ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ СПОСОБУ РЕАЛІЗАЦІЇ ДЖЕРЕЛА СТРУМУ (ІНВЕРТОРА)

Розглянемо три реалізації джерела струму: аналогова, імпульсна з широтно-імпульсним симетричним керуванням і імпульсна з релейним керуванням.

На рис. 4.46 представлена модель з трьома контурами швидкості, кожен з яких містить зазначену вище реалізацію: 1 контур з аналогової реалізацією (будемо називати його еталонним), 2 контур - імпульсний з ZZ /// A / -управлінні, 3 контур - імпульсний з релейним керуванням. Що б забезпечити порівняльний візуальний аналіз, ці контури об'єднані в одну схему моделі. Спостереження за перехідними характеристиками здійснюється за допомогою двухвходового осцилографа: по першому входу спостерігається частота обертання, по другому - електромагнітний момент двигуна.

Мал. 4.46. Дослідження впливу способів реалізації джерела струму

Максимальний момент, що розвивається асинхронним двигуном при максимальному струмі 15,13 А, надзвичайно великий і становить 50,9 Нм.

Зробимо дослідження пуску-реверсу на малу швидкість (рис. 4.47). Характеристики ( data 1) відносяться до першого контуру, data 2 - до другого і data 3 до третього.

Мал. 4.47. Результати моделювання управління частотою обертання при різних способах реалізації інвертора (джерела струму)

Задається частота обертання 0,1 1 / с, пуск на позитивний напрямок обертання виробляється з реактивним моментом опору номінального значення 7,66 Нм, скидання навантаження в момент часу 0,06 с. Реверс вхолосту в момент часу 0,1 с.

Аналіз отриманих результатів моделювання призводить до наступних висновків:

• - у другому і третьому контурах з'явилися пульсації моменту та частоти обертання. Пульсації моменту для обох варіантів досить великі (близько 3 Нм), що на частоті 2500 Гц призведе до підвищеної шумносгі в роботі. Пульсації частоти обертання в порівнянні з рівнем 0,1 1 / с незначні і ними можна знехтувати;
• - характер відпрацювання управління і обурення (скидання навантаження) незначно відрізняється від зразка. Кілька краще виглядає застосування інвертора з релейним керуванням. Однак небезпека роботи інвертора зі змінною частотою комутації може виявитися істотною.

Для порівняння розглянемо результати моделювання пуску на малу частоту обертання без навантаження з подальшим накладення реактивного навантаження номінального значення, на закінчення - реверс з навантаженням (рис. 4.48).

Мал. 4.48. Результати моделювання управління частотою обертання при різних способах реалізації інвертора (пуск без навантаження з наступним накладенням реактивного навантаження, реверс під реактивним навантаженням)

Як і раніше, data 1 - перехідні характеристики 1 каналу, data 2 - 2-го каналу, data 3 - третього каналу.

Отримані в результаті моделювання характеристики відповідають стандарту, за винятком початку пуску. Найбільш істотно відхилення по другому каналу. Це обумовлено перехідним процесом встановлення нульового значення струму в контурі струму при симетричному управлінні інвертором. Обидва способи реалізації можна використовувати на практиці при проектуванні шірокорегуліруемих електроприводів змінного струму.

На рис. 4.49 представлені результати моделювання контуру швидкості під час керування в «великому».

Як і раніше, data 1 - перехідні характеристики 1 каналу, data 2 - 2-го каналу, data 3 - третього каналу.

Мал. 4.49. Результати моделювання управління частотою обертання при різних способах реалізації інвертора

(Пуск без навантаження на велику швидкість з наступним накладенням реактивного навантаження, реверс під реактивним навантаженням)

Порівняльний аналіз показує, що реальні джерела струму забезпечують максимальний момент 50,9 Нм, задана частота обертання 100 1 / с формується чітко, накинув номінального навантаження призводить до провалу частоти обертання приблизно на 1 1 / с з відновленням до заданого значення, реверс під навантаженням пройшов успішно з перерегулюванням нс більше 5 %.

За динамічних властивостей слід відзначити більш підвищений ступінь колебательности приводу при ШІМ-управлінні джерелом. І це справедливо, так як привід з джерелом релейного управління не містить у своїй структурі регулятор струму.

На рис. 4.50 продемонстровані результати моделювання контуру швидкості в «великому» зі зміненим алгоритмом управління навантаженням.

Завдання на управління і обурення відпрацьовані чітко. Імпульсні джерела струму показують, як і раніше, приблизно однакові показники.

Слід зазначити, що при управлінні у «великому» необхідно підібрати рівень обмеження інтегратора регулятора швидкості. В іншому випадку динамічні характеристики контуру швидкості можуть виявитися незадовільними. При цьому необхідно підібрати мінімальний рівень обмеження інтегратора, при якому інтегральні властивості регулятора швидкості в цілому не порушуються. Яких-небудь теоретичних розробок і рекомендацій у цьому руслі немає.

Мал. 4.50. Результати моделювання управління частотою обертання при різних способах реалізації інвертора (пуск під реактивним навантаженням на велику швидкість з подальшим скидом навантаження, реверс без навантаження)

Нагадаємо, що розробка і дослідження контурів струму, потоку і швидкості проведені без урахування внутрішніх збурень, що діють при роботі приводу, але були виконані всі умови для виключення їх впливу.