Контур ограничения тока с пи-регулятором и аналоговым датчиком тока

Для защиты преобразователя частоты и двигателя от перегрузки по току, а производственного механизма от перегрузки по моменту используется задержанная отрицательная обратная связь по току, так называемая токовая отсечка. Контур ограничения тока реализуется по схеме, приведенной на рис. 22. Особенностью контура ограничения тока является работа регулятора только при превышении током статора максимально допустимого значения. Выходной сигнал регулятора ограничения тока может воздействовать как на уменьшение выходного напряжения, так и на уменьшение частоты преобразователя. Целесообразно одновременно уменьшать и напряжение, и частоту преобразователя, поддерживая тем самым постоянство магнитного потока и момента двигателя.

Рис. 22. Структурная схема контура ограничения тока

Параметры элементов контура ограничения тока

–малая постоянная времени в прямом канале контура тока;

–малая постоянная времени цепи обратной связи контура тока;

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

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

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

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

–коэффициент обратной связи по току;

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

–разрядность АЦП датчика тока;

–коэффициент согласования сигналов обратной связи и задания на входе контура тока;

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

Максимальное быстродействие контура тока достигается при выборе следующих параметров:

, .

Расчетные параметры настройки контура ограничения тока

Передаточная функция ПИ-регулятора ограничения тока

.

Коэффициент усиления регулятора тока:

– при регулировании по каналу управления частотой инвертора

;

– при регулировании по каналу управления напряжением инвертора

,

где

–коэффициент передачи по каналу управления частотой А/Гц;

–коэффициент передачи по каналу управления напряжением А/В;

–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).

Постоянная времени регулятора тока

, с.

При одновременном управлении по каналам напряжения и частоты, контур ограничения тока следует настраивать на управление напряжением.

Настройка контура тока близкая к типовой настройке на модульный оптимум достигается при выборе коэффициента .Основным режимом работы контура ограничения тока является реакция на возмущающие воздействия, в результате которых ток двигателя стремиться превысить заданное допустимое значение. Контур обеспечивает нулевую статическую ошибку стабилизации тока в режиме стопорения двигателя . В переходных режимах, когда скорость вращения двигателя изменяется, появляется динамическая ошибка по возмущению, величина которой зависит от производной скорости.