9.2. Система управления пч-ад при скалярном управлении с отрицательной обратной связью по скорости

Функциональная схема системы АИН-АД с отрицательной обратной связью по скорости приведена на рис. 6.

Рисунок 6 - Система АИН-АД с отрицательной обратной связью по скорости

В системе регулирования (рис. 6) питание асинхронного двигателя осуществляется от инвертора напряжения . Управляющим воздействием является частота. Задание на напряжение формируется функциональным преобразователем . Его передаточная функция зависит от выбранного закона регулирования напряжения в функции частоты.

Характер изменения скорости определяется параметрами задатчика интенсивности .

Система регулирования (рис. 6) относится к классу систем с полузамкнутым управлением. Сигнал задания частоты складывается из двух сигналов: собственно сигнала задания частоты и корректирующего сигнала , являющегося выходом регулятора скорости.

В быстро протекающих процессах действует сигнал управления заданной частоты , что соответствует разомкнутому управлению. В медленных процессах действует обратная связь по угловой скорости, что соответствует замкнутому управлению.

Сигнал корректирующей частоты определяется по выражению:

.

(49)

На рис. 7 показана структурная схема модели скалярного управления скоростью асинхронного двигателя с отрицательной обратной связью по скорости. Схема реализована на блоках библиотек SimPowerSystem.

Рисунок 7 - Структурная схема модели скалярного управления скоростью асинхронного двигателя с отрицательной обратной связью по скорости

Схема модели аналогична схеме, описанной в разделе 1. Отличительные особенности схемы модели рис. 7:

• отсутствуют блоки, формирующие положительную обратную связь по току,

• отрицательная обратная связь по скорости с узлами суммирования и регулятором скорости (блок ).

Для работы с моделью необходимо задать:

• параметры асинхронного двигателя (блок ),

• задание на частоту вращения (блок ),

• задание на темп изменения скорости (блок),

• момент статической нагрузки (блок ),

• передаточную функцию регулятора скорости .

Задание параметров асинхронного двигателя (блок ), частоты вращения(блок ), темпа изменения скорости (блок), момента статической нагрузки (блок) производится аналогично разделу 9.1.

9.2.1. П-регулятор скорости

Коэффициент усиления регулятора скорости:

,

(50)

где - число полюсов;- синхронная частота вращения ротора, с^-1; - критическое скольжение;- суммарная малая постоянная времени контура скорости, с;с - постоянная временизапаздывания инвертора напряжения; - электромагнитная постоянная времени обмоток статора и ротора, с;Вс -коэффициент передачи инвертора; - коэффициент передачи цепи обратной связи по скорости;- критический момент, Нм.

Время моделирования, в первом приближении, принять равным с.

Выполнить моделирование, вывести графики изменения частоты вращения и электромагнитного момента.

Определить статическую ошибку регулирования скорости .

Проанализировать графики и,сделать выводы.

9.2.2. Пи-регулятор скорости

В структурной схеме модели (рис. 6.5) П-регулятор скорости (блок ) заменить ПИ-регулятором скорости с передаточной функцией:

,

(51)

где - суммарная малая постоянная времени контура скорости, с.

Время моделирования, в первом приближении, принять равным с.

Выполнить моделирование, вывести графики изменения частоты вращения и электромагнитного момента.

Определить статическую ошибку регулирования скорости .

Проанализировать графики и,сделать выводы.

Приложение 1

Варианты заданий к курсовой работе

№	Двигатель												Момент нагрузки
1	4А100S4	3.0	0.82	0.83	4	0.044	0.009	0.078	0.079	0.053	0.130	1.2	Постоянный
2	4A112M4	5.5	0.86	0.84	4	0.036	0.017	0.064	0.078	0.041	0.130	2.8	Спадающий
3	4A132S4	7.5	0.88	0.86	4	0.029	0.028	0.048	0.085	0.033	0.130	3.0	Вентиляторный
4	4A132M4	11.0	0.88	0.87	4	0.028	0.040	0.043	0.085	0.032	0.130	3.2	Постоянный
5	4A160S4	15.0	0.89	0.88	4	0.023	0.100	0.047	0.081	0.025	0.130	4.0	Спадающий
6	4A160M4	18.5	0.90	0.88	4	0.022	0.130	0.042	0.085	0.024	0.130	4.3	Вентиляторный
7	4A180S4	22.0	0.90	0.90	4	0.020	0.190	0.041	0.080	0.021	0.120	4.0	Постоянный
8	4A180M4	30.0	0.91	0.89	4	0.019	0.230	0.034	0.088	0.018	0.120	3.9	Спадающий
9	4A200M4	37.0	0.91	0.90	4	0.017	0.370	0.035	0.086	0.018	0.14	4.4	Вентиляторный
10	4A200L4	45.0	0.92	0.90	4	0.016	0.450	0.034	0.082	0.017	0.14	4.6	Постоянный
11	4A100L6	2.2	0.81	0.73	6	0.051	0.013	0.090	0.110	0.067	0.21	1.9	Спадающий
12	4А112МA6	3.0	0.81	0.76	6	0.047	0.017	0.085	0.074	0.063	0.10	1.9	Вентиляторный
13	4А112МВ6	4.0	0.82	0.81	6	0.051	0.021	0.077	0.073	0.062	0.110	2.0	Постоянный
14	4А132S6	5.5	0.85	0.80	6	0.033	0.040	0.067	0.072	0.041	0.11	1.9	Спадающий
15	4А132M6	7.5	0.86	0.81	6	0.032	0.058	0.060	0.070	0.040	0.11	2.1	Вентиляторный
16	4А160S6	11.0	0.86	0.86	6	0.027	0.140	0.073	0.110	0.030	0.15	3.0	Постоянный
17	4A180S6	16.0	0.88	0.87	6	0.024	0.220	0.062	0.100	0.028	0.16	3.0	Спадающий
18	4A180M6	18.5	0.89	0.87	6	0.023	0.240	0.056	0.110	0.026	0.13	2.9	Вентиляторный
19	4A200M6	22.0	0.92	0.90	6	0.022	0.370	0.050	0.110	0.024	0.14	4.1	Постоянный
20	4A200L6	30.0	0.91	0.90	6	0.021	0.450	0.046	0.120	0.022	0.13	3.7	Спадающий
21	4A112MA8	2.2	0.77	0.71	8	0.060	0.017	0.093	0.110	0.083	0.17	1.5	Вентиляторный
22	4A112MB8	3.0	0.80	0.74	8	0.058	0.025	0.080	0.110	0.083	0.17	1.6	Постоянный
23	4A132S8	4.0	0.83	0.70	8	0.061	0.042	0.068	0.100	0.058	0.17	1.6	Спадающий
24	4A132M8	5.5	0.83	0.74	8	0.041	0.057	0.070	0.110	0.061	0.19	1.8	Вентиляторный
№	Двигатель												Момент нагрузки
25	4A160S8	7.5	0.86	0.75	8	0.025	0.140	0.075	0.140	0.032	0.18	2.0	Постоянный
26	4A160M8	11.0	0.87	0.75	8	0.025	0.180	0.066	0.130	0.031	0.18	2.0	Спадающий
27	4A180M8	15.0	0.87	0.82	8	0.026	0.250	0.064	0.130	0.030	0.17	2.4	Вентиляторный
28	4A200M8	18.5	0.88	0.84	8	0.023	0.400	0.057	0.130	0.026	0.18	2.6	Постоянный
29	4A200L8	22.0	0.89	0.84	8	0.027	0.450	0.062	0.140	0.029	0.18	3.1	Спадающий
30	4A225M8	30.0	0.91	0.81	8	0.018	0.740	0.045	0.120	0.022	0.17	2.3	Вентиляторный
31	4A250S8	37.0	0.90	0.83	8	0.016	1.200	0.047	0.110	0.017	0.18	2.8	Постоянный
32	4A250M8	45.0	0.91	0.84	8	0.014	1.400	0.037	0.099	0.016	0.17	2.6	Спадающий
33	4A280S8	55.0	0.92	0.84	8	0.022	3.200	0.035	0.120	0.022	0.14	2.5	Вентиляторный
34	4A280M8	75.0	0.93	0.85	8	0.022	4.100	0.028	0.120	0.021	0.13	2.6	Постоянный
35	4A250S10	30.0	0.88	0.81	10	0.019	1.400	0.056	0.110	0.023	0.17	2.3	Спадающий
36	4A280S10	37.0	0.91	0.78	10	0.017	3.600	0.031	0.110	0.027	0.15	2.0	Вентиляторный
37	4A280M10	45.0	0.92	0.78	10	0.017	3.800	0.037	0.120	0.031	0.16	2.2	Постоянный
38	4A315S10	55.0	0.92	0.79	10	0.018	5.200	0.028	0.100	0.026	0.14	2.0	Спадающий
39	4A315M10	75.0	0.92	0.80	10	0.016	6.200	0.029	0.110	0.027	0.15	2.2	Вентиляторный
40	4A355S10	90.0	0.93	0.83	10	0.016	9.300	0.028	0.120	0.021	0.16	3.1	Постоянный

Литература

1. Башарин А.В. Управление электроприводами: учеб. пособие для студ. вузов /А.В. Башарин, В.А. Новиков, Г.Г. Соколовский, Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1982.-392 с.

2. Браславский И.Я. Энергосберегающий асинхронный электропривод: учеб. пособие для студ. вузов /И.Я. Браславский, 3.Ш. Ишматов, В, Н. Поляков; под ред. И.Я. Браславского. М,: Издательский центр «Академия», 2004.-256 с.

3. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе /С.Н. Вешеневский, М.: Энергия, 1966.-400 с.

4. Зворыкин В.Б. Системы управления электроприводами. Модуль 2: Системы подчиненного управления. Учеб. пособие. - Днепропетровск: НМетАУ, 2008.-68 с.

5. Зворыкин В.Б. Электропривод переменного тока. Учеб. пособие.- Днепропетровск: НМетАУ, 2014.- 138 с.

6. Ключев В. И. Теория электропривода: учебник для вузов. 3-e изд. перераб. и доп. М,: Энергоатомиздат, 2001.-714 с.

7. Поздеев А.Д Электромагнитные и электромеханические процессы в частотно-регулируемых асинхронных электроприводах /А.Д. Поздеев. Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1998.-172 с.

8. Сабинин Ю.А. Частотно-регулируемые асинхронные электроприводы /Ю.А Сабинин, В.Л. Грузов. Л.: Энергоатомиздат, Ленинг. отд-ние, 1985.-128 с.

9. Системы подчиненного регулирования электроприводов переменного тока с вентильными преобразователями /О.В. Слежановский, Л.Х. Дацковский, И.С. Кузнецов, Е.Д. Лебедев и др. М,: Энергоатомиздат, 1983.-256 с.

10. Соколовский Г.Г. Электроприводы переменного тока с частотным управлением. /Г.Г. Соколовский. - М,: Издательский центр «Академия», 2006.-264 с.

11. Чернышев А.Ю. Электропривод переменного тока: учебное пособие /А.Ю. Чернышев, Ю.Н. Дементьев, И.А. Чернышев. – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011.-213 с.

12. Цифровые электроприводы с транзисторными преобразователями /С.Г. Герман-Галкин, В.Д. Лебедев, Б.А. Марков, Н.Г.Чичерин. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1986.-248 с.

13. Шрейнер Р. Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты /Р.Т. Шрейнер. Екатеринбург: УРО РАН, 2000.-654 с.

14. Шубенко В.А. Тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением / В.А. Шубенко, И.Я. Браславский. М,: Энергия, 1972.-200 с.