Способ управления асинхронным электроприводом и устройство для его осуществления Советский патент 1989 года по МПК H02P7/42 

14

первый вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрального регулятора скорости, а выход - с одним из входов второго элемента сравнения, подключенного другим входом к выходу задатчика начального потоко- сцеплений ротора, второй сумматор, первый вход которого объединен с вторым входом блока умножения, с уп- равляющнм входом по частоте блока преобразования координат и подключен к выходу первого сумматора, второй вход второго сумматора через масштабный элемент подключен к выходу пропорционально-интегрального регулятора скорости, а выходы второго элемента сравнения и выход второго сумматора подключены соответственно к первому и второму управлякмдим входам по квадратурным составляющим напряжения статора блока преобразования координат, отличающее- с я тем, что, с целью повьшения качества переходных процессов за счет увеличения-быстродействия, введен элемент дифференцирования, а второй сумматор снабжен дополнительным третьим входом, подключенным к выходу элемента дифференцирования, вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрального регулятора скорости,о

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что блок преобразования координат снабжен преобразователем напряжение - частота, адресным счетчиком, первым и вторым постоянными запоминающими блоками, запрограммированными соответственно по законам синуса и косинуса, блоком сумматоров и четырьмя цифроаналого- выми преобразователями, цифровые вkoды первого и второго из которьк подключены к выходу первого постоянного запоминающего блока, аналоговые входы первого и третьего, второ- 0 и четвертого цифроаналоговых преобразователей попарно объединены между собой и образуют соответственно первый и второй управляющие входы по квадратурным составляющим напряжения статора блока преобразования координат, вход преобразователя напряжение - частота образует управляющий вход по частоте блока преобразования координат, а выход подключен к входу адресного счетчика, соединенного выходом с входами постоянных запоминающих блоков, выходы цифроаналоговых преобразователей подключены к входам блока сумматоров, вькоды которого образуют.выходы блока преобразования координат.

1. Способ управления асинхронным электроприводом, при котором формируют мгновенные симметричные фаз- . ные напряжения на обмотках статора асинхронного двигателя с амплитудой, частотой и фазой, зависящими от измеренной скорости вращения и двух входных воздействий, одно из которых постоянно и соответствует требуемой амплитуде потокосцепления ротора, а другое соответствует требуемому моменту, отличающийся тем, что, с целью повьшения качества регулирования за счет увеличения бы- стродействия при контроле мгновенной фазы фазных напряжений на -обмотках статора, формируют мгновенные симмет- ричные фазные напряжения на обмотках статора по зависимости ) к,( (о 4.KjM) « -OS j (ю +K,M)dt1 - + ь л XCOS . Г г / 1 dtj J )dt , + К, где Ug(t) - мгновенное фазное напряжение; Фр - постоянное управляющее воздействие, соответствукк щее требуемой амплитуде потокосцепления ротора-, М - управляющее воздействие, соответствующее требуемо му моменту; СО - измеренная скорость вращения асинхронного двигателя-, Кб постоянные коэффициенты, определяемые параметрами асинхронного двигателяi t - время. 2. Устройство, для управления асинхронным электроприводом, содержащее асинхронный двигатель с короткозам- кнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам автономного инвертора напряжения, соединенного управляющими входами с выходами блока преобразования координат, выполненного с управляющим входом по частоте и с первым и вторым управляющими входами по квадратурным составляющим напряжения статора, последовательно соединенные задатчик скорости, первый элемент сравнения, пропорционально-интегральный регулятор скорости и первый сумматор, датчик скорости, установленный на валу асинхронного двигателя с короткозам- кнутым ротором, подключенный выходом к объединенным между собой другим входам первого элемента сравнения и первого сумматора, блок умножения. (Л 4, сл 00 со с to

1

Изобретение относится- к электротехнике, в частности к регулируемому электроприводу, построенному на ос- нове асинхронного двигателя с коротко замкнутым ротором, и может быть использовано для управления скоростью и моментом рабочих органов машин и механизмов, например, в приводах станков, сварочных агрегатов, промьпппен- ных роботов и следящих систем различного назначения.

Целью изобретения является повьппе- ние качества регулирования за счет увеличения быстродействия при контроле мгновенной фазы фазных напряжений на обмотках статора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для управления асинхронным электроприводом, реали- зующего данный способ; на фиг. 2 - функциональная схема блока преобразования координат; на фиг. 3 и 4-- диаграммы, поясняющие функционирование устройства.

Устройство для управления асинхронным электроприводом содержит (фиг. 1) асинхронный двигатель 1 с короткозамкнутым ротором, статорные обмотки которого подключены к выходам автономного инвертора 2 напряжения, соединенного управляющими входами с выходами блока 3 преобразования координат, вьтолненного с управляющим входом по частоте и с первым и вторым управляющими входами по квадратурным составляющим напряже- ния статора, последовательно соединенные задатчик 4 скорости, -первьй элемент 5 .сравнения, пропорционально-интегральный регулятор 6 скорости и первый сумматор 7, датчик 8 скорости, установленный на валу асинхронного двигателя 1 с корот- козамкнутым ротором, подключенный вы- )ходом к объединенньм между собой другим входом первого элемента 5 сравнения и первого сумматора 7, блок 9 умножения, первый вход которого соединен с выходом пропорционально-интегрального регулятора 6 скорости, а выход - с одним из входов второго элемента 10 сравнения, подключенного другим входом к ВЫХОДУ задатчика 11 начального потокосцепления ротора, второй сумматор 12, первый вход которого объединен с вторым входом блока 9 умножения, с управляющим входом по частоте блока 3 преобразования координат и подключен к выходу первого сумматора 7, второй вход второго сумматора 12 через масштабный элемент 13 подключен к выходу пропорционально-интегрального регулятора 6 скорости, а выход второго элемента 10 сравнения и выход второго сумматора 12 подключены соответственно к первому и второму управляющим входам по квадратурным составляющим напряжения статора блока 3 преобразования координат. В устройство для управления асинхронным электроприводом введен

ды цифроаналоговых преобразователей 22 и 23 - к выходу второго постоянного запоминающего блока ,18,

Аналоговые входы цифроаналоговых преобразователей 20, 22 и 21, 23 попарно объединены между собой и образуют соответственно первой и второй управляющие входы по квадратурным 1Q составляющим напряжения статора блока 3 преобразования координат. Вход преобразователя 15 напряжение - частота образует управляющий вход по частоте блока 3 преобразования ко15 ординат, а выход подключен к входу адресного счетчика 16, соединенного выходом с входами постоянных запоми- . нающих блоков 17 и 18. Выходы цифро- аналоговых преобразователей 20-23 под 20 ключены к входам блока 19 сумматоров выходы которого образуют выходы блока 3 преобразования координат.

Устройство для управления асинхронным электроприводом работает сле- 25 дующим образом.

На выходе задатчика скорости 4 формируется напряжение задания скорости сО. ПриСО О и отсутствии сигнала на выходе датчика 8 скорости на30 пряжение на выходе элемента 10 сравнения равно уставке у , определяемой задатчиком 11 начального потокосцепления ротора. С помощью блока 3 преобразования координат указанная устав

. ка напряжения преобр азуется в три постоянных напряжения, отрабатываемых автономным инвертором 2 напряжения с широтно-импульсной модуляцией. При этом статорные обмотки асинхронного

- - -- -м-- -.v.-i i iaiupnbit; оомотки асинхронного

элемент 14 дифференцирования. Второй о Двигателя 1 питаются постоянным на- сумматор iz снабжен попп.пнитяпьиым ,, гг

пряжением. Потокосцепление ротора Ц ,

сумматор 12 снабжен дополнительным

третьим входом, подключенным к вы-постоянно по величине и неподвижно

ходу элемента 14 дифференциоования,в пространстве. Момент и скорость

вход которого соединен с. про- вращения асинхронного двигателя равпорционально-интегрального регулятора. ны нулю.

6 ГКПППГ-ТЬТ J-, о

ьлок J преобразования координат в указанном режиме не изменяет фазу выходного напряжения, так как на выходе преобразователя 15 напряжение - gjj частота (фиг. 2) отсутствуют импульсы развертки, адресный счетчик 16 определяет произвольное состояние постоянных запоминающих блоков 17 и 18

6 скорости.

Блок 3 преобразования координат снабжен (фиг. 2) преобразователем 15 напряжение - частота, адресным счетчиком 16, первым и вторым постоянными запоминающими блоками 17 и 18, запрограммированными соответственно по законам синуса и косинуса, блоком 19. сумматоров и четьгрьмя циф- роаналоговыми преобразователями 20- 23. Цифровые входы цифроаналоговых преобразователей 20 и 21 подключены к выходу первого постоянного запоминающего блока 17, а цифровые вхов результате чего на выходах цифро- gg аналоговых преобразователей 20 и 22 при произвольных дискретных выборках синусной и косинусной функций формируются два постоянных напряжения, определяемые уставкой ( ,

589624

ды цифроаналоговых преобразователей 22 и 23 - к выходу второго постоянного запоминающего блока ,18,

Аналоговые входы цифроаналоговых преобразователей 20, 22 и 21, 23 попарно объединены между собой и образуют соответственно первой и второй управляющие входы по квадратурным 1Q составляющим напряжения статора блока 3 преобразования координат. Вход преобразователя 15 напряжение - частота образует управляющий вход по частоте блока 3 преобразования ко15 ординат, а выход подключен к входу адресного счетчика 16, соединенного выходом с входами постоянных запоми- . нающих блоков 17 и 18. Выходы цифро- аналоговых преобразователей 20-23 под- 20 ключены к входам блока 19 сумматоров, выходы которого образуют выходы блока 3 преобразования координат.

Устройство для управления асинхронным электроприводом работает сле- 25 дующим образом.

На выходе задатчика скорости 4 формируется напряжение задания скорости сО. ПриСО О и отсутствии сигнала на выходе датчика 8 скорости на30 пряжение на выходе элемента 10 сравнения равно уставке у , определяемой задатчиком 11 начального потокосцепления ротора. С помощью блока 3 преобразования координат указанная устав. ка напряжения преобр азуется в три постоянных напряжения, отрабатываемых автономным инвертором 2 напряжения с широтно-импульсной модуляцией. При этом статорные обмотки асинхронного

-.v.-i i iaiupnbit; оомотки асинхронного

о Двигателя 1 питаются постоянным на- ,, гг

Двигателя 1 питаются постоянным на- ,, гг

пряжением. Потокосцепление ротора Ц ,

постоянно по величине и неподвижно

ьлок J преобразования координат в указанном режиме не изменяет фазу вы ходного напряжения, так как на выходе преобразователя 15 напряжение - gjj частота (фиг. 2) отсутствуют импульсы развертки, адресный счетчик 16 определяет произвольное состояние постоянных запоминающих блоков 17 и 18

в результате чего на выходах цифро- gg аналоговых преобразователей 20 и 22 при произвольных дискретных выборках синусной и косинусной функций формируются два постоянных напряжения, определяемые уставкой ( ,

5145896

Векторная диаграмма (фиг, 3) поясяет начальное состояние асинхронно- о двигателя 1, в котором вектор наряжения статора Ug , вектор тока татора i и вектор потокосцепления отора ( постоянны. При этом все указанные векторы совпадают по на- равлению Вектор потокосцепления ста- тора совпадает с направлением ю вектора ( и момент равен нулю.

При подаче на иход элемента 5 сравнения напряжения задания скорости со на выходе пропорционально-интегрального регулятора 6 скорости 15 возникает скачок напряжения с последующим его возрастанием, темп которого определяет величину напряжения на выходе элемента 14 дифференцирования. В результате напряжение 20 и на выходе элемента 10 сравнения скйнком спадает и затем непрерывно уменьшается, напряжение U на выходе второго сумматора 12 скачком нарастает и затем непрерывно возраста- 25 ет и напряжение с выхода первого сум- атора 7 также скачком изменяется и возрастает.

На выходе блока 3 преобразования координат происходит скачок и изме- ЗО некие фазы трехфазного напряжения, скачок и изменение его амплитуды и частоты. Эти изменения управляющих напряжений на входе автономного инвертора 2 напряжения с широтно-им- пульсной модуляцией приводят к аналогичным изменениям фазы, частоты и амплитуды трехфазного напряжения статора асинхронного двигателя 1.

В связи с инерционностью простран- 40 ственного перемещения вектора потокосцепления ротора при форсированном увеличении напряжения U и уменьшении Ug образуется скачок фазы вектора тока статора i и скачок 45 фазы потокосцепления статора (фиг. 4). Образуется момент двигателя, скорость ротора возрастает, возрастает выходное напряжение датчика 8 скорости, которое уменьшает выход- 50 ное напряжение пропорционально-интегрального регулятора 6 скорости, соответствующее требуемому моменту М, до установления равенства требуемого момента М и момента нагрузки 55 М „агр на валу асинхронного двигателя 1,

Приращение требуемого момента М и действительного момента М происходит до выравнивания требуемой скорос35

5

О

0 5 5

26

ти (jO и действительной скорости ьз . В результате указанный электропривод имеет абсолютно жесткие механические характеристики скорости при любом, в том числе и скачкообразном, изме- нии момента М..

Фаза напряжения статора, задаваемая с малым шагом дискретизации порядка 1 , управляется путем взаимосвязанного изменения трех входных аналоговых напряжений блока 3 преобразования координат, одно из которых характеризует требуемую частоту напряжения статора оз iff при условии постоянства двух других входных аналоговых напряжений U const,

и const в статическом режиме элеSx

ктропривода, а в общем случае соответствует требуемой частоте потокосцепления ротора ( (t) и угловой скорости вращения вектора потокосцепления ротора относительно статора

Са 2Tfrj . Второе входное аналого9 т t

вое напряжение характеризует первую квадратурную составляющую напряжения статора U. Третье входное аналоговое напряжение И характеризует вторую квадратурную составляющую напряжения статора Ug. Амплитуда напряжения статора Ug и две его квадратурные составляющие связаны соот- ношением

(1)

и, 4и| + ид

о л вц х

5

где Uc и Ue. - проекции вектора наrt

, пряжения в декартовой

системе координат, ориентированные по вектору потокосцепления ротора фг .

Величину Ug изменяют в зависимости от требуемого момента М и требуемой частоты COg , определяя ее как

разность уставки V и напряжения, проо

порционального произведению )5 , формируемого на выходе блока 9 умножения. Уставка ф определяет величину начального потокосцепления ротора С) Ц . При этом взаимосвязанные действия над частотой COg и квадратурными составляющими и U,5« о ределяют из условия постоянства амплитуды потокосцепления ротора во всех режимах работы асинхронного двигателя Ц)р I ф I Vv- const из известных дифференциальных уравнений, описывающих электромагнитные переходные процессы в асинхронном двигателе.

14589628

в режиме постоянства потокосцепле- разователен 20, 21 и 22, 23 соответния ротора t) разность абсолютных угловых скоростей вращения относительно оси статора S вектора потокосцепле- ция ротора (|;р.. вектора ротора Кц, (фиг.4),соответствующая скрльжению вектора потокосцепления ротора ф .относительно ротора, пропорциональна моменту двигателя:

ственно, в результате чего каждая дискретная выборка cos q)g и sincp

умножается на второе и третье анаи и;

10

логовые напряжения U, и U , поступающие на соответствующие аналоговые входы указанных цифроаналоговых преобразователей. На выходах цифроанала- говых преобразователей 20-23 образуются дискретно изменяющиеся аналоговые напряжения, пропорциональные произведениям квадратурных составляющих напряжения U и иД на косинус и

Д«г СЭ - О),

2

Р

tгде ZP - число пар полюсов; Rf, - сопротивление ротора; (РО - амплитуда потокосцепления

ротораi

М - момент двигателя. Так как целью управления моментом является соответствие действительно- ,го момента М требуемому моменту М т.е.:

М М

(3) 25

то управляемая частота напряжения статора, пропорциональная требуемому моменту М, характеризует согласно (2) требуемую угловую скорость вращения вектора потокосцепления ротора относительно ротора дсо, а сумма этой частоты и скорости ротора определяет требуемую абсолютную угловую скорость вращения вектора потокосцепления ротора относительно неподвижной оси статора, т.е. требуемую частоту потокосцепления ротора, кото |РУЮ задают выходным напряжением первого сумматора 5 и преобразуют в последовательность импульсов развертки с помощью преобразователя 15 напряжение - частота. Каждый выходной импульс развертки преобразователя 15 напряжение - частота сдвигает фазовый угол tfg потокосцепления ротора относительно оси статора § (фиг. 4) на одну дискрету , составляющую малую величину (порядка l), с помощью адресного счетчика 16 и постоянных запоминающих блоков 17 и 18, на выходе которых формируются коды дискретных выборок синусной и косинусной функций фазового угла потокосцепления ротора qjg , а именно cos на выходе блока 17, sinqig - на выходе блока 18.

«

Коды cos Cfs и Sin поступают на цифровые входы цифроаналоговых преобо

ственно, в результате чего каждая дискретная выборка cos q)g и sincp

умножается на второе и третье анаи и;

10

логовые напряжения U, и U , поступающие на соответствующие аналоговые входы указанных цифроаналоговых преобразователей. На выходах цифроанала- говых преобразователей 20-23 образуются дискретно изменяющиеся аналоговые напряжения, пропорциональные про изведениям квадратурных составляющих напряжения U и иД на косинус и

15 синус фазового угла потокосцепления ротора, которые суммируются в блоке 19 сумматоров согласно известным

. уравнениям векторного преобразования из декартовой вращающейся систе- 20 мь1 у, X, к декартовой неподвижной

системе координатор, В, ориентированной по оси статора 5, а именно по . оси фазной обмотки а:

25

и,

5Q s sy ostps- Us, sinc| j(4) 5 Usy-sinCfs Ug.cosCf (5)

где Ug - мгновенное фазное напряже- 30 ние статора в опорной фазной обмотке статора q , относительно которой осуществляют преобразование координат.. 35 С помощью блока 19 сумматоров из двухфазного напряжения Ug, U образуется трехфазное напряжение,соответствующее напряжениям питания статор- ных обмоток с учетом схемы соединения 0 обмоток двигателя.

На управляющий вход по частоте блока 3 преобразования координат поступает сигнал, соответствующий частоте изменения потокосцепления рото- 5 Ра. При этом напряжения Ug , U определяются как протекции вектора напряжения статора Ug во вращаннцейся

системе координат у, х, ориентированной по вектору потокосцепления роjj тора ф , при совпадении оси у с направлением вектора потокосцепления ротора (ji, T.e.Vrvj 9, Vr, 0. В связи с этим управление фазой напряжения Us(t относительно потокоg сцепления ротора c, (t) осуществляют- процессом взаимосвязанных действий над квадратурными составляющими Ug Sx соответствующими проекциями вектора напряжения Ug на ось у вектора

потокосцепления ротора (j и ось х, ортогональную по отношению к вектору потокосцепления ротора ( (фиг. 4).

Эти действия определяют в зависимости от требуемого момента М и требуемой частоты СО с учетом заданного с помощью постоянного напряжения ц режима постоянства амплитуды потокосцепления ротора Ц) из известных дифференциальных уравнений асинхронного двигателя для статорной цепи при вращении координат у, х со скоростью «5 .

При постоянстве амплитуды потокосцепления ротора РО const амплитуда потокосцепления статора (д) непостоянна, а фаза потокосцепления статора относительно потокосцепления ротора изменяется в зависимости от момента двигателя так,что проекция вектора потокосцепления статора на ось у, совпадающую с направлением вектора потокосцепления ротора, постоянна , т . е ,:

LS .

ь

Ц г

(6)

V

5к

2 I Lh М

Л.

и фазы напряжения статора отн но потокосцепления ротора Vy, т,

(7) 30 ys cpg + J( (t)dt +уср,

где Lg , L Ll

индуктивность статора взаимная индуктивность; индуктивность ротора;

jg переходная индуктивность. Для требуемого момента М , пропорционального выходному напряжению пропорционально-интегрального регулятора 6 скорости, при соблюдении ВИЯ (2) для управляемой частоты &Сх « fliQ и условия для суммарной частоты на выхода первого сумматора 5

ю:

ЬО + СО

(8)

С учетом связей потокосцеплений (6), (7) и квадратурных составляющих напряжения (1) из дифференциальных уравнений статорной цепи, описывающих связь проекций напряжения и проекций потокосцепления статора, определяют составляющие напряжения статора:

тт -s. 2Ls Lr ,,. М.

.-з1;1-,

(9)

2LeL dM

2RsL t -,. -ч---..-M

3ZpL

Wrc

.j-b-,(,о,

При этом управляющие напряжения и и входах блока 3 преобразования координат определяются как

и

. и , а посто94 -sij -M ,

янное управляющее воздействие (| г 1/К

как с

R5/L(, (К и - коэффио U гп 1 1-0

циент передачи по напряжению в блоках 2 и 3) .

Фаза напряжения статора jfg , рав5 ная фазовому углу вектора напряжения Us относительно неподвижной оси статора, S, изменяется согласно предлагаемому способу управления как сумма фазы потокосцепления ротора (jf ,

0 равной фазовому углу вектора потокосцепления ротора. (J относительно неподвижной оси статора S, которую получают путем развертки во времени

оо

25 требуемой частоты Cf,

J Qg(t)dt,

и фазы напряжения статора относительно потокосцепления ротора Vy, (фиг.4): т,

(11)

ys cpg + J( (t)dt +уср,

при зтом фазу напряжения статора относительно потокосцепления ротора Уц, изменяют путем изменения соотнощения -g первой и второй квадратурных составляющих напряжения;

Уч arctgUs,,.

(12)

Согласно связи фаз (11) фазу на

изменяют путем «

пряжения статора jf.

изменения требуемой частоты СО g и относительной фазы напряжения статора X У, определяемой связями (9) (10), соотношением мгновенных величин квадратурных составляющих напряжения статора 115, и Ugu согласно связи (12), которое зависит от требуемого момента М , скорости его изменения и требуемой частоты OJg.

При этом частота напряжения статора изменяется как сумма частот, определяемых из (11) и (12):

СО

Us

«.+

I l . dt

(13)

Первая составляющая ч астоты напряжения статора cOg , равная частоте по

токосцеплеиия ротора, изменяется синхронно с магнитным полем, сцепленным с ротором, поэтому называется синхронной частотой. Синхронная частота сОд является опорной частотой для преобразования синхронно вращающейся декартовой системы координат у, X в неподвижную систему декартовых координатfti, В, причем неподвижная ось oi совпадает с осью фазы а трехфазной статорной обмотки а,Ь,с.

При данном способе управления симметричное трехфазное напряжение статора, характеризуемое пространственным вектором напряжения статора Ug, формируют в декартовых координатах X, у, синхронизированных требуемой частотой потокосцепления ротора СО Q + (j) М, которую изменяют в функции измеренной скорости (О , требуемой амплитуды потокосцепления ротора , пропорциональной величине постоянного входного воздействия, и

Q венная фаза и, следовательно, относительный фазовый сдвиг напряжения статора и потокосцепления ротора не рег улируется при набросе и сбросе требуемого момента.

15 Вводя обозначения: К,

К,

-2L;L /3ZpL V(L; LS - , 20

переходная индуктивность); Kj

2R,/3Z,v;5 к, ,/3ZpL C ;

Kf К, 2L;L,/3ZpL(

,

(( требуемая амплитуда фазного

потокосцепления ротора, пропорциональная постоянному входному воздейтребуемого.момента М , пропорциональ- 25 ствию), операции над напряжением ста- ного входному управляющему воздействию.

Регулирование в декартовых координатах.х, у угла фазового сдвига пространственного вектора напряжения статора U относительно пространственного вектора потокосцепления ротора ф производят путем регулирования временных векторов фазньпс напряжений статора Ug, 5,, Ug по закону для мгновенного фазного напряжения статора в фазе а

тора описывают прямой аналитической зависимостью мгновенного фазного напряжения статора в одной из фаз, например фазе о , в функции от вход- 30 ньк воздействий М скорости W .

В полярных координатах управления мгновенное фазное напряжение статора

W и измеренной

35

Ug(t) описывается уравнением

5„(

ЙЬ dt

j (CJ + KjM) + ),(14)

u(t) и

l coscfs-

где фаза синхронизации qig изменяется путем изменения синхронной частоты col:

Ч,- j o,;(t)dt - I «О .

M)dt,

а составляющие фазного напряжения статора V и Ug являются проекциями пространственного вектора напряжения статора в декартовых координатах, ориентированных осью у по направлению пространственного вектора потокосцепления ротора.

Это позволяет осуществлять мгно- венный скачок фазы напряжения статора путем скачкообразного изменения

5896212

проекций , которые при управлении в полярных координатах влияют лишь на величину амплитуды напряжения статора и на частоту напряжения статора. Скачок частоты не приводит к скачку фазы, что является недостатком управления напряжением статора в полярных координатах, так как мгно Q венная фаза и, следовательно, относительный фазовый сдвиг напряжения статора и потокосцепления ротора не рег улируется при набросе и сбросе требуемого момента.

15 Вводя обозначения: К,

К,

-2L;L /3ZpL V(L; LS - , 20

переходная индуктивность); Kj

2R,/3Z,v;5 к, ,/3ZpL C ;

Kf К, 2L;L,/3ZpL(

,

(( требуемая амплитуда фазного

потокосцепления ротора, пропорциональная постоянному входному воздей25 ствию), операции над напряжением ста-

тора описывают прямой аналитической зависимостью мгновенного фазного напряжения статора в одной из фаз, например фазе о , в функции от вход- 30 ньк воздействий М скорости W .

В полярных координатах управления мгновенное фазное напряжение статора

W и измеренной

35

Ug(t) описывается уравнением

5„(

ЙЬ dt

j (CJ + KjM) + ),(14)

где и - мгновенная амплитуда фазного напряжения, равная квадратурной сумме двух составляющих напряжения статора Ug sx

О

u|. ,

(15)

а фаза Jg напряжения статора образуется только разверткой частоты во 50 времени:

Js j (со + К,М) + ) dt . ( t6)

55

В этом случае скачок величины требуемого момента приводит к скачку лишь мгновенной амплитуды Ug , но фаза Уд скачком не изменяется.

в декартовых координатах управления фазное напряжение статора

и, 1458962

jg(t) формируют ПО закону

fc

и .COS f (со +К М) - i Ug.sinJ (о +KjM),

(17)

5 до ме пр но мо

5 дополнительно создает форсировку изменения как мгновенной амплитуды напряжения статора, так и его мгновенной фазы при любом изменении требуемого момента M(t).

при котором мгновенная амплитуда фаз- ю ного напряжения изменяется по тому же закону (15), справедпивому и для полярных координат управления, но мгновенная фаза напряжения статора

изменяется по другому закону и скач- 15 составляющей напряжения ком изменяется как при скачке величины требуемого момента М, так и при любом его изменении M(t) по закону

f5« (U + К M)dt +

Предлагаемый способ управления на пряжением статора в декартовых координатах в совокупности с введением

статора Ug., определяемой согласно

20

v.,c4upa SAин Ределяемои согласно выражению О9), обеспечивает регулирование мгновенной фазы напряжения статора в динамике и регулирование фазового сдвига напряжения статора относительно потокосцепления ротора. В результате достигается инвариантное и безынерционное управление моментом асинхронного двигателя, что повышает качество регулирования скорости замкнутого по скорости асинхронного электропривода.

arct Е

к7((со Тк м)

(18)

Наличие динамической составлякмцей напряжения статора

tol

Фи&1

Аич

,, dM

б5Г

(19)

дополнительно создает форсировку изменения как мгновенной амплитуды напряжения статора, так и его мгновенной фазы при любом изменении требуемого момента M(t).

Предлагаемый способ управления напряжением статора в декартовых координатах в совокупности с введением

составляющей напряжения

статора Ug., определяемой согласно

v.,c4upa SAин Ределяемои согласно выражению О9), обеспечивает регулирование мгновенной фазы напряжения статора в динамике и регулирование фазового сдвига напряжения статора относительно потокосцепления ротора. В результате достигается инвариантное и безынерционное управление моментом асинхронного двигателя, что повышает качество регулирования скорости замкнутого по скорости асинхронного электропривода.

в

s,

So

г/р.З

Фи9.4