Модернизация электрооборудования специального шлифовального станка с числовым программным управлением, страница 7

Сигнал задания скорости ротора w_рзад поступает на задатчик интенсивности (ЗИ), который формирует задание скорости ротора wр с необходимым темпом разгона и торможения АД. Сигнал задания скорости сравнивается с вычисленной скоростью ротора . Рассогласование поступает на ПИ-регулятор скорости, выход которого ограничивается и является сигналом задания на составляющую тока статора по оси 2 (моментообразующую). Сигнал задания на момент I2s сравнивается с вычисленным значением . Рассогласование идет на ПИ-регулятор тока I2s, 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 50Гц. Сигнал выхода функционального преобразователя () сравнивается c вычисленным потоком АД. Рассогласование подается на регулятор потока, выход которого является сигналом задания на составляющую тока статора по оси 1 (потокообразующую).

Сигналы задания составляющих вектора тока статора по осям 1 и 2 () поступают на преобразователь координат ПК2 (из осей 1, 2 в оси  и затем в оси u, v, w). Координатный преобразователь служит для перехода от вращающейся системы координат (1, 2) в неподвижную систему координат (), а затем из неподвижной двухфазной системы  () в неподвижную 3-х фазную (u, v, w). Это необходимо для того, чтобы можно было осуществлять управление АД постоянными (без синусоидальной составляющей) сигналами регуляторов (оси 1, 2), а затем переходить к переменным синусоидальным сигналам с заданной частотой.  Выхода координатного преобразователя являются заданием на фазные П-регуляторы токов статора . В качестве обратных связей используются сигналы датчиков токов статора фаз U,V,W (). Сигналы выходов фазных регуляторов токов статора подаются на широтно-импульсный модулятор (ШИМ) инвертора, который преобразует постоянное напряжение звена (+L -L) в переменное 3-х фазное напряжение необходимой частоты и амплитуды огибающей. В качестве опорного сигнала ШИМ используется генератор пилообразного опорного напряжения (ГОН). Шимирующие функции после сравнения сигналов выхода фазных регуляторов с опорным напряжением распределяются определенным образом и являются управляющими сигналами для задания коммутационных функций силовых транзисторов, формируя синусоидальные токи фаз обмотки статора заданной частоты.

Вычисление составляющей тока статора по оси 2 () для замыкания обратной связи контура управления моментом двигателя осуществляется с помощью преобразователя координат ПК1 (u, v, w ® a, b ® 1, 2) на основании сигналов датчиков фазных токов статора ().

Датчик напряжения (ДН) преобразует сигналы потенциалов фаз статора (ju, jv, jw) в фазные напряжения Uu, Uv согласно следующим уравнениям:

Имея фазные напряжения статора можно легко найти потокосцепления фаз ротора согласно векторной диаграмме (рис.). Для этого необходимо из вектора напряжения статора вычесть вектор (компенсация iL) и вектор (компенсация iR), а затем проинтегрировать полученный вектор . Запишем уравнение фазы статора в упрощенной форме:

где . - индуктивности рассеяния обмотки статора и индуктивность рассеяния обмотки ротора, приведенное к обмотке статора, соответственно. Уравнение потокосцепления ротора для фазы V аналогично фазе U.

Аналоговый интегратор, в силу своих свойств интегрировать внутренние утечки, может  со временем перейти в режим насыщения, что недопустимо. Вследствие этого применяется корректор нуля, который заводит отрицательную обратную связь на интегратор, приводя его к асимптотической устойчивости без постоянной составляющей на выходе. Полоса пропускания “выедателя” » 0,67Гц.

Зная положение вектора потокосцепления ротора необходимо его орентировать по оси d ротора. Для этого раскладываем вектор потокосцепления ротора по осям управления ротором (1, 2) и сводим составляющую потокосцепления ротора по оси 2 к нулю, тем самым осуществляется принцип ориентации по полю двигателя.