close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Управление позиционированием асинхронного электропривода с упругой механической связью..pdf

код для вставкиСкачать
Электротехнические комплексы и системы
137
УДК 621.313.62-83.681-5
Е.К.Ещин
УПРАВЛЕНИЕ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЕМ АСИНХРОННОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА С УПРУГОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ СВЯЗЬЮ
Задача позиционирования непосредственно
асинхронного электродвигателя (АД) рассмотрена
в [1]. Этот вариант управления применим к реализации в случае весьма большой жесткости компонентов механического передаточного устройства
(МПУ), т.е. когда скорости вала ротора электродвигателя (ω1) и исполнительного органа (ω2)
практически равны.
В случае конечной жесткости компонентов
МПУ при изменяющейся нагрузке на исполнительном органе (Мс) величины скоростей будут
разниться друг от друга, также как величины
электромагнитного момента электродвигателя (M)
и момента упругости трансмиссии (My). См.,
например, рис.1 , для 2-х массовой расчетной схемы:
гане (M). В качестве исполнительного двигателя
примем асинхронный электродвигатель (АД) с его
математической моделью по [3]. Уравнения движения системы известны:
d1 1
 M  M y ,
dt
J1
dM y
dt
 c1   2   b
d 2
 2 ,
dt
d
1  2 ,
dt
d 2
1
 M y  M c .
dt
J2
Позиционирование исполнительного органа
обеспечивается
при
выполнении
условия
M y  M c  const . При этом знак разности моментов обеспечивается действиями:
- 1 при  2   2 Z ,
- определение нахож1 при  2   2 Z .
1. K  
дения фазовой точки в полуплоскости;
2.   K 2M z     -задание линии пеp
2
2Z
J2 p
Рис. 1 Динамика изменения параметров 2-х массовой системы электропривода при изменяющейся нагрузке
где ω1, ω2 – частота вращения ротора АД и исполнительного органа ИО, 1, 2 - углы поворота
вала ротора электродвигателя и ИО (в обозначениях на рисунках – Gamma), M=My-Mc – динамический момент (в обозначениях на рисунках DeltaM), M – электромагнитный момент АД, Myупругий момент в трансмиссии, Mc – момент сопротивления на валу ЭД, J1, J2 – моменты инерции АД и ИО, c – приведенная жесткость МПУ, b
– коэффициент диссипации.
Рассмотрим решение задачи позиционирования по условию обеспечения максимального
быстродействия при переходе системы электропривода из одного состояния в другое и изменяющейся нагрузке на валу исполнительного органа.
Управляющее воздействие при позиционировании
– динамический момент на исполнительном ор-
реключения;
d

M z  M c  J1 1 if  p  2   0,
3. M  
dt
.

Z
d
 M z  M c  J1 1 if  p  2   0
dt

- формирование необходимого значения электромагнитного момента АД.
Возможность обеспечить необходимое значение M имеется при реализации управления величиной электромагнитного момента АД по [2].
При этом правила формирования необходимых значений управляющих воздействий (напряжений фаз АД) для обеспечения минимума разности |MZ –M| при управлении со стороны статора в
координатной системе α, β таковы:
 U  max
U s  
 U  max
 U  max
U s  
 - U  max
при M z  M s  0,
при M z  M s  0,
при M z  M s  0,
при M z  M s  0.
Результаты моделирования процесса позиционирования исполнительного органа МПУ при
формировании Mc (реактивного) для модели в
среде Delphi показаны на рис.3, 4.
N


M c  0.64arctg B M stat   Ai sin2f i t 
i 1


Е.К.Ещин
138
Модель объекта управления и структура системы управления при решении задачи в среде MatLab
Usu1
Switch6
Usu
Usv1
>
Usu
Fsu
Usv
Fsv
Switch7
Usv
>
Fsv
Mzu
Wn-pW
M-Mzu
M
M
АД
|M-Mzu|-eps*|Mzu|
Контроль точности
Gam m a2
Mc
dW1/dt
W1
Wn-pW
M
W2
My
M-Mzu
Usv
|M-Mzu|-eps*|Mzu|
Формирователь напряжений
статора
Gam m a2
W2 Mc
Usu
Fsu
Mc
Mzu
W2
dW1/dt
Формирователь
задаваемого значения
электромагнитного момента АД
Механическое
передаточное
устройство
Usu=537
Usv=0
Rs =0.5160 Rr=0.4060
Xs =1.4190 Xr=1.1000
Xm =35.0000 P=2.0000
GD2 =1
L1=0.0045
L2=0.0035
Lm=0.1115
Ks=0.9610
Kr=0.9695
Ls=0.0079
Lr=0.0078
Wn=314
Umax=537
DeltaM=50
Gamma2Z=1*2*3.14
Mstat=35
Tvu=0.011
eps=1e-6
Scope
Рис. 2 Модель электропривода на базе АД для изучения процессов управления углом поворота вала исполнительного органа МПУ при изменяющейся нагрузке (Matlab Simulink)
Рис. 3 Процесс последовательного, с паузами, поворота исполнительного органа МПУ на угол 2π, 4π
при изменении момента сопротивления и обеспечении постоянства динамического момента (моделирование в среде Delphi)
Рис. 4 Изменение скорости и угла поворота исполнительного органа МПУ в режиме позиционирования
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ещин Е.К. Управление позиционированием электропривода с асинхронным электродвигателем // Вестник.
КузГТУ, 2012. №3. С.79-81.
2. Ещин Е.К., Григорьев А.В., Соколов И.А. Способ управления величиной электромагнитного момента электрической машины переменного тока (варианты). Пат. №2395157 Заявл. 31.03.2008; Опубл.20.07.2010. Бюл. № 20.
Электротехнические комплексы и системы
 Автор статьи
Ещин
Евгений Константинович,
докт.техн.наук, проф. каф.
прикладных информационных
технологий КузГТУ.
Emall: eke@kuzstu.ru
139
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
4
Размер файла
430 Кб
Теги
связь, позиционирование, электроприводу, асинхронного, pdf, механической, управления, упругом
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа