Автоматизация электропривода поперечной подачи токарно-винторезного станка
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
о обеспечения возьмем программу Matlab 6.5 с библиотекой simulink, где имеются все необходимые для моделирования блоки. Покажем имитационную модель векторного управления, которая взята из demo примеров - AC Motor Drive Vector Control (Discrete).
Рисунок 6.1 - Имитационная модель векторного управления
Раскроем и покажем настройки основных блоков, так модель содержит:
Виртуальный асинхронный короткозамкнутый двигатель.
Рисунок 6.2 - Блок АДКЗ
В данном блоке мы настраиваем следующие параметры нашего АД по строкам:
мощность АД, линейное напряжение, частота сети;
сопротивление обмотки статора и ее индуктивность;
сопротивление обмотки ротора и ее индуктивность;
взаимная индуктивность между статором и ротором;
Момент инерции механизма, сила трения, число пар полюсов АД.
Трёхфазный автономный инвертор на IGBT-транзисторах, который питается источником постоянного напряжения. Параметры инвертора оставляем по умолчанию, а величина напряжения источника питания 540 В, так как это амплитудное значении напряжения питания статора АД.
Рисунок 6.3 - Блок автономный инвертор
Гистерезисный трёхфазный регулятор тока (блок Current Regulator). В открывающемся окне настройки этого блока указывается ширина токового коридора-Hysteresis band 0,1 А. На его вход поступают сигналы задания фазных токов статора и сигналы обратных связей реальных токов.
Рисунок 6.4 - Блок гистерезисный регулятор тока
Рисунок 6.5 - Реализация блока гистерезисный регулятор тока
Блоки ABC - DQ(XY) и DQ(XY) - ABC осуществляют преобразование неподвижной трёхфазной системы координат ABC во вращающуюся двухфазную систему координат DQ(XY) и вращающуюся двухфазную в неподвижную трёхфазную. Рассмотрим вначале блок преобразования координат ABC - DQ(XY), на вход блока поступают реальные фазные токи и электрический угол Teta угол поворота синхронной системы координат относительно неподвижной, этот угол вычисляется в блоке Flux Calculation, который рассмотрим далее.
Рисунок 6.6 - Блок преобразования координат ABC - DQ(XY)
Рисунок 6.7 - Реализация блока преобразования координат ABC - DQ(XY)
Теперь рассмотрим блок преобразования координат DQ(XY) - ABC, на вход блока поступают сигналы задания токов статора id*(x), iq*(y) и электрический угол Teta.
Рисунок 6.8 - Блок преобразования координат DQ(XY) - ABC
Рисунок 6.9 - Реализация блока преобразования координат DQ(XY) - ABC
Сигнал задания тока статора по оси D(X) вычисляется в блоке id*(x) Calculation и рассчитывается по следующей формуле:
Рисунок 6.10 - Блок id*(x) Calculation
Рисунок 6.11 - Реализация Блок id*(x) Calculation
Сигнал задания тока статора по оси Q(X) вычисляется в блоке iq*(x) Calculation.
Рисунок 6.12 - Блок iq*(x) Calculation
Рисунок 6.13 - Реализация блока iq*(x) Calculation
Сигнал тока iq*(x) определяется моментом задания Te*, который получается на выходе ПИ регулятора скорости и мгновенным значением потока ротора вычисляется по следующей формуле:
Рассмотрим блок Teta Calculation. Этот блок вычисляет электрический поворота синхронной системы координат относительно неподвижной, именно этот угол определяет то, что оси вращающейся системы координат будут ориентированы следующим образом: ось D(X) вдоль вектора потокосцепления
т.е.
На вход блока поступает сигнал тока статора iq, потокосцепление ротора и скорость ротора . Угол, получен интегрированием скорости ?, он представляет собой угол между вектором потокосцепления и осью ? неподвижной системы координат ?, ? . По значению угла Teta осуществляется координатное преобразование из координат ?, ? в систему координат D(X), Q(Y) путем векторного поворота:
Рисунок 6.14 - Блока TetaCalculation
Рисунок 6.15 - Реализация блока TetaCalculation
Рассмотрим блок вычисления потока ротора Flux Calculation.
Рисунок 6.16 - Блока Flux Calculation
Рисунок 6.17 - Реализация блока Flux Calculation
Поток ротора определяется по следующему выражению:
.
Рассмотрим теперь регулятор положения и регулятор скорости. Входным сигналом регулятора положения является заданное и отработанное перемещении, а выходным скорость задания. Эта скорость задания, а также сигнал обратной связи по скорости, полученный с датчика скорости, поступают на вход регулятора скорости, выходным сигналом которого является момент задания Te*Момен задания Te*и потокосцепление ротора определяют задающий ток статора iq*.
В модели используется П-регулятор положения и ПИ-регулятор скорости, так как совместно они дают высокую точность позиционирования и хорошие переходные процессы.
Рисунок 6.18 - П-регулятор положения и ПИ-регулятор скорости
Задание положение осуществляется блоком Look-Up Table. Передаточные функции регулятора положения и скорости были рассчитаны ранее в пункте 5 по формулам (5.13), (5.14), запишем их значения:
,
.
6.2 Расчет и определение показателей качества переходных процессов
При помощи имитационной модели произведем моделирование переходных процессов, которые соответствуют работе электропривода поперечной подачи. Пуск двигателя осуществляеется на холостом ходу (Мхх =0,18 Нм) до скорости 157 рад/с, с этой скоростью происходит быстрый подвод инструмента к заготовке, прорезание заготовки начинается, когда нагрузка резко увеличивается до знач?/p>