Принцип работы асинхронных вентильных каскадов

введении в роторную цепь добавочной ЭДС Едоб

Источником добавочной ЭДС

каскад электрический

Энергия скольжения в данном каскаде через статический преобразователь

В АВК энергия скольжения вначале преобразуется в энергию постоянного тока, а затем инвертором UZ2 в энергию переменного тока фиксированной частоты

ЕdpoS = En+Idp⋅Rэ;
где Rэ = 2Rд+ (mв /2π)Хд⋅S

Для вентильно-машинного каскада Rn = Rя

в АВК

Rn=2Rт+(mu/2π)⋅Хт

Соотношение между выпрямленным током Idp и моментом двигателя может быть найдено из уравнения потерь в роторной цепи двигателя

ΔP2=М⋅ ωо⋅ S=Udp⋅Idp

где Udp = Edрo⋅S – (mв/2π)Хд⋅Idp⋅S

При условии что (mв /2π)Хд⋅ S >> 2Rд

хода (при Idp= 0), получим
Sо=Еn /Edpo
Тогда уравнение механической характеристики

анализа запишем уравнения электрического равновесия для каждого функционального узла системы

Uу = Uо – [Uзс – Кс⋅ ω + Кт⋅ Idp]

Напряжение управления инвертора

Uуи=КА1⋅Uу

ЭДС инвертора

Еи=Ки ⋅ Uуи

где Ки = ΔЕи /ΔUуи

Напряжение в цепи выпрямленного тока ротора

Еdpo⋅ S – Eи =Idp⋅ Rэ

где Rэ = 2R'1 ⋅ S + 2R2+ (mв /2π)⋅Хд⋅ S + Rр + 2Rт + (mи/2π)⋅ Хт

в расчётах можно принять Rр ~ (0,002...0,005)Udн /Idpн)

Электромагнитный момент двигателя определится

М=(1/ωо)⋅[Edрo – (mв /2π)Хд⋅Idp]⋅Idp

Выражая текущее значение скорости ω через синхронную и величину скольжения ω = ωо(1–S) и решая совместно уравнения

S)+ Кт⋅Idp]} = Idp Rэ
Отсюда находим величину скольжения холостого

Тогда, разрешив уравнение относительно S и учитывая Sо , получим уравнение
электромеханической характеристики системы

Для нахождения уравнения механической характеристики из полученного выражаем Idp и подставляем его в уравнение электромагнитного момента

уравнение для каждого функционального узла системы
Uу = Uо –

Uуи = Ки⋅ Uу ;

препятствуют две нелинейности:
Для большинства практических расчётов с достаточной степенью

Нелинейную зависимость момента М двигателя от тока idp можно линеаризировать, если коэффициент между М и idp определить по средней для данного привода нагрузке Idpcр, то есть

М = (1/ωо)⋅[Edрo – (mв/2π)⋅Хд⋅Idpср]⋅ idр = Cм⋅ idр

Тогда с учётом принятых допущений система дифференциальных уравнений записывается в конечных приращениях относительно выбираемой рабочей точки, для которой принимается: ω = ω1; idp = idp1; Lэ=Lэ1; Тэ=Тэ1 = Lэ1 /Rэ1; См= См1; Uзс = Uзс1. В операторной форме записи она будет иметь вид:

а3 = Ти⋅ТЭ1⋅Т2; а2 = (Ти+ТЭ1)⋅Т2; а1=Ти+Т2⋅(1 – Кт⋅КА1⋅Ки /RЭ1);

где Кзв=RЭ1⋅ωо /(CM1⋅Edрo).

времени Тμ принимается сумма малых постоянных времени: инвертора с системой

можно осуществить по техническому оптимуму.
Используя методику синтеза регуляторов, принятую

Передаточная функция оптимизированного контура будет иметь вид:

. Примерный вид переходных процессов при разных значениях S показан на рис.

Передаточная функция оптимизированного регулятора скорости будет иметь вид:

иметь подобный вид, как и для систем электропривода постоянного тока:

оптимизацию контура скорости как и в приводах постоянного тока проводят

Для уменьшения величины перерегулирования действие форсирующего звена в регуляторе скорости можно компенсировать включением на вход системы апериодического звена с передаточной функцией
Wф(р)=1/(8Тμ⋅ p+1). В тех случаях, когда необходимо сформировать требуемый переходный процесс в системе, на вход включают задатчик интенсивности АJ

При синтезе систем подчинённого регулирования АВК следует учитывать две особенности каскадов, заключающиеся в отсутствии тормозных режимов и выбеге двигателя при Еи > ЕdpoS при изменении скольжения от нуля до единицы и меньшей возможности форсирования процессов, так как форсирующее действие системы связано с уменьшением выходного сигнала ЭДС инвертора, предел регулирования которого равен нулю