Электропривод с вентильной машиной (стр. 4 из 4)

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)
ДБМ150-4-1,5-2ДБМ185-6-0,2-2	44	88	32	0,052,64	1,21,4	34010,2	47,311,5	1750195	0,20,15	3е-39е-3	3,05,4

Приложение 2

Расчёт относительных переменных и параметров для двигателя ДБМ150-4-1,5-2

Базовые величины определяем по зависимостям:

Относительные параметры:

Приложение 3

Расчёт относительных переменных и параметров для двигателя ДБМ185-6-0,2-2

Базовые величины определяем по зависимостям:

Относительные параметры:

Приложение 4

Общее описание двигателей серии ДБМ

ДБМ - двигатели бесконтактные моментные. Двигатель состоит из синхронного двигателя, выполненного в виде плоской, встраиваемой конструкции с многополюсным ротором коллекторного типа, содержащей редкоземельный магнит и двухфазные или трёхфазные обмотки статора. Существуют два вида статора: гладкий и пазовый статор (см. рис. 1 а,б).

Рис. 1. Конструктивные схемы двигателей ДБМ: а) с пазовым статором, б) с гладким статором.

Серия двигателей имеет 26 типоразмеров, номинальное напряжение питания 27 В. Пульсации момента по углу поворота для двигателей с гладким статором 3-5%, а с пазовым ротором 10%.