Механические и электромагнитные характеристики вентильной машины

 

В установившемся режиме при такой установке ДПР, чтобы обеспечить  из уравнений (12) и (13) определяют установившиеся токи и момент:

Токи в осях ,

(14)

 

  (15)

 

Ток, потребляемый машиной

 

  (16)

 

Если не учитывать постоянную фильтра , то из уравнений (13) – (15) получаются уравнения классической вентильной машины.

 

,   (17)

 

При  характеристики вентильной машины становятся аналогичными машине постоянного тока.

Уменьшение скорости холостого хода с одновременным ростом тока холостого хода из-за наличия постоянных  и  приводит к ухудшению энергетических характеристик. Поэтому при построении электропривода на базе вентильной машины принимаются меры по устранению этого недостатка.

Для устранения этой нелинейности следует осуществлять управление с обратной связью по току и поддержанием .

 

Электропривод с вентильной машиной

 

При синтезе регулятора в электроприводе с вентильной машиной внутренний контур тока с постоянными  и  целесообразно заменить одним апериодическим звеном с постоянной времени . При построении электропривода на базе вентильной машины одним из основных требований является наличие замкнутых контуров регулирования токов , . Это позволяет поддерживать в переходных и установившихся режимах  и, тем самым, существенно улучшить энергетические характеристики.

Модель электропривода, в которой использована математическая модель вентильной машины (рис. 10) показана на рис. 18. Результаты моделирования при использовании в электроприводе двигателей ДБМ150-4-1, 5-2 и ДБМ185-6-0, 2-2 приведены на рис. 19 и 20.

 

Рис. 18. Модель электропривода с вентильной машиной.

 

Рис. 19. Переходные процессы в электроприводе при использовании двигателя ДБМ150-4-1, 5-2.

 

Рис. 20. Переходные процессы в электроприводе при использовании двигателя ДБМ185-6-0, 2-2.

 

В модели, рассмотренной выше регуляторы тока реализованы во вращающейся системе координат. При этом обратная связь охватывает оба инерционные звена с постоянными времени  и . Существует иной вариант построения контура тока, когда обратная связь осуществляется в неподвижной системе координат. При этом в системе автономный инвертор-машина реализуется «токовый коридор», а инерционное звено с постоянной времени  не охватывается отрицательной обратной связью по току. В итоге в канале регулирования скорости остаются апериодическое звено с постоянной  и интегрирующее звено с постоянной . При синтезе скоростного контура на оптимум по модулю передаточная функция регулятора соответствует пропорциональному звену с коэффициентом усиления .

Регулятор PID 2 представляет собой пропорционально-интегральный регулятор с передаточной функцией

 

 

Таким образом, получаем передаточную функцию разомкнутого контура по току

 

 

Соответственно, после замыкания получаем апериодическое звено с постоянной времени   

 

 

Регулятор PID 3 также представляет собой пропорционально-интегральный регулятор с передаточной функцией

 

Аналогично предыдущему случаю, получаем передаточную функцию разомкнутого контура по току

 

 

Соответственно, после замыкания получаем апериодическое звено с постоянной времени   

 

 

Модель электропривода с вентильной машиной, выполненная с использованием виртуальных блоков из библиотеки Power System Blockset представлена на рис. 21.

 

Рис. 21. Модель электропривода с вентильной машиной.

Блоки, относящиеся к системе управления: преобразователь вращающихся координат ,  в неподвижные А, В, С (блок dq – А, В, С), гистерезисный регулятор тока (блок Current Regulator). Трехфазный автономный инвертор здесь реализован на MOSFET транзисторах, окно настройки магнитоэлектрического синхронного двигателя показано на рис. 22. в качестве двигателя взят ДБМ150-4-1, 5-2.

 

Рис. 22. Окно настройки магнитоэлектрического синхронного двигателя.

 

Датчик положения ротора реализован в преобразователе координат, на вход Teta которого подаётся угол поворота ротора, умноженный на число пар полюсов плюс начальный угол установки, равный 90 электрических градусов. Таким образом, смонтирована установка ДПР, в которой .

Приложение 1

 

Паспортные данные двигателей ДБМ150-4-1, 5-2 и ДБМ185-6-0, 2-2

Тип машины	Момент номинальный (Н·м)	Число пар полюсов	Число фаз	Сопротивление фазы (Ом)	Электромагнитная постоянная времени (мс)	Ток короткого замыкания (А)	Момент короткого замыкания (Н·м)	Скорость холостого хода (об/мин)	Тепловое сопротивление (град/Вт)	Момент инерции (кг·м2)	Масса (кг)
ДБМ150-4-1, 5-2   ДБМ185-6-0, 2-2	4   4	8   8	3   2	0, 05   2, 64	1, 2   1, 4	340   10, 2	47, 3   11, 5	1750   195	0, 2   0, 15	3е-3   9е-3	3, 0   5, 4

 

Приложение 2

 

⇐ Предыдущая123

Поделиться: