- •Электромеханические и мехатронные системы
- •Глава 1. Механика привода.
- •Глава 2. Вопросы энергетики электроприводов.
- •Потери энергии в установившихся режимах работы электропривода.
- •2.4 Выбор двигателя по нагреву. Нагрев и охлаждение двигателей.
- •Глава 3 Механические характеристики и
- •3.1 Двигатели постоянного тока с независимым возбуждением
- •3.2 Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением.
- •3.3 Свойства двигателей переменного тока
- •3.4 Регулирование скорости, тока и момента с помощью резисторов в цепях
- •3.5 Регулирование скорости ад с помощью изменения напряжения на
- •3.6 Изменение числа пар полюсов
- •3.7 Регулирование скорости ад изменением частоты питающего напряжения
- •Глава 4 - Структурные схемы для анализа динамических режимов.
- •4.1 Структурная схема обобщенной электромеханической системы с линеаризованной механической характеристикой
- •4.2 Динамические свойства электропривода с линейной механической
- •4.3 Переходные процессы электропривода и
- •4.4 Электромеханические переходные процессы эп с линейной
- •4.5 Переходные процессы эп с линейной механической характеристикой
- •Глава 5. Регулирование координат электропривода (эп)
- •5.2 Приводы с замкнутыми системами управления
- •5.3 Системы подчиненного регулирования
- •5.4 Особенности частотного регулирования скорости
- •5.5 О задачах анализа и синтеза.
- •Глава 1. Механика эмс - 10
- •Глава 2 Вопросы энергетики
- •Глава 3 Механические характеристики двигателей
- •Глава4. Структурные схемы для анализа динамических режимов - 54
- •Глава 5. Регулирование координат эп - 67
5.4 Особенности частотного регулирования скорости
асинхронного электропривода.
При рассмотрении вопросов частотного регулирования момента (скорости) отмечается, что по сравнению с системой постоянного тока, управляемой путем изменения напряжения в цепи якоря, частотное регулирование реализуется более сложно в связи с отсутствием отдельного независимого канала регулирования потока двигателя, каким является обмотка возбуждения двигателя постоянного тока. Другой особенностью является сложность измерения ряда координат асинхронного электропривода, обусловленная работой двигателя на переменном токе.
Как следствие, в замкнутых системах частотного регулирования скорости для регулирования потока и момента двигателя широко используются положительные обратные связи, компенсирующие те или иные возмущения, а также косвенные методы измерения переменных.
В тех случаях когда высоких требований к переходным процессам пуска, реверса и торможения не предъявляется и главным является обеспечение высокой точности регулирования скорости, в системе частотного регулирования обычно предусматривается канал регулирования магнитного потока по отклонению, реализуемый в двух вариантах. В первом варианте применяют датчики Холла, сигнал которых примерно пропорционален магнитному потоку в воздушном зазоре двигателя, т.е. используют прямое измерение магнитного потока для осуществления отрицательной связи, поддерживающей поток на заданном уровне. Во втором случае прибегают к косвенном измерению магнитного потока, в основе которого лежит векторное уравнение электрического равновесия для цепи статора.
В тех случаях, когда частотное управление должно обеспечивать не только регулирование скорости, но и формирование равномерно ускоренного характера протекания всех переходных процессов, ограничение момента при механических перегрузках и т.п., система регулирования скорости должна содержать подчиненный контур регулирования момента.
Схема регулирования скорости асинхронного двигателя дополняется регулятором скорости РС и отрицательной обратной связью по скорости, как показано на рисунке 5.5.а. Структурная схема представлена на рисунке 5.7б ; в ней контур регулирования момента представлен передаточной функцией
(ТЭр + 1)М = kMUЗM , где kМ = βkf kpт /pn – коэффициент передачи системы по моменту, а в передаточной функции пропорционального РС учтена малая постоянная времени Тф фильтра в цепи обратной связи по скорости. Для получения настройки регулятора на технический оптимум нужно выбрать кос из условия Т0 = 2Тμ = βTM /koc kpc kM , откуда koc = βTM / Tμ kpc kM . Такие значения koc для приводов малой мощности при малой постоянной времени ТМ получаются небольшими, и жесткость механических характеристик в замкнутой системе не высока. При показанной на рис. 5.5.а форме характеристике регулятора скорости механические характеристики подобны механическим характеристикам электропривода постоянного тока с двухконтурной системой подчиненного регулирования тока и скорости двигателя (рис. 5.5.в). Более высокую точность регулирования скорости могут обеспечить использование ПИ-регулятора скорости и выбор параметров при настройке регулятора на симметричный оптимум.
Компенсационный принцип стабилизации магнитного потока, использованный в данной схеме, не может обеспечить высокой точности регулирования, так как параметры двигателя при работе претерпевают изменения, вызванные изменениями температуры обмоток, не остается постоянным напряжение сети и т.п. Поэтому при высоких требованиях к точности необходимо сочетание регулирования по отклонению с компенсацией возмущения.