Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

2 Схемы

2 Схемы

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Реверс трехфазного асинхронного двигателя

Предлагается схема электронного переключателя на твердотельных тиристорах (управляемые кремниевые выпрямители SCR), предназначенная для реверсирования трехфазного двигателя. Тут отсутствуют движущиеся механические контакты — как известно, традиционное реверсирование осуществляется парой контакторов, которые меняют местами две из трех линий переменного тока. Но у контакторов есть недостатки — они дороги и имеют ограниченный срок службы при повторяющемся частом переключении.

Схема релейного реверса 3-фазного мотора

Для начала схема обычного релейного реверса, чтоб лучше понять процесс. Вот схема принципиальная и далее монтажная реверсивного пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором:

  • SB1 — «Вперед»
  • SB2 — «Назад»
  • SB3 — «Стоп»

Схема электронного реверса двигателя

А это электронное реверсирование:

Схема управления — драйвер.

Обратите внимание, что эта схема не обеспечивает управление скоростью, поскольку двигатель работает на своей базовой скорости, и не обеспечивает переключение при нулевом напряжении. Для контроля вращения используйте схему частотного регулятора.

Как работает электронный реверс

Тиристоры SCR получают повторяющуюся серию импульсов, которая как включает их, так и поддерживает их проводимость. Импульсы управления генерируются м/с 555 и изолируются гальванически через 4 вторичных импульсных трансформатора. Для каждой линии один такой контур. Когда 555 заблокирована, импульсы на управляющем электроде прекращаются, и ток SCR коммутируется по линии переменного напряжения.

Почему SCR? Они намного более надежны чем обычные тиристоры, потому что они рассчитаны на более высокую температуру перехода, имеют более низкие потери проводимости, более высокое номинальное напряжение, более высокое значение dV / dT и более высокий номинальный ток короткого замыкания. Конечно недостатком является требование, чтоб пара проводила оба полупериода.

Полупроводниковый предохранитель необходим для прерывания межфазного тока короткого замыкания, причём достаточно быстро, чтобы уберечь тиристоры от сгорания. Если оба направления включаются одновременно, происходит межфазное короткое замыкание. Отключающий ток предохранителя должен быть существенно меньше тока силового полупроводника.

Добавление конденсатора 0,1 мкФ между управляющим электродом и катодом существенно увеличивает номинальное значение dV / dT устройства, а также снижает шумовую чувствительность.

Демпфер RC подключен к каждой ячейке. Резистор поглощает энергию, вызванную всплеском линейного шума — такое может произойти при включении питания и может вызвать ложное срабатывание тиристоров. Он также поглощает энергию всплеска напряжения выключения SCR, которая является функцией скорости изменения восстановленного тока заряда SCR и индуктивности последовательной цепи.

Трансформаторы импульсные

Трансформатор можно легко изготовить из соответствующих материалов. Он предназначен для пикового первичного напряжения 24 В, но его можно изменить для снижения напряжения путем регулировки количества витков первичной обмотки. Другой подход — параллельное соединение двух импульсных трансформаторов с двумя вторичными обмотками каждый.

Характеристики импульсного трансформатора

Нельзя устанавливать высокий уровень на обоих выходах одновременно. Он должен обеспечивать как минимум 1 линейный цикл для SCR, для коммутации линии перед изменением направления вращения.

В противном случае необходимо предусмотреть промежуток времени между сменой направлений, чтобы скорость двигателя снизилась. Хотя скорость не обязательно должна падать до нуля, это снизит повышение температуры двигателя, поскольку реверс двигателя, когда он вращается в другом направлении, приводит к очень высоким токам мотора.

Однофазная испытательная схема

Поскольку в радиолюбительской лаборатории как правило нет трехфазного источника питания для работы двигателя, тестирование может быть однофазным. Для этого требуется только два SCR, соединенных встречно параллельно, и половина цепи управления.

Однофазный тестовый сигнал на осциллографе показан выше.

Типовые узлы и схемы управления электроприводов с асинхронными двигателями

Типовые схемы релейно-контакторного управления АД строят­ся по тем же принципам, что и схемы ДПТ.

Типовые схемы управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Двигатели этого типа малой и средней мощ­ности обычно запускаются прямым подключением к сети без огра­ничения пусковых токов. В этих случаях они управляются с помо­щью магнитных пускателей, которые одновременно обеспечивают и некоторые виды их защиты.

Схема управления асинхронным двигателем с использованием маг­нитного пускателя(рис. 134) включает в себя магнитный пуска­тель, состоящий из контактора КМ и двух встроенных в него теп­ловых реле защиты КК. Такая схема обеспечивает прямой (без ог­раничения тока и момента) пуск АД, отключение его от сети, а так­же защиту от коротких замыканий (предохранители FA) и перегруз­ки (тепловые реле КК).

Для пуска двигателя замыкается выключатель QF и нажимается кнопка пуска SB1. При этом получает питание катушка контакто­ра КМ, который, включившись, своими главными силовыми кон­тактами в цепи статора подключает двигатель к источнику пита­ния, а вспомогательным контактом шунтирует кнопку SB1.

Проис­ходит разбег асинхронного двигателя по его естественной характе­ристике. При нажатии кнопки остановки SB2 контактор КМ теря­ет питание и отключает АД от сети. Начинается процесс торможе­ния асинхронного двигателя выбегом под действием момента на­грузки на его валу.

Реверсивная схема управления асинхронным двигателем. Основ­ным элементом этой схемы является реверсивный магнитный пуска­тель, который включает в себя два линейных контактора КМ1 и КМ2 и два тепловых реле защиты КК (рис. 135). Такая схема обеспечи­вает прямой пуск и реверс асинх­ронного двигателя, а также тормо­жение АД противовключением при ручном (неавтоматическом) управ­лении.

В этой схеме предусмотрена так­же защита от перегрузок АД (реле КК) и коротких замыканий в цепях статора (автоматический выключа­тель QF) и управления (предохранители FA). Кроме того, в ней обес­печивается и нулевая защита от исчезновения (снижения) напряже­ния сети (контакторы КМ1 и КМ2).

Рис.134. Схема управления короткозамкнутым АД с магнитным пускателем

Рис.135.Схема управления короткозамкнутым АД с реверсивным магнитным пускателем

Пуск двигателя в условных направлениях «Вперед» или «На­зад» осуществляется нажатием соответственно кнопок SB1 или SB2, что приводит к срабатыванию контакторов КМ1 или КМ2 и подключению АД к сети (при включенном автоматическом вы­ключателе QF). Для обеспечения реверса или торможения двигателя сначала нажимается кнопка SB3, что приводит к отключению включенного до тех пор контактора (например, КМ1), а затем — кнопка SB2, что приводит к включению контактора КМ2 и подаче на АД напряже­ния питания с другим чередованием фаз. После этого магнитное поле двигателя изменяет свое направление вращения и начинается процесс реверса, состоящий из двух этапов — торможения противо­включением и разбега в противоположную сторону.

Читать еще:  Атлант 1709 схема включения двигателя

В случае необходимости только затормозить двигатель при дос­тижении им нулевой скорости следует вновь нажать кнопку SB3, что приведет к отключению его от сети и возвращению схемы в ис­ходное положение. Если же кнопку SB3 не нажимать, последует разбег АД в другую сторону, т.е. его реверс.

Во избежание короткого замыкания в цепи статора, которое может возникнуть в результате одновременного ошибочного на­жатия кнопок SB1 и SB2, в реверсивных магнитных пускателях иногда предусматривается специальная механическая блокиров­ка. Она представляет собой рычажную систему, которая предотв­ращает одновременное включение двух контакторов. В дополне­ние к механической в такой схеме используется типовая электри­ческая блокировка, применяемая в реверсивных схемах упра­вления, которая заключается в перекрестном включении размы­кающих контактов аппарата КМ1 в цепь катушки аппарата КМ2 и наоборот.

Отметим, что повышению надежности работы ЭП и удобства его в эксплуатации способствует использование в схеме управле­ния воздушного автоматического выключателя QF, который исклю­чает возможность работы привода при обрыве одной фазы и при однофазном коротком замыкании, как это может иметь место при использовании предохранителей.

Схема управления двухскоростным асинхронным двигателем (рис. 136) обеспечивает получение двух его скоростей соеди­нением секций (полуобмоток) обмотки статора в треугольник или двойную звезду и реверсирование. Защита ЭП в этом слу­чае осуществляется тепловыми реле КК1 и КК2 и предохрани­телями FA.

Рис. 136. Схема управления двухскоростным АД

Для обеспечения пуска АД и вращения его с малой скорос­тью необходимо нажать кнопку SB4, после чего сработают кон­тактор КМ2 и блокировочное реле KV. При этом статор двига­теля включится по схеме треугольника, а реле KV, замкнув свои контакты в цепях катушек аппаратов КМЗ и КМ4, подготовит подключение его к источнику питания. Нажатие кнопок SB1 или SB2 определит соответственно направление пуска вперед или назад.

Разгон двигателя до высокой скорости осуществляется при на­жатии кнопки SB5, которая отключит контактор КМ2 и включит контактор КМ1, т.е. обеспечит переключение секций обмоток ста­тора со схемы треугольника на схему двойной звезды.

Остановка АД производится нажатием кнопки SB3, которая от­ключит все контакторы и сам двигатель от сети.

Применение в данной схеме двухцепных кнопок управления не допускает одновременного включения контакторов КМ1 и КМ2, КМЗ и КМ4. Этой же цели служит перекрестное включение размы­кающих блок-контактов контакторов КМ1 и КМ2, КМЗ и КМ4 в цепи их катушек.

Типовая схема управления асинхронным двигателем, обеспечива­ющая его прямой пуск и динамическое торможение в функции време­ни (рис. 137).

Пуск двигателя в этом случае осуществляется нажа­тием кнопки SB1, после чего срабатывает линейный контактор КМ, подключающий двигатель к источнику питания. Одновременное замыкание контакта КМ в цепи реле времени КТ вызовет срабаты­вание последнего и замыкание его контакта в цепи контактора тор­можения КМ1, который тем не менее не сработает, так как в этой цепи разомкнулся размыкающий контакт КМ.

Рис.137. Схема управления пуском и динамическим торможением короткозамкнутого АД

Для остановки АД необходимо нажать кнопку SB3. Тогда кон­тактор КМ отключится и, разомкнув свои контакты в цепи стато­ра, отключит двигатель от сети переменного тока. Одновременно с этим замкнется контакт КМ в цепи аппарата КМ1 и разомкнётся контакт КМ в цепи реле КТ, что приведет к включению контактора торможения КМ1, подаче в обмотки статора постоянного тока от выпрямителя V через резистор RТ и переводу двигателя в режим ди­намического торможения.

Реле времени КТ, потеряв питание, начнет отсчет выдержки вре­мени. Через некоторый интервал времени, соответствующий вре­мени останова двигателя, реле КТ разомкнет свой контакт в цепи контактора КМ1, тот отключится и прекратит подачу постоянного тока в цепь статора. Схема вернется в исходное положение.

Интенсивность динамического торможения регулируется резис­тором Rt, с помощью которого устанавливается необходимый по­стоянный ток в статоре двигателя.

Для исключения возможности одновременного подключения ста­тора к источникам переменного и постоянного токов в данной схе­ме используется типовая блокировка с помощью размыкающих кон­тактов КМ и КМ1, включенных перекрестно в цепи катушек этих аппаратов.

Типовые схемы управления асинхронным двигателем с фазным ротором, которые рассчитываются в основном на среднюю и боль­шую мощности, должны предусматривать ограничение токов при пуске, реверсе и торможении с помощью добавочных резисторов в цепи ротора. В некоторых случаях резисторы в цепь ротора вклю­чаются с целью увеличения пускового момента двигателя.

Схема пуска асинхронного двигателя в одну ступень в функции времени и торможения противовключением в функции ЭДС (рис. 138) работает следующим образом. После подачи напряжения происхо­дит включение реле времени КТ, которое своим размыкающим кон­тактом разрывает цепь питания контактора КМЗ, предотвращая тем самым его включение и преждевременное закорачивание пусковых резисторов в цепи ротора.

Рис.138. Схема пуска АД в одну ступень в функции времени и торможения противовключением в функции ЭДС

При нажатии кнопки SB1 включается контактор КМ1, статор под­соединяется к сети, электромагнитный тормоз YB растормаживается и начинается разбег двигателя. Включение контактора КМ1 одно­временно приводит к срабатыванию контактора КМ4, который сво­ими контактами шунтирует ненужный при пуске резистор противо­включения Rд2, а также разрывает цепь катушки реле времени КТ. Последнее, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени, пос­ле чего замыкает свой контакт в цепи катушки контактора КМЗ, ко­торый, срабатывая, шунтирует пусковой резистор Rд1 в цепи ротора, и АД выходит на свою естественную характеристику.

Управление торможением в схеме обеспечивает реле торможе­ния KV, контролирующее уровень ЭДС (скорости) ротора. С помо­щью резистора Rp оно регулируется таким образом, чтобы при пус­ке (0 44 454647>

Дата добавления: 2019-02-08 ; просмотров: 1107 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором

Асинхронный двигатель с фазным ротором

Асинхронный двигатель с фазным ротором (рис. 258 и 259) применяют для привода таких машин и механизмов, которые пускаются в ход под нагрузкой (краны, лифты и пр.). В подобных приводах двигатель должен развивать при пуске максимальный момент, что достигается с помощью пускового реостата (см. § 80).

В двигателе с фазным ротором статор выполнен так же, как и в двигателе с короткозамкнутым ротором. На роторе же расположена трехфазная обмотка, состоящая из трех, шести, девяти и т. д. катушек (в зависимости от числа полюсов машины), сдвинутых одна относительно другой на 120° (в двухполюсной машине), 60° (в четырехполюсной) и т. д. Числа полюсов обмоток статора и ротора берутся одинаковыми.

Читать еще:  Ваз 111730 какой двигатель

Рис. 258. Электрическая схема асинхронного двигателя с фазным ротором (а) и его условное графическое изображение (б): 1 — статор; 2 — ротор; 3 — контактные кольца со щетками; 4 — пусковой реостат

Рис. 259. Основные конструктивные узлы асинхронного двигателя с фазным ротором: 1 — приспособление для подъема щеток; 2, 12 —- подшипниковые щиты; 3 — щеткодержатели; 4 — траверса; 5 — обмотка статора; 6 — остов; 7 — сердечник статора; 8 — коробка с выводами; 9 — сердечник ротора; 10 — обмотка ротора; 11 — контактные кольца

Обмотку фазного ротора обычно соединяют «звездой». Концы ее присоединяют к трем контактным кольцам, к которым посредством щеток подключают трехфазный пусковой реостат, т. е. в каждую фазу ротора в момент пуска вводят дополнительное активное сопротивление.

Для уменьшения износа контактных колец и щеток двигатели с фазным ротором иногда снабжают приспособлениями 1 (см. рис. 259) для подъема щеток и замыкания колец накоротко после выключения реостата.

Схема управления асинхронным двигателем с фазным ротором

Схема включает АД с фазным ротором, типовую панель управления серии ПДУ6220, пускорегулирующие реостаты RД и реостат динамического торможения RДТ, а также командоаппарат SA.

Схема обеспечивает пуск АД в две ступени в функции независимой выдержки времени, автоматическое динамическое торможение, максимальную защиту АД (реле тока FA1 — FA3), защиту от самозапуска.

Командоаппарат SA, имеющий нейтральное положение 0 и три равнозначных положения влево и вправо (1, 2, 3), позволяет выбрать режимы работы. В нейтральной позиции 0 реле KV включено и обеспечивает готовность ЭП к пуску. При переводе SA в любое положение (1, 2, З) включается линейный контактор КМ2 и на статор М подается напряжение. Одновременно включается КМ5, включающий катушку тормозного электромагнита, который растормаживает вал АД. Получает питание реле времени КТ3, обеспечивающее выдержку времени при динамическом торможении.

Автоматический пуск в функции времени при переводе SA, например, в положение 3 происходит благодаря последовательному шунтированию пусковых ступеней контакторами КМЗ и КМ4. Выдержки времени на их включение обеспечиваются реле времени КТ1 и КТ2.

Автоматическое динамическое торможение обеспечивается при переводе рукоятки SA в положение 0. При этом КМ2 и КМ5 отключаются, КМ1 включается и на статор подается постоянное напряжение. По истечении выдержки времени торможения реле КТ3 отключается и отключает контактор КМ1. Одновременно катушка тормозного электромагнита теряет питание, осуществляется механическое торможение.

В настоящее время, на долю асинхронных двигателей приходится не менее 80% всех электродвигателей, выпускаемых промышленностью. К ним относятся и трехфазные асинхронные двигатели.

Трехфазные асинхронные электродвигатели широко используются в устройствах автоматики и телемеханики, бытовых и медицинских приборах, устройствах звукозаписи и т.п.

Векторное управление

Правильно выбранный способ управления электроприводами переменного тока значительно снижает потребление электроэнергии, повышает к.п.д. и дает ощутимый технический и экономический эффект.

Синхронные и асинхронные машины управляются по 2 основным законам: скалярным и векторным. Суть последнего способа – контроль амплитуды и частоты питающего напряжения как при скалярном управлении, а также фазы. То есть, регулируется не только скалярная величина контролируемых характеристик, но и их векторная составляющая.

Векторный способ позволяет изменять скорость вала и момент одновременно, значительно увеличивает точность регулирования во всем диапазоне, уменьшает потери на намагничивание и нагрев, обеспечивает плавное вращения ротора без рывков на небольших скоростях. Метод также позволяет подстраивать момент на валу при переменной нагрузке без изменения частоты вращения.

На схеме представлена типовая схема векторного управления электроприводом, где:

  • АД – электрический двигатель.
  • БРП – блок регуляторов суммирования входных сигналов и сигналов обратной связи.
  • БВП – блок вычисления и преобразования импульсов обратной связи.
  • БЗП – задающий блок.
  • ДС – датчик скорости вала электродвигателя.
  • АИН ШИМ – блок амплитудно-импульсной или широтно-импульсной модуляции частоты питающего напряжения.

Принцип ее работы основан на контроле сцепления магнитных потоков ротора и статора. На блок регуляторов БРП и поступают заданные сигналы момента и потокосцепления и импульсы с контура обратной связи. Далее в задающем блоке БЗП они преобразуются в импульсы, регулирующие работу ШИМ или АИМ. На обмотки электродвигателя поступает напряжение заданной частоты и величины. Датчик скорости ДС считает количество оборотов вала ротора в единицу времени и подает сигнал на блок регуляторов БРП. В нем осуществляется суммирование фазовых составляющих заданных сигналов и импульсов обратной связи. В результате на задающий блок БЗП поступает интегрированный сигнал с учетом фактической скорости и момента на валу электродвигателя.

Классификация методов векторного управления

Со времен появления первых управляемых электроприводов переменного тока было предложено много способов регулирования скорости ротора и момента на валу. Наиболее массовое применение нашли методы линейного и нелинейного регулирования.

Первый способ применяют в схемах с широтно-имульсной модуляцией. При этом вектор напряжения обмоток статора определяется как усредненное значение за период дискретизации. При линейном регулировании используется пространственно векторная модуляция, регулятор (ПИ) работает с усредненными величинами за период дискретизации сигналов, в то время как нелинейный метод подразумевает обработку мгновенных величин сигналов.

К линейному способу регулирования относятся:

  • Полеориентированное управление или ПОУ (англ. FOC ).
  • Прямое управление моментом с пространственно-векторной модуляцией напряжения или ПУМ-ПВМ (англ. DTC-SVM ).
  • Прямое управление моментом с пространственно векторной модуляцией потока или ПУМ-ПВМП (англ. DTC-FVM).

Обработка средних значений позволяет снизать частоту выборки в линейных схемах до 2-5 кГц. При применении нелинейного метода эта величина составляет до 40 кГц. К таким способам относят:

  • Прямое управление моментом с таблицей включения или ПУМ.
  • Прямое самоуправление ПСУ.
  • Адаптивное прямое управление моментом.

Нелинейное управление позволяет упростить схему, не требует установки датчика положения. Такой способ также отличает отсутствие необходимости выполнять преобразование Парка, отдельную модуляцию напряжения, вводить в топологию контуры тока. Приводы с нелинейным управлением обладают отличными динамическими характеристиками.

К недостаткам метода относят наличие широкоспекторных шумов, значительных пульсаций момента и тока, обусловленных переменной частотой переключения ключей, высокие требования к точности определения вектора магнитного потокосцепления статора и момента.

Полеориентированное управление (ПОУ, FOC )

Полеориентированное управление – метод раздельного контроля магнитного поля и момента. Такой способ применяют в схемах привода с асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором (АДКР) и синхронными электрическими машинами на постоянных магнатах (СДПМ). Метод аналогичен управлению электродвигателями постоянного тока с независимым возбуждением и механической коммутацией.

Читать еще:  Что такое двигатель skyactiv

Главная особенность таких машин – разделенные обмотки возбуждения и якоря. Потокосцепление регулируется током возбуждения статора, изменение момента осуществляется регулировкой тока вращающейся части.

Бесщеточные электрические машины с короткозамкнутым ротором и постоянными магнитами имеют 3-фазные обмотки неподвижной части, потокосцепление и момент зависят от величины и фазы тока статора. Токи возбуждения и ротора объединены. Таким образом, их величины и фазы нельзя изменять независимо друг от друга.

Ток в таких двигателях можно разложить на 2 составляющие: продольную Isd и поперечную Isq. От амплитуды и фазы Isd зависит поле, от значений Isq зависит момент на валу.

В такой системе управление двигателем переменного тока аналогично управлению электрической машиной с независимым возбуждением. Регулирование может быть осуществлено инвертором с широтно-импульсным модулятором, пропорционально-интегральным регулятором и пространственно-векторной модуляцией напряжения.

При этом мгновенные значения тока неподвижной части преобразовываются при помощи преобразования Парка для адаптации к системе координат вращения ротора с учетом сигналов датчика положения вращающейся части. Поле изменяется путем регулирования продольной компоненты Isd, момент – регулировкой поперечной составляющей Isq.

Для определения векторов опорных напряжений в схеме применяется вычислительный блок, осуществляющий обратное преобразование Парка.

Для получения данных о положении вала используется датчик, интегрированный в двигатель. Также возможно полеориентированное управление по косвенным данным. В этом случае положение ротора вычисляется на основании сигналов со счетчика оборотов или измерений других параметров.

Прямое управление моментом с пространственно-векторной модуляцией напряжения

Общая схема прямого управления с ПВМН (пространственно-векторной модуляцией напряжения) представлены на рисунке.

Схемы реализованы по подчиненному принципу, то есть внешний контур регулирует момент, внутренний – потокосцепление статора. Вектор управляющего напряжения uz формируется через векторы потокосцепления ψ и момента М, то есть, он состоит из опорных составляющих напряжения статора.

С выхода регулятора момента подается команда на изменения угла положения ротора, частоты его вращения. В таких схемах момент и потокосцепление регулируются в замкнутых контурах напрямую, что предполагает точное определение пространственных величин потока и момента. Схема с пространственно-векторной модуляцией напряжения работает на постоянной частоте переключений. Это позволяет осуществлять пуск двигателя на низкой скорости, снижает пульсации потока и момента. К недостаткам относятся некоторое ухудшение динамических характеристик.

Нелинейные регуляторы момента

Вторая группа методов векторного управления – нелинейные. В отличие от полеориентированного управления, где используется регулирование по аналогии с коллекторными электрическими машинами постоянного тока с независимым возбуждением, нелинейный способ предлагает непрерывное управление по аналогии с полупроводниковыми устройствами и инверторами.

Прямое управление моментом

Схема прямого управления моментом с таблицей включений была разработана в 1984 году. Суть метода – задание вектора напряжения для одновременного регулирования момента и сцепления магнитных потоков.

Реализация такого способа управления значительно проще схем, ориентированных по полю. При этом отпадает необходимость определять положение вала и преобразовывать неподвижную систем координат во вращающуюся и обратно.

Один из вариантов схем прямого управления моментом с таблицей ограничения включений представлен на рисунке.

Управление осуществляется по двум каналам: частоты вращения, потокосцепления.

На входе есть задатчик интенсивности (ЗИ), который обеспечивает ограничение ускорения при изменении скорости. Это необходимо для снижения тока на инверторе напряжения (АИН). При ускорении ограничитель ЗИ уменьшает значение тока инвертора АИН. При снижении частоты вращения – рассеивание избыточной мощности или ее возврат в сеть. Как и в системе с пространственной модуляцией для уменьшения перерегулирования на выходе ЗИ нужен апериодический фильтр (Ф). Пропорционально-интегральный регулятор скорости (РС) дает команду на задание момента, который ограничивается нелинейным звеном насыщения.

Определение потокосцеплений статора и ротора осуществляется в блоке НП (адаптивный наблюдатель). В него поступают сигналы о текущих значениях токов и напряжении статора, которые преобразуются в проекции.

Идентификатор напряжения (ИН) служит для определения фазы напряжения статора по состоянию ключей инвертора и его выходному напряжению. На основании полученных пространственные значений вычисляются координаты векторов, а также величины момента и скорости вращения.

Сигналы задания момента и потокосцепления сравниваются с фактическими текущими значениями. Регуляторы РМ и РП с непрерывными характеристиками определяют величину ошибки и формируют сигнал, поступающий на селективный блок вектора напряжения (СВН), с которого управляются ключи инвертора.

Схема прямого управления моментом с таблицей отключений обеспечивает динамическое изменение момента на малых скоростях, включая нулевую угловую частоту, допустимое отклонение скорости не более 10% без датчика и около 0,01% с датчиком, скорость отработки задания момента не более 2 мс.

Прямое самоуправление моментом

Метод самоуправления отличают хорошие динамические характеристики во всех значениях вектора магнитного поля, относительно невысокая частота переключения ключей инвертора, несинусоидальная форма потокосцепления и тока обмотки неподвижной части двигателя, шестиугольная траектория движения вектора потокосцепления.

Регулятор потокосцепления выдает сигналы dA, dB и dC на основании заданного значения потокосцепления статора ψs и текущих фазовых компонентов ψsA, ψsB и ψsC. Сигналы с регулятора соответствуют напряжениям, подаваемым на инвертор.

Сигнал с регулятора момента dM определяет нулевое состояние напряжения, регулятор потокосцепления – длительность активных состояний.

Метод управленияДиапазон управления скоростьюВремя нарастания моментаПусковой моментСтоимостьПогрешность регулирования скоростиОписание
Скалярный1:10Не регулируетсяНевысокийНебольшаяОт 5 до 10%Прост в исполнении, имеет узкий интервал регулирования скорости, значительное время отклика
Векторное полеорентированноеБолее 1: 4001-2 мсВысокийВысокаяПозволяет плавно регулировать момент и частоту вращения вала. Необходимо определение положения ротора
Векторное с пространственно-векторной модуляцией напряжения;Более 1: 4001-2 мсВысокийВысокаяСочетает достоинства полеориентированного и прямого управления
Прямое с таблицей выключенияБолее 1: 400Менее 1 мсВысокийВысокаяОбладает отличными динамическими параметрами. Недостаток: значительные пульсации момента и тока
Прямое самоуправлениеБолее 1: 4001-2 мсВысокийВысокаяСнижает потери при управлении приводом значительной мощности

Заключение

Каждый метод управления электроприводом переменного тока имеет свои достоинства и недостатки. Способ выбирают, исходя из технических требований к оборудованию, а также экономических критериев.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector