Повна версія

Головна arrow Інформатика arrow Комп'ютерне моделювання систем електропривода в Simulink

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ НАСИЧЕННЯ РЕГУЛЯТОРІВ, КВАНТУВАННЯ І ЗАПІЗНЮВАННЯ СИГНАЛУ ЗВОРОТНОГО ЗВ'ЯЗКУ

На рис. 4.38 показана схема моделі, що складається з трьох контурів швидкості з різними настройками: перший контур оптимізований - ідеальний, регулятори струму та швидкості не обмежені; другий контур з обмеженнями регуляторів; третій - з обмеженням регуляторів, з квантуванням і затримкою (запізненням) сигналів зворотного зв'язку по струму і частоті обертання.

На рис. 4.39 продемонстровані дві діаграми: частоти обертання і струму двигуна. Нагадаємо, що перехідні процеси протікають в рухомого (синхронної) системі координат. Введення обмеження регуляторів (і струму, і швидкості) призвело до обмеження струму і напруги джерела живлення до реальних кордонів, що призвело до зниження швидкодії контуру приблизно в три рази. Запуск двигуна здійснювався без навантаження. Наброс навантаження проведений в момент часу 0,05 с. Аналіз результатів моделювання перехідних режимів в другому і третьому контурах дозволяють зробити висновок про незначний вплив обраних параметрів ланцюга зворотного зв'язку по частоті обертання. Рівень квантування відповідає використанню дванадцятирозрядний ЦАП,період підготовки даних про частоту обертання (запізнювання) відповідає значенню 200 мкс (див. рис. 4.40). Ця інформація необхідна для вибору типу контролера, який здійснює підготовку інформації в колі зворотного зв'язку по частоті обертання.

Схема моделі контуру швидкості з трьома настройками (Fig4 38) Результати моделювання представлені на рис. 4.39

Мал. 4.38. Схема моделі контуру швидкості з трьома настройками (Fig4 38) Результати моделювання представлені на рис. 4.39.

Результати моделювання контуру швидкості при обмеженні регуляторів струму і швидкості (2 контур), квантування і запізненні сигналів зворотних зв'язків (3 контур)

Мал. 4.39. Результати моделювання контуру швидкості при обмеженні регуляторів струму і швидкості (2 контур), квантування і запізненні сигналів зворотних зв'язків (3 контур)

Параметри ланцюга зворотного свят по частоті обертання

Мал. 4.40. Параметри ланцюга зворотного свят по частоті обертання

Досліджуємо поведінку контурів при подачі на вхід задає сигналу в 0,01 В (див. Рис. 41).

Реакція контуру швидкості па управління 0.01 В

Мал. 4.41. Реакція контуру швидкості па управління 0.01 В

Це дослідження дозволяє в принципі відповісти на питання: чи здатна спроектована структура забезпечити роботу електроприводу в діапазоні регулювання 1000 °

Схема моделі, що враховує дію будь-якого моменту опору

Мал. 4.42. Схема моделі, що враховує дію будь-якого моменту опору: активного і реактивного (Fig4_42)

Перехідні характеристики 1 і 2 контурів нс відрізняються один від одного і представлені однієї кривої без пульсацій. Перехідна характеристика 3 контури містить пульсації і істотно нс відрізняється від перехідних характеристик 1 і 2 контурів. Аналіз результатів дослідження призводить до наступних висновків:

  • - регулятори нс насичуються і вага контури відповідають оптимальним налаштувань;
  • - завдання впевнено і достовірно відпрацьовано (сформована на виході частота обертання 0,1 1 / с);
  • - обурення у вигляді номінальної активної навантаження призводить до зменшення частоти обертання до від'ємного значення, так як момент навантаження активний. Частота обертання за рахунок дії ЯЯ-регулятора швидкості відновлюється на заданому рівні;
  • - запізнення і квантування сигналу зворотного зв'язку по частоті обертання починає проявлятися, але істотного впливу нс надає. Будемо вважати, що ці параметри ланцюга зворотного зв'язку по частоті обертання можуть бути прийняті за основу.

Введемо в Fig4_38 моделювання реактивного моменту опору. Схема ускладненою моделі представлена на рис. 4.42.

Досліджуємо пуск на малу частоту обертання без навантаження з наступним накладенням навантаження реактивного характеру T L (див. Рис. 4.43).

Пуск на малу швидкість з наступним накладенням реактивного навантаження

Мал. 4.43. Пуск на малу швидкість з наступним накладенням реактивного навантаження

Відзначимо, що негативна швидкість при впливі реактивної навантаження не з'являється. З нижньої діаграми слід, що швидкість починає відновлюватися при досягненні струму статора статичного струму навантаження. На даному малюнку чіткіше представлено вплив квантування і запізнювання сигналу зворотного зв'язку (характеристика з пульсаціями). Крім того, введено кваггтоваггіс і запізнювання входггого сигналу.

Проведемо дослідження пуску двигуна на малу швидкість з реактивним моментом навантаження номінального значення з подальшим скидом навантаження до нульового рівня. Результати моделювання представлені на рис. 4.44.

Розгін двигуна починається при виконанні умови: поточне значення електромагнітного моменту повинно досягти заданого моменту реактивного навантаження. Це сталося в момент часу трохи більше 0,03 с. Двигун розігнався на задану швидкість 0,1 1 / с. Як і раніше, перехідні режими без пульсацій відносяться до 1 і 2 контурів (вони зливаються в одну криву), характеристики з пульсаціями належать третій контуру.

Моделювання пуску при навантаженні реактивного характеру на малу швидкість з подальшим скидом до нульового значення

Мал. 4.44. Моделювання пуску при навантаженні реактивного характеру на малу швидкість з подальшим скидом до нульового значення

При скиданні навантаження частота обертання збільшується до значення 1,243 1 / с в реакції 1 і 2 контурів, і до значення 1,328 1 / с в реакції 3 контури. Після закінчення часу 0,05 с частота обертання відновлюється до заданого значення 0,1 1 / с.

Проведемо моделювання при цих же умовах, але з активним моментом навантаження (див. Результати дослідження на рис. 4.45). Виведемо на другий вхід осцилографа індикацію моменту (картинки по моменту і струму розрізняються тільки масштабом, якісно вони відповідають один одному.

При порівнянні з рис. 4.44 слід вказати на принципову відмінність процесу пуску. У першому випадку (вплив реактивного моменту опору) привід наминає пускатися, коли поточне значення струму (електромагнітного моменту) досягне заданого значення на вході і перевищить це значення. Так як момент реактивний, то роботу він не може виробляти.

Моделювання пуску при навантаженні активного характеру на малу швидкість з подальшим скидом до нульового значення

Мал. 4.45. Моделювання пуску при навантаженні активного характеру на малу швидкість з подальшим скидом до нульового значення

У другому випадку момент активний, він відразу починає виробляти роботу. Так як в нульовий момент часу діє активний момент номінального значення, а поточне значення електромагнітного моменту двигуна становить нульове значення, то двигун під дією активного моменту починає розганятися в негативному напрямку. В цей же час зростає електромагнітний момент двигуна у відповідності зі своєю інерційністю. Як тільки момент двигуна зрівняється з активним моментом опору, розгін двигуна в негативному напрямку припиняється і при подальшому зростанні моменту двигуна приріст частоти обертання змінює знак і починається процес пуску в потрібному напрямку. Швидкість досягає нульового значення і далі стає позитивною. Скидання навантаження протікає однаково в обох випадках.

 
<<   ЗМІСТ   >>