Замкнутые по скорости системы скалярного частотного управления асинхронного электропривода

Обратная связь по скорости применяется в сочетании с корректировкой вольт-частотной характеристики или сIR-компенсацией, что более целесообразно. Применение обратной связи по скорости может позволить увеличить диапазон регулирования скорости асинхронного электропривода со скалярным частотным управлением до 1:50…1:100. Однако обеспечить удовлетворительные показатели качества работы электропривода в таком широком диапазоне регулирования скорости может оказаться невыполнимой задачей.

Структурная схема контура скорости асинхронного электропривода с частотным скалярным управлением приведена на рис. 21.

Параметры звеньев структурной схемы асинхронного двигателя при управлении изменением частоты:

– модуль жесткости линеаризованной механической характеристики асинхронного двигателя;

– эквивалентная электромагнитная постоянная времени цепей статора и ротора асинхронного двигателя;

–электромеханическая постоянная времени электропривода, где – приведенный момент инерции электропривода,;

– коэффициент изменения скорости идеального холостого хода асинхронного двигателя от отклонения частоты питающего напряжения.

Рис. 21. Структурная схема контура скорости асинхронного электропривода со скалярным частотным управлением

Параметры звеньев контура скорости:

– коэффициент преобразователя сигнала управления в частоту напряжения двигателя;

– коэффициент обратной связи по скорости;

– коэффициент датчика скорости на базе тахогенератора и АЦП;

, с/рад,

– коэффициент передачи импульсного датчика скорости с системой оцифровки;

– коэффициент согласования сигналов импульсного датчика скорости и задания на входе контура скорости.

В соответствии со структурной схемой передаточная функция асинхронного двигателя при управлении частотой питающего напряжения записывается в виде

,

что в общем случае соответствует колебательному звену.

При выполнении условия двигатель может быть представлен апериодическим звеном второго порядка

,

где

; .

Если принять за малую некомпенсируемую постоянную времени, то контур скорости с ПИ-регулятором можно настроить на модульный оптимум для контура 3-го порядка по типовой методике:

– передаточная функция ПИ-регулятора скорости

;

– постоянная времени регулятора

, с;

– коэффициент усиления регулятора

;

– передаточная функция фильтра на входе контура

– постоянная времени входного фильтра

.

При условии настройка контура скорости по типовым методикам невозможна.