асинхронных электроприводах
Появление на рынке современных электронных приборов вызвало революционные преобразования в управляемых электроприводах, в частности появление частотно регулируемых асинхронных электроприводов и приводов постоянного тока.
Структурная схема частотно - управляемого асинхронного электропривода с питанием от внешней сети через звено постоянного тока приведена на рис. 16.7. Звено постоянного тока состоит из трехфазной внешней сети, трехфазного неуправляемого мостового выпрямителя и LC -фильтра на стороне постоянного тока. Здесь же приведена трехфазная мостовая схема инвертора на IGBT -транзисторах.
Рис.16.7. Структурная схема управляемого по частоте АД
Рис. 16.8. Структурная схема векторного частотно управляемого асинхронного электропривода
Рис. 16.9. SPS -модель системы векторного частотно управляемого асинхронного электропривода
Рис. 16.10. Осциллограмма работы векторного частотно управляемого асинхронного электропривода мощностью 37,3 кВт
|
|
Одним из вариантов реализации структурной схемы на рис.16.7 является векторная частотно управляемая схема асинхронного электропривода, структурная схема которой приведена на рис. 16.8.
В основе этой схемы положено использование модели асинхронного двигателя в обратной связи системы управления, реализованной в осях dq.
На базы (управляющие электроды) транзисторов подаются импульсы управления от регулятора тока. Регулятор тока работает в ключевом гистерезисном режиме, сравнивая трехфазные токи с входа управляемого двигателя и вычисляемые с помощью модели АД. Поскольку модель двигателя работает в координатах dq, то предварительно используется обратное преобразование координат dq→abc.
Трехфазные токи с входа управляемого двигателя через прямое преобразование координат abc→dq используются также для вычислений режимных параметров модели АД: потокосцепления ротора , угла , токов .
Регулятор частоты вращения ротора Speed Controller с ПИ -законом регулирования сравнивает значения частоты вращения АД ω с заданной . Ошибка регулирования подается на регулятор, в результате работы которого рассчитывается электромагнитный момент модели с ограничением по его величине.
В качестве параметров вектора задания в схеме используются частота вращения двигателя ω и потокосцепление ротора модели.
На рис. 16.9 представлена SPS -модель системы векторного частотно управляемого асинхронного электропривода, выполненную в соответствии со структурной схемой, приведенной на рис. 16.8, а осциллограмма переходных процессов приведена на рис. 16.10.
|
|
В SPS -модели привода в качестве начальных значений задавался электромагнитный моментный момент модели системы управления и потокосцепление ; угловая частота до значения времени 1,75 с блоком задавалась равной 100 рад/с (955 об/с); момент сопротивления блоком Load_torque задавался равным 100 Н*м.
После времени 1,75 с угловая частота задавалась равной 130 рад/с (1146 об/с), а момент сопротивления 200 Н*м.
Как следует из осциллограммы, заданные значения момента сопротивления и угловой скорости успешно отрабатывются системой управления. На рис.16.10 видно ограничение на значение электромагнитного момента, равное 300 Н*м.
Основные достоинства частотно управляемого элекропривода.
1. Возможность регулирования частоты вращения асинхронного двигателя.
2. Экономия электроэнергии за счет меньших пусковых токов при запуске двигателя.