Научная работа: Енергозбереження в електроприводах насосних агрегатів (на прикладі ВАТ "Полтававодоканал")

При такому керуванні напруга в схемі на мал.. або струмом в схемі на мал. , яке забезпечує постійне потокозчеплення , або при постійності або в межах значень абсолютного ковзання рівняння механічної характеристики двигуна має вигляд:

(4.1.1)

Мал. 4.1.3. Структурна схема лінеаризованої системи ПЧ - АД

В системі ПЧ – АД (мал. 4.1.3):

(4.1.2)

Доповнивши ці рівняння рівнянням руху двигуна електропривода, отримаємо систему рівнянь, якій відповідає наведена на мал.. система ПЧ – АД.

Параметри і в цій структурі повинні відповідати потрібному режиму роботи електромеханічного перетворювача: , або .

Динамічні властивості системи ПЧ – АД як об'єкта керування менш сприятливі, ніж динамічні властивості регулюємих електроприводів постійного струму, в зв'язку з відсутністю незалежного каналу регулювання потоку, аналогічно обмотці збудження двигуна з незалежним збудженням. Так при живленні від джерела напруги потокозчеплення , , повинні залежати від напруги U₁ , частоти f₁ та абсолютного ковзання s_а .

Для підтримання потоку на заданому рівні при цих умовах необхідне регулювання його або по відключенню, або по принципу компенсації. В останньому випадку керування напругою u_у.н або струмом u_у.т реалізується на основі відомого взаємозв'язку між , , та керуючими діями U₁ або І₁ та факторами f₁ і s_а .

Взаємозв'язок U₁ і можна визначити за допомогою рівнянь електричної рівноваги, записаних у векторній формі для статичного режима в осях х, у і представити у вигляді:

(4.1.3)

Дана залежність дозволяє для поточних значень частоти в абсолютного ковзання визначити значення напруги U₁ , які в статичному режимі роботи відповідають умові . Вона використовується для формування структури функціонального перетворювача, який керує напругою перетворювача частоти в процесі роботи електропривода.

В динамічних режимах зміна момента двигуна відповідає зміні кута між вектором напруги або струму статора і вектором намагнічуючого струму машини . При незмінній фазі вектора (або при живленні від джерела струму) зміна вказаного кута реалізується за рахунок переміщень ротора, і внаслідок механічної інерції виникають невідповідності, які порушують вираз . Зміна основного потоку машини викликає появу електромагнітної інерції, і динамічні властивості електропривода як об'єкта керування суттєво погіршуються.

Для визначення необхідних для такого керування кількісних зв'язків запишемо рівняння механічної характеристики в осях х, у:

(4.1.4)

Рівняння потокозчеплення ротора:

(4.1.5)

Поставивши за мету підтримувати постійним потокозчепленнч ротора , сумістимо його з віссю х, при цьому , і із рівнянь потокозчеплення отримаємо:

(4.1.6)

Підставляючи ці співвідношення і значення у рівняння механічної характеристики, отримаємо:

(4.1.7)

Звідси:

(4.1.8)

Векторна діаграма, яка відповідає цим співвідношенням наведена на мал. 4.1. 2 в). Вона показує, що складова струму статора і_1х є намагнічуючим струмом і при , . Складова являє собою активний струм, якому при пропорційний момент двигуна. За допомогою векторної діаграми визначимо шукані співвідношення, які дозволяють забезпечити в динамічних процесах:

(4.1.9)

Тобто при частотно – струмовому керуванні електроприводом система керування перетворювачем повинна забезпечувати можливість формування першої гармоніки струму статора для підтримання :

(4.1.10)