Электрические машины систем автоматики

В системе векторного управления (СВУ) система управления вычисляет положения потокосцепления ротора двигателя и контролирует в статоредве составляющих тока: одну для поддержания потокосцепления ротора, адругую для создания момента. Существуют датчиковые и бездатчиковые СВУ. Эти термины определяют наличие или отсутствие датчика положения или тахогенератора.Метод прямого управления моментом состоит в том, что по моделидвигателя каждый раз рассчитывается требуемое состояние вектора напряжения статора, необходимое для поддержания заданного момента[10].Под системами векторного управления принято подразумевать системы, работающие при постоянстве потокосцепления ротора, хотя системауправления может быть построена и для постоянства потокосцепления статора, и для общего потока машины.В развитии теории векторного управления большую роль сыграла разработка фирмой Siemens системы «Трансвектор». это система построена на прямом измерении вектора потока в воздушном зазоре датчиками Холла. помощью математических преобразований, используя измеренный поток и токи статора, вычисляется потокосцепление, а другая-момент.Пусть ось х сонаправлена с потокосцеплением ротора, тогда для асинхронного двигателя можно записать следующие уравнения равновесия и потокосцеплений:(1)где – угловая скорость координатных осей.(2)Если принять, что система управления будет поддерживать потокосцепление ротора постоянным, а ориентация осей х, у будет всегда соответствовать положению вектора потокосцепления ротора, то(3)и управления для роторной цепи можно упростить:(4)Из первого уравнения системы следует, что , тогда(5)Чтобы получить уравнение механической характеристики асинхронного двигателя при постоянстве потокосцепления ротора необходимо выразить ток ротора по оси из второго выражения системы (4) и подставить его в уравнения момента:(6)Полученное уравнение механической характеристики представляет собой прямую линию. Сам по себе результат интересен тем, что не имеет инерционности и не имеет критического момента, т.е. при управлении асинхронным двигателем с постоянным потокосцеплением можно реализовывать моменты больше критического. Теперь вернёмся к уравнению момента и перепишем его через статорные токи, воспользовавшись системой (5)(7)Полученный результат показывает, что для регулирования потокосцепления ротора надо регулировать ток статора по х, а для регулирования момента – ток статора по оси у.ЗаключениеЭлементы автоматизированной системы, как было отмечено, в работе выстраиваются по принципу «пирамиды», основу которой составляют исполнительные механизмы, датчики, средства робототехничесчкого комплекса. Успешная реализация комплекса сложных и трудоёмких задач по этим направлениям позволяет создать АСУ ТП и тем самым значительно повысить эффективность производств на основе полной механизации и автоматизации. Нижняя ступень пирамиды представляет собой исполнительные механизмы, наиболее распространёнными из которых являются электрические двигатели. Их основная классификация – это разделение по принципу питания на машины постоянного и переменного тока. Рассмотрены основные физические законы, которые являются основой для получения переменного магнитного поля, что способствует образованию агрегата, получившего название асинхронного двигателя. Отметим, что впервые эти свойства обнаружил наш соотечественник Доливо-Добровольский, впоследствии работавший в немецких фирмах и разработавший патент на асинхронный двигатель. Рассмотрен процесс управления скоростью двигателя постоянного тока и асинхронного двигателя на основе использования преобразователя частоты. Отмечены особенности каждой из систем управления. В частности, приведены различия, достоинства и недостатки скалярной и векторной систем управления для двигателей переменного тока. Список использованных источниковДатчики и микроконтроллеры. [Электронный ресурс]: Режим доступа:https://geektimes.com/post/255116/Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / под ред. проф. В.П. Дьяконова. М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 256 с.Гаврилов А.Н. Теория автоматического управления технологическими объектами (линейные системы) [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Гаврилов А.Н., Барметов Ю.П., Хвостов А.А.— Электрон. текстовые данные.— Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий, 2016.— 244 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/50645.— ЭБС «IPRbooks»Айзерман М.А. Теория автоматического регулирования. М.: Наука. 1996. 452 с. [Электронный доступ] http://stu.scask.ru/book_las.php?id=49Ключев, В.И. Теория электропривода учебник для вузов / В.И. Ключев. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 704 с.Бесекерский В.А. Теория систем автоматического управления / В.А. Бесекерский, Е.П. Попов. – Санкт-Петербург: Профессия, 2003. – 752 с.Черных И.В. «Моделирование электротехнических устройств в Matlab, SimPowerSystems и Simulink». – М.:ДМК Пресс, 2008. – 288с.Герман-Галкин С.Г. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.:КОРОНА-Век, 2008. – 368с.Тарасова Г. И., Топильская Т. А. Идентификация и диагностика систем: лаб. Практикум. Ч. 1. – М: МИЭТ, 2011. - 84 с. Применение алгоритма динамического программирования при выборе оптимального состава и распределении нагрузки между агрегатами / Кубарева Т.С. Метод.указания, СГТУ, Саратов, 1993.