Разработка системы управления электроприводом листоправильной машины
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?оты характеризуется коэффициентом передачи по напряжению и чистым запаздыванием на некоторое время, которое определяется периодом ШИМ инвертора. Для упрощения расчетов считается, что токи,, , следовательно, и и измеряются безинерционными датчиками тока с некоторым коэффициентом передачи. .Считается также, что величины М и потокоiепления ротора, которые определяются по модели, точно воспроизводят реальный электромагнитный момент двигателя и потокоiепления ротора в масштабах, заданных коэффициентами обратных связей и соответственно. Датчик скорости имеет коэффициент передачи. При моделировании будем рассматривать контуры регулирования тока по каналам потокоiепления и скорости, а также контур регулирования потокоiепления, контур регулирования момента и контур регулирования скорости.
Структурная схема электропривода с векторной системой управления в системе координат (d - q) и настройки ее контуров регулирования
Для построения структурной схемы электропривода с векторной системой управления в системе координат (d - q) воспользуемся приведенной в предыдущем пункте функциональной схеме (рисунок 2.28), структурной схемой асинхронного двигателя в системе координат (d - q), показанной на рисунке 2.17, и структурной схемой двохмасовой математической модели (рисунок 2.24). Такая структурная схема будет учитывать жесткость вала, передающего вращение от двигателя к редуктору. Кроме того, на этой структурной схеме считается, поскольку двигатель имеет короткозамкнутый ротор (рисунок 2.29).
Рассмотрим настройки контуров регулирования и расчет динамических характеристик в системе векторного управления скоростью асинхронного двигателя.
Структурная схема контура тока без учета перекрестных связей показана на рисунке 2.30. Настройка выполним без учета влияния перекрестных связей.
Рисунок 2.30 Структурная схема контура тока по оси d
При заданной частоте ШИМ, значение чистого опоздания преобразователя частоты составляет значение, обратно пропорциональное частоте широтно-импульсной модуляции. В зоне частот, где фазочастотных характеристика звена чистого запаздывания близка к фазочастотных характеристики апериодического звена с постоянной времени.
Передаточная функция разомкнутого контура тока статора по оси d записывается в виде
,(2.70)
где - коэффициент передачи частотного преобразователя;
- постоянная времени частотного преобразователя;
- коэффициент передачи датчика тока;
- передаточная функция регулятора тока по осью d;
, - рассчитаны в пунктах 2.2 и 2.3 параметры двигателя.
Во время расчётов параметров регулятора тока можно наименьшую некомпенсированую постоянную времени принять равной. Исходя из настройки контура на модульный оптимум, регулятор будет компенсировать часть объекта.
.(2.71)
Тогда передаточная функция регулятора может быть определена следующим образом
.(2.72)
Получим пропорционально-интегральный регулятор тока (ПИ-регулятор). Из расчетов, проведенных в пункте 2.3 следует, что ( с, а с), поэтому в контуре регулирования тока по оси q можно применить такой же ПИ-регулятор (2.31).
Рассмотрим контур регулирования потокоiепления ротора. Для него контур регулирования тока по оси d будет внутренним. Передаточная функция замкнутого контура тока, настроенного на модульный оптимум, может быть представлена в виде колебательной звена с такой передаточной функцией
.(2.73)
Структурная схема контура регулирования потокоiепления ротора приведена на рисунке 2.32
Рисунок 2.32 - Структурная схема контура потокоiепления
Для расчета параметров регулятора в контуре, содержащем подчиненный замкнутый контур (в данном случае - контур тока статора по оси d), рекомендуется рассматривать его как апериодическую звено с эквивалентной малой постоянной времени, равной удвоенной малой постоянной времени подчиненного контура. Если внутренний контур имел малую некомпенсированную постоянную времени , то внешний кметь .
Исходя из настройки контура на модульный оптимум, регулятор будет компенсировать часть объекта
.(2.74)
Тогда передаточная функция регулятора потокоiепления может быть определена следующим образом
.(2.75)
Таким образом, исходя из формулы (2.75), регулятор потокоiепления также будет пропорционально-интегральным.
Настроим контур регулирования электромагнитного момента двигателя. Считая, что в системе установлено номинальное потокоiепления, упростим структурную схему, заменив нелинейные блоки в канале регулирования скорости коэффициентами с множителями, равными установленном потокоiепления. Упрощенная структурная схема приведена на рисунке 2.32. Исходя из нее, контур момента можно представить в виде, показанном на рисунке 2.33. По аналогии с формулой (2.73) замкнутый контур тока по оси q можно представить в виде
.(2.76)
Объект контура момента (рисунок 2.33) не имеет больших постоянных времени. Его передаточная функция будет иметь вид
.(2.77)
Так как в контуре потокоiепления, некомпенсированная постоянная времени контура момента состав и . Для настройки контура, не имеющего больших постоянных времени, следует применить интегральный регулятор с передаточной функцией
,(2.78)
где - динамический коэффициент регулятора момента, может быть рассчитан следующим образом