Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

suep_metod_sem2 / suep_metod_sem2 / 5.6 - Принцип компенсац_ї статизму

.pdf
Скачиваний:
45
Добавлен:
03.03.2016
Размер:
156.24 Кб
Скачать

Принцип компенсації статизму (ковзання) в системах скалярного частотного керування

Проведенный анализ законов частотного управления показывает, что в системах скалярного частотного управления наиболее простым и рациональным законом является закон управления S ES S const , – при этом уст-

раняется негативное влияние активного сопротивления RS обмоток статора

на величину критического момента, и на заданном уровне сохраняется перегрузочная способность двигателя при снижении частоты примерно до 10% от номинальной.

Кроме того, важно отметить ту особенность математического описания АД при S const , что величина электромагнитного момента АД в статике

при S const определяется только значением активного тока статора iSx . Если ввести в рассмотрение коэффициент закона управления

USm

const ,

S

 

S

 

то можно выполнить линеаризацию структурной схемы АД рис.4.5 – последовательность преобразований понятна из рис.4.38.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 R

 

iSx

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

1 ω

USm

 

 

 

 

zp

 

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

дв

 

 

 

2

 

 

 

Jp

 

 

 

Te p

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

MC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 z

 

 

 

 

 

USm

 

S

 

Rдв

iSx

 

 

M

 

 

1 ω

1/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Te p 1

 

 

 

2

p

 

 

 

 

 

 

 

Jp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ωR

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

zp

 

 

 

 

 

 

 

 

б)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.4.38. Линеаризованная структурная схема АД.

Полученная структурная схема АД является линейной и совершенно аналогичной структурной схеме ДПТ с независимым возбуждением.

Найдем передаточную функцию АД по возмущающему воздействию:

 

K АДf p

p

TM

 

Te p 1

,

 

 

 

M

C

p

J

 

T T p2

T p 1

 

 

 

 

 

 

 

 

e M

M

 

где T

2 J

Rдв – механическая постоянная времени двигателя.

M

3

z2p 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таким образом, статический перепад скорости (по абсолютной величине) составит:

C K АДf 0 MC TJM MC .

Введем в рассмотрение статический активный ток статора АД iSx.C , ко-

торый связан со статическим моментом соотношением:

MC 32 z p iSx.C .

Тогда выражение для статического перепада скорости может быть переписано в виде:

C 3TM z p iSx.C .

2J

Отсюда можно сформулировать следующий принцип управления: если увеличивать сигнал задания на синхронную скорость АД (т.е., на частоту питающего напряжения) на величину, пропорциональную активному току двигателя, можно добиться частичной или полной компенсации статизма системы скалярного частотного управления. Этот принцип еще называют принци-

пом компенсации скольжения.

Вариант реализации системы с компенсацией скольжения показан на рис.4.39. В силовой части системы предусматриваются датчики фазных токов ДТ и линейных напряжений двигателя. С использованием этих сигналов в блоке ВАТ выполняется вычисление активного тока двигателя.

Текущее определение сигнала, пропорционального активному току АД, может выполняться в соответствии со следующим алгоритмом:

1) Вычисляются ортогональные проекции векторов напряжения и тока статора на оси неподвижной системы координат , :

uS uSA;

 

 

 

 

iS iSA;

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

u

S

u

SB

u

SC

,

i

S

i

SB

i

SC

,

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2) Определяются модули векторов напряжения и тока статора:

US uSx2

uSy2 ;

IS iSx2 iSy2

и их угловые положения относительно неподвижной ортогональной системы координат , :

U

arctg

uS

; I

arctg

iS

;

uS

iS

 

 

 

 

 

3) Определяется активная составляющая тока статора путем произведения модуля вектора тока статора на косинус угла между векторами напряжения и тока статора:

iSx IS cos I U IS cos .

kk.R

Иногда используют упрощенное вычисление активного тока статора, например, исходя из того, что коэффициент мощности АД остается примерно неизменным и равным номинальному значению cos H . Тогда

iSx IS cos H ,

Рис.4.39. Функциональная схема системы скалярного частотного управления с компенсацией скольжения.

и необходимость в обратных связях по напряжению статора АД отпадает.

Выходной сигнал блока ВАТ подается на блок согласования БС, который выполняет масштабное преобразование сигнала и вычисляет "поправку" на сигнал задания частоты с учетом коэффициентов передачи ПЧ и канала обратной связи:

UЗ. f

 

 

 

 

 

 

 

kk.

z p

C

kд.тkПЧ.

 

 

 

 

 

 

 

 

kk.

 

3T z2

 

 

 

 

 

 

M p

 

iSx ,

kд.тkПЧ.

 

2J

 

 

 

 

 

 

где

kk. 0 1

коэф-

фициент, отражающий заданную степень компенсации статизма. Одновременно с повышением задания на частоту напряжения статора

АД повышается и сигнал управления амплитудой, что позволяет сохранить перегрузочную способность АД на прежнем уровне.

Теоретически описанным способом можно добиться любой жесткости механических характеристик ЭП, и, что важно, – без использования ОС по скорости. Однако повышение коэффициента kk. , равно как и коэффициента

при реализации IR-компенсации ведет к повышению коэффициента уси-

ления замкнутой системы, что приближает систему к границе устойчивости. Наиболее рациональным является подход, когда коэффициенты kk. и kk.R

выбираются совместно, исходя из исходной жесткости характеристик АД и величины RS.