Реферат на тему: Даптивно-векторная сис управления бездатчикового асинхронного электропривода

Введение

Задача построения высококачественного асинхронного электропривода с векторным управлением без использования каких-либо датчиков, пристроенных к валу или встроенных в двигатель, постоянно привлекает внимание разработчиков с момента появления самого термина "векторное управление" применительно к асинхронному двигателю в начале 1970-х годов. Область применения таких электроприводов определяется следующими условиями:

) Механизм предъявляет повышенные требования к быстродействию привода.

) В приводе требуется регулирование электромагнитного момента на валу двигателя.

) Не требуется высокая статическая точность и широкий диапазон регулирования скорости (диапазон не более 100).

) Установка датчика скорости на вал двигателя невозможна по условиям эксплуатации, технологическим, стоимостным или прочим ограничениям.

Типичными объектами являются электроприводы подъемно-транспортных средств, механизмов намотки, экструдеров, дробилок, работающих в пожароопасных, взрывоопасных, химически и радиоактивных средах, в условиях повышенных вибраций и ударных механических нагрузок.

В настоящее время бездатчиковые асинхронные приводы с векторным управлением представлены практически всеми ведущими фирмами производителями преобразователей частоты. При этом характеристики большинства этих приводов оказываются весьма скромными. В частности, полоса пропускания контура скорости, как правило, не превышает (5-7) Гц, а общий диапазон регулирования скорости (вверх и вниз от номинальной) не более (20-100), что вполне достижимо и в системе частотного управления с векторной ориентацией переменных в установившихся режимах работы. Большинство же производителей преобразователей частоты вообще не заявляют в технической документации полосу пропускания и диапазон регулирования скорости. В этом случае получить подобную информацию удается только в результате проведения стендовых испытаний. Таким образом, если рассматривать указанные характеристики регулирования скорости, то практически "стирается грань" между бездатчиковыми электроприводами с частотным и векторным управлением. Исследования, выполненные авторами, показали, то характеристики асинхронных векторных электроприводов без датчика скорости могут существенно превышать аналогичные характеристики систем частотного управления. В частности, полоса пропускания контура скорости может составлять более 30 Гц, а в диапазоне регулирования скорости не менее 100 обеспечиваются значительно меньшие статические и динамические ошибки. Однако для достижения таких результатов приходится решить ряд проблем.

Основные проблемы, связанные с построением бездатчикового векторного электропривода, заключаются в следующем:

) Наблюдатель состояния асинхронного двигателя (АД), построенный на основе решения полной системы уравнений электрического равновесия для статора и ротора по доступной информации о напряжениях и токах статора, способен обеспечить приемлемую точность вычисления потокосцепления и скорости только в ограниченном диапазоне частот. Это связано с известной проблемой введения начальных условий при частотах, близких к нулевой. Практически все способы решения данной проблемы связаны с введением определенного отклонения математического описания наблюдателя состояния относительно реального объекта при работе в области малых частот. Эти отклонения проявляются в виде ошибки в вычислении потокосцепления, скорости, активной и реактивной составляющих тока.

) Следующей проблемой является чувствительность электропривода к изменению его параметров в процессе работы. Прежде всего это относится к температурным изменениям активных сопротивлений статора и ротора, а также к изменению взаимной индуктивности в зависимости от тока цепи намагничивания. Одним из подходов к решению данной проблемы в построении векторного регулятора и наблюдателя состояния АД является применение регуляторов, грубых в отношении параметрических возмущений, в частности, релейных регуляторов, функционирующих в скользящих режимах. Другим подходом является параметрическая адаптация, осуществляемая реальном времени при работе привода.

) Третьей проблемой является получение необходимой точности оценки эквивалентных (усредненных на интервале расчета процессов в наблюдателе состояния) значений токов и напряжений статора. На точность оценки эквивалентных напряжений в области малых частот основной гармоники и высоких частот модуляции существенно влияет "мертвое время" и задержки переключения ключей инвертора. Заметим, что проблема точности измерения напряжения на малых частотах в гораздо меньшей степени проявляется в векторных электроприводах с датчиком скорости/положения, так как быстродействующий контур скорости, замкнутый по реально измеряемому сигналу, способен в значительной степени компенсировать ошибки, связанные с динамическими "не идеальностями" ключей инвертора.

Оглавление

- Введение

- Технические данные асинхронного двигателя

- Расчет параметров эквивалентной схемы ад по техническим данным

- Функциональная схема вычисления скорости ад

- Структурная схема ад

- Графики

- Параметры основных блоков заключение

- Литература

Список литературы

1. Фираго Б.И., Павлячик Л.Б. Теория электропривода. - Мн.: Техноперспектива, 2004. - 527 с.

2. Фираго Б.И., Павлячик Л.Б., Регулируемые электроприводы переменного тока. - Мн.: Техноперспектива, 2006. - 363 с.

. Анхимюк В.Л., Опейко О.Ф., Михеев Н.Н. Теория автоматического управления. - Мн.: Дизайн ПРО, 2000. - 351 с.

. Вольдек А.И., Попов В.В. Электрические машины переменного тока. - М.: Питер, 2007 - 349 с.

. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода - М.: Энергоиздат, 1981 - 575 с.