Файл: Глава 16.doc

, (16.17)

где: .

Если подставить уравнение (16.17) в первое уравнение системы (16.14), то получим в операторной форме

. (16.18)

Из второго соотношения уравнений (16.13) вектор тока

. (16.19)

Подставив это соотношение во второе уравнение системы (16.14), получим

. (16.20)

Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором .

Из уравнений (16.18) и (16.20) после разложения на действительную и мнимую составляющие и из уравнения электромагнитного момента с учетом того, что , получается система уравнений динамической механической характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в ортогональной системе координат 1,2, ориентированной по результирующему вектору потокосцепления ротора.

(16.21)

где: .

Разрешив первые два уравнения системы (16.21) относительно токов i_1s и i_2s, можно составить структурную схему асинхронного двигателя как объекта управления в системе координат, ориентированной по результирующему вектору . Эта структурная схема представлена на рис.16.7.

Если считать, что выходной координатой двигателя как электромеханического преобразователя энергии является электромагнитный момент, то тогда в ее составе можно выделить два канала регулирования: потокоцепления и тока. При работе двигателя на линейном участке механической характеристики, а момент регулируется за счет изменения токаi_2s. Ток i_2s изменяется за счет действия внутренней обратной связи по э.д.с.

---

(16.22)

в связи с изменением нагрузки на валу.

В составе структурной схемы имеются две нелинейные перекрестные связи между каналами регулирования. Перекрестная связь из канала в каналопределяется уравнением

. (16.23)

Перекрестная связь из канала в каналопределяется уравнением

. (16.24)

Эти перекрестные связи играют существенную роль в переходных процессах двигателя.

---

16.4.3. Замкнутая система регулирования скорости с векторным управлением

Систему регулирования скорости целесообразно рассматривать и реализовывать в системе координат, связанных с обобщенным вектором [2-4]. Из рис.16.7 следует, что система регулирования скорости должна быть двухкоординатной. Канал регулирования потокосцеплениясодержит два апериодических звенаи. Канал регулирования токаi_2s и момента содержит одно апериодическое звено .

Поэтому система регулирования канала потокосцепления должна строиться как двухконтурная система подчиненного регулирования, каждый из контуров которой настраивается на модульный оптимум с применением ПИ-регуляторов, компенсирующих соответствующие апериодические звенья.

Канал регулирования тока i_2s и момента содержит одно апериодическое звено и настраивается на модульный оптимум.

Для построения качественной системы регулирования скорости действие перекрестных связей в структурной схеме двигателя должно быть скомпенсировано введением соответствующих компенсирующих сигналов. В результате образуются два независимых канала регулирования, в которых параметры регуляторов рассчитываются известными методами. Структурная схема такой системы показана на рис.16.8.

Преобразователь частоты в такой системе должен представлять собой транзисторный инвертор напряжения с синусоидальной ШИМ–модуляцией на высокой несущей частоте.

Практическая реализация асинхронного электропривода с векторным управлением связана с определенными техническими трудностями, обусловленными необходимостью измерения потокосцепления , а также необходимостью применения прецизионных координатных преобразователей.

---

Рис.16.8. Структурная схема асинхронного электропривода с векторным управлением в системе координат

Для перехода от реальных переменных статора трехфазной машины к переменным эквивалентной двухфазной машины в системе координатα, β выведены следующие соотношения при условии, что

(16.25)

Переменные х_2d и х_2q для роторной цепи также определяются соотношениями (16.25) при соответствующей замене индексов. Формулы обратного преобразования из системы α, β в систему а, в, с записываются в следующем виде

(16.26)

Формулы координатных преобразований получены при соблюдении условия инвариантности мощности.

Технические параметры рассмотренной системы асинхронного электропривода с векторным управлением близки к характеристикам электропривода постоянного тока с аналогичной структурой.

22

---