Методы частотного управления в современном электроприводе. Векторное управление. Основные виды векторного управления. Достоинства и недостатки.



Основным элементом современных электроприводов переменного тока является преобразователь частоты (ПЧ).

Преобразователь частоты - это устройство, предназначенное для преобр-ия переменного тока (напряжения) одной частоты в переменный ток (напряжение) другой частоты.

Можно выделить 2 основные задачи, решаемые регулируемым ЭП.

1) Управление моментом ЭД

2) Управление скоростью вращения ЭД.

Для нормального функционирования привода необходимо ограничивать момент и ток двигателя допустимыми значениями при переходных процессах: пуска, торможения и приложения нагрузки.

В то же время технологические режимы многих производственных механизмов на разных этапах работы требуют движение рабочего органа с различной скоростью, что обеспечивается путем регулирования скорости ЭП.

Для решения задачи регулирования скорости и момента в современном ЭП применяют два основные метода частотного управления:

- скалярное; - векторное.

Векторное управление позволяет существенно увеличить диапазон регулирования, точность регулирования, повысить быстродействие ЭП.

Этот метод обеспечивает непосредственное управление вращающим моментом двигателя. Этот момент определяется током статора, который создает возбуждение магнитного поля.

При непосредственном управлении МДВ необходимо изменять кроме амплитуды и фазу статорного тока (вектор тока).

Для управления вектором тока, а следовательно положением магнитного потока статора относительно вращающегося ротора, требуется знать точное положение ротора в любой момент времени. Задача решается либо с помощью выносного датчика положения ротора, либо определением положения ротора путем вычисления по другим параметрам двигателя. В качестве этих параметров используются токи, напряжения статорной обмотки.

Два основных вида векторного управления:

1)бездатчиковое.Применяется при небольших диапазонах изменения скорости (не более 1:100) и требовании точности ее поддержания не более ±0,5%.

2) с обратной связью по скорости.Применяется, если скорость вращения вала изменяется в широких пределах (до 1:10000) и требованиях точности ее поддержания ±0,02%.

Преимущества векторного управления:

- высокая точность регулирования, даже при отсутствии датчиков скорости.

-плавное вращение двигателя в области малых частот.

-возможность обеспечения номинального момента на валу при нулевой скорости.

-быстрая реакция на изменение нагрузки, то есть при резких скачках нагрузки практически не происходит скачков скорости.

-обеспечение такого режима работы двигателя снижает потери на нагрев и намагничивание, а следовательно повышается КПД.

Недостатки векторного управления:

-большая вычисл. сложность и необходимость знать множество параметров двигателя.

-при векторном управлении колебание скорости на постоянной нагрузке больше, чем при скалярном управлении.

 

Структура силовой части современных ПЧ.

Схема любого ПЧ состоит из силовой и управляемой частей. Силовая часть обычно выполнена на IGBT транзисторах которые работают в режиме электронных ключей. Управляющая часть выполнена на цифровых микропроцессорах и обеспечивает управление силовыми электронными ключами ,а так же решение большого количества вспомогательных задач таких как контроль, диагностика и защита .

Для сглаживания импульсных выпрямленного напряжения используют фильтр . Выпрямитель и емкость фильтра образует звено постоянного тока .С выхода фильтра постоянного напряжения поставляется на вход автономного импульсного инвертора . Автономный инвертор современных низковольтных ПЧ выполнена на основе силовых биполярных транзисторов с изолирующим затвором(IGBT). Наибольшее распространение получили схемы с автономным инвертором напряжения . В инверторе осуществляется преобразование постоянного напряжения в импульсное напряжение с изменением амплитуды и частоты .


 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 559;