0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Векторное управление двигателем алгоритм работы ключей

Векторное управление двигателем алгоритм работы ключей

В преобразователях частоты Micromaster 440 функция векторного управления без обратной связи по скорости реализована на базе математической модели двигателя. Математическая модель позволяет вычислять параметры потока поля или скорость. Вычисление производится на базе данных о токах или напряжении получаемых с датчиков. Недостатком данного метода является невозможность определения скорости при малых оборотах (порядка 0 Гц). Эта проблема вызвана ограничениями накладываемыми математической моделью. Кроме этого на низких оборотах могут возникнуть проблемы с неопределённостью параметров модели и с неточностью измерения параметров. Для преодоления этих слабых мест предусмотрено переключение режима работы привода на низких оборотах.

Переключение режимов настраивается с помощью группы параметров. При этом необходимо выставить промежуток времени и частоту. Для настройки задействуют параметры P1755, P1756, P1758 (см. рисунок ниже). Нужно учесть, что временное условие может быть нарушено. Нарушение случается в ситуации когда предустановленная частота на задатчике интенсивности и фактическая частота в одно время оказываются ниже значения установленного в P1756.

На рисунке показаны условия, при которых происходит переключение для векторного управления без обратной связи.

Управляемый режим работы предусматривает идентичность между фактическим и заданным значением скорости. Для этого режима необходимо дополнительно настраивать параметры P1610 и P1611. Эти параметры отвечают за постоянное увеличение момента вращения и рост момента вращения на этапе разгона. Настройка данных параметров требуется при использовании приводов для решений в которых имеют место управление подвешенными грузами или процессы разгона. Путем настройки этих двух параметров изменить статический и динамический моменты.

В случае если параметр P1610 настроен на 0%, то будет учитываться только ток намагничивания (он установлен в R0331). В случае если значение параметра равно 100%, то во внимание принимается ток двигателя P0305. Для избегания режима опрокидываиня приводов в режиме разгона можно поэкспериментировать с увеличением значения параметра P1611. Второе решение этой задачи заключается в предуправлении ускорением. Эта функция настраивается для регулятора скорости. Данное решение позволяет так же избегать тепловых перегрузок при низких оборотах двигателя.

Работу преобразователей частоты Micromaster 440 на низких оборотах при векторном управлении без ОС по скорости отличают следующие моменты:
Регулируемый режим возможен практически до 1 Гц;
Можно выполнять запуск привода в регулируемом режиме. Старт возможен сразу после того как пройдет возбуждение привода;
Можно реализовать проход для преодоления диапазона малых частот (порядка 0 Гц)

На рисунке показан режим пуска и вариант прохода через 0 Гц в регулируемом режиме

Кроме этого путем настройки параметров P1755 и P1750 можно получить следующие результаты:

Плавную характеристику работы без провала на отдельных частотах;

Реализацию длительного по времени управления на частотах до 1 Гц. Управления будет организовано по скорости или по моменту.

При использовании на Micromaster 440 векторного управления без обратной связи следует учесть что для реверсных процессов и пуске от 0 Гц в случае длительного ожидания (больше 2 секунд или больше параметра P1758) происходит автоматическое переключение из регулируемого режима в режим управляемый.

Настраиваемые параметры:
P1400 – P1780
P1610, P1611
P1755, P1756, P1758
P1750
Номер функциональной схемы в инструкции: FP7000

akpc806a

akpc806a’s corner

Реализация векторного частотного преобразователя для управления асинхронным электродвигателем с применением MATLAB и STM32F4

Целью настоящего проекта является создание частотного преобразователя для проведения исследований в области управления асинхронным электроприводом. Т.е. интересно было не только реализовать векторное управление, но и добиться чтобы запрограммированные алгоритмы легко модифицировались и настраивались.

Именно в связи с желанием максимально упростить кодирование, было принято решение использовать MATLAB Embedded Coder для генерации кода на языке Си по модели Simulink.

Векторное управление реализовано по классической схеме в модели EmbeddedFOC.mdl

Входы модели:
theta — угловое положение ротора (электрический угол)
enable — если enable=1, то активизируется векторное управление, если enable=0 — то скалярное
I_a, I_b — токи фаз A и B с датчиков (в А)
scalar_freq — задание частоты для скалярного режима (в Гц)
omega_ref — задание частоты для векторного режима (в рад/сек)
i_sd_ref — задание тока намагничивания для векторного режима (в А)
scalar_ampl — амплитуда выходного напряжения для скалярного режима (нормированное значение, от 0 до 1)

Выходы модели:
u_abc — выходы напряжения фаз A,B,C (нормированное значение от -1 до 1)
i_s_dq — ток статора во вращающейся синхронной системе координат (в А)
slip — скорость скольжения
debug — выход для отладочных сигналов

Центральной частью является подсистема в блоке FOC

она реализует векторный алгоритм управления токами статора с ориентацией системы координат по полю (field-oriented control). Фактически подсистема состоит из трех ПИ-регуляторов: стабилизатора тока намагничивания , стабилизатора квадратурного тока и стабилизатора механической скорости вращения , вырабатывающего уставку для тока . Получаемые значения напряжений пересчитываются в трехфазные питающие напряжения относительно неподвижной системы координат с помощью инверсных преобразований Парка и Кларка.

Для верификации алгоритма в EmbeddedFOC.mdl созданы две модели:
– pure_SimPowSys_model_scalar.mdl — управление двигателем в скалярном режиме,
– pure_SimPowSys_model_vector.mdl — управление в векторном режиме.

Некоторые технические подробности реализации:
– выбрана одношаговая схема интегрирования (ode1),
– время дискретизации модели — 1 мс,
– арифметика с плавающей точкой единичной точности (float)
– реальная время выполнения одного цикла алгоритма — порядка 150 мкс

В качестве аппаратной платформы выбрана плата STM32F4DISCOVERY, процессор STM32F4 которой позволяет реализовывать сложные численные алгоритмы и содержит всю необходимую периферию. Фрагменты кода для генерации ШИМ и считывания инкрементального энкодера взяты из библиотеки STM32 FOC firwmare libraries v2.0.

Подключение к микроконтроллеру показано на рисунке:

К выводу PC1 подключен переменный резистор для изменения уставки скорости. Кнопка User на плате включает векторный режим управления (первоначально после включения работает скалярный режим).

Для силового модуля был использован частотный преобразователь китайского производства. Он состоит из платы управления и платы ключей, соединяемых проводом-шлейфом. Плата STM32F4DISCOVERY была подключена вместо штатной платы управления. Назначение контактов в разъеме следующее (может это кому-то сэкономит время):

1 — +VCCA
2 — -VCCA
3 — U_dc (напряжение, пропорциональное на шине постоянного тока: 0,827 В для 280 В, 0,655 для 223 В)
4 — для датчика температуры (не подключено)
5,6 — I_dc (сигнал с датчика тока на шине постоянного тока)
7,8 — GND,
9 — PWM_H, фаза W,
10 — PWM_L, фаза W,
11 — PWM_H, фаза V,
12 — PWM_L, фаза V,
13 — PWM_H, фаза U,
14 — PWM_L, фаза U,
15 — ключ тормозного резистора, катод оптопары (через резистор)
16 — логический сигнал защиты по току на шине постоянного тока,
17,18 — GND,
19,20 — +5 V,
21 — управление вентилятором (не подключено),
22 — не подключено,
23 — GND_24V
24 — +24V
25 — GND_24V
26 — +24V

Читать еще:  Что крепится к опора двигателя левая

В качестве датчиков тока использовались Allegro ACS712 на ток 5A.

Что нужно сделать для того, чтобы настроить плату под конкретное железо:
1. Задать параметры POLE_PAIR_NUM (число пар полюсов двигателя) и ENCODER_PPR (число метод энкодера на оборот) в файле stm32f10x_encoder.c

2. Задать параметр I_MAX — ток, которому соответствует максимальное значение на входе АЦП датчиков тока (файл main.c)

3. Можно отредактировать определение переменной TimerPeriod для настройки частоты ШИМ-а (сейчас используется 5 кГц) — файл main.c

4. В подсистеме Observer [omega_slip] (модель EmbeddedFOC.mdl) во встраиваемой MATLAB-функции вписать постоянную времени ротора двигателя (tau_r), для этого понадобятся значения полной индуктивности ротора (индуктивность намагничивания + собственная индуктивность) и сопротивления ротора

5. В подсистеме FOC (модель EmbeddedFOC.mdl) подобрать параметры ПИ-регуляторов: PID Controller [flux], PID Controller [torque], PID Controller [speed].

6. Сгенерировать код для EmbeddedFOC.mdl (нажать Ctrl+B) в открытой Simulink модели

7. Переместить файлы EmbeddedFOC.c, EmbeddedFOC.h, EmbeddedFOC_data.c, EmbeddedFOC_private.h. EmbeddedFOC_types.h из каталога EmbeddedFOC_ert_rtw (он создается там где лежит EmbeddedFOC.mdl) в папку Matlab в проекте для Keil uVision

Важно еще заметить, что по сгенерированный код модифицирован следующим образом: в файле rtwtypes.h строка
typedef double real_T;
заменена на
typedef float real_T;
что дает использование арифметики с плавающей точкой одинарной точности, поскольку STM32F4 имеет встроенную поддержку только одинарной точности

Наладка производится в следующей последовательности:
1. Запускается вращение двигателя в скалярном режиме (enable = 0).
2. С помощью вывода фазовых токов на два канала ЦАП проверяется, что датчики тока работают правильно и АЦП измеряет.
3. Далее на ЦАП выводятся сигналы токов во вращающейся системе координат , проверяется, что эти сигналы является постоянным (с точностью до шумов АЦП). Если они синусоидальные, то проверяется с тех ли фаз измеряется ток, и нет ли инверсии измеряемого сигнала. Измеренные значения записываются.
4. Проверяется, что в результате измерения сигналов с энкодера выдается положительная механическая скорость вращения.
5. При выключенном вращении двигателя проверяется, что энкодер правильно измеряет угловое положение ротора.
6. В модели отключается выход PID Controller [speed] и в качестве уставки берется значение, полученное в п.3. Также для i_sd_ref берется значение измеренное в п.3.
7. Проверяется стабилизация токов , при необходимости настраиваются ПИ-регуляторы.
8. Подключается обратно PID Controller [speed], настраиваются его коэффициенты для стабилизации скорости.

Все вместе было проверено на мотор-редукторе SEW-Eurodrive DT71C4

Особенности векторного управления электроприводами

Практически все электроприводы Unidrive от Control Techniques используют векторное управление двигателем, за счет которого расширяется диапазон частот, в которых может эффективно работать привод (номинальный крутящий момент развивается на частоте 1 Гц в разомкнутом контуре, 0 Гц — в замкнутом контуре). Привод Unidrive может устойчиво работать на скоростях вплоть до 0,001 об/мин, что эквивалентно одному обороту вала двигателя за 16 часов. Частота 0 Гц в замкнутом контуре фактически означает возможность привода удерживать вал двигателя в одном положении при меняющейся нагрузке.

Специфическая особенность привода Unidrive — возможность работы в режиме цифрового замка. Для этого информация об угловом положении вала двигателя одного привода (ведущего, оснащенного энкодером) передается в другой привод (ведомый). Вал ведомого двигателя начинает движение синхронно с движением вала ведущего двигателя (синхронизация может быть выполнена как по скорости, так и по положению).

При этом реализуется электронный вариант механической коробки передач. Передаточный коэффициент корректируется с точностью до 3 знаков после запятой, его можно менять динамически кнопками «больше/меньше» с помощью цифрового потенциометра. Число синхронизированных приводов не ограничено. Датчик положения (энкодер) можно ставить не только на вал двигателя, управляемого приводом Unidrive, но и на любую вращающуюся деталь, с которой нам нужно синхронизироваться. При этом отпадает необходимость в вариаторах и подобных им устройствах, которые требуют регулярного обслуживания. Для реализации режима цифрового замка Unidrive необходим модуль второго энкодера или модуль для включения в сеть CTNet. Описанные возможности применимы в робототехнике, металлообрабатывающих станках, машинах многоцветной печати и т.д.

Режим рекуперации энергии применяется в тех случаях, когда нагрузка двигателя имеет большую механическую инерцию и способна высвобождать накопленную кинетическую энергию при торможении. При этом будет происходить отдача электроэнергии приводом обратно в питающую сеть.

Использование данного режима приводит к значительному снижению потребления энергии. Может использоваться в устройствах, обладающих большой механической инерцией и способных отдавать накопленную кинетическую энергию при торможении. В данном режиме используются два привода Unidrive, связанных по шине постоянного тока, один в двигательном режиме, другой в режиме рекуперации. При торможении двигателя энергия начинает поступать на шину постоянного тока двигателя, работающего в двигательном режиме, и передается в двигатель, работающий в режиме рекуперации, который генерирует из него переменное напряжение 380 В и отдает его обратно в сеть. В результате мы получаем экономию электроэнергии. Данный режим включается изменением значения параметра, определяющего режим работы привода.

1. Разомкнутый контур со скалярным управлением

Обратная связь не требуется, двигатель – стандартный асинхронный двигатель переменного тока. Скалярное управление является традиционным способом управления двигателем (в противоположность более современному способу векторного регулирования). Минимальная скорость, на которой развивается номинальный крутящий момент — 15-20Гц.

2. Векторное управление в разомкнутом контуре

Обратная связь здесь также не требуется, двигатель – стандартный асинхронный двигатель переменного тока. Векторное управление предоставляет возможность проведения специальной процедуры – автонастройки, в процессе которой привод очень точно измеряет параметры подключенного к нему двигателя: сопротивления обмоток статора, их индуктивность, индуктивность рассеивания, ток намагничивания и т.д. Векторное управление включается специальным параметром в приводе. Точность поддержания скорости 1%, минимальная скорость, на которой развивается номинальный крутящий момент – 1 Гц.

3. Векторное управление в замкнутом контуре

Двигатель – асинхронный двигатель переменного тока. Требует наличия датчика обратной связи по скорости/положению вала двигателя (например, инкрементального энкодера). За счет введения обратной связи точность поддержания скорости возрастает на два порядка, плюс появляется возможность управления угловым положением вала двигателя. Становится возможной работа в режиме электрического вала, когда вал двигателя вращается строго синхронно с какой-либо другой координатой, которая механически соединена с датчиком обратной связи (энкодером), подключенным к Unidrive. Точность поддержания скорости 0,01%, минимальная скорость, на которой развивается номинальный крутящий момент — 0 Гц.

Читать еще:  Чем промыть бак дизельного двигателя

4. Серворежим

Требует серводвигателя (бесщеточного электродвигателя переменного тока с постоянными магнитами на роторе). В сочетании с таким двигателем система имеет отличные динамические характеристики (в среднем в 15-20 раз лучшие, чем в замкнутом контуре с векторным управлением). Точность поддержания скорости 0,01%, развитие номинального крутящего момента при нулевой скорости вращения. Данный режим применяется в наиболее ответственных задачах, требующих высоких динамических и точностных показателей регулирования. Режим цифрового замка (электрический вал)

Настройка всех приводов Control Techniques практически одинакова и отличается лишь в деталях, она может быть проведена как вручную (с панели управления привода), так и с помощью специального «софта», запущенного на персональном компьютере.

Удобная структура меню: Все параметры привода разбиты на функциональные группы, названные «меню». В каждом меню хранятся параметры, определяющие работу какого-либо функционального блока привода: меню 1- задание скорости, меню 2-величины ускорения/замедления и т.д. Наиболее часто используемые параметры вынесены в специальное меню – «Меню 0».

Гибкая, перестраиваемая структура привода: Большинство функций в приводе могут быть перепрограммированы пользователем в соответствии со своими потребностями. Например, сигнал, поданный на аналоговый вход, может управлять скоростью, крутящим моментом, быть прецизионным смещением, прибавляемым к заданному цифровому значению скорости, служить входным сигналом для ПИД регулятора, сравниваться компаратором с некоторым пороговым значением, по достижении которого привод меняет режим работы и т.д.

Имеется набор дополнительных модулей, расширяющих возможности приводов. Все модули относительно дешевы, не требуют дополнительного пространства для установки (устанавливаются прямо внутрь привода), не требуют подачи питания (питание поступает от привода).

Имеются следующие модули:

· Одноосевой сервоконтроллер, управляющий траекторией движения управляемого механизма. Программируется на специальном языке DPL (Drive Programming Language, основан на языке BASIC), обеспечивающем точное управление позицией вала двигателя в реальном масштабе времени.

· Модули для включения привода в промышленные сети Profibus, Interbus, Device Net, CTNet, Modbus +, SLM, CANopen, SERCOS, CAN, Ethernet

· Модули для подключения дополнительных входов/выходов

· Модули для подключения дополнительных внешних устройств (внешнего энкодера от ведущего привода) или альтернативного датчика обратной связи.

Встроенный ПИД регулятор: имеет входы для подачи заданного значения (уставки) и текущего значения контролируемого параметра. На эти входы могут быть поданы сигналы от любого источника: аналоговый вход (обычно сигнал от датчика), цифровое значение, выход от автоматического потенциометра, значение, переданное по сети и т.д.

Встроенные логические функции: две операции логического «и» с возможностью инвертирования всех входов и выходов позволяют реализовать любые логические функции: И, И-НЕ, ИЛИ, ИЛИ-НЕ, НЕ. На выходе функций встроена задержка переднего фронта полученного сигнала, позволяющая проверить наличие сигнала в течение некоторого времени (для исключения ложных срабатываний и т.д.). На входы функций можно подать любой цифровой сигнал, существующий внутри или снаружи привода.

Типичный пример использования такой функции: если скорость двигателя меньше 1 об/мин (сигнал сравнения поступает от компаратора), ток двигателя больше 130% от номинального (сигнал сравнения поступает со второго компаратора).

И если эта ситуация продолжается более трех секунд (включена задержка переднего фронта на три сек.), то необходимо остановить двигатель, так как такая ситуация характерна для механического заклинивания вала.

Встроенные входы/выходы: все приводы имеют несколько цифровых и аналоговых входов и выходов (в среднем по три каждого типа), режимы аналоговых входов(4-20 мА, 0-20 мА, +/-10 В) и цифровых (положительная или отрицательная логика управления, выход +24 В или выход с открытым коллектором), которые свободно программируются. Число входов/выходов в приводах Control Techniques больше, чем в приводах других производителей, причем некоторые клеммы могут быть запрограммированы на работу, как в качестве входа, так и выхода.

Кроме стандартных функций, которые обычно выполняют цифровые входы в приводах всех производителей (старт/стоп привода, выбор направления вращения, сброс ошибки привода), в приводах Control Techniques входы могут использоваться для:

· выбора номера используемой предустановленной скорости (всего до 8 предустановок)

· включения/выключения функциональных блоков: ПИД регулятор, компаратор, логические функции, аналоговые входы, автоматический потенциометр.

Векторное управление

Векторное управление является методом управления синхронными и асинхронными двигателями, не только формирующим гармонические токи (напряжения) фаз (скалярное управление), но и обеспечивающим управление магнитным потоком ротора. Первые реализации принципа векторного управления и алгоритмы повышенной точности нуждаются в применении датчиков положения (скорости) ротора.

В общем случае под «векторным управлением» понимается взаимодействие управляющего устройства с так называемым «пространственным вектором», который вращается с частотой поля двигателя.

Содержание

  • 1 Причины появления
  • 2 Математический аппарат векторного управления
  • 3 Варианты режимов работы векторного управления
    • 3.1 Точность математической модели электродвигателя
    • 3.2 Использование датчика скорости электродвигателя
  • 4 Терминологические нюансы
  • 5 Ссылки
  • 6 Литература
  • 7 См. также

Причины появления [ | ]

Основной причиной появления векторного управления является то, что асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором (АДКЗ) — самый массовый и дешёвый в производстве двигатель, надёжный и наименее требовательный в эксплуатации (в конструкции нет механических коллекторов, контактных колец) плохо поддаётся регулированию скорости, поэтому он первоначально применялся для нерегулируемых приводов, либо для приводов с механической регулировкой (с помощью коробки передач); специальные многоскоростные АДКЗ позволяли только ступенчато изменять скорость (от двух до пяти ступеней), но их стоимость была гораздо выше, чем обычных, кроме того, требовалась станция управления для таких двигателей, которая дополнительно сильно удорожала систему управления, при этом было невозможно автоматически поддерживать скорость двигателя при изменении нагрузки. Позже были разработаны методы управления скоростью АДКЗ (скалярное управление), но в переходных процессах при скалярном регулировании потокосцепление ротора изменяется (при изменении токов статора и ротора), что приводит к снижению темпа изменения электромагнитного момента и ухудшению характеристик в динамике.

С другой стороны двигатель постоянного тока (ДПТ) при большей его стоимости и эксплуатационных затратах и меньшей надёжности (имеется механический коллектор) просто поддаётся управлению, при этом регулировка может осуществляться как изменением напряжения на якоре с постоянным номинальным потоком возбуждения (первая зона регулирования) так и изменением напряжения на обмотке возбуждения (ослабление потока возбуждения) с постоянным номинальным напряжением на якоре (вторая зона регулирования). При этом обычно регулирование ведётся сначала в первой зоне , а при необходимости дальнейшего регулирования во второй зоне (с постоянной мощностью).

Читать еще:  Чем разжижать масло в двигателе

Идеей векторного управления было создание такой системы управления АДКЗ, в которой, подобно ДПТ можно раздельно управлять моментом и магнитным потоком, при этом поддерживается на постоянном уровне потокосцепление ротора и значит изменение электромагнитного момента будет максимальным.

Математический аппарат векторного управления [ | ]

Для СД и АД принцип векторного управления можно сформулировать следующим образом: Первоначально система дифференциальных линейных уравнений трёхфазного двигателя преобразуется в систему уравнений обобщённой двухфазной машины, которая имеет две фазы (расположенные пространственно под 90° относительно друг друга) на статоре и две фазы на роторе, также взаимно расположенных. Затем все вектора, описываемые данной системой проецируются на произвольно вращающуюся ортогональную систему координат, с началом на оси ротора, при этом наибольшая простота уравнений получается при вращении системы координат со скоростью поля машины, кроме того при таком представлении уравнения вырождаются и становятся похожими на уравнения ДПТ, проецирование всех векторов на направление поля машины отражается в названии этого метода — «ориентирование по полю». Фактически вторым этапом формирования величин, ориентированных по полю — это замена обмоток двухфазной обобщённой машины (две на статоре и две на роторе) одной парой взаимно перпендикулярных обмоток, вращающихся синхронно с полем. Кроме характеристик, близких к характеристикам ДПТ, АДКЗ с ориентированием по полю имеет предельно допустимое быстродействие при управлении моментом в режиме поддержания постоянства потокосцепления.

Уравнения электромагнитых процессов, записанные относительно токов статора и потокосцеплений ротора в синхронной ортогональной системе координат, ориентированной по вектору потокосцепления ротора имеют вид:

< σ L s d I d d t = − R s I d + U d + σ L s ω ψ I q − L m L r d ψ r d t σ L s d I q d t = − R s I q + U d − σ L s ω ψ I d − L m L r ω ψ ψ r T r d ψ r d t = − ψ r + L m I d ω ψ = ω r e + ω c k = ω r e + L m T r I d ψ r M = 3 2 Z r L m L r ψ r I q sigma L_>

>=-R_I_+U_+sigma L_omega _I_>>>>

>\sigma L_>

>=-R_I_+U_-sigma L_omega _I_>>>omega _psi _\T_>

>=-psi _+L_I_\omega _=omega _e+omega _k=omega _e+>>>>>>\M=<2>>Z_>>>psi _I_end>right.>

При этом могут быть два варианта метода:

  • ориентирование по полю ротора
  • ориентирование по полю главного потокосцепления

При практической реализации первого метода необходимо определить направление и угловое положение вектора потокосцепления ротора двигателя. Ортогональные оси d, q (в отечественной литературе для асинхронных машин применяют оси x, y) направляют так, что ось d совпадает с направлением вектора потокосцепления ротора. Вектор напряжения статора двигателя регулируют в осях d, q. Составляющая напряжения по оси d регулирует величину тока статора по оси d.

Изменяя ток статора по оси d следует добиваться требуемого значения амплитуды вектора потокосцепления ротора. Ток статора по оси q, контролируемый напряжением по этой оси, определит момент развиваемый двигателем. В таком режиме работы характеристики СД и АД подобны двигателю постоянного тока, так по оси d формируется поле машины (обмотка возбуждения для двигателя постоянного тока, то есть индуктор), а ток по оси q задаёт момент (якорная обмотка двигателя постоянного тока). Управление двигателем по данному методу теоретически обеспечивает большую перегрузочную способность АДКЗ, но при этом невозможно напрямую определить вектор потокосцепления ротора.

Данный метод векторного управления был первоначально реализован в системе «Transvektor» фирмы «Сименс».

Устройства с управлением по вектору главного потокосцепления двигателя, на русском языке стали именоваться векторными системами. При использовании устройства управления по вектору главного потокосцепления и стабилизации модуля главного потокосцепления двигателя во всех режимах работы исключается чрезмерное насыщение магнитной системы, упрощается структура управления АД. Для составляющих вектора главного потокосцепления (по осям α, β статора) возможно прямое измерение, например, с помощью датчиков Холла, устанавливаемых в воздушном зазоре двигателя.

Питание АД и СД в режиме векторного управления осуществляется от инвертора, который может обеспечить в любой момент времени требуемые амплитуду и угловое положение вектора напряжения (или тока) статора. Измерение амплитуды и положение вектора потокосцепления ротора производится с помощью наблюдателя (математический аппарат позволяющий восстанавливать неизмеряемые параметры системы).

Варианты режимов работы векторного управления [ | ]

Векторное управление подразумевает наличие в звене управления математической модели (далее — ММ) регулируемого электродвигателя. В зависимости от условий эксплуатации электропривода возможно управление электродвигателем как в режимах с обычной точностью, так и в режимах с повышенной точностью отработки задания на скорость или момент.

Точность математической модели электродвигателя [ | ]

В связи с вышесказанным представляется возможным произвести классификационное разделение режимов управления по точности ММ электродвигателя, используемой в звене управления:

  • использование ММ без дополнительных уточняющих измерений устройством управления параметров электродвигателя (используются лишь типовые данные двигателя, введенные пользователем)
  • использование ММ с дополнительными уточняющими измерениями устройством управления параметров электродвигателя (то есть активных и реактивных сопротивлений статора/ротора, напряжения и токадвигателя)

Использование датчика скорости электродвигателя [ | ]

В зависимости от наличия или отсутствия датчика обратной связи по скорости (датчика скорости) векторное управление можно разделить на:

  • управление двигателем без датчика скорости — при этом устройством управления используются данные ММ двигателя и значения, полученные при измерении токастатора и/или ротора
  • управление двигателем с датчиком скорости — при этом устройством используются не только значения, полученные при измерении токастатора и/или ротораэлектродвигателя (как в предыдущем случае), но и данные о скорости (положении) ротора от датчика, что в некоторых задачах управления позволяет повысить точности отработки электроприводом задания скорости (положения).

Терминологические нюансы [ | ]

Поскольку принцип векторного управления был изобретен в ФРГ, то в русскоязычной литературе нередко встречается термин «векторное регулирование», являющийся калькой с немецкого «Vektorregelung». Такое определение нельзя считать ошибочным, однако по установившемся нормам русского технического языка более правильным будет использование именно термина «векторное управление». Кроме того часто данный метод называют также «принципом ориентирования по полю», что также является буквальным переводом с немецкого «Das Prinzip der Feldorientierung».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector