Electric drive - Томский политехнический университет

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД
К.т.н., доцент Чернышев Александр Юрьевич
Презентация лекций
Модуль 6. Регулирование координат и формирование характеристик
электропривода в замкнутых системах преобразователь - двигатель
Томск 2010
ω
1
2
I отс
I ст
I
Электромеханические характеристики с ограничением тока
Система преобразователь-двигатель постоянного тока с токовой отсечкой
 Uc

Uз

M
U
U
уп
R1
U от

UA


U дт
VD
U оп
RP

Функциональная схема системы преобразовательдвигатель с токовой отсечкой
ω
U уп5
U уп 4
U уп3
U уп 2
I отс I1
I ст
I
Электромеханические характеристики системы
преобразователь-двигатель с токовой отсечкой
 Uc
 TA
VD1...VD 4
R1


C1
R2
U дт
VS1...VS 4

M
Датчик тока, выполненный на трансформаторе тока
TV
VD1...VD 4
TA1
R1
TA2
R2
R4
VD5
СИФУ
U оп

VS1...VS 6
M


С1
R3
Uз
DA1
Функциональная схема электропривода тиристорный
преобразователь-двигатель с токовой отсечкой
рад
с
Нм
150
ω, M
ω  f (t )
100
M  f (t )
50
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
Графики переходных процессов ω  f (t ) и
0,5
t
с
M  f (t )
при отработке ступенчатого входного сигналаU зmax  10 В
рад с
ω
2
150
1
100
50
2
1
M
0
M c 20
40
60
80
100
Нм
Механические характеристики электропривода с токовой отсечкой:
1 – статическая характеристика; 2 – динамическая характеристика;
▲ – расчетные точки статической характеристики
Электропривод постоянного тока с подчиненным регулированием
 Uc
TV

U зс R 4
С2

R6
R8
U от


R7

U зт
R5
U ос
РС
VD1...VD 4

С1
R3

R1
TA1
 
TA2
R2

С 3 R9


 СИФУ

РТ

M
R11
BR
С4
R10


VS1...VS 6

Функциональная схема электропривода
с подчиненным контуром тока
ПИ  РС
U зс U урс
U зт
Wрс ( р )
ПИ  РТ
U урт
U уп
Wрт ( р)
()
()
U ос
U от
ТП
Eп
kп
Tп p  1
1
()
Eдв
Электродвигатель
Мс
М
()
Rяц
Tяц p  1
I

с
1
J p
с
ω


kт
Tт p  1
kс
Tс p  1
Структурная схема линеаризованной двухконтурной системы
электропривода, выполненного по принципу подчиненного регулирования
рад с , А ω, I
I  f (t )
рад с ω
ω  f (t )
100
100
80
80
60
60
40
20
0
0,05
0,1
а
0,15
0,2
t
с
2
1
40
20
0
20
40
б
60
80
I
100 А
Графики (а) переходных процессов тока и скорости
и (б) динамическая электромеханическая
характеристика пуска двигателя при максимальном задающем напряжении
ω
рад с
U з.max  10 В
100
U з3
80
60
U з2
40
20
0
U з1
20
40
60
80
I
100 А
Электромеханические характеристики двухконтурного
электропривода с ПИ-регуляторами скорости и тока
Система преобразователь частоты – асинхронный
двигатель с положительной обратной связью по току
UC
ПКП
Uз
ЗИ
ωз
1
2π
fз
1
p
θ
x, y
а, б
ПЧН
U У1 A
ДТA
ПЧ
М
U У1В
U Р U А, В, С
U У1С
У
(АИН)
ДТ С
U кор
kкм R1
1 Tкм p
I
ФТС
iA
iB
iC
Структурная схема скалярного частотного управления
с IR-компенсацией
ω
fн
0,5  f н
0,25  f н
Mк M
Механические характеристики асинхронного электропривода
при частотном регулировании скорости с IR-компенсацией
и законе регулирования E1 j f1*  const
о. е.
ω , M 
5
4
3
2
1
0
1
2
3
M   f ( τ)
ω  f ( τ)
,
0
20
40
60
τ
80
о. е.
Переходные процессы пуска асинхронного двигателя на частотуf1 max  1,0
в электроприводе автономный инвертор напряжения – асинхронный двигатель
с положительной обратной связью по току k км1  0,7 Tкм  0,31415

ψ 2з
Δψ 2
I1xз
РП
()
ΔI1x
РТ
U1xз
РC
()
I1yз ΔI
1y
a, b
U1yз
РТ
I1y ()
ψ2x
Вычислитель
ψ2 y  0
ωос
θ
потока
Вычислитель
положения
и скорости
U 'A
'
UB
(АИН)
A, B, C
'
UC
θ

θ
x, y
ПЧ
I1x ()
ωз Δω
ПКП
I1x
I1y

 U1x

 U1y

A, B, C
a, b
I A ,U A
I B ,U B
I C ,U C
x, y
ОКП



M
Функциональная схема асинхронного электропривода
с бездатчиковым векторным управлением с ориентацией
по вектору потокосцепления ротора

ψ 2з
Δψ 2
I1xз
РП
()
ΔI1x
РТ
U1xз
РC
()
I1yз ΔI
1y
РТ
I1y ()
ψ2x
Вычислитель
ψ2 y  0
ωос
θ
потока
Вычислитель
положения
и скорости
U 'A
a, b
'
UB
U1yз
(АИН)
A, B, C
'
UC
θ

θ
x, y
ПЧ
I1x ()
ωз Δω
ПКП
I1x
I1y

U1x
U1y
A, B, C
a, b
I A ,U A
I B ,U B
I C ,U C
x, y
ОКП



M
BR
Функциональная схема системы электропривода
с векторным управлением асинхронным электроприводом
и датчиком скорости
, М , ψ 2 x
  f (t )
ψ 2 x  (t )
М  f (t )
50
100
150

о.е.
Графики переходных процессов при пуске
асинхронного электропривода с векторным управлением