ЧАСТОТНО-ТОКОВЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД С ВЕКТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
Общие положения
Для реализации электропривода с векторным управлением и выполнения исследований на имитационных моделях в Simulink произвольно выберем асинхронный двигатель {АД), например, типа RA90S6 (см. табл. 1.2) и примерно подходящий преобразователь частоты (ПЧ) модели VFB40-004 шведской фирмы Emotron АВ.
Основные параметры преобразователя сведены в табл. 4.1.
Преобразователи частоты серии VFB40 1,5-7,5 кВт
Таблица 4.1
|
Тип VFB40 |
-004 |
-006 |
-008 |
-010 |
-012 |
-016 |
|
Номинальная мощность, кВт |
1,5 |
2,2 |
3 |
4 |
5,5 |
7,5 |
|
Номинальный выходной ток, А |
4 |
6 |
7,5 |
9,5 |
12 |
16 |
|
Ограничение токарь 120 с, А |
6 |
9 |
11,3 |
14,3 |
18 |
24 |
|
Пиковый ток двигателя, А |
10,7 |
16,1 |
20,2 |
25,5 |
32,2 |
42,9 |
|
Входной ток, А |
4,5 |
6,8 |
8,5 |
10,5 |
13,3 |
17,8 |
|
Окружающая температура при номинальной мощности, °С |
0-40 |
|||||
|
Частота коммутации fs, кГц |
Максимум 3 кГц |
|||||
|
КПД (Р,гам при fs= 1,5 кГц), % |
97 |
|||||
|
Потери (Р1|ОМ при fj = 1,5 кГц), Вт |
45 |
66 |
90 |
120 165 225 |
||
|
Снижение мощности, %/°С |
Снижение мощности не требуется |
|||||
|
Степень защиты |
1Р20 |
|||||
|
Размер |
В1 |
|||||
|
Размеры, ВхШхГ, мм |
360x126x260 |
|||||
|
Вес, кг |
7 |
|||||
Используем модель расчета параметров схемы замещения Figl_51 и подготовим параметры схемы замещения двигателя RA90S6.
Паспортные данные двигателя приведены в табл. 4.2, а результаты расчёта сведены в табл. 4.3.
Для построения имитационных моделей необходимо принять определённый уровень идеализации свойств АД и ПЧ. В теории электропривода переменного тока общепринятыми допущениями принято считать следующие:
- - не учитываются потери в стали;
- - рассматривается трёхфазный симметричный режим работы;
- - насыщением магнитной цепи АД пренебрегаем;
- - принимается ток двигателя синусоидальной формы;
- - пренебрегаем энергетической связью между АД и ПЧ.
Таблица 4.2
Технические данные двигателя RA90S6
|
р 1 ном.» кВт |
Масса, кГ |
Пцомэ об/мин |
П* % |
Cos (р Отн.ед |
1„, А |
1„ЛН, Отн.ед |
м„/м„, Отн.ед |
Мтах/Мн» Отн.ед |
J, кГ-м2 |
|
0.75 |
13 |
935 |
70 |
0,72 |
2,2 |
4 |
2,2 |
2,5 |
0,004 |
Таблица 4.3
Параметры двигателя в абсолютных единицах
|
Параметр |
Значение |
Параметр |
Значение |
|
иь, В |
311,1 |
Кг, О.е |
0,9344 |
|
lb, А |
3,394 |
R, Ом |
5,503 |
|
Mb, Нм |
15,08 |
Ls Гн |
0,06796 |
|
Rs, Ом |
2,681 |
Тг, с |
0,1655 |
|
Rr, Ом |
3,233 |
1/J |
125 |
|
Ls = Lr, Гн |
0,5352 |
Мп, Нм |
7,66 |
|
Lm, Г и |
0,5 |
Lis, мГн |
35.2 |
|
T’s, с |
0,0123 |
Llr, мГн |
35,2 |
В соответствии с установившимися традициями проектирования средств управления принимаем максимальные уровни входных сигналов управления и выходных напряжений управления (регуляторов) на уровне ±10 В. По этому:
коэффициент обратной связи по току
коэффициент обратной связи по потоку Кос2 =-= — = 10,
^Rx max '
коэффициент обратной связи по частоте вращения
где = Ю,7 А - максимальный ток преобразователя частоты
(см. табл. 7.1); 1'Яхтя^= Вб - максимальный поток двигателя; й)„,тах =100 1/с - максимальная частота вращения двигателя (ротора).
Номинальный момент двигателя - 7,66 Нм.
Номинальный поток обмотки ротора приближенно определим по формуле
