Автоматическое управление техническими системами. Система «Управляемый преобразователь – машина постоянного тока» как объект управления. Автоматическое регулирование координат электропривода. Частотно токовое управление АД, страница 45

Рис. 12.12 Система управления с пофазной модуляцией и регулированием токов в системе координат α и β. 

Рис. 12.13 Система управления с пофазной модуляцией в системе координат а, в, с.

Рис. 12.14 Система управления с пофазной модуляцией в полярной системе координат.

В качестве примера реализации системы ЧТУ СДМВ при и  на рис.12.15 приведена соответствующая структурная схема.

Рис. 12.15

При  и момент двигателя однозначно определяется значением  при .

Для преобразователей координат применимы следующие соотношения:

ПК1                                               

ПК2                                                      

ПК3                                                   

ПК4                                            

13. Частотно токовое управление АД.

13.1 АД при питании от АИТ

При рассмотрении всех предыдущих вопросов регулирования скорости вращения АД предполагалось, что преобразователь обладает характеристиками источника напряжения.

При ЧТУ же, как отмечалось ранее, в обмотки электрической машины необходимо задавать токи, мгновенные значения которых определяются только сигналом задания. Такими характеристиками обладают преобразователи со свойствами источника тока, в которых ток зависит только от сигнала управления и не зависит ни от режимов работы, ни от параметров двигателя. Эти обстоятельства вносят в работу привода свои особенности. Рассмотрим эти особенности с помощью схемы  замедления и векторной диаграммы на рис.13.1 а) и б).

Рис. 13.1

Независимо от изменений напряжения U₁  модуль тока I₁ остается постоянным. Значения токов получим в виде:

                                                                  (13.1)

                                                             (13.2)

где - реактивное приведенное сопротивление ротора при номинальном режиме работы машины.

Учитывая, что для ненасыщенной магнитной системы машины , проанализируем изменения токов  и  при изменении . Из рис.13.2а видно, что вследствие размагничивающего действия тока ротора, некомпенсируемого изменением тока статора (при питании от источника тока) намагничивающий ток изменяется в широких пределах, тогда как при питании от источника напряжения он оставался практически неизменным.

Поэтому при расчете механических характеристик в этом случае необходимо учитывать изменение .

Если, например, кривую намагничивания машины заменить ломаной 1-2 (рис.13.2б) то для участка 1 можно принять, а для участка 2 .

Тогда при расчете механических характеристик при примем:

                                                                                     (13.3)

где ;        

Абсолютное критическое скольжение  меньше  при  питании двигателя от источника  напряжения, т.к. . Механические характеристики аналогичны характеристикам питания от источника напряжения, но имеют меньшие значения  и.

При больших значениях тока , поэтому в широком диапазоне изменения скольжения (до  на рис.13.2а) магнитная цепь машины находится в глубоком насыщении. Тогда расчет механических характеристик можно выполнить по формуле:

                                                                                  (13.4)

где     ;      

В общем виде структурную схему асинхронного электропривода при питании от АИТ можно представить в виде 13.3

Рис. 13.3

Эта схема позволяет получить диапазон регулирования скорости D>50.

В зоне линейности частоту  определяет задающей сигнал:

, где , т.е.                               (13.5)

Сигнал , пропорциональный, определяет задание контура тока. Сильная обратная связь по току стабилизирует ток на заданном уровне. Поэтому при всех частотах ток статора пропорционален скольжению:

                                                                                                         (13.6)

13.2 Принцип ориентирования по полю

при управлении АД