Описание структурной схемы и назначение ее элементов

Входными для системы управления являются сигналы:

1. Задание по моменту;

2. Скорость вращения.

Выходными для системы управления являются сигналы:

1. Момент двигателя;

2. Скорость.

Структурная схема привода состоит из:

1.Инвертора, который преобразует полярные координаты в трехфазное синусоидальное напряжение.

2.Блока векторного управления.

3.Задатчика интенсивности.

4.Модели двигателя.

Алгоритм управления

Уравнения статорной и роторной цепей АД, во вращающейся со скорость _к, системе координат имеют вид: 

       ;

 ;

;

.

Уравнение для момента:  ,где

m-число фаз, p-число пар полюсов, Kr-коэффициент связи ротора, - скорость вращения ротора.

Если скорость вращения координат совпадает со скоростью вектора потока ротора , то вектор будет на оси 1 представлен своим модулем а его проекция на ось 2 равна нулю и уравнения примут следующий вид:

;

;

;

;

.

Используя уравнения связи:

Из которых следует: ;                                          (8.17)

                                          ;                                    (8.18)

                                                 .

С учётом формул (1),(2) уравнения АД примут вид:

                               ;                  (8.19)

                                                     (8.20)

                                        ;                             (8.21)

             , где ; .   (8.22)

Система управления должна стабилизировать поток ротора и следовательно ток . Уравнения (8.19, 8.20, 8.21, 8.22) при этом упрощаются:

                                                                                        (8.23)

                                                         (8.24)

                                           ;                                      (8.25)

                                             .                                        (8.26)

Из уравнения (8.25) следует закон формирования тока :

                                                   .                                           (8.27)

Из уравнения (8.22) следует закон формирования тока :

                                                  .                                        (8.28)

Из уравнения (8.26) определяется величина абсолютного скольжения

                                                 .                                             (8.29)

На основании определения  необходимая скорость вращения поля ротора

                                                  .                                                 (8.30)

Скорость вектора напряжения статора определяется из соотношения:

            ,где  , или  ,где .

 Исследование системы управления на модели показало малое влияние второго слагаемого на переходные процессы, поэтому закономерно принять:

.

Уравнения (8.27, 8.28, 8.29, 8.30) служат основой для построения системы управления приводом с ориентированием потока ротора.

Управление с регулированием напряжения требует формирования ортогональных составляющих вектора напряжения, которые вычисляются с использованием формул 8.23, 8.24.

                                               ;                                     (8.31)

                                      .                             (8.32)

По вычисленным составляющим вектора напряжения находится амплитуда напряжения: 

                            .

На основании информации о фазных токах  вычисляется модуль вектора тока статора по формуле:

                            где

Ток, определяющий момент двигателя может быть найден исходя из неизменности тока определяющего потокосцепление ротора.

.

Управление потоком

Модуль вектора потокосцепления ротора в системе управления задается наравне номинального значения. В процессе работы для обеспечения нормальной и экономичной работы привода потоком необходимо управлять. Так при работе на скоростях выше номинальных его необходимо уменьшать по аналогии с машинами постоянного тока, при малых нагрузках для уменьшения потребляемого тока поток также надо уменьшать.

       Работа с ослаблением поля требует формирования задания по потоку в соответствии с формулой:

при w > w_ном ,       

       Работа в режиме минимума тока статора, когда ток I_s1 становится больше тока I_s2 , минимум тока статора обеспечивается при управлении потоком исходя из соотношения:

I_s1 = I_s2

       Приравнивая (8.28) и (8.29) получим закон управления потоком: