Файл: Бродовский В.Н. Приводы с частотно-токовым управлением.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.07.2024

Просмотров: 103

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Введем следующие обозначения:

Ко ( u D С О sy—UQS ту) = i>;

(3 - 5)

 

/CO("D sin Y + H Q cosy) = / G

(3-6)

и -перепишем

(3-3) в виде

 

 

М = L i d макс (iqlF + 'die).

(3-7)

Произведя

в (1-46) замену в соответствии

с (3-5) и

(3-6), получим следующие дифференциальные уравне­ ния для токов id и 'V

did

I г2 ;

^ldMRKO ^lF •

0\

- 5 Г

+ Т - > " =

~

ЧГ'

 

diq

I г г ;

^-ldjiaKO

^'G

/О Q\

- r f T + T " ' ' — — I

З П

( c i " y j

Покажем, что при скачкообразном

изменении

сигна­

ла UQ О Т нуля до некоторого заданного

значения

момент

асинхронной машины меняется скачком от нуля

до 'мо­

мента, определяемого для статических режимов

работы

привода заданной

величиной

сигнала

UQ. При этом, как

и в гл. 1, будем полагать, что токи в статорных

обмот­

ках асинхронной машины возникают без запаздываний

одновременно с подачей

сигнала

uQ на

вход привода.

С момента времени изменения сигнала

UQ токи

г> и г'с

определяются выражениями (3-5)

и (3-6). В момент из­

менения сигнала UQ

Т О К И

id и iq могут быть

определены

из (3-8) и (3-9)

 

 

 

 

 

 

id

= -^f^K0uQsmr,

 

 

(3-Ю)

i q

= b^K0uQcos^.

 

 

 

(3-11)

Из (3-7) с учетом (3-5), (3-6),

(3-10)

и

(3-11)

полу­

чаем:

 

 

 

 

 

 

Сопоставляя (3-12) с (1-57), видим, что момент асин­ хронного привода, возникающий при скачкообразном из­ менении сигнала UQ, равен моменту привода для уста­ новившегося режима работы. Установить характер изме-

19-318

137


нения

момента привода после скачка сигнала UQ В усло­

виях

различных соотношений постоянных времени Т0 и

70 М можно па основании совместного решения уравнений

(3-2), (3-8) и (3-9).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На рис. 3-3 показаны графики изменения

момента

асинхронного

привода

в относительных

единицах

 

 

 

 

 

= М / М м а К с

при

измене-

 

 

 

 

 

• нии сигнала

UQ скачком

 

 

 

 

 

для

различных

значений

 

 

 

 

 

Е = 7зм/7э-

При

этом

сиг­

 

 

 

 

 

нал uQ был выбран та­

 

 

 

 

 

ким, что в

установившем­

 

 

 

 

 

ся

режиме

работы

обе~

 

 

 

 

 

спечивался

 

максималь­

 

 

 

 

 

ный момент Жмакс на валу

 

 

 

 

 

привода. Графики получе­

 

 

 

 

 

ны

при

исследованиях

 

 

 

 

 

привода

на базе асинхрон­

Рис. 3-3. Графики моментов асин­

ной

машины А62-2 с

Тэ =

хронного привода

при

ступенча­

= 0,28 сек

с номинальной

том изменении входного

сигнала.

мощностью

20

кет. Вспо­

 

 

 

 

 

могательная

тахометрн-

ческая следящая система 13 была выполнена

на

базе

электрической машины Д'Г-ЗА. Из рис. 3-3 видно,

чго

при больших

постоянных времени

Г э м ( 1 ^ 2 )

в графиках

момента наблюдается провал. При Т^.Та

(|^,1) мож­

но считать, что

момент

привода соответствует

сигналу

UQ В динамических режимах работы привода,

т. е. вы­

ражения для

момента

асинхронного

привода

(1-57) и

(3-1) справедливы и для динамических

режимов

работы.

Следует отметить, что если

вспомогательную

следящую

систему заменить преобразователем, выполненным на основе полупроводниковых приборов, используя принци­

пы, изложенные в [Л. 15, 16], то

Гэ= 0.

На рис. 3-3 штриховой линией показано изменение

момента при g = l для случая,

когда сигнал uQ подан

на входы модулятора 5 и вспомогательной следящей си­

стемы 13

(рис. 1-11) несогласованно (полярность сигна­

ла UQ на

входе модулятора 5 — обратная требуемой).

Из рис. 3-3 видно, что момент привода принимает снача­ ла отрицательное значение и лишь потом достигает по­ ложительного, определяемого направлением вращения вала вспомогательной системы. Неправильная фазировка сигнала UQ па входе модулятора 5 приводит к тому,

138


что нарушается работа асинхронного привода в замкну­

той системе регулирования — наблюдаются

незатухаю­

щие колебания

вала привода.

 

Найдем передаточные функции приводов для угловых

и скоростных

следящих систем, используя

(3-1). Для

этого необходимо иметь уравнение движения вала на­ грузки или вала машины переменного тока. Так как (3-1) получено для момента на валу машины, то вос­ пользуемся уравнением движения вала машины. Будем считать, что нагрузка привода является «чисто» инер­ ционной, и следовательно, уравнение движения вала ма­

шины будет иметь вид:

 

м = л - £ 1 ,

(3-13)

где Л.— суммарный момент инерции,

учитывающий

приведенные к валу машины моменты инерции нагрузки

14 и редуктора 15 (рис. 3-1,

3-2).

 

 

Для определения передаточной функции разомкнуто­

го привода рис. 3-1 сигнал

UQ должен

быть представлен

в виде

 

 

 

 

" Q

=

Ke 0.

(3-14)

где

8 —масштабный

коэффициент

преобразования

угла поворота вала машины в напряжение, учитываю­ щий коэффициент передачи редуктора 15.

В (3-14) корректирующее /?С-устройство для приво­ да рис. 3-1 во внимание непринималось. Из (3-1), (3-13) и (3-14) получаем передаточную функцию привода для угловой следящей системы

где s — оператор.

Это же выражение определяет для позиционной сле­ дящей системы передаточную функцию привода с ча­ стотно-токовым управлением любой машиной перемен­ ного тока, в том числе и асинхронной корот.козамкнутой. Из (3-15) следует, что для обеспечения устойчивой ра­ боты позиционной следящей системы необходимо при­ менять корректирующие устройства.

Ю*

139



Для определения передаточной функции разомкнуто­ го привода рис. 3-2 сигнал uQ должен быть представлен в виде

где

Ка1—масштабный

коэффициент

преобразования

скорости поворота вала машины в напряжение.

Из

(3-1), (3-13)

и (3-16) получаем

передаточную

функцию привода для скоростной следящей системы

Согласно

(3-15) и (3-17) в переходных режимах рабо­

ты привода,

связанных с изменением входного сигнала

UQ скачком (режимы разгона, реверса и торможения),

ускорение вала

привода

изменяется

скачком:

привод

разгоняется, реверсируется и тормозится с постоянными

ускорениями, определяемыми

сигналом UQ.

 

 

На рис. 3-4 дана осциллограмма скорости вала асин­

хронного привода, полученная

при работе этого

привода

в скоростной следящей системе. С помощью сигнала за­

дания и3 на

входе следящей

системы

последовательно

задавались режимы пуска, реверса и остановки привода,

при этом сигнал

и3 изменялся

скачком. Осциллограмма

 

 

 

 

 

 

 

 

Остановка,

Рис. 3-4. Осциллограмма переходных процессов в

скоростной сле­

дящей системе на основе асинхронного привода.

 

 

 

показывает, что в переходных режимах изменение скоро­

сти привода

происходило

под

действием

постоянных

ускорений — графики изменения

скорости являются пря­

мыми линиями. На рис. 3-4 показаны также токи в фа­

зах асинхронной машины. Таким образом, практические

исследования

подтверждают

возможность

представле­

ния передаточных функций приводов с частотно-токовым

управлением

в виде вышеприведенных

выражений.

Остановимся на одной особенности приводов с син­

хронными машинами. В гл. 1 при выводе выражений для

моментов синхронных машин

H G принималось во внима-

140