Математическое описание асинхронного двигателя при частотном управлении. Вектор намагничивающего тока, страница 4

.                  (3.7)           

Отсюда следует, что если при управлении асинхронным двигателем оперировать не с реальными переменными, а с их преобразованными значениями, можно раздельно управлять величинами магнитного потока и момента двигателя, имея дело не с синусоидальными переменными величинами, а с их преобразованными постоянными значениями. Это позволяет строить систему управления аналогично принципам, используемым для двигателей постоянного тока.

Основой для таких систем является информация о мгновенном значении и пространственном положении вектора потокосцепления  в воздушном зазоре, измерение которого обычно осуществляется с помощью датчиков Холла.

Рассмотрим один из вариантов такой системы, разработанный фирмой Siemens и получивший название Transvektor,  рис.3-6.

В соответствии с изложенным, для реализации управления потоком и моментом двигателя необходимо измерить мгновенные трехфазные токи статора, поток в зазоре, осуществить преобразование трехфазных переменных к эквивалентным двухфазным, произвести координатное преобразование к осям, ориентированным по полю. Определенные таким образом   и    надо сравнить с их заданными значениями, получить сигналы управления потоком и моментом в осях  X и Y, а затем осуществить обратные преобразования: координатное и двухфазно-трехфазное для управления преобразователем частоты.

Система состоит из трех крупных блоков: блока вычисления текущих значений переменных БВТП, блока регуляторов переменных БРП, блока вычисления заданных значений переменных БВЗП.

Блок БВТП преобразует измеренные с помощью датчиков Холла трехфазные значения потока в воздушном зазоре и   и измеренные с помощью датчиков тока действительные трехфазные переменные токи   и   в ориентированные по полю значения потокосцепления , намагничивающего тока  и активного тока .

Он состоит из блоков фазных преобразований БФП1 и БФП2, блока векторного фильтра БВФ и блока координатного преобразования БКП2. Блок  БФП1 осуществляет трехфазно-двухфазное преобразование потокосцепления в воздушном зазоре в  потокосцепление ротора, т.к. датчики измерят потокосцепление в зазоре, в соответствии с формулами:

Необходимые значения  токов   и   вычисляются блоком БВП2.  Блок векторного фильтра БВФ решает задачу  определения мгновенного пространственного угла поворота   вектора потокосцепления  . Решение этой задачи осложняется наличием зубцовых пульсаций потока машины, уменьшение влияния которых обеспечивается векторным фильтром. Схема векторного фильтра приведена на рис . 3-7.

Составной частью БВФ является блок координатных преобразований БКП1,  на входы которого подаются   и  , а также   и  , вырабатываемые управляемым генератором колебаний  УГК.

В общем случае , поэтому блок БКП1 осуществляет координатные преобразования в соответствии с зависимостью

Так как   и  , то подставив  эти значения в предыдущие формулы получим

На выходе БКП1 получаются составляющие вектора  в виде периодических функций разности углов    и  .   Вычислительное устройство ВУ определяет модуль  и угол    Сигнал обратной связи подается на вход ПИ регулятора фазы, выходная величина которого  воздействует на УГК , уменьшая  .