CC BY
73
Список литературы
1. Ключев В.И. Ограничение динамических нагрузок электропривода. М.: Энергия, 1971. 320 с.
2. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. М.: Энергия, 1980. 360 с.
3. Блехман И.И. Вибрационная механика. М: Недра, 1994. 400 с.
4. Ключев В.И. Теория электропривода. М: Энергоатомиздат, 1985.
560 с.
V. M. Stepanov, Do Nhu Y
INVESTIGATION OF TRANSIENT PROCESSES IN ELECTROMECHANICAL VIBRA TING SCREEN SYSTEM
The optimum value of the mechanical rigidity of the asynchronous motor was determined with respect to the damping of elastic vibrations in an electromechanical system to improve system reliability through the vibration damping
Keywords: vibration, vibrating screen, the dynamic rigidity
Получено 19.06.12
УДК 621.313.333
До Ньы И, асп., 8-953-441-09-68, Роп1шу!981 @цтаП.сот (Россия, Тула, ТулГУ)
МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕКТОРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С ОРИЕНТАЦИЕЙ ПО ПОТОКОСЦЕПЛЕНИЮ РОТОРА ДВИГАТЕЛЯ ГРОХОТА
Анализируется специфика разработки и технологии построения проектирования системы векторного управления. Предложен метод синтез системы векторного управления с ориентацией по потокосцеплению ротора двигателя грохота.
Ключевые слова: грохот, векторное управление, система управления.
Идея способа заключается в том, что электрические величины (напряжение, токи статора и ротора, магнитные потокосцепления и др.) представлены в виде векторов, проецирующихся на взаимосвязанные системы координат (рис. 1), которые вращаются в электрическом пространстве. На рис. 1 представлены три системы координат: х - у, й - q и а - р. Система координат х - у жестко связана с трехфазной статорной обмоткой, мгно-
венное значение поворота вектора ^ относительно этой системы обозначено через 9. Роторная система ¿/ - д неподвижна относительно ротора и вращается в электрическом пространстве относительно системы координат
Авг
статора со скоростью
А
Существует еще одна система координат а - (3,
ориентированная произвольно относительно систем координат х - у и (Л -вращающаяся с синхронной электрической угловой скоростью, равной угловой частоте напряжения питания [1].
/
■б
А
щ
\\
У\ •)\а ^
1С
Рис. 1. Пространственный вектор в разных системах координат
На рис. 2 приведена функциональная схема векторной системы управления, которая в данном случае может быть примена для двигателя грохота. Из схемы видно, что управляемые величины проходят определенные преобразования координат, которые носят название преобразование Кларка.
Двухфазная система переменного тока
Трехфазная система переменного тока
'Т а Ат»
Рис. 2. Функциональная схема векторной системы управления: 1а, \р - токи во вращающейся с частотой вс системе координат; 1У - токи в системе координат, жестко связанной со статором;
1В, ¡с-фазные токи статора.
Преобразование Кларка использует трехфазные токи тА, тв и /с для того, чтобы вычислить токи в двухфазной ортогональной системе координат статора в осях тх и ту. Полученные два тока в неподвижной системе координат статора преобразуются к /а, /*р составляющим токов в системе координат а-р в соответствии с преобразованием Парка [1] .
Математическое преобразование при совмещении оси а с осью х:
х ~ 1а>
1 . 2 . •1л H--—lb>
ia =ixcos0+ iy smO,
= —ix sin 6 + z\, cos 6
У
sa s'
}a+ic+ib
Преобразование от вращающейся а-р системы координат к неподвижной х-у и от двухфазной ортогональной х-у к трехфазной abc:
iy - irv COS в - ip sin в
x - va ' iy - ia sin в + ip cos в,
la - lx>
= ~~2 2~
£
2 '
S.
2lx -2y
При ориентации оси а по вектору иотокосцеиления ротора между системами управления электроприводом с асинхронным двигателем грохота и с двигателем постоянного тока можно провести аналогию, которая видна на структурных схемах на рис. 3 [1].
/в ^ 1 . ^ си 1 la
Кф т " Тир
/я
Сд
Мс
"-" Мс
(а)
Мл ш
ир
(б)
Мл
JSL
СО
Рис 3. Аналогия между структурными схемами двигателей: а - двигатель постоянного тока; б - асинхронный двигатель грохота; г6,1Я - ток возбуждения и якоря; кф- конструктивный коэффициент; сД- постоянная двигателя; Т2- электромагнитная постоянная; рП- число пар полюсов; Т- постоянная времени обмотки возбуждения; ¿1а, реактивная и активная составляющая тока статора; к2 - коэффициент электромагнитной связи ротора; /- момент инерции; Ьт - главная индуктивность фазы; МД, Мс - момент двигателя и сопротивления.
Скомпенсировав перекрестные связи между каналом формирования потокосцепления ротора и каналом формирования электромагнитного момента, получаем структурную схему системы преобразователя частоты асинхронного двигателя (ПЧ-АД) при ориентации общей системы координат по потокосцеплению ротора двигателя грохота, изображенную на рис. 4 [2].
Рис. 4. Структурная схема ПЧ-АД при ориентации общей системы
координат а-в по потокосцеплению ротора двигателя грохота где кот, коп, кос - коэффициент обратной связи по току, потоку и скорости; Тэ,Т2, Тп - постоянная времени статорной, роторной
цепи и ПЧ; о- коэффициент рассеяния магнитного поля АД; к2- коэффициент электромагнитной связи ротора;
кп - коэффициент передаточного функции; WpТ(р), Wpп(р), №РС(р), - регуляторы тока, потока и скорости двигателя, - эквивалентное активное сопротивление статорной цепи
Синтез регулятора тока. Объект регулирования тока имеет следующую передаточную функцию
к П
Щрт (Р ) =
*1Э (Тп Р + Щэ Р +1)
Получена передаточная функция ПИ-регулятора. Приведем ее к стандартному виду:
Жрт (Р ) = крт
1 +
1
ТИТР.
к = Я1ЭТ1Э кРТ -
аТ кО.Т к п Тп
; ТИТ = Т1Э
где ТтТ = Тп - некомпенсируемая постоянная времени контура регулирования тока, с; аТ = 2- отношение некомпенсируемой постоянной вре-
255
мени к постоянной времени интегрирования в контуре регулирования тока.
Синтез регулятора потока. Передаточная функция объекта регулирования потока
1/
ОТ
ь
т
ь
т
Щорп ( Р ) = "
ат Тп Р +1 Т2 Р +1 кот (ат Тп Р + 1)Т Р +1)
Полученную передаточную функцию ПИ-регулятора приводим к
стандартному виду
Щрп(Р )=крп
1 +
1
ТИТР
крп =
кО.Т Т2 Р
Тит = Т2
апатко.пТпь т
где Т^п = атТтт = атТп - некомпенсируемая постоянная времени контура регулирования потока, с; ап = 2 - отношение некомпенсируемой постоянной времени к постоянной времени интегрирования в контуре регулирования потока.
Синтез регулятора скорости. Передаточная функция объекта регулирования скорости.
щорс (Р )= 1кот 3-Рлк2 =-ЬРлЬ-.
ат Тп Р +1 2 7 ^ Р 2 7 Е Р(ат Тп Р +1) Получена передаточная функция П-регулятора
Щрс (Р)=крс; крс =--2^кОТ т ,
3аСаТРп к2кО.СТп
где Т^с = атТтт = атТп - некомпенсируемая постоянная времени контура регулирования скорости, с; ас = 2 - отношение некомпенсируемой постоянной времени к постоянной времени интегрирования в контуре регулирования скорости.
Рассмотрим пример с параметрами двигателя 5АМ250М2, на основании вышеизложенного были получены результаты на МайаЬ-БтиНпк [3] (рис. 5-6).
Рис. 5. Структурная схема ПЧ-АД при векторной системе управления
Рис. 6. График переходного процесса системы векторного управления
Применение преобразователя частоты с векторным управлением позволяет реализовать желаемые законы регулирования скорости вращения и момента на валу двигателя в динамических режимах. Изменение угла платформы на 15...300 наклонного грохота приводит к изменению момента сопротивления на валу. Техническая задача состоит в том, что необходимо определить минимальный момент сопротивления на валу с целью уменьшения потери мощности, повышения качества управления, основываясь на управлении наклонным углом платформы грохота.
Список литературы
1. Рудаков В.В., Столяров И.М., Дартау В.А., Асинхронные электропривода с векторным управлением. Л: Энергоатомиздат, 1987. 131с.
2. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов: учебник для студ. вузов/под ред. В.М. Терехова. 3-е изд., стер. - М.: Издательский центр Академия, 2008. - 304с.
3. Angermann A., Beuschel M., Wohlfarth U. Simulation mit SIMULINK/MATLAB: Skriptum mit Übungsaufgaben. Stand. 29. November 2001, TU München.
Do Nhu Y
MODELING OF VECTOR CONTROL SYSTEM OF VECTOR CONTROL WITH MAGNETIC FIELD OF ROTOR OF THE MOTOR SCREEN
The article designing technology of vector control system. A synthetic method of vector control system with orientation of magnetic field of rotor of the motor screen is suggested.
Key words: screen, vector control, control system.
Получено 19.06.12
