Электропривод вентиляторной установки главного проветривания
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
стота, одну из которых можно установить при инсталляции привода в зависимости от конкретных условий работы. Иногда их количество может достигать 25.
Система управления, в зависимости от применения, может реализовывать заданную статическую зависимость указанного соотношения, например различный угол наклона зависимости U/f. При этом САР измеряет фазные токи ia, ib либо ток в минусовой шине инвертора и вычисляет активное значение тока, пропорциональное моменту. В случае перегрузки электродвигателя ток превышает установленное ограничение и выходная частота снижается.
Типичная область применения ПЧ с САР скалярного типа: насосы, вентиляторы, центрифуги, конвейеры. В случае замкнутого управления (наличие обратной связи по скорости) производится регулирование частоты вращения или момента, или обоих параметров поочередно. Регулятор скорости поддерживает частоту вращения, равную заданной, независимо от изменений нагрузки. Регулятор момента поддерживает момент двигателя, равным заданному, при условии изменения скорости электродвигателя. Реализация такого алгоритма возможна только при наличии обратной связи по скорости.
Блок-схема САР с векторным управлением (лист 3 схема б). Такая модель используется для регулирования частоты вращения или момента двигателя, а также обоих параметров поочередно. Типичное применение: краны, подъемники, намоточные устройства, моталки, лебедки, бумажные машины, приводы для металлургической и деревообрабатывающей промышленности.
На схеме: ПИД - пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор; БИ - блок определения постоянной времени ротора; ПК - преобразователь координат; СВ - сетевой выпрямитель; АИН - автономный инвертор напряжения fзад- заданная частота переключений; БФИ - блок-формирователь сигнала; ?зад - канал регулирования потокосцепления; Мзад - канал регулирования момента.
Основной отличительной особенностью векторного управления является реализация пуска с хода при подключении преобразователя к уже вращающемуся двигателю. При этом измеряется ток статора iа, ib и число оборотов ротора. Полученные сигналы .вводятся в математическую модель асинхронного электродвигателя (лист 3 схема б).
В модели двигателя производится расчет магнитного потока и разделение тока статора на две составляющие -момент iq и магнитный поток id. Обе составляющие тока могут регулироваться раздельно, по своему каналу и независимо. Это дает возможность при сохранении потока изменять момент электродвигателя.
Дальнейшее совершенствование показателей частотно-регулируемого электропривода стало возможным в результате разработки и реализации специальных алгоритмов прямого управления моментом на основе теории разрывных управляющих воздействий в скользящем режиме, методология которых строится на синтезе математических моделей систем управления, имеющих вид дифференциальных уравнений в форме Коши с разрывной правой частью.
Блок схема САР прямого управления моментом DTC (direct torque control) (лист 3 схема в) состоит из регулятора скорости, устройства задания и ограничения момента, задания потока статора и частоты переключения. Работа системы основана на реализации во времени работы двух моделей:
. Регулирование в скользящем режиме вектора потокосцепления статора и момента ? электродвигателя по значениям, вводимым в нее заданных и действительных величин. Такое регулирование осуществляется модулем сверхбыстрых процессоров.
. Модель асинхронного электродвигателя через каждый промежуток времени осуществляет вычисление действительных значений потока статора и момента по вводимой в нее информации: токам фаз статора, напряжению звена постоянного тока и положению ключей инвертора. Кроме этого, производится вычисление скорости асинхронного электродвигателя и частоты выходного тока инвертора.
На схеме: РМ, РФ, PF - регуляторы момента, потока и частоты переключения; Ud - входное напряжение АИН; S1, S2, S3 - состояние ключей АИН; PC - регулятор скорости; Мзад, Фзад, fзад- задание значений момента, потока; Мд, Фд, пд - действительные значения момента, потока и частоты вращения.
Такой принцип управления моментом позволяет значительно улучшить характеристики электропривода в части снижения времени достижения заданного момента (не более 1.5 мс), увеличения точности управления моментом при очень низких частотах вращения и нулевой скорости. Кроме этого, весьма привлекательны такие особенности, как отсутствие широтно-импульсной модуляции и необходимости использовать датчик частоты вращения электродвигателя. На листе 2 схема в приведен вариант структурной организации ядра системы прямого управления моментом. По сути, модуль быстродействующих процессоров - это гистерезисный регулятор момента, где управляющие воздействия на силовые ключи инвертора (частота и порядок переключения) вырабатываются в зависимости от сравнения заданных значений магнитного потока и момента с их действительными значениями, синтезируемыми математической моделью электродвигателя. В зависимости от конкретной системы управления вектор потокосцепления статора ?5 определяется в течение 10-25 мкс, то есть в каждом цикле управления:
где Us и Is - векторы напряжения и тока статора (рис. 3.22), представленные в неподвижной относительно статора системе координат X, Y;
Rs - активное сопротивление статора.
Вектор напряжения Us определяется исходя из значения измеренного напряжения звена постоянного тока и положения силов?/p>