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
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 • |
/о 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 Т0М^.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,м = 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 |
/С8 —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