Синтез системы управления. Алгоритм управления тяговым приводом. Синтез логического алгоритма работы системы управления

Синтез системы управления

Синтез системы управления электроприводом осуществляется следующими этапами:

1.  По техническому заданию или словесному алгоритму работы электропривода составляется программа его работы

2.  Одним из методов (например, методом циклограмм) синтезируются логические алгоритмы работы системы управления

3.  Методами и правилами алгебры-логики алгоритм совершенствуется с целью сокращения аппаратных средств его реализации

4.  Выбираются аппаратные средства с помощью которых реализуется логический алгоритм

В соответствии с техническим заданием  и словесным алгоритмом работы электропривода рудничного электровоза представленном ниже, опишем алгоритм векторного управления тяговым асинхронным электроприводом.

Алгоритм управления тяговым приводом

Тяговый привод с асинхронным короткозамкнутым двигателем должен выполнять следующие основные функции:

-     снижение уровня рывков при движении и торможении;

-     раздельное регулирование возбуждения и момента двигателя;

-     управление движением и торможением;

-  иметь функции энергосбережения.

Процесс регулирования не должен зависеть от параметров машины и не нуждаться в высокоточном измерении скорости вращения ротора.

Современная система управления тяговым приводом с асинхронным короткозамкнутым двигателем должна обеспечить статическую точность поддержания вращающего (тормозного) момента тягового двигателя ±5% и время отработки момента до 10 мс без перерегулирования во всем диапазоне скоростей движения подвижного состава при характерных для тягового привода возмущениях.

При отработке системой управления возмущений. прикладываемых к тяговому приводу фазные токи двигателя должны изменяться в допустимых пределах.

Работа системы управления основывается на ориентированном по полю ротора регулировании переменных по статическим характеристикам асинхронной машины. Обычно имеет место независимое задание вращающего (тормозного)  момента и магнитного потока асинхронного тягового двигателя. Предусмотрен датчик частоты вращения ротора двигателя.

Предусматривается   адаптация   системы   управления   к изменяющимся в процессе эксплуатации параметрам тягового двигателя.

Для возможности независимого друг от друга регулирования вращающего (тормозного) момента и установления магнитного потока тягового двигателя используются соответствующие модели асинхронной машины, работающие с использованием доступных для измерений величин.

Система управления тяговым приводом должна регулировать напряжение двигателя так, чтобы обеспечить требуемый ток возбуждения и ток определяющий момент двигателя. Воздействуя на канал частоты необходимо стабилизировать пространственную ориентацию векторов токов и потокосцеплений.

Пусть в исходном положении электровоз отключен от контактной сети автоматическим выключателем QF, все органы управления установлены в исходные положения.

1)        Включаем QF который при отсутствии короткого замыкания в цепи питания инвертора остается во включенном состоянии и подает напряжение на инвертор - загорается индикаторная лампа "Питание" на пульте управления машиниста (ПУМ). Начинает выполняться внутренний тест системы управления, который включает тест внутренних регистров и памяти микроконтроллера и правильность выполнения арифметических операций. Если тест прошел без ошибок и ни одна из защит инвертора не срабатывает, то формируется сигнал готовности и на ПУМ загорается лампа "Готов" т.е. привод готов к работе. В противном случае формируется сигнал отказа и вместо лампы "Готов" загорается лампа "Отказ" => происходит останов системы.

2)        После загорания лампы "Готов" начинаем двигать рукоятку командоконтроллера от себя. После 2,5° (растяжка нуля составляет 5°) срабатывает блок-контакт КМ4, загорается лампа "Тяга вперед" на ПУМ, подается звуковой сигнал в течении 5 секунд и при дальнейшем движении рукоятки от себя происходит задание скорости для движения поезда вперед.

3)        После разгона переводим рукоятку командоконтроллера обратно в нулевое положение. При этом с тягового электродвигателя (ТЭД) снимается питающее напряжение, гаснет лампа "Тяга вперед" и загорается лампа "Выбег" на ПУМ - состав продолжает движение под действием запасенной кинетической энергии.

4)        Начинаем поворачивать рукоятку командоаппарата на себя. Через 2,5° замыкается блок-контакт КМ4, гаснет лампа "Выбег"  и загорается лампа "ЭДТ"-ТЭД переводится в режим электродинамического торможения и при дальнейшем движении рукоятки происходит изменение интенсивности торможения. Максимальное тормозное усилие создается при положении рукоятки командоконтроллера в крайнем положении на себя. После остановки возвращаем рукоятку в нулевое положение, лампа "ЭДТ" гаснет.

В нулевом положении рукоятки выдается разрешающий сигнал на движение задним ходом.

5)        Нажимаем педаль заднего хода и удерживаем ее в нажатом положении.

6)        Поворачиваем рукоятку командоконтроллера от себя. При замыкании КМ4 загорается лампа "Тяга назад" и подается звуковой сигнал. При дальнейшем движении рукоятки происходит задание скорости