исключаем недоступный для измерения ток I₂:

(16.6)

От комплексного выражения (16.6) переходим к действующим значениям

(16.7)

Выполним замену комплекса (ω₀ -ω) в (16.7) на значение определенное из последнего выражения (16.3)

(16.8)

Выражение (16.8) показывает, что для поддержания постоянства потокосцепления Ψ₂ необходимо ввести в схема АЭП регулятор тока РТ нелинейного типа такой, чтобы при изменении сигнала задания момента u_ЗМ сигнал задания тока u_ЗТ изменялся прямо пропорционально величине

. (16.9)

Схемная реализация нелинейной зависимости (16.9) вполне доступна, причем этого будет достаточно для поддержания постоянства момента при любой частоте вращения АД. В этом преимущество САР момента АД с ПЧ на базе АИТ по сравнению с ПЧ на базе АИН.

Вопросы и задания

1. Приведите функциональную схему САР момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИТ.

2. В чем нестандартность контура регулирования момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИТ ?

3. При каком соотношении между параметрами элементов схемы САР обеспечивается прямая пропорциональность между моментом и сигналом его задания ?

4. Как выглядят механические характеристики ЭП с САР момента АД, питаемого от ПЧ на базе АИТ ?

5. Как нужно изменять ток статора АД, чтобы потокосцепление ротора было бы постоянным ?

6. Для чего необходимо поддерживать постоянство потокосцепления ротора в АСР момента АД, получающего питание от ПЧ с АИТ ?

7. В чем основное преимущество ЭП с САР момента, питаемого от ПЧ на базе АИТ в сравнении с питанием от ПЧ на базе АИН ?

17. Автоматическое регулирование частоты вращения ад с короткозамкнутым ротором при питании его от пч

Схемы автоматического регулирования частоты вращения АД с короткозамкнутым ротором при питании его от ПЧ целесообразно выполнять по типу подчиненного регулирования. Внутренний контур момента может быть выполнен либо по схеме с АИН (рис.15.1), либо по схеме с АИТ (рис.16.1). Внешний контур скорости должен содержать отрицательную обратную связь по частоте вращения и регулятор скорости. Выбором регулятора скорости работе САР частоты вращения можно придать желаемые статические и динамические показатели качества. Функциональные схемы САР частоты вращения приведены на рис.17.1.

Рассмотрим на качественном уровне процессы в САР частоты вращения при отработке скачка сигнала u_зс задания скорости ω_зс от некоторого начального значения скорости ω_зн до конечного ω_зк (учитываем пропорциональность ω_зс~u_зс). В САР используем П- или И-регулятор скорости РС. Вид инвертора, примененного в ПЧ, может быть любым, так как механические характеристики АД, созданные работой внутренних контуров, подобны друг другу (рис.15.2 и рис.16.2).

Работа сар с п-регулятором скорости (рис.17.2)

До момента времени t=0 (точка 1 на всех графиках) АД работал с начальной установившейся частотой вращения ω_ун. Так как регулирование статическое, то существует ошибка регулирования, и заданное значение частоты ω_зн отличается от установившейся ω_ун.

В момент времени t=0 скачком изменяется сигнал задания ω_зк. Момент АД также изменяется скачком (линия 1-2 на всех графиках), так как скачком изменяется сигнал u_ЗМ.

За счет избыточного момента начинается разгон двигателя. Значение (u_ЗС – u_ОСС) уменьшается, далее уменьшаются u_ЗМ и момент АД (линия 2-3). В точке 3 АЭП приходит к новой установившейся частоте вращения ω_ук. Переходный процесс экспоненциальный и постоянная времени экспоненты определяется моментом инерции привода.

Работа сар с и-регулятором скорости (рис.17.3)

До момента времени t=0 (точка 1 на всех графиках) АД работал с установившейся частотой вращения ω_ун. Так как регулирование астатическое, то не существует ошибки регулирования, и установившееся значение частоты ω_ун равно заданному ω_зн.

В момент времени t=0 скачком изменяется сигнал задания ω_зс. Далее изменяются сигнал u_ЗМ и прямо пропорциональный ему момент М АД. За счет инерционности И-регулятора сигнал ω_ЗМ нарастает плавно, а механическая характеристика М изменяется по спирали 1-2. В точке 2 заданная ω_зк и фактическая ω частоты вращения становятся одинаковыми и сигнал на входе И-регулятора обращается в ноль. Сигнал u_ЗМ перестаёт изменяться, а момент М АД достигает максимального значения. На участке 2-3-4 устанавливается неравенство ω>ω_зк, входной сигнал интегратора (u_ЗС –u_ОСС) становится отрицательным и выходное напряжение u_ЗМ интегратора уменьшается а вслед за ним уменьшается момент М АД. На участке 2-3 избыточный момент положительный и частота вращения продолжает расти. На участке 3-4 избыточный момент становится отрицательным и частота вращения уменьшается. На участке 4-5 устанавливается неравенство ω<ω_зк, входной сигнал интегратора (u_ЗС –u_ОСС) становится положительным и выходное напряжение u_ЗМ интегратора увеличивается а вслед за ним увеличивается момент М АД. После точки 5 процесс аналогичен процессу на участке 1-2. Затухающий переходный процесс заканчивается выходом на новое значение установившейся частоты вращения ω_ук, которая точно равна заданной ω_зк.