2.5 Выбор анодного реактора

Анодный реактор применяется для ограничения тока короткого замыкания на уровне, не превышающем ударный ток прибора – для выбранных диодов входного выпрямителя [4 стр. 88 таб. 5.1]. Расчёт реактора производится по ударному току диода. Индуктивность анодного реактора определяем по формуле:

(2.65)

где – коэффициент, учитывающий наличие свободной составляющей в токе короткого замыкания . Принимаем

– количество реакторов ограничивающих ток короткого замыкания ;

– линейное напряжение питающей сети;

– угловая частота питающей сети;

Выбираем анодный реактор РТСТ – 12,5 – 6,8У3 [3.3] или изготовленный по спецзаказу со следующими данными:

• линейное напряжение сети 380В;

• номинальный фазный ток 12,5А;

• индуктивность L_ар=6,8 мГн;

2.6 Выбор дросселя

Для уменьшения пульсаций тока при перезарядках емкости фильтра . Индуктивность дросселя выбираем, задавшись коэффициентом сглаживания S, который принимают в диапазоне от 3 до 12:

(2.66)

где m – пульсность схемы выпрямления;

S – принимаем равным 9.

Но при этом должно выполняться условие:

,

, условие выполнено.

Выбираем дроссель со следующими параметрами:

Амплитудное значение входного напряжение , номинальное значение напряжения питания . Действующее значение потребляемого тока , индуктивность

Исходя из этих данных, выбираем дроссель ED3S-20/6 из каталога [3.4] со следующими техническими параметрами:

Напряжение питания: 380В

Номинальный ток: 20А

Индуктивность: 20 мГн

2.7 Выбор тормозного резистора.

Значение тормозного резистора определяется по следующим формулам:

(2.67)

(2.68)

На основании этих приближений выбираем резистор ПЭВ мощностью 300 Ватт и сопротивлением 2,4 Ом.

3. Проектирование системы управления электроприводом

3.1 Сравнение возможных вариантов и выбор структуры суэп

В настоящее время наиболее широкое применение находят два основных возможных и реализованных на данный момент способа частотного управления скоростью асинхронного двигателя – это скалярное и векторное управления. При выборе варианта реализации системы исходят из предъявляемых к приводу требований. Исходя из того, что системы позиционирования, как и следящие системы, являются системами с высокими требованиями к динамике, т.е. качеству переходных процессов. (Так как есть необходимость обеспечивать максимальное быстродействие системы без колебаний скорости.) И учитывая тот факт, что рассчитанное значение требуемого диапазона регулирования скорости D>50 принимаем к реализации систему прямого векторного управления.

Функциональная схема изображена на рисунке 3.1.1

Рисунок 3.1.1 – Функциональная схема системы векторного управления.

3.2 Математическое описание объекта управления

Для синтеза системы векторного управления фазные величины трёхфазной машины преобразуют к соответствующим величинам эквивалентной двухфазной машины. В ортогональных неподвижных координатных осях , вместо трёх фазных величин , , получим две проекции вектора на координатные оси

Аналогичное преобразование выполняется для токов и потокосцеплений. Для синтеза системы переменные преобразуются к координатной системе (х, у), вращающейся со скоростью потокосцепления ротора ω₀:

;

.

В этих координатах электромагнитные процессы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором описываются дифференциальными уравнениями

Первые два уравнения записаны для статорной, а вторые два – для роторной цепи. Здесь , – сопротивления фазных обмоток статора и ротора; , – составляющие потокосцепления статора по осям , ; – потокосцепление ротора; – частота вращения напряжения статора; , – угловая скорость ротора; – число пар полюсов. Выражения потокосцеплений имеют вид:

;

;

;

.

Отсюда выразим составляющие тока ротора и потокосцепления статора:

;

;

;

.

Здесь:

В результате преобразований третье уравнение системы принимает вид:

Для цепи статора получаются уравнения

;

Синхронная частота удовлетворяет выражению:

Скорость вращения координатной системы, используемая для координатных преобразований, . Электромагнитный момент определяется выражением:

Скорость ротора удовлетворяет дифференциальному выражению:

Здесь – момент сил сопротивления, – момент инерции.

В соответствии с приведенными выше выражениями составим структуру ОУ в осях х, у. Изобразим ее на рисунке 3.2.1.

Рисунок 3.2.1 – Структурная схема АД в осях х-y.

Для синтеза системы переменные преобразуем к координатной системе (x, y), вращающейся со скоростью потокосцепления ротора . Тогда .

Разрешив уравнения равновесия напряжений относительно потокосцеплений, и переходя к операторному описанию, получим:

При подстановке (3.2.1) в полученные выше дифференциальные уравнения получаем следующую систему уравнений:

(3.2.2)

В результате преобразований третье и четвёртое уравнения системы (3.2.2) принимают вид:

(3.2.3)

Для цепи статора подстановкой (3.2.3) в первые два уравнения (3.2.2) получаем:

(3.2.4)

Линеаризованную структуру ОУ представим на рисунке 3.2.2

Рисунок 3.2.2 – Структурная схема асинхронного двигателя при векторном управлении