4.4 Синтез регулятора скорости

САР скорости в частотном электроприводе выполняется аналогично приводам постоянного тока, и она является замкнутым контуром. В соответствии с типовой методикой синтеза регуляторов СПР в виде последовательных корректирующих устройств и обеспечивающих настройку на модульный оптимум, передаточная функция регулятора имеет вид

где – передаточные функции звена объекта.

Для обеспечения настройки системы на модульный оптимум постоянная времени T_ω интегрирующего звена в структуре регулятора тока выбирается по следующему условию:

В итоге получаем пропорциональный регулятор скорости с передаточной функцией:

Структурная схема регулятора скорости имеет следующий вид:

Рис. 16. Структурная схема регулятора скорости

При синтезе регулятора скорости принимали m_c=0.

5. Задатчик интенсивности.

Для ограничения скорости изменения входного сигнала на вход системы устанавливаем задатчик интенсивности первого порядка, который ограничивает первую производную входного сигнала m^*. Он представляет собой нелинейное устройство.

Структурная схема ЗИ представляет собой замкнутую нелинейную САР с регулированием по отклонению. Нелинейный элемент типа насыщения имеет большой коэффициент усиления в линейной зоне (порядка K_y=1000), т.е. имеет практически релейную характеристику. Принимаем T_ЗИ=1,405 с, Q_max при пуске равной 1, Q_min при торможении равной -1.

Рис. 17. Структурная схема ЗИ

После синтеза отдельных блоков схемы САР приведем развернутую функциональную и структурную схемы СУЭП механизма крана штабелёра.

Рис. 18 Раскрытая функциональная схема СУЭП электропривода крана штабелёра

Рис. 19 Структурная схема СУЭП электропривода крана штабелёра

5. Моделирование

Произведем моделирование в пакете Simulink с помощью схемы, представленной на рисунке 20.

Рис. 20 Схема моделирования

Реализуем следующую тахограмму и нагрузочную диаграмму (задается рис. 21) ступенчатыми заданиями на скорость через задатчик интенсивности и заданиями на момент сопротивления в соответствующее время. Важным аспектом является необходимость сначала намагнитить, затем разогнать машину до скорости холостого хода механизма, а после реализовывать заданную тахограмму. Требуемое ускорение и замедление подбираем темпом задатчика интенсивности.

Рис.21 Тахограмма и нагрузочная диаграмма (требуемый вид)

Рис. 22 Смоделированная тахограмма и диаграмма электромагнитного момента

Рис. 23 Переходные процессы по токам Isx, Isy, потоку, моменту, скорости и заданию на с корость

Р ис. 24 Реакция САР скорости на управляющее воздействие (Мс=0)

Р ис. 25 Реакция САР скорости на возмущающее воздействие (Мс)

6. Описание преобразователя

Всем предъявленным требованиям удовлетворяет преобразователь SIMOVERT MASTERDRIVE VC 6SE7035-1EK60-1AA0. Он обеспечивает:

• Разомкнутую систему скалярного управления

• Замкнутую систему скалярного управления

• Векторную систему управления

И является универсальным в своем применении. SIMOVERT MASTERDRIVES - это преобразователи частоты со звеном постоянного напряжения, с полностью цифровым управлении ем и выходным каскадом на IGBT. Серия Vector Control (VC) отличается расширенными функциональными возможностями и саммой мощной системой управления. Серия преобразователей частоты SIMOVERT VC рассчитана на питание от трехфазной сети переменного тока напряжением 380-480 В или от сети постоянного тока напряжением 510-650 В. Диапазон мощностей для серии находится в пределах 2,2-2300 кВт. Силовая часть преобразователей выполнена по традиционной схеме с неуправляемым выпрямителем на входе (опционально может быть установлен активный выпрямитель), фильтром в звене постоянного тока и автономным инвертором напряжения. Тормозная энергия при такой схеме силовых цепей рассеивается на внешнем дополнительном тормозном сопротивлении.

При использовании векторного управления появляется возможность управлять моментом двигателя и ограничивать его. В диапазоне

регулирования 1:10 векторное управление SIMOVERT MASTERDRIVES не требует датчика скорости и почти не зависит от

параметров двигателя.

Рис. 26 Схема силовых цепей привода