Проектирование автоматизированного электропривода на основе асинхронного двигателя
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ение инвариантности мощности при преобразовании переменных.
Для осуществления векторного управления короткозамкнутым асинхронным двигателем ось х,у целесообразно ориентировать по направлению результирующего ротора y2. При этом система координат X,Y будет вращаться в пространстве со скоростью поля ротора, за которую и принимается скорость поля ротора W0. Таким образом, будем иметь соотношения:
(5.6)
Дифференциальные уравнения имеют вид :
,(5.7)
где U1X,U1Y,i1X,i1Y - проекции вектора напряжения и тока статора двигателя на оси X,Y; y2 -модуль результирующего вектора потокосцепления ротора;
W, W0, W2,. - круговая частота скольжения ротора относительно поля ротора.
Математическая модель асинхронного двигателя может быть получена на основании уравнений (5.7). Представим третье и четвертое уравнения (5.7) в виде:
(5.8)
Подставляя их в первое и второе уравнения (5.7) после преобразований получим операторные изображения проекций напряжений статора:
(5.9)
Здесь ТЭ =LЭ/RЭ - эквивалентная постоянная времени статора;
- эквивалентное сопротивление цепи статора;
- эквивалентная индуктивность цепи статора.
Составляющие правых частей уравнений (4.7)
(5.10)
представляют собой внутренние связи асинхронного двигателя, которые могут быть скомпенсированы в блоке развязки системы векторного управления, либо реализованы внутри структурной схемы двигателя.
Полученные уравнения (5.7)и (5.9) могут быть использованы для построения полной структурной схемы двигателя. Для этой цели перенесем в левой части уравнений (5.7) составляющие (5.8), которые представляют собой дополнительные напряжения суммирующиеся с напряжением статора на входах каналов U1X и U1Y.
Получим:
(5.11)
На основании этих уравнений может быть определена ПФ и . При компенсации внутренних связей ПФ имеет вид
(5.12)
Для построения структурной схемы асинхронного двигателя должны быть определены следующие ПФ звеньев.
ПФ зависимости между моментом М и током
(5.13)
ПФ интегрирующего звена, определяемая уравнением движения :
(5.14)
где MС и J - момент инерции системы приведенный к валу двигателя. Из уравнения (6.7) получим:
(5.15)
В главной цепи контура регулирования потокосцепления ротора кроме звена KM включается звено ,преобразующее ток статора i1X в потокосцепление ротора y2.
(5.16)
Синхронную скорость двигателя можно определить из уравнения:
(5.17)
Помимо главных цепей системы регулирования потокосцепления и скорости на структурной схеме двигателя изображены внутренние связи. Входными координатами для них являются U1X, U1Y, U2X, U2Y, соответственно, выходными координатами y2, i1X, i1Y, W, W0 .
Полученная структура АД представляет собой сложную систему взаимосвязанных цепей управления. Однако она позволяет сравнительно просто исследовать динамические свойства двигателя при задающих и возмущающих воздействиях и осуществить определение параметров двигателя методами моделирования.
Структурная схема может быть в значительной мере упрощена за iет компенсации в системе регулирования воздействий, определяемых внутренними связями двигателя при использовании блока развязки (БР).
На основании выше изложенного составим структурную схему модели АД (рис.5.1).
Рис.5.1. Структурная схема модели АД.
Функциональная схема автоматизированного электропривода, представленая на рис.5.2., содержит неуправляемый выпрямитель В, фильтр LC на его выходе, АИН, от которого питается двигатель М.
Для формирования контуров тока служат регуляторы тока РТX и РТY, а так же датчик тока, измеряющий мгновенные значения фазных токов i1A, i1B в фазах А и В. эти сигналы преобразуются функциональным преобразователем ПК1 в ортогональную неподвижную систему координат ?, ? в соответствии с выражениями
;.
Сформированные в ПК1 сигналы i1? и i1? поступают в координатный преобразователь ПК2, где преобразуются величины токов i1x, i1y во вращающейся со скоростью ?k ортогональной системе координат x, y. В координатный преобразователь ПК2 поступает также сигнал, пропорциональный углу ?0. Этот угол, полученный интегрированием скорости ?k, представляет собой угол между вектором потокосцепления и осью ? неподвижной системы координат ?, ?. По значению угла ?0 осуществляется координатное преобразование из координат ?, ? в систему координат x, y путём векторного поворота:
Сигнал обратной связи по скорости ротора ? получается на выходе датчика скорости BR. Для формирования сигнала обратной связи по потокосцеплению ?2 используется косвенный метод его оценки на основании величины i1x.
На выходе регуляторов тока РТX и РТY формируются сигналы управления инвертором Ux, Uy. В устройстве векторного поворота ПК3 они преобразуются в неподвижную систему координат:
Полученные сигналы управления U?, U? преобразуются устройством ПК4 в трёхфазную систему сигналов управления инвертором:
Рис.5.2. Функциональная схема электропривода.
.2 Раiёт параметров объекта управления
Используемые координатные преобразования позволяют выделить в системе два независимых канала регулирования: потокосцепления и скорости.
Определим номинальный момент двигателя:
<
Copyright © 2008-2014 geum.ru рубрикатор по предметам рубрикатор по типам работ пользовательское соглашение