Контур регулювання частоти

Зовнішній контур регулювання частоти автономного інвертора напруги АІН призначений для стабілізації напруги U_i і частоти f на заданому рівні, та компенсації інерційності С_ф у силовій частині ланки постійного струму. Обмеження виходу регулятора частоти забезпечує обмеження завдання на струм на рівні 1, 5 І_вн.

Датчик ЕРС із сигналів зворотних зв’язків за напругою U_i та струму І_в формує сигнал зворотного зв’язку по ЕРС двигуна U_e. Функціональний перетворювач (ФП), забезпечуючи виконання умови Е/f = соnst, перетворює сигнал по ЕРС U_е у відповідний сигнал зворотного зв’язку по частоті U_f.

Згорнутий контур струму враховується як аперіодична ланка першого порядку із інерційністю 2Т_μ .

Для забезпечення астатизму по навантаженню, контур частоти налаш­товується на симетричний оптимум. Регулятор частоти компенсує інерційність С_ф, стала часу 2Т_μ не компенсується. Передаточну функцію регулятора частоти знаходимо без урахування від'ємного зворотного зв’язку по струму інвертора І_і, який пропорційний струму АД [9].

Структурна схема контура частоти зображена на рисунку 4.6. Бажана передатна функція розімкненого контура частоти виглядає як:

.

Рис. 4.6. Структурна схема контура частоти

При лінійній залежності частоти f від ЕРС Е коефіцієнт функціональ­ного перетворювача дорівнює одиниці.

У відповідності з рисунку 4.6 передатна функція пропорційно - інтегрального регулятора частоти знаходиться із формули:

.

Коефіцієнт зворотного зв’язку по ЕРС двигуна:

.

Сигнал зворотного зв’язку по частоті U_f одночасно сигналом завдання на частоту АІН, тому коефіцієнт передачі інвертора знаходимо таким чином:

.

Загальна структурна схема разом із асинхронним двигуном та системою автоматичного регулювання наведена на рисунку 4.7. На її основі в пакеті Simulink середовища Маtlаb будується схема моделі електропривода і з метою подальшого проведення досліджень поведінки розрахованої системи у динаміці.

На рисунку 4.7 зв’язок між моментом двигуна М та струмом інвертора І_і виражений через коефіцієнт К_м:

, а між моментом двигуна та швидкістю - .