Regulisani elektromotorni pogoni sa asinhronim mašinama – vektorsko upravljanje
-
Upload
hanae-zamora -
Category
Documents
-
view
189 -
download
9
description
Transcript of Regulisani elektromotorni pogoni sa asinhronim mašinama – vektorsko upravljanje
Regulisani elektromotorni pogoni sa asinhronim mašinama
– vektorsko upravljanje
Istorijski pregledNačini realizacije
Određivanje parametara regulatoraPregled karakteristika
Prevazilaženje nedostataka
Prva publikacijaIndirektno vektorsko upravljanje
K. Hasse, “Zur Dynamik
drehzahlgeregelter Antriebe mit
stromrichtergespeistenAsynchronkurzschlußläuf
er maschinen,” Ph.D. dissertation,
TH Darmstadt,
1969.
K. Hasse, “O dinamici brzinski
regulisanog pogona sa asinhronom mašinom sa kratkospojenim rotorom
napajanom iz pretvarača”Doktorska disertacija na Visokoj tehničkoj školi
Darmštadt, 1969.
Prva publikacijaDirektno vektorsko upravljanje
F. Blaschke, "The principle of field
orientation as applied to the new TRANSVECTOR
closed loop control system for rotating field
machines," Siemens Rev., vol. 34,
pp. 217-220,
1972.
Načini realizacije vektorskog upravljanjaIndirektno vektorsko upravljanje
Feed-Forward• Na osnovu zadatih struja
izračunava se rotorska učestanost (r)
• Zbir rotorske učestanosti i brzine se koristi kao brzina referentnog sistema, a ugao sistema se dobija integracijom brzine referentnog sistema.
• Varijanta sa integracijom učestanosti rotorskih struja je bolje prilagođena realizacijama sa enkoderom.
Direktno vektorsko upravljanjeFeed-Back
• Ugao referentnog sistema se određuje iz proračuna flukseva (na bazi merenja struja, podataka o naponu i brzini).
• Može se realizovati i bez podatka o uglu (brzini) vratila motora.
Indirektno vektorsko upravljanje sa strujno regulisanim IŠM invertorom
CRPWMCurrent Regulated Pulse Width Modulated inverter
E – Enkoder, davač pozicije vratila motora
M
( , , )a b ci i i E
* * *, ,a b ci i i
,q d
, ,a b c
rsr
*qsi
*dsi
r
1 rT
1
1 rT p
*qsi
*dsi
CRPWM
ias*
ibs*
i cs*
uas
ubs
ucs
DC+
DC-
ias
ibs
i cs
+
+
+
-
-
-
komparatori
Principijelna blok šema strujno regulisanog IŠM invertora
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
-2
0
2
4
6
8
10
0 1 2 3
ias
uas
*ias
vreme[r.j.]
[r.j.][r.j.]
uasi s
Prikaz rada histerezisnog regulatora struje
Indirektno vektorsko upravljanje sa IŠM invertorom i regulacijom struje u sinhrono
rotirajućem koordinatnom sistemu
*abcsu
, ,a b c
,q d , ,as bs csi i i
qsi
*qsi
Reg.q
rs
,q d
, ,a b c
*qsu
dsi
*dsi
Reg.d
*dsu IŠ
M (
PW
M) 1S
6S
rsr
r
1 rT
1
1 rT p
E
M
Direktno vektorsko upravljanje sa IŠM invertorom i regulacijom struje u sinhrono
rotirajućem koordinatnom sistemu
*abcsu
, ,a b c
, , ,as bs csi i i
qsi
*qsi
Reg.q
rs
,q d
, ,a b c
*qsu
dsi
*dsi
Reg.d
*dsu IŠ
M (
PW
M) 1S
6S
rs
r
E
M
, ,as bs csu u u
dcu
, ,a b c
, su
su
si
si
Estima-cija
dsi
qsi
rdrq
dcu1 6S S
Struktura bloka estimacije u direktnom vektorskom upravljanju (naponski estimator flukseva)
0
t
s s s su R i dt
0
t
s s s su R i dt
2r r r
r s sL L L M
iM M
2r r r
r s sL L L M
iM M
22cos r
s
r r
22sin r
s
r r
Struktura bloka estimacije u direktnom vektorskom upravljanju (strujni estimator flukseva)
0
tr
r s r rr
RM i dt
L
0
tr
r s r rr
RM i dt
L
22cos r
s
r r
22sin r
s
r r
Određivanje parametara regulatora na primeru
Reg. fluksa
Reg. brzine
Reg. struje*abcu
IŠM*dqsu
rs
*r
*
6
MModel
E
rs
ˆdr
abcsidqsi
*dqsi
*dsi
*qsi*
em
3
q,d
a,b,c
q,d
a,b,cˆdr
ˆdr
Model za izračunavanje (estimaciju) ugla i rotorskog fluksa
abcsirs
q,d
a,b,c
rM T
ˆdr
Integratorrs
qsidsi
r
dqsi
rT Mˆdr
ˆdr
Regulacija struje (q- osa)
2s r r
s
L L M LT
R
Može se primeniti kompenzacija vremenske konstante i modulni optimum.
Strujni regulatori u q i d osi su simetrični, može se koristiti ista struktura i parametri regulatora.
Reg. struje
qsi
*qsi
IŠM (PWM)1 sR T
qsicT
i iK TaK
qsu*qsu
qe
Regulacija fluksa
Reg. fluksa
*r
Strujna regulacija rM T
K T
1 eT
*dsi dsi dr
ˆdr
rM T
Može se primeniti kompenzacija vremenske konstante i modulni optimum.
Regulacija brzine
3
2mr
MK P
L
Reg. brzine
*
Strujna regulacija
K T
1 eT
*qsi qsi
p pK T
Filter merene brzine
m drK em
mm
1ˆm drK
*em
1
mp T
Može se primeniti simetrični optimum.
Rad u proširenom opsegu brzina (slabljenje polja)
Reg. fluksa
Reg. brzine
*abcu
IŠM
*r
*
6
M
Vektorsko upravljanje
E
abcsi
*dqsi
*dsi
*qsi
*em
3
ˆdr
ˆdr
ˆdr
Soft Start
**
Pogon sa regulacijom pozicije
Reg. fluksa
Reg. brzine
*abcu
IŠM
*r
*
6
M
Vektorsko upravljanje
E
abcsi
*dqsi
*dsi
*qsi
*em
3
ˆdr
ˆdr
ˆdr
Soft Start
*
d
dt
K
Pregled karakteristika
Prednosti:• Brz i precizan odziv momenta
motor.• Optimalno iskorišćenje
motora.• Precizna regulacija brzine i
pozicije.• Koristi se isti energetski
pretvarač.• Povećana energetska
efikasnost pri opterećenjima manjim od nazivnog.
Nedostaci:• Potrebno više davača
struje (min. 2).• Potreban davač na
vratilu (enkoder, rezolver).
• Potrebno poznavanje parametara motora.
• Zbog složenijeg algoritma koristi se procesor viših performansi.
Prevazilaženje nedostataka
Nedostaci:• Potrebno više davača
struje (min. 2).
• Potreban davač na vratilu (enkoder, rezolver).
• Poznavanje parametara motora.
• Koristi se procesor viših performansi.
Postoji mogućnost da se signali faznih struja motora rekonstruišu iz signala struje jednosmernog međukola. Davačima su pale cene.
Ukoliko su parametri motora tačno određeni i poznati, može se raditi bez davača na vratilu. Još uvek se ne postižu dobri rezultati na malim brzinama (učestanostima).
Izuzetno važno pri radu bez davača na vratilu. Parametri motora se određuju veoma precizno prilikom puštanja pogona u rad. U toku rada pogona se vrši kontinualno praćenje parametara motora – auto tuning.
Procesorima visokih performansi su pale cene. Ipak, ovo je često izgovor za veću cenu pogona.
Za one koji žele više...• Sledećeg časa
– Regulisani pogon sa direktnom kontrolom momenta asinhronog motora
• Laboratorijske vežbe – Praktikum– Regulisani pogon sa vektorski upravljanim asinhronim Regulisani pogon sa vektorski upravljanim asinhronim
motorommotorom– Primena industrijskih pretvarača učestanosti za
upravljanje asinhronim pogonom• Seminarski rad (uz podršku nastavnika i literature)• Energetski efikasni elektromotorni pogoni (MS)
– Elektromotorni pogoni bez davača brzine– Srednje naponski frekventni pretvarači za pogon asinhronog
motora ------- i drugo...• Literatura• Predmet Digitalno upravljanje pretvaračima i pogonima