67525

Моментный электропривод с синхронным двигателем и синусно-косинусным вращающимся трансформатором

Лекция

Производство и промышленные технологии

В целом электропривод ведет себя как электромеханическая система с пропорциональным управлением и гибкой тахометрической обратной связью. Следует обратить внимание, что амплитудно-модулированные сигналы и синусно-косинусный вращающийся трансформатор СКВТ были применены для получения двойной информации...

Русский

2014-09-11

364.5 KB

3 чел.

ЛЕКЦИЯ  7

 Моментный электропривод с синхронным двигателем

и синусно-косинусным вращающимся трансформатором

Рассмотрим  электропривод,  следящий  по  углу,  с  синхронным  элек-тромеханическим преобразователем,  имеющим  двухфазную  обмотку  якоря и ротор-индуктор с постоянными магнитами. На  рис. 7.1 показана  функциональная  схема  электропривода.

Ротор-индуктор механически связан с ротором синусно-косинусного вра-щающегося трансформатора  СКВТ  и датчиком угла  ДУ. Его выходной сигнал

Рис. 7.1. Функциональная схема электропривода

с двухфазным синхронным двигателем

 поступает на сумматор С1, на второй  вход  которого  приходит задающее  воздействие  0.  Их  разность  поступает на вход модулятора М. На его  выходе  получается  сигнал  uм = kм sin t,  где   – несущая  угловая  частота. Этот сигнал  подается  на  первичную  обмотку  синусно-косинусного  вращающегося трансформатора СКВТ. На его синусной и косинусной вторичных  обмотках  формируются  сигналы

us = – kтр kм  sin(p) sin t,       uc = kтр kм  cos(p) sin t,

где  p – число пар полюсов (см. рис. 7.2).

Рис. 7.2. Графики опорного напряжения и напряжения косинусной фазы СКВТ

Эти напряжения  выпрямляются  двумя  фазочувствительными  выпрями-телями  ФЧВ,  на  выходах  которых  получаются  сигналы

uвA = – kв kтр kм  sin (p) sin t ,      

uвB = kв kтр kм  cos(p) sin t ,

которые  сглаживаются  двумя  фильтрами  низкой  частоты  ФНЧ.  На  их  вы-ходах  формируются  сигналы,  приближенно  равные  величинам

uфA = – Um sin(p),       uфB = Um cos(p).

Из  этих  сигналов  вычитаются на  сумматорах  С2,  С3 сигналы  отрицательной  обратной  связи  по  частоте  вращения, поступающие от синхронного тахогенератора СТГ  

uтs = kт  sin(p),         uтс = kт  cos(p).  

Выходные  сигналы сумматоров усиливаются  усилителями  мощности  УМ  и  питают  фазы  A и  B  синхронного двигателя  СД  напряжениями

uA = kу( – Um  + kт ) sin(p) = – Umsin(p),

uB = kу(Um  – kт ) cos(p) = Umcos(p),

не  превышающими  напряжения  насыщения  усилителей  Um.

При  малой  частоте  вращения  ротора  по  фазам  обмотки  якоря  проте-кают  токи,  приближенно  определяемые  равенствами

iA = – Im sin(p),       iB = Im cos(p).

Эти  токи  создают  электромагнитный  момент

M = c(–iA sin(p) + iB cos(p)) = cIm,

не зависящий от угла при минимальной  мощности  потерь  в  обмотке  якоря. Это объясняется тем, что угол θ между вектором МДС обмотки статора и продольной осью ротора близок к значению π/2, при котором активный момент двигателя максимален (см. рис. 6.4).

Электропривод  описывается  системой  дифференциальных  уравнений в нормальной форме, удобной для решения на ПК:

d /dt = ;

d/dt = (c (– iA sin  + iB cos ) – Mс) / J;

diA /dt = (uA riA + c sin )/ L;

diB /dt = (uB riB – c cos )/ L;

duфB /dt = (uвB uфB )/ Tф;

duфB /dt = (uвB uфB )/ Tф;

uA = kу(uфA+ kт sin );

если  uA > Um,  то  uA =  Um;

uB = kу (uфB  kт  cos );

если  uB > Um,  то  uB =  Um;

uвA = – kп  sin  sin t ,      

uв B = kп  cos  sin t ,

где   = p; kп – коэффициент преобразования модулятора, трансформатора и выпрямителя.

В целом электропривод ведет себя как электромеханическая система с пропорциональным управлением и гибкой тахометрической обратной связью. Следует обратить внимание, что амплитудно-модулированные сигналы и синусно-косинусный вращающийся трансформатор СКВТ были применены для получения двойной информации: о текущем значении входного сигнала модулятора , т.е. о погрешности слежения, и о текущем угле поворота ротора двигателя .

Вопросы для самопроверки

1. Объясните назначение синусно-косинусного вращающегося трансформатора и фазочувствительных выпрямителей.

2. Зачем нужны фильтры низкой частоты после фазочувствительных выпрямителей ?

3. Какую информацию несут выходные сигналы СКВТ ?

4. Какую роль выполняет тахогенератор в электроприводе ?

5. Почему моментный электропривод имеет высокие энергетические показатели ?

6. Что такое амплитудная модуляция синусоидального сигнала ?

7. Почему амплитудная модуляция в моментном электроприводе называется двойной ?

uм

uB

uA

uвB

uвA

uc

us

uоп

uc

kтр kм 

kтр kм  cos(p)

uc

uоп

t

0

C2

C3

 C1



0

 СТГ

СД

СКВТ

ДУ

УМ

УМ

ФНЧ

ФНЧ

ФЧВ

ФЧВ

 М


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12643. Электричество и магнетизм. Лабораторный практикум по общему курсу физики 4.02 MB
  Косьянов П.М. Клочков А.А. Лабораторный практикум по общему курсу физики раздел Электричество и магнетизм: Методические рекомендации. Нижневартовск: Издво Нижневарт. гуманит. унта 2010. 55 с. В лабораторном практикуме даны описания установок методов измерени
12644. Фрактальные многоугольники и «золотое» сечение 742.59 KB
  Фрактальные многоугольники и золотое сечение Рассматривая разнообразные фракталы возникает интуитивное ощущение их красоты а искусственно построенные из них интригуют чрезвычайной похожестью на многие природные образования. Подобные чувства рождаются и при иссл...
12645. Елементи програмування в MATHCAD 80.5 KB
  Лабораторна робота N 8 Елементи програмування в MATHCAD Мета роботи: вивчення методики програмування у пакеті MATHCAD. Завдання: ознайомитися з наведеною методикою відтворити наведені приклади скласти звіт. На одному аркуші MATHCAD можуть визначатися один або декілька пр
12646. Компютерна математика і математичні пакети. Ознайомитися з інтерфейсом пакету Mathcad 1.53 MB
  Лабораторна робота №1 Компютерна математика і математичні пакети Мета роботи: ознайомитися з інтерфейсом пакету Mathcad Встановити пакет на ПЕОМ виконати завдання №1 скласти звіт. При використанні обчислювальної техніки встала проблема реалізації алгоритмі
12647. Масиви в Mathcad 1.55 MB
  Лабораторна робота №2 Масиви в Mathcad. Мета роботи: навчитися працювати з масивами в пакеті Mathcad. Завдання: Опрацювати приведені приклади. Вирішити приведені завдання. Скласти звіт. Стовпець чисел називається вектором а прямокутна таблиця чисел матрицею. Зага...
12648. Символьні обчислення в документі Mathcad 1.29 MB
  Лабораторна робота №3 Символьні обчислення в документі Mathcad. Мета роботи: навчитися працювати з символьним процесором системи Mathcad. Завдання : опрацювати наведені приклади скласти звіт. Символьні обчислення в документі Mathcad. Команди що відносяться до робо
12649. Вирішення систем рівнянь за допомогою блоку Given-Find 67 KB
  Лабораторна робота №4 Вирішення систем рівнянь за допомогою блоку GivenFind. Мета роботи: навчитись вирішувати системи рівнянь в аналітичному вигляді. Завдання: вирішити за допомогою наведені MATHCAD приклади. Вирішення систем рівнянь MATHCAD здійснює чисельними методам
12650. Вирішення оптимізаційних завдань в пакеті MATHCAD 127 KB
  Лабораторна робота №5 Вирішення оптимізаційних завдань в пакеті MATHCAD Мета роботи: навчитись вирішувати оптимізаційні завдання в пакеті MATHCAD Завдання: опрацювати наведені приклади скласти звіт. Оптимізаційні завдання можна розділити на два класи: завдання без...