Методы.
Применение частотного управления асинхронным электроприводом
со скалярной IR-компенсацией
.
Структурная схема системы скалярного частотного управления с
IR
-
компенсацией приведена на рис. 3. Задатчик интенсивности
ЗИ
формирует кривую
и темп разгона двигателя. При дистанционном управлении электроприводом
сигналом задания скорости является задающее напряжение
. Ему соответствует
задающая частота
местного управления, в этом случае управление пуском и
остановом двигателя производится с панели управления преобразователя. Блок
преобразователь частота–напряжение ПЧН формирует требуемую зависимость
скалярного управления между частотой и напряжением преобразователя, чем и
устанавливает один из принятых способов частотного регулирования скорости
класса
.
Рис. 3. Структурная схема частотного управления
со скалярной
IR
-компенсацией.
При скалярной
IR
-компенсации сигнал управления
является суммой
сигналов регулирования
и положительной обратной связи по току
:
, (4)
где
– коэффициент положительной обратной связи по току;
– активное сопротивление обмотки статора асинхронного двигателя;
I
– сигнал, пропорциональный действующим значениям токов
обмоток
статора асинхронного двигателя.
Сигнал управления
является
входным для прямого координатного
преобразователя (ПКП), на выходе которого формируются три синусоидальных
напряжения управления
,
,
, сдвинутые относительно друг друга на
угол
, с амплитудами, пропорцио-
нальными напряжению управления. Сигналы
,
,
, формируют фазные
напряжения на выходе автономного инвертора напряжения (АИН).
Принцип действия системы частотно-регулируемого асинхронного электропривода
с положительной обратной связью по току заключается в следующем.
Предположим, что асинхронный двигатель работал на характеристике 1 (рис. 4.) с
моментом на валу двигателя, равным
.
Если момент на валу двигателя увеличится и станет равным
, то возрастет
и ток каждой фазы статора двигателя
а следовательно и сигнал
I
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
108
формирователя тока статора (ФТС). Увеличится и корректирующее напряжение
положительной обратной связи
,
вычисляемое по выходному току
I
звеном с
передаточной функцией
, (5)
где
– постоянная времени задержки контура тока.
Рис. 4. Механические характеристики электропривода (кривые 1, 2)
и результирующая характеристика – 3 при наличии положительной
обратной связи по току
С ростом корректирующего сигнала возрастет и сигнал управления
, что
приводит в конечном итоге к росту фазного напряжения
асинхронного
двигателя и увеличению его критического момента, который пропорционален
квадрату фазного напряжения –
. Характеристика 2 соответствует
возросшему фазному напряжению
. В результате действия положительной
обратной связи электропривод формирует механическую характеристику
замкнутой системы 3, жесткость которой определяется коэффициентом
. Для
формирования сигнала положительной обратной связи по току может
использоваться модуль тока статора
I
1
, активная составляющая тока статора
Re
,
ток
в звене постоянного тока.
Однако если через обмотки статора асинхронного двигателя не протекают
токи нулевой последовательности, то достаточно двух датчиков тока, а ток в
третьей фазе, например B , можно определить через токи фаз A и C :
,
(6) , где
мгновенные значения токов в фазах A, B и C.
Векторные диаграммы при скалярной
IR
–компенсации для случаев идеального
холостого хода и наличии нагрузки на валу двигателя изображены на рис. 5.
Рис. 5. Векторные диаграммы асинхронного двигателя
МЕЖДУНАРОДНАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЦИФРОВИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ И
ЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ
109
при скалярной
IR
-компенсации: а – режим холостого хода;
б – при наличии нагрузки на валу двигателя.
|
