3.4 Синхронный регулируемый электропривод основного вентилятора с векторным управлением и регулированием продольной и поперечной составляющих тока статора

В частотнотоковой системе электропривода вектор потокосцепления статора ψ_с ориентируют относительно вектора потокосцепления ротора ψ_р в полярной системе координат, т.е. с помощью системы регулирования обеспечивают требуемые длину вектора ψ_с и его угол относительно опорного вектора ψ_р. Построить моментный треугольник потокосцеплений в синхронной машине можно и в прямоугольной (декартовой) системе координат. В этом случае вектор ψ_с задают (ориентируют относительно опорного вектора ψ_р) проекциями его на две ортогональные оси d и q машины. При этом возможны разные формы записи выражения для электромагнитного момента синхронного двигателя. Чаше пользуются следующим соотношением:

Здесь ψ_d и ψ_q - составляющие вектора полного потокосцепления (в зазоре) по осям d и q; ψ_сq и ψ_сd - составляющие по осям d и q вектора потокосцепления ψ_с; 1_q и I_d - составляющие тока статора по осям d и q. Знак минус перед вторым слагаемым в квадратных скобках получается потому, что составляющие ψ_сd и I_d встречны вектору ψ_Ρ .

На листе 4 графической части проекта приведена вариант функциональной схемы частотнорегулируемого синхронного электропривода с выделением составляющих тока статора по осям d и q. Примем постоянной величину тока ротора и, кроме того, считаем, что величина задания продольной составляющей тока статора I_d3 = 0. В этом случае Μ = 0,5 m ψ_d I_q.

Статор синхронного двигателя MS подключен на выход преобразователя частоты с непосредственной связью НПЧ, собранного на трех источниках тока UZA, UZB и UZC (рис. 40.11). Управление источниками тока происходит от специального вычислительного блока, именуемого преобразователем координат ПК1 UV1. На вход этого блока подаются напряжения U_d и U_q, которые в функции угла поворота ротора двигателя, измеряемого датчиком положения ротора ДПР BQ, преобразуются в три сигнала задания фазных токов статора I_АЗ, I_ВЗ, I_сз. Другой вычислительный блок - преобразователь координат ПК2 UV2 - в функции положения ротора двигателя преобразует измеряемые датчиками тока фазные токи статора двигателя I_А, I_В, I_с в фиктивные величины I_d и I_q, которые затем обрабатываются регуляторами PT_d и ΡΤ_q (AA_d и АА_q) продольной и поперечной составляющих тока статора.

Сигналом задания для контура регулирования поперечной составляющей тока статора I_q является напряжение на выходе регулятора скорости PC AR. В упрощенной схеме продольная составляющая тока статора I_d поддерживается равной нулю. Тогда система электропривода по своим регулировочным характеристикам совпадает с частотнотоковой системой регулирования.

В общем случае ток возбуждения двигателя регулируется и появляется благоприятная возможность реализовать все потенциальные возможности векторного способа формирования момента в синхронном электроприводе: неограниченность электромагнитного момента, совпадение по времени первых гармоник тока и напряжения, возможность ограничения магнитного потока машины номинальным значением.