Проектирование автоматизированного электропривода на основе асинхронного двигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
энергонезависимую память для запоминания настроек после отключения питания. Управление частотным преобразователем может осуществляться от пульта, через каналы ввода-вывода, либо по последовательному интерфейсу RS-485. использование моноканала RS-485 позволяет осуществить управление частотными преобразователями в количестве до 14 штук от внешнего контроллера.
Функциональная схема частотного преобразователя M3FU-5 технические данные
№ПараметрЕдиница измеренияЗначение1Номинальное питающее напряжениеUn, B2Диапазон выходного напряженияU, B3Диапазон выходной частотыГц4Номинальный токIn, A5Ток перегрузкиIm, A6Номинальная мощность двигателякВт7Диапазон регулирования8Время пускаtp, c9Время торможенияtb, c10Задающее напряжениеUz, B11Разрешающая способностьГц12Статическая ошибка скорости вращения при изменениисетевого напряжения%нагрузки%температурыМаксимальная температура радиатораС14Охлаждение15Устойчивость к долговременной работеt, час16Несущая частота выходного сигналакГц17К.П.Д.Степень защиты19Габаритные размерыМм20Массакг
5. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ
.1 Разработка математической модели автоматизированного электропривода
В последнее время сформировался новый подход к построению систем асинхронного электропривода с преобразователем частоты, основанный на полных дифференциальных уровнях асинхронного двигателя, записанных на базе теории обобщенной электрической машины. Такой подход позволяет построить структуру системы управления частотным, называемую системой векторного управления и осуществить анализ и синтез асинхронного электропривода более простыми методами. Для этой цели управляемые координаты электропривода, измененные в неподвижной системе координат, преобразуются к вращающейся системе координат, в которой координаты электропривода рассматриваются как векторные величины. Из этих величин, расположенных в виде проекций на вращающиеся оси координат, путем координатных преобразований выделяются пропорциональные или постоянные величины координат электропривода, которые используются в качестве сигналов управления в системе ЭП. Дифференциальные уравнения для обобщенной машины записываются в различных системах координат. Приняты оси координат a,b неподвижные относительно статора и оси d,q неподвижные относительно ротора. Запись уравнений в этих осях является частным случаем математического описания процессов машины. В общем случае уравнения записываются относительно произвольных координатных осей, например u,v, вращающихся со скоростью wk, из которых можно получить любые частные случаи работы электрической машины. Если принять ось U за действительную, а ось V за мнимую, то дифференциальные уравнения могут быть записаны в векторной форме.
,(5.1)
Где U1,U2,i1,i2,y1,y2 -напряжения, токи и потокосцепления обмоток статора (индекс1) и ротора (индекс 2); R1,R2,L1,L2- активные сопротивления и индуктивности фаз обмоток статора и ротора; L12 -взаимная индуктивность между обмотками статора и ротора и наоборот; W- электрическая скорость ротора;M -электромагнитный момент машины; i2 -величена комплексно сопряженная ; m- число фаз обмотки; pn - число пар полюсов машины; Im- мнимая часть комплексного переменного.
Эти уравнения в скалярной форме имеют вид:
,(5.2)
где y1U,y1V,y2U,y2V,-проекции векторов статора и ротора на оси U, V.
Уравнения электромагнитного момента машины могут иметь различную форму в зависимости от используемых переменных состояния машины. В частности, когда в качестве основных переменных выбраны токи и потокосцепления статора и ротора, принимаются следующие три формы записи момента (5.3)
Выражения (5.1- 5.3) дают возможность получить уравнения, записанные в любых осях. При описании электромеханических процессов, имеющих место в машинах переменного тока. Используются в основном три вида скорости координатных осей: wк=o; wк=w; wк=w0.
(5.3)
Для описания процессов в асинхронных двигателях iастотно-векторным управлением целесообразно выбрать wк=w0, значительно упрощающей раiеты. При этом используется запись в осях X.Y и уравнения (5.1- 5.3) имеют тот же вид, но с заменой wк скоростью w0 и индексов u ,v соответствующими индексами X.Y. Координатная система X,Y может вращаться с различными скоростями w0 ,определяемыми тем, по вектору какой переменной сориентирована система координат. В устанавливающемся режиме скорость w0 является синхронной скоростью АД (w0=2pf1).
Правильный выбор вектора переменой состояния машины, относительно которого производятся ориентирование системы координат, позволяет упростить дифференциальные уравнения электрической машины и синтез системы регулирования.
Переход от обобщенной машины к реальной трех фазной асинхронной машине осуществляется с помощью уравнений координатных преобразований и замены параметров обобщенной машины реальными фазными значениями параметров.
Координатные преобразования уравнений реальной машины уравнением обобщенным называются прямыми, а наоборот, обратными. Формулы координатных преобразований получаются при условии постоянства мощностей обеих машин. Они выводятся для любых переменных, записанных в любых осях. Например, формулы прямого преобразования токов статора (i1А i1В, i1С) в фазах А, В, С к осям a,b обобщенной машины имеют следующий вид:
(5.4)
Формулы обратного преобразования:
(5.5)
где КС=2/3- согласующий коэффициент, обеспечивающий выпол