смирнов, Ю. П. Павлов Электротехническая промышленность Электропривод. - М., 1981 эыц. 4 (93),



ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие ....................... 3

Глава первая. векторное управление частотно-регулируемым

приводом.................... 5

1.1. Принцип орнеитацни вектора тока по вектору потокосцепления асинхронного двигателя ............. -

1.2. Особенности работы преобразователен частоты в асинхронных приводах с векторным управлением.......... 8

1.2.1. ТПЧ со звеном постоянного тока........... Ю

1.2.2. ТПЧ со звеном постоянного тока и дополнительной следящей системой по фазе выходного напряжения преобразователя . . И

1.2.3. ТНПЧ без явного звена постоянного тока........ 13

1.2.4. Низкочастотные ТНПЧ на базе реверсивных преобразователей постоянного тока ................. 15

1.3. Индикация вектора магнитного потокосцепления .... 16

1.3.1. Датчик вектора магнитного потока на элементах Холла . . -

1.3.2. Датчик вектора магнитного потока на базе дополнительных витков иа статоре двигателя ........... 17

1.3.3. Вычислитель вектора главного потокосцепления по напряжению, току и угловой скорости асинхронного двигателя ... 19

1.4. Тригонометрический анализатор (вектор фильтр) для вычисления направляющих косинусов вектора магнитного потокосцепления ......................22

1.5. Преобразование трехфазных сигналов переменного тока в двухфазные и двухфазных сигналов неподвижной в сигналы подвижной системы координат............25

1.5.1. Блоки преобразования сигналов трехфазной системы в сигналы двухфазной................. -

1.5.2. Блоки умножения................. 27

1.5.3. Блоки преобразования сигналов неподвижной системы координат в сигналы вращающейся системы координат...... 31

1.5.4. Блоки деления и вычисления модуля векторной величины . . 33

Глава вторая, частотно-регулируемый привод с управлением

по вектору главного потокосцепления двигателя . . 34

2.1. Уравнения асинхронной машины в неподвижной и подвижной системах координат ................. -

2.2. Особенности построения, структурная схема и основные соотношения частотно-регулируемого асинхронного привода с управлением по вектору главного потокосцепления двигателя ... 37

2.3. Контур регулирования модулем вектора главного потокосцепления асинхронного двигателя ............. 39

2.4. Контур регулирования электромагнитного момента асинхронного двигателя в системе управления по вектору главного потокосцепления двигателя 45



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