Автоматическое управление техническими системами. Система «Управляемый преобразователь – машина постоянного тока» как объект управления. Автоматическое регулирование координат электропривода. Частотно токовое управление АД, страница 47

Сигнал задания скорости ротора поступает на задатчик интенсивности (ЗИ), который формирует задание скорости ротора с необходимым теплом разгона и торможения АД (рис.13.5). Сигнал задания скорости сравнивается  с вычисленной скоростью ротора . Рассогласование поступает на ПИ регулятор скорости, выход которого ограничивается и является сигналом задания на моментообразующую составляющую тока статора по оси q.

Система задания на момент  сравнивается с вычисленным значением . Рассогласование подается на ПИ – регулятор тока , выход которого ограничивается.

Задание на поток АД () поступает на функциональный преобразователь ФП, который в зависимости от вычисленной скорости ротора обеспечивает двухзонное управление АД, ослабляя поток двигателя при частотах выше 50 Гц. Сигнал выхода ФП сравнивается с вычисленным потоком АД . Рассогласование подается на ПИ регулятор потока, выход которого является сигналом задания на потокообразующую составляющую тока статора по оси d .

Сигналы задания составляющих вектора тока статора по осям d и q поступают на ПК2 (из d, q  в  и затем в а, в, с). координатный преобразователь служит для перехода от вращающейся системы координат (d, q)в неподвижную двухфазную , а затем в неподвижную трехфазную  (а, в, с). Это необходимо для того, чтобы можно было осуществлять управление АД постоянными (без синусоидальной составляющей) сигналами регуляторов (оси d, q), а затем переходить к переменным синусоидальным сигналам с заданной частотой. Выходы ПК2 являются заданием на фазные П регуляторы токов статора . В качестве обратных связей используются сигналы датчиков токов статора  . Выходные сигналы фазных регуляторов токов статора подаются на широтно – импульсный модулятор (ШИП) инвертора, который преобразует постоянное напряжение звена  в переменное трехфазное напряжение необходимой частоты и амплитуды огибающей. Генератор опорного напряжения ГОН обеспечивает необходимый опорный сигнал.

Вычисление составляющей тока статора  по оси q  для замыкания обратной связи контура управления моментом двигателя осуществляется преобразователем ПК1 (а, в, с - - d, q) на основании сигналов датчиков фазных токов статора  .

Датчик напряжения ДН преобразует сигналы потенциалов фаз статора в фазные напряжения Ua и Uв согласно следующим уравнениям:

Имея фазные напряжения статора легко найти потокосцепление фаз ротора согласно векторной диаграмме (рис.13.4). Для этого необходимо из вектора напряжения статора вычесть вектор  (компенсация iL) и вектор  (компенсация iR), а затем проинтегрировать полученный вектор .

Зная положение вектора потокосцепления ротора необходимо его ориентировать по оси d ротора. Для этого раскладываем вектор потокосцепления ротора по осям  d, q и сводим составляющую потокосцепления ротора по оси q к нулю, осуществляя тем самым принцип ориентирования по полю двигателя.

Вычисление  и осуществляет ПК1, используя сигналы  и . Сигнал используется для замыкания обратной связи по полю двигателя (ПИ регулятор составляющей потокосцепления ротора по оси d). Сигнал   сводится к нулю ПИ регулятором составляющей потокосцепления ротора по оси q. Обратная связь составляющей потокосцепления ротора по оси q поступает с ПК1. Задание на регуляторе – нулевое.

Сигнал выхода регулятора пропорционален скорости ротора и используется для замыкания обратной связи контура регулирования скорости ротора.

Для осуществления координатных преобразований необходимо знать тригонометрические функции частоты вращения поля статора. Для этого суммируют вычисленную частоту ротора  и частоту скольжения . Для упрощения вычисления частоты скольжения используем пропорциональность составляющей тока статора по оси q и скольжения двигателя. Введения коэффициента пропорциональности Ks назовем компенсацией скольжения.

Полученный сигнал  подается на преобразователь напряжение – частота ПНЧ и функциональный преобразователь (ФП) ослабления поля. Сигнал выхода ПНЧ интегрируется, из линейной частоты получается угловая, которая с помощью дешифратора преобразуется в требуемые тригонометрические функции .