Математическое описание асинхронного двигателя при частотном управлении. Вектор намагничивающего тока, страница 6

Рассмотренная векторная система  регулирования, несмотря на все ее достоинства, имеет очень серьезный недостаток связанный с необходимостью измерения потока двигателя. Это ограничивает возможную область применения таких систем, так как измерение потока практически возможно лишь в тех случаях, когда  датчик потока установлен при изготовлении двигателя.

Задача построения векторной системы может быть значительно упрощена, если применить разомкнутый канал регулирования потока.

          Воспользовавшись двухфазной моделью двигателя и полагая потокосцепление   и момент двигателя заданными, можно построить векторную диаграмму  тока статора  рис.3.10, определяющую принцип управления.  Диаграмма  построена в осях X-Y,  вращающихся со скоростью поля ротора, причем ось X совмещена с вектором  .           

При известной величине  (задается системой верхнего уровня) составляющая тока статора   может быть найдена из (3.6) 

.

Ток   находится из (3.7).  Две составляющие тока  и  однозначно определяют модуль и фазу  вектора   относительно вектора  .

                                                       (3.12)

Частота тока  статора определяется как 

где f - частота вращения ротора,  f_{c -} частота скольжения,  знаки   соответствуют двигательному и генераторному режимам  работы асинхронного двигателя.

Приведенные выше соотношения реализованы в приводе “Размер 2М-5”, функциональная схема которого приведена на рис. 3.10.

Рис.3.11

Структура привода представляет собой систему подчиненного регулирования с контурами тока, скорости и положения. Контур положения замыкается через устройство ЧПУ. В схеме используется  датчик положения - фазовращатель, сигналы которого обрабатываются электронным блоком с целью получения сигналов обратной связи по положению и скорости.

Регулятор скорости РС включает формирователь  амплитуды и фазы тока статора ФАФТ,   формирователь заданного значения  токов статора ФЗТС,  формирователь частоты скольжения ротора ФЧС,  формирователь частоты фазных токов статора ФЧТС.  ФАФТ вырабатывает сигналы в соответствии с выражениями  (3.12).  Сигнал , пропорциональный потоку двигателя получается в результате обработки синусоидальных сигналов задания фазных токов АД. 

Разностный сигнал   соответствует величине момента нагрузки двигателя, т.е. частоте скольжения. Частота скольжения вычисляется по модели двигателя, поэтому необходимо учитывать температурные изменения параметров.  Коррекция параметров двигателя осуществляется по сигналу датчика температуры ДТ, встроенного в двигатель.

, где   - температурный коэффициент сопротивления,  - температура обмоток двигателя,  - температура, при которой заданы сопротивления обмоток. С помощью датчика температуры также осуществляется защита двигателя от перегрева.  Привод отключается при температуре двигателя  выше 150 градусов.

При работе с ослаблением потока частота   должна зависеть  от соотношения  , при этом электромагнитный момент будет меняться пропорционально .

По результирующему вектору  тока статора (амплитуда и фаза этого  вектора сформированы в блоке ФАФТ)  ФЗТС  формирует синусоидальные сигналы задания фазных  токов, причем в данном приводе формируются  задания только для фаз А и В, так как в трехфазной симметричной системе третий ток может быть определен из соотношения  .  Полученные сигналы поступают на вход трехфазного релейного  регулятора  тока.