Главная  Система автоматического управления 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [ 81 ] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92]

торой является преобразование суммарного сигнала регулирования, заданного в цифровом коде, в последовательность импульсов управления силовой частью. Составляющими суммарного сигнала регулирования являются сигналы управления длительностью (Nf), частотой следования (Nr) импульсов фазных напряжений, их фазовым сдвигом (Л). Поскольку выбрано цифровое управление, то необходимо определить интервал дискретности, в соответствии с которым осуществляется регулирование переменными, например частотой. Этот интервал дискретности формируется G помощью ФИД из общей тактовой системы импульсов, вырабатываемых генератором тактовых импульсов ГТИ. Технической базой ФИД могут быть делители частоты с фиксированным коэффициентом деления, определяющим цену дискреты переменной.

-Л,РД

1-

if f...f


Информация о задаваемом значении переменной вносится в дальнейшем в импульсную последовательность е помощью регуляторов, представляемых, как правило, управляемыми делителями частоты. Коэффициент деления последних изменяется в соответствии с кодом сигнала управления во всем диапазоне регулирования. С выходов регуляторов частоты РЧ, длительности РД и фазового сдвига РФ импульсов фазных напряжений импульсные последовательности управляют работой формирователя алгоритма модуляции ФАМ. Начало цикла формирования управляющих импульсов е помощью ФАМ синхронизовано с моментом поступления импульса регулятора частоты, а длительность управляющих импульсов зависит от времени накопления импульсной последовательности с выхода регулятора длительности. Каждый ключ силовой части управляется своей последовательностью управляющих импульсов и может находиться в проводящем состоянии в течение полупериода фазового напряжения. Следовательно, подключение двухфазной системы разно-поляриых импульсов (рис. 4.1) к обмоткам асинхронного двигателя возможно с помощью четырех полностью управляемых силовых ключей. Выходное импульсное напряжение силовой части непосредственно запитывает обмотки статора АД.

Очередность следования управляющих импульсов «у, и Иу2 можно изменять на противоположную с помощью коммутатора К при изменении знакового разряда (sign т), например, е 1 на 0. Это приводит к реверсированию ДАД.

С появлением микропроцессоров (МП) возможен программный способ задания управляющих импульсов (рис. 4.3). В этом



случае отработка алгоритма управления заключается в следующем. Период вымдного напряжения силовой части разбивается на т интервалов. Каждому интервалу соответствует определенная ячейка памяти. В соответствии с диаграммой выходных напряжений в ячейку памяти заносятся требуемые значения выходного сигнала. Устройство последовательно проходит все т ячеек, формируя на выходе импульсы управления силовыми ключами. Отработка алгоритма управления при отсутствии сигнала останова происходит по кругу, т. е. после прохождения всех m адресов, вновь генерируется первый адрес и процесс повторяется.

Применение микропроцессорных устройств в управляющей части дискретного электропривода повышает надежность и по-

Шим задании следушщеео адреса

ШраВтющие сигналы -

Слои минропрог-раммного управления

Адрес

Память команд

данных

\ Импульсы упраелет

частью

Управление юстотой

Рис. 4.3

мехозащищеиность цифровых САУ, а смена программ управления или адреса массивов памяти позволяет оперативно изменять алгоритм переключения ключей силовой части. Простота задания регулируемых параметров сочетается с высокой точностью, стабильностью и воспроизводимостью результатов цифрового управления. Организация всей управляющей (слаботочной) части на одном МП сокращает монтажные работы, повышает надежность и универсальность, позволяет достаточно просто реализовать необходимые законы изменения управляющих воздействий. Поскольку информация о процессе регулирования содержится в самом цифровом сигнале и ие связана с его энергией, то она менее подвержена действию помех и искажений.

4.2. МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ДВУХФАЗНЫМ АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ

Разработаны следующие методы цифрового (импульсного) управления ДАД [3-11; 39; 411: фазовый, частотный, широт-иый, частотно-широтный, временной. Рассморим эти методы более подробно.

Фазовый метод. При этом методе цифрового управления обмотки ОВ и 0V запитываются полным (при v = 0) или неполным (при V = i:/6) прямоугольным н{.пряжением неизменной амплитуды (см. рие. 4.1), а для обеспечения реверсивного управления ивтйеняют фазовый сдвиг ¥ между ними н предела]х =t л;/2.



Запишем разложения в ряд Фурье при произвольной величине угла Ч„если амплитуда полного (v = 0) прямоугольного напряжения в обмотках возбуждения и управления равна

4fn\ 1

«у = - > j-sinn(to/ -Ij)), n=l. 3. 5, 7 ...

Импульсное питание обмоток фаз статора вызывает значительное число побочных гармоник, отличных от основной. При" регулировании Чсостав гармоник не изменяется, а их амплитуды с одинаковым номером неизменны и равны. Фазовый сдвиг первых гармоник разложения равен сдвигу фаз полного прямоугольного напряжения, а фазовый сдвиг высших гармоник пропорционален их номеру. При "У = О фазы каждой из гармоник указанных напряжений совпадают, поэтому пускового момента не создается и ротор остается неподвижным. При ¥ = эт/2 каждая гармоника создает круговое вращающеее-ч поле, обеспечивающее максимальную частоту вращения ротора. Гармоники с номером п = 5,5, 9, имеющие такое же чередование фаз, как и у основной гармоники, создают только движущий момент, а гармоники с номером п = 3, 7, II, образующие систему с обратным чередованием фаз, создают только тормозной момент.

Изменение направления вращения асинхронного двигателя осуществляется путем изменения знака угла V. При наличии гармонических составляющих напряжений магнитный момент иа валу определяется алгебраической суммой моментов от всех

составляющих: Л? = М„. Аналогично определяется общая ак-

тивная мощность, потребляемая обмотками двигателя: Р= Р;

= S у«: = в + Ру где и Ру - мощности, по-

требляемые обмотками возбуждения и управления двигателя соответственно; Ру„ - мощности, потребляемые п-ми гармониками соответственно в обмотках возбуждения и управления двигателя.

Схема устройства, реализующего фазовый метод управления при полном {у = 0) прямоугольном напряжении в обмотках электродвигателя, показана на рис. 4.4, а. Зависимость фазы напряжения W в обмотке управления от кода управления Ы изображена на рис. 4.5 в виде многоступенчатой функции, близкой к линейной. Линейность регулирования фазы, элементарный уровень квантования которой определяется как ДЧ= ===W{i)/(2- 1), зависит от числа разрядов я кода управления.

Временные диаграммы, поясняющие работу этой схемы, показаны на рис. 4.6, где а - тактовые импульсы; б - импульсы иа выходе делителя частоты; в - импульсы на выходе первого



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [ 81 ] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92]

0.0008