Векторное управление асинхронным ЭД


 

Для получения высокого качества управления ЭП в статических и динамических (переходных) режимах необходимо иметь возможность быстрого непосредственного управления моментом ЭД.

Момент любого ЭД в каждый отрезок времени определяется величиной (амплитудой) и фазой двух моментообразующих составляющих: тока и магнитного потока (Ф и I). В АД токи и потокосцепления статора и ротора вращаются с разными скоростями, имеют изменяющиеся во времени фазовые параметры и не подлежат непосредственному измерению и управлению. Невозможно непосредственно управлять током, являющимся моментообразующим (током ротора) в АД с к.з. ротором. Доступной управляемой переменной в АД является ток статора Iст, через него воздействуют на ток ротора и магнитный поток. При этом ток статора раскладывают на две составляющие потокообразующую и моментообразующую. Фазовое соотношение между этими двумя параметрами изменяется с помощью внешнего управляющего устройства. Для управления моментом необходимо управлять амплитудой и фазой тока статора, чем и обусловлен термин «векторное управление».

 

Если пренебречь потерями в ЭД , то (1)

М – момент ЭД

U2 – индуцированное напряжение ротора

I2 – ток ротора

Чтобы параметры ротора в выражении (1) выразить через ток статора используем модифицированную схему замещения. Выберем коэффициент приведения , при этом Х2 = 0, а U2 = E2.

 

В этой схеме ток статора равен сумме двух токов I – моментообразующая составляющая и I – потокообразующая составляющая.

- приведенное индуктивное сопр-е статора

- приведенное индуктивное сопр-е цепи намагничивания

- приведенное сопр-е ротора

(2)

(3)

(4)

(5)

U2 = E2

 

Решая уравнения 1 – 5 получим

(6)

Получили зависимость М от двух ортогональных составляющих тока статора, из уравнения следует что изменяя вектор тока статора можно управлять моментом.

Представим уравнения (1)-(6) на векторной диаграмме

 

 

Если I выразить через Е2 то получим: т.к.

Тогда (7)

Решим совместно (4) и (7): (8)

Уравнение (8) – уравнение связи между I и I.

Используя уравнение (8) можно определить γ через параметры ротора

 

Тр – постоянная времени ротора.

Каждому значению s и ω0 соответствует определенное соотношение составляющих тока статора.

Существует множество способов реализации векторного управления как на основе АИТ так и на основе АИН.

 

Схема векторного управления состоит из трех основных функциональных частей:

БРП – блок регуляторов переменных;

БВП – блок вычисления переменных;

БЗП – блок задания переменных;

 

На вход БРП поступают задающие сигналы скорости и потока, и сигналы обратной связи (с выхода БВП) – ориентированные по полю значения составляющих тока статора, потокосцепления ротора, и скорости. БРП содержит набор регуляторов потока, момента, тока, на выходе которых формируются также ориентированные по полю сигналы задания составляющих тока статора.

 

БЗП осуществляет фазовые и координатные преобразования задающих dq переменных в систему трехфазных сигналов управления ШИМ АИН. Блок БВП вычисляет текущие значения амплитудных и фазовых параметров dq переменных АД, осуществляя фазовые и координатные преобразования реальных трёхфазных сигналов токов и напряжений АД, поступающих с выходов соответствующих датчиков.

Координатные преобразования, осуществляемые блоком БВП, заключаются в переходе от реальных координат трёхфазной системы статора АД с осями d,q (преобразование 3 → 2). Блок БЗП осуществляет обратные координатные преобразования (2 → 3), от d-q к a,b,c.

Фазовые преобразования в этих блоках обеспечивают привязку фазовых параметров переменных в двух системах координат.

Существует два вида схем векторного управления:

1) безсенсорная (простая и надежная)

2) сенсорная (более точная но менее надежная) в ней используется датчик скорости ДС

 

Векторное управление позволяет практически в любой момент времени, при любом положении ротора относительно статора, при любой угловой скорости и нагрузке на машину, получить максимальный cos φ АД. Это, в свою очередь, ощутимо повышает К.П.Д и момент эл. машины, который, в данном случае, практически не зависит от угловой скорости двигателя.

 



Дата добавления: 2016-07-22; просмотров: 2283;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.009 сек.