Разработка системы оптимального управления
Не учитывая насыщение магнитопровода можно записать (32)
т.е. регулирования потока предполагает необходимость поддержания требуемого соотношения . В соответствии с (27) поток определяется моментом на валу АД
. (33)
После подстановки (3.2) в (2.14) получаем, что
, (34)
где – показатель, зависящий от марки электротехнической стали.
Из векторной диаграммы (рис.) видно, что
.
С учетом этих соотношений структурная схема электропривода, приведенная на рис 1 содержит асинхронный двигатель (АД), преобразователь частоты (ПЧ), датчики тока (ДТ) и напряжения статора (ДН), регулятор напряжения (РН) и вычислительное устройство (ВУ). В нем по мгновенным значениям и вычисляется ток , затем с учетом частоты определяется поток . Значение напряжения , необходимое для создания этого потока, рассчитывается в соответствии с рис. 1 следующим образом: , (35)
где ; ; ; ; . Регулятор напряжения, сравнивая оптимальное и текущее значения напряжения, воздействует на преобразователь частоты таким образом, чтобы обеспечить их равенство и получить требуемое значение . На рис. 2 показана структурная схема электропривода с регулятором потока (РП), воздействующим на канал регулирования напряжения ПЧ. В этой структурной схеме должен использоваться АД со встроенным датчиком потока. В качестве датчиков потока обычно используют специальные дополнительные обмотки на статоре или датчики Холла. Приведенная структурная схема исключает погрешность, связанную с необходимостью вычисления напряжения по (35).
Рисунок 1 Функциональная схема частотно управляемого асинхронного электропривода с регулятором напряжения Рисунок 2 Функциональная схема частотно управляемого асинхронного электропривода с регулятором потока
Как и в структурной схеме электропривода постоянного тока, структурная схема электропривода ПЧ-АД существенно упрощается, если момент на валу АД является однозначной функцией скорости (рис). В этом случае поток и соответственно напряжение определяются только угловой скоростью и частотой .
Рисунок 3. Функциональная схема асинхронного электропривода с преобразователем частоты для механизма с вентиляторным моментом сопротивления
В рассматриваемой системе электропривода момент сопротивления АД определяется следующим образом: (36)
Принимая начальный момент сопротивления равным нулю получим:
или Если принять во внимание, что , тогда оптимальный поток, необходимый для уменьшения потерь определяется следующим выражением:
Функциональный преобразователь в схеме устанавливает требуемую взаимосвязь между и . Примерный вид зависимостей и для показан на рис.
Рисунок 4. Зависимости оптимального потока и напряжения от частоты Укажем одну из важных особенностей энергетической оптимизации АД при частотном управлении. Одна связана с принципиальной необходимостью учета нелинейности кривой намагничивания. В асинхронных ЭП с частотным управлением поток пропорционален . В ПЧ осуществляется независимое управление частотой и амплитудой напряжения, приложенного к статору АД, поэтому имеется возможность работать при пониженных частотах с большими значениями потока, существенно превышающими номинальное значение. В то же время можно доказать, что для минимизации потерь при малых частотах необходимо увеличивать поток по сравнению с номинальным значением, т. е. АД должен работать на нелинейном участке кривой намагничивания. Учет кривой намагничивания существенно усложняет анализ условий существования минимума электрических потерь, поэтому здесь не приводится.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (207)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |