Разработка структурной схемы системы управления пч-ад

При работе АД на участке механической характеристики в пределах абсолютного скольжения используют структурную схему:

Рисунок 3 – Структурная схема замкнутой по скорости системы ПЧ-АД при скалярном управлении.

На структурной схеме приняты следующие обозначения:

- модуль жесткости линеаризованной механической характеристики АД, где , – критический момент и скольжение;

;

;

;

- эквивалентная электромагнитная постоянная времени цепей статора и ротора АД;

;

- электромеханическая постоянная времени электропривода;

;

- коэффициент передачи ПЧ по ;

;

- постоянная времени цепи управления;

;

- коэффициент передачи цепи обратной связи по скорости,

где - номинальная скорость;

;

Выбор вида и расчет параметров регулятора скорости

В соответствии со структурной схемой (рисунок 3) передаточная функция АД

В общем случае электрические двигатели представляют собой колебательное звено с высокой степенью демпфирования. Динамические свойства двигателей зависят от соотношения постоянных времени .

Следовательно:

При 0 ≤ m≤4 передаточную функцию двигателя можно представить в виде двух апериодических звеньев:

Следует выбрать ПИД-регулятор.

Передаточная функция ПИД - регулятора скорости:

Дифференциальная составляющая ПИД - регулятора:

Пропорциональная составляющая ПИД – регулятора:

Интегральная составляющая ПИД – регулятора:

Разработка функциональной схемы системы управления

Функциональная схема показывает основной состав изделия и связи между элементами, позволяет понять принцип работы.

На рисунке 4 представлена функциональная схема системы управления ПЧ-АД:

Рисунок 4 – Функциональная схема системы управления ПЧ-АД.

Краткое описание состава и работы

Функциональная схема состоит из элементов:

1. БП – блока питания с выходным напряжением 24 В, который обеспечивает работу устройств индикации.

2. ПЧ – преобразователь частоты, который служит для преобразования сетевого трехфазного переменного тока частотой 50Гц в трехфазный ток, необходимой частоты.

3. Задающее устройство, выполненное на резистивном делителе (R₁, R₂, R₃) и реле (RV3, KV4).

4. Командоаппарат – с помощью которого осуществляется задание скорости и направление вращения.

5. Устройства индикации (HL1, HL2) – отображающие в каком режиме происходит работа.

6. Тахогенератор (BR1) – c помощью которого реализована ОС, служит для измерения частоты вращения.

Разработка принципиальной схемы подключения

Принципиальная схема показывает полный состав изделия и дает детальное представление о принципе работы

Краткое описание комплектного пч

Выбранный ПЧ SJ700-075HFEF2 имеет следующие характеристики: Мощность – 7.5кВт,Ток – 16 А

Преобразователи частоты SJ700 имеют усовершенствованную функцию бессенсорного векторного контроля, которая делает возможным пусковой момент 200% при 0,3 Гц. Сочетание высокой скорости выполнения операций, усовершенствованного регулятора тока и функции подавления перегрузки по току и напряжению обеспечивает предотвращение отключения инвертора во время разгона и замедления. Автоматическая настройка упрощает установку параметров двигателя. Инверторы SJ700 идеально подходят для применения в случаях, когда требуется высокий пусковой момент, например в подъемных кранах, экструдерах (прессах), а также подъемных механизмах. Поддерживают различные протоколы промышленной связи, что позволяет легко интегрировать преобразователи во многие системы управления и автоматизации.

Отличительные особенности:

• Встроенный ЭМС фильтр

• Встроенное тормозное устройство (до 22 кВт)

• Пусковой момент 200% при 0,3 Гц

• Протоколы Profibus, CANopen and DeviceNet

На рисунке 5 представлена принципиальная схема системы управления ПЧ-АД:

Рисунок 5 – Принципиальная схема системы управления ПЧ-АД.