Контур тока с пи-регулятором и аналоговым датчиком тока

Контуры токов иреализованы по одной схеме и имеют одинаковые параметры (рис. 14 и 15). Аналоговые сигналы с первичных преобразователей тока двух фаз обмотки статора преобразуются с помощью АЦП в цифровые сигналы. В цепи измерения токов могут быть установлены аналоговые сглаживающие фильтры.

Параметры элементов контура тока

–разрядность АЦП датчика тока преобразователя;

–коэффициент передачи датчика тока, 1/А, где – коэффициент, учитывающий возможное перерегулирование тока;

–интервал квантования сигналов в цепи обратной связи контура тока, с, где целое число;

–интервал квантования управления в прямом канале контура тока, с;

–интервал времени задержки подачи управления от регулятора тока к ключам инвертора, с;

–постоянная времени аналогового фильтра в цепи измерения тока, с;

–максимальное значение задания на входе контура тока, соответствующее максимальному значению тока электропривода .

Расчетные параметры настройки и ожидаемые показатели качества работы контура тока

Передаточная функция ПИ-регулятора тока

.

Параметры настройки регулятора:

– постоянная времени регулятора тока

, с;

– коэффициент усиления регулятора тока

,

где

– коэффициент обратной связи по току, 1/А;

– эквивалентная малая постоянная времени оптимизированного контура тока, с;

–коэффициент аппроксимации звена чистого запаздывания апериодическим звеном;

–коэффициент типовой настройки контура тока на модульный оптимум (МО).

Максимальное быстродействие контура тока достигается при выборе .

Настройка контура тока близкая к типовой настройке на МО достигается при выборе коэффициента . Динамические показатели качества работы контура тока определяются, главным образом, значением эквивалентной малой постоянной времени, но так, же слабо зависят и от соотношения малых постоянных времени в прямом канале и в цепи обратной связи контура.

Показатели качества работы по управлению контура тока с инерционной обратной связью (без дополнительного фильтра на входе контура) при выборе и предварительно могут быть оценены следующим образом:

– статическая ошибка по управлению

;

– полоса пропускания

,;

– перерегулирование и время первого вхождения в 5%-ю зону при отработке ступенчатого управляющего воздействия:

, , с,, с.

При выборе быстродействие и перерегулирование в контуре тока уменьшаются, так, что приперерегулирование. При выборебыстродействие и перерегулирование в контуре тока незначительно увеличиваются, так, что приперерегулирование(рис. 16).

Рис. 16. Переходные характеристики контура тока в зависимости от коэффициента аппроксимации звена чистого запаздывания

Установка аналогового фильтра в цепи измерения тока определяется только необходимостью обеспечить помехозащищенность регулятора тока по цепи обратной связи. Если значение постоянной времени аналогового фильтра исследуемого электропривода неизвестно, следует принять .

Для ограничения управления инвертором на заданном уровне значения выходных сигналов регуляторов токов идолжны удовлетворять условию

.

В качестве приоритетного следует выбрать текущее значение выходного сигнала регулятора , тогда допустимое значение его выходного сигнала ограничивается на постоянном уровне

,

а допустимое значение выходного сигнала регулятора тока в процессе работы необходимо ограничивать в соответствии с условием

.

Коэффициент согласования сигналов обратной связи и задания на входе контура тока

.

Значение максимального задания на входе контура тока рекомендуется выбирать из следующих условий:

– в относительных единицах

, тогда ,,;

– в единицах измерения тока (А)

, тогда ,;

– в дискретах датчика тока с АЦП

, тогда ,.

На рис. 17 для случая приведены зависимости ожидаемой предельной полосы пропускания замкнутого контура тока от частоты квантования инвертора и выбора значения коэффициента.

Рис. 17. Зависимость предельной полосы пропускания контура тока