Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Автоматизированный электропривод тележки мостового крана - файл 6.2 МАТ МОДЕЛЬ АВК.doc


Автоматизированный электропривод тележки мостового крана
скачать (3018.4 kb.)

Доступные файлы (17):

0Тит лист.doc21kb.26.01.2006 16:16скачать
0ю Содержание.doc48kb.26.01.2006 16:20скачать
0я Введение.doc38kb.26.01.2006 16:26скачать
10 эл снабж.doc126kb.26.01.2006 18:05скачать
12 еффективность.doc42kb.26.01.2006 18:14скачать
13 Заключение.doc35kb.26.01.2006 18:08скачать
1 ТЭО тел.doc328kb.26.01.2006 18:55скачать
2 Пат поиск тел.doc156kb.25.01.2006 02:09скачать
3 Задание.doc185kb.26.01.2006 17:46скачать
4 Требования И ВЫБОР тел.doc37kb.26.01.2006 17:48скачать
5 Выбор дв.doc262kb.26.01.2006 17:50скачать
6.1 МАТ МОДЕЛЬ.doc153kb.26.01.2006 18:01скачать
6.2 МАТ МОДЕЛЬ АВК.doc146kb.25.01.2006 01:41скачать
7 Мех хар.doc96kb.25.01.2006 01:56скачать
8 СИНТЕЗ САУ.doc190kb.25.01.2006 01:56скачать
9 конструирование.doc2510kb.25.01.2006 02:55скачать
Список литер.doc39kb.25.01.2006 03:08скачать

6.2 МАТ МОДЕЛЬ АВК.doc

Математическая модель АВК
Метод расчета по средним значениям выпрямленного напряжения ротора, выпрямленного тока и противоЭДС инвертора основан на непрерывной аппроксимации вентильных преобразователей. Здесь принято, что основное содержание переходного процесса определяется гладкой составляющей выпрямленного тока ротора, а переменная составляющая этого тока играет роль помехи. Этот метод наиболее прост и достаточно эффективен [9].

При нормальном рабочем режиме регулирования угловой скорости, момента или мощности определяющим становится процесс в цепи выпрямленного тока каскада. Здесь возможна и целесообразна непрерывная аппроксимация узла асинхронный двигатель – роторный выпрямитель (АД – РВ) и инвертора.

Для уточненного исследования электромеханических процессов предлагается схема, изображенная на рис. 6.1. Наибольшие упрощения здесь касаются преобразователя энергии скольжения, который представлен внутренней ЭДС Еdи и операторным сопротивлением Zdи=pLdи+Rdи. При линейно-непрерывной аппроксимации Еdи – гладкая составляющая внутренней ЭДС инвертора; Zdи – сквозное сопротивление инвертора, отнесенное к цепи выпрямленного тока; Ldи – индуктивное сопротивление инвертора; Rdи – активное сопротивление инвертора.


Рис. 6.1. Расчетная схема каскадного электропривода в фазных координатах

Роторные вентили принимаются идеальными, индуктивность сглаживающего дросселя Lс.д – не зависящей от выпрямленного тока роторной цепи.




В отношении асинхронного двигателя приняты следующие допущения [9]:

  1. магнитная система двигателя и его обмотки симметричны, то есть все фазы статорных обмоток имеют одинаковые активные сопротивления, числа витков и взаимный сдвиг магнитных осей;

  2. насыщение учитывается лишь выбором «насыщенных» или «ненасыщенных» значений индуктивностей обмоток; влиянием эффекта вытеснения тока на активные сопротивления обмоток ротора пренебрегаем, параметры машины во время переходных процессов считаем неизменными;

  3. взаимные индуктивности между обмотками ротора и статора являются гармоническими функциями пространственного угла между геометрическими осями обмоток;

  4. воздушный зазор постоянный, поверхность ротора и статора в зоне воздушного зазора гладкая;

  5. распределение МДС и магнитной индукции в воздушном зазоре синусоидально, то есть учитываются лишь первые гармонические этого распределения;

  6. потерями в стали и механическими потерями при составлении уравнений равновесия напряжений пренебрегаем.

На основании расчетной схемы (см. рис. 6.1) составим уравнения переходных процессов в каскадном электроприводе на интервалах с неизменной и известной структурой. Они состоят из уравнений электрического равновесия для цепей, образуемых обмотками асинхронного двигателя и контуром выпрямленного тока, уравнения электромагнитного момента асинхронного двигателя и уравнения механического движения.




Уравнения равновесия напряжений для обмоток трех фаз статора асинхронного двигателя имеют вид:



Соответственно для обмоток фаз ротора



В этих уравнениях uA, uВ, uС, uа, ub, uс – мгновенные значения фазных напряжений статора и ротора; iA, iВ, iС, iа, ib, iс – мгновенные значения токов в фазах; ΨA, ΨВ, ΨС, Ψа, Ψb, Ψс – полные потокосцепления фазных обмоток; r1, r2 – активные сопротивления обмоток статора и ротора.




Потокосцепления обмоток в уравнениях (6.1) и (6.2) определяются выражениями:



где – индуктивность фазы статора; – индуктивность фазы ротора; М1 – взаимная индуктивность между двумя обмотками статора; М2 – взаимная индуктивность между двумя обмотками ротора; М12 – максимальная взаимная индуктивность между двумя фазными обмотками статора и ротора; φ – угол между осями обмоток А и а.
Электромагнитный момент асинхронного двигателя определяется как производная электромагнитной энергии обмоток статора и ротора по углу поворота ротора:



где – число пар полюсов двигателя;

.




Уравнение движения:

,

где ω – угловая скорость ротора; – суммарный момент инерции привода, приведенный к валу асинхронного двигателя; – момент нагрузки.

Асинхронные вентильные каскады обладают ограниченной управляемостью по сравнению с МДП, так как в них с помощью системы управления инвертором регулируется только модуль вторичных ЭДС, а фазы этих ЭДС зависят от соотношения мгновенных значений неуправляемых ЭДС ротора асинхронного двигателя, индуктируемых главным потоком, и от тока id. Поэтому основной объект управления – асинхронный двигатель должен рассматриваться не изолированно от роторного выпрямителя, а в тесной связи с ним [9].

Удобная для синтеза замкнутой системы модель каскадного электропривода получается при линейно-непрерывной аппроксимации инвертора и непрерывной нелинейной аппроксимации узла АД – РВ (рис. 6.2). Линейно непрерывная аппроксимация инвертора справедлива при ограниченной скорости изменения его управляющего сигнала, что выполняется в замкнутых системах. При этом обеспечивается достаточно высокое быстродействие каскадного привода, примерно на уровне быстродействия вентильных приводов постоянного тока.

Непрерывная нелинейная аппроксимация узла АД – РВ сводится к представлению его в виде гладкой составляющей выпрямленной ЭДС ротора и сквозного сопротивления , отнесенного к цепи выпрямленного тока (см. рис. 6.2).



Рис. 6.2. Эквивалентная схема каскадного электропривода, приведенная к цепи постоянного тока


Гладкая составляющая выпрямленной ЭДС ротора:

,

где =1,35 – коэффициент схемы для трехфазного мостового выпрямителя; – действующее значение линейной ЭДС на кольцах неподвижного ротора асинхронного двигателя.

Индуктивность фазы двигателя:

,

где – индуктивное сопротивление фазы ротора; – круговая частота сети.

Сопротивление RАД:

,

где rp – активное сопротивление фазы ротора; rc’ – активное сопротивление фазы статора, приведенное к ротору.

Зависимостью RАД от скольжения пренебречь нельзя. Расчеты, проведенные для АВК мощностью от 5 до 1000 кВт, показывают, что при изменении скольжения от sн до s=1 изменяется в 2 – 5 раз [9]. Большие кратности относятся к каскадам мощностью в сотни и тысячи киловатт.

Эквивалентная индуктивность и активное сопротивление контура выпрямленного тока:

; .

Электромагнитный момент асинхронного двигателя в функции гладкой составляющей выпрямленного тока:

,

где – номинальная синхронная угловая скорость двигателя.

Допустимость определения момента по гладкой составляющей тока вытекает из того, что высокочастотные составляющие этого тока почти полностью сглаживаются индуктивностями дросселя и двигателя, а соответствующие им пульсации момента малы и их влияние на динамику каскада ничтожно.

При воздействии только на координату основной магнитный поток асинхронного двигателя почти не изменяется. Поэтому определяющее влияние на формирование момента двигателя оказывает изменение токов ротора. В свою очередь токи фаз ротора в широком диапазоне скольжений однозначно связаны с выпрямленным током. Таким образом, в режиме регулирования скорости и момента основное влияние на формирование момента оказывает переходный процесс в цепи выпрямленного тока [9].

Структурная схема каскада может быть составлена, если привести параметры узла АД – РВ к статору асинхронного двигателя или к цепи выпрямленного тока. Второй путь проще и, кроме того, здесь сразу выявляются вспомогательные координаты Id, , на которые удобно воздействовать при автоматическом управлении.

Структурная схема АВК на рис. 6.3 получена на основе следующих соотношений [9]:



где ω – угловая скорость вала.

При линеаризации системы АВК используется зависимость МАД от Id:



Линеаризованная структурная схема АВК показана на рис. 6.4. Здесь инвертор и его система импульсно-фазового управления СИФУ представлены апериодическим звеном с коэффициентом усиления п и постоянной времени Тп.

Электромагнитная постоянная времени:

.



Рис. 6.3. Полная структурная схема АВК


Рис. 6.4. Линеаризованная структурная схема АВК


Скачать файл (3018.4 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации