ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
где
I
1
и
I
2
– амплитудные значения токов статора и ротора, соответственно; θ
1
и θ
2
– углы поворота векторов тока
I
1
и
I
2
, со-
ответственно.
Подставляя значения токов из (10.3) и (10.4) в уравнение (10.2), получаем
(
)
(
)
122112212112
sinsin θ∆=θ−θ= IIpMIIpMM
, (10.5)
где ∆θ
12
– угол между векторами токов ротора и статора.
Из уравнения (10.5) следует, что максимальный момент AД соответствует
2
12
π=θ∆
, т.е. когда векторы токов статора
и ротора перпендикулярны.
При построении систем управления электроприводом на основе векторного управления используют модели АД во вра-
щающихся координатах, которые жёстко связаны с векторами магнитных потоков ротора и статора.
Физические процессы в АД описываются системой дифференциальных уравнений электрического равновесия статора и
ротора по осям
d
и
q
[12]:
( )
( )
( )
,0
;
;
12
2
21222
21
1
121111
21
1
121111
d
d
d
q
q
qq
d
d
dd
E
dt
di
MLRi
E
dt
di
MLRiU
E
dt
di
MLRiU
+++=
+++=
+++=
(10.6)
где
U
1
d
,
U
1
q
,
i
1
d
,
i
1
q
– проекции векторов напряжений и токов статора в координатной системе
d
–
q
;
i
2
d
– продольная состав-
ляющая вектора тока ротора (численно равна амплитуде тока ротора);
E
21
d
,
E
21
q
– проекции векторов ЭДС, наводимых в ста-
торе током ротора;
E
12
d
– продольная составляющая вектора ЭДС ротора, наводимая током статора;
L
1
,
L
2
– индуктивность
обмоток статора и ротора, соответственно.
Из уравнений (10.6) следует, что проекции на ось
d
формируют магнитные потоки статора и ротора, а проекции на ось
q
создают электромагнитный момент АД.
Система векторного уравнения обеспечивает двойное преобразование координат мгновенных значений переменных. На
основе измеренных токов и напряжений с помощью преобразования Парка определяются их значения в координатах α, β
(неподвижная система координат, ориентированная по оси фазы обмотки статора). Затем, с учётом угла поворота поля рото-
ра, получают токи и напряжения в координатах
d
,
q
(система координат, вращающаяся синхронно с потокосцеплением рото-
ра и ориентированная по его направлению). Эти сигналы и являются обратными связями системы управления.
С помощью преобразования Кларка происходит формирование напряжения в реальных трёхфазных осях
a
,
b
,
c
.
Координатно-фазовые преобразования в системе векторного управления обеспечиваются тремя функциональными бло-
ками:
а) блок регуляторов переменных – БРП;
б) блок вычисления переменных – БВП;
в) блок задачи переменных – БЗП.
Большой объём и скорость вычислений обеспечивает микропроцессорный контроллер, разработка которого явилась
вторым этапом создания векторной системы управления AД.
Третий этап создания современного частотно-регулируемого электропривода с векторным управлением – разработка
мощных высоковольтных полевых транзисторов с изолированным затвором серии JGBT. На их базе построен высокочастот-
ный широтно-импульсный модулятор (ШИМ) с автономным инвертором напряжения (АИН).
Высокая частота коммутации и ключевой режим работы транзисторов обеспечивают высокий КПД, большой диапазон
регулирования и малые габариты преобразователей с минимальным влиянием на питающую сеть.
Точность поддержания заданной частоты вращения и диапазон регулирования определяются точностью измерения
мгновенных значений скорости. Для большинства реальных технологических установок достаточен диапазон 1 : 100. В этих
случаях сигнал обратной связи по скорости формируется с помощью «Наблюдателя» состояния АД, представляющего собой
математическую модель, которая учитывает типовые или измеренные параметры АД.
Ощутимую экономию электрической энергии (50 – 70 %) можно получить при использовании частотно-регулируемого
электропривода с векторным управлением в насосных установках горячей и холодной воды, в системе водо- и теплоснабже-
ния вспомогательного оборудования котелен, ТЭЦ и котлоагрегатов.
Регулирование дросселированием связано с потерями энергии на сопротивлениях, создаваемых регулирующими уст-
ройствами. Эти потери отсутствуют при управлении производительностью насосного агрегата путём регулирования частоты
вращения его приводного двигателя. Кроме этого, разгон и торможение по S-образному закону обеспечивают ограничение 1-
й и 2-й производных по скорости, что исключает вредное воздействие переходных процессов (типа гидравлический удар) в
напорных трубопроводах и технологическом оборудовании.
ВЕКТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ СО ВСТРОЕННЫМ PLC-КОНТРОЛЛЕРОМ ТИПА Е2-8300-002Н
1.
Техническая
характеристика
.
1.1. Мощность 2,2 кВт.
1.2. Напряжение входа 380 В, 50 Гц.
1.3. Напряжение выхода 0…380 В.
1.4. Номинальный ток 5,2 А.
1.5. Диапазон регулирования частоты 0,01…650 Гц.
1.6. Время разгона 0,1…3600 с.
1.7. Несущая частота ШИМ 16 кГц.
2.
Программируемые
функции
.
