Раздел: Документация
0 1 2 3 4 5 ... 87 В данном учебнике для синхронного электродвигателя с постоянными магнитами на роторе вместе с датчиком положения ротора и источником питания, управляемым в функции положения ротора, принят наиболее распространенный в отечественной литературе термин «вентильный двигатель». Термин «бесконтактный двигатель постоянного тока» [50] сохранен для синхронного двигателя с датчиком положения ротора, токи статора которого имеют прямоугольную форму. Современные вентильные двигатели, работающие при синусоидальной форме токов фаз, характеризуются высокой плотностью потока в воздушном зазоре, большим соотношением между электромагнитным моментом и моментом инерции, малыми пульсациями момента во всем диапазоне регулирования скорости, вплоть до низких скоростей, что особенно существенно для позиционных приводов, а также возможностью управлять моментом при неподвижном двигателе. Они имеют хороший коэффициент мощности и компактное исполнение. Вентильные двигатели выпускаются на номинальные моменты до десятков ньютонов на метр и используются в различных механизмах, в которых требуются высокие статические и динамические характеристики привода. ГЛАВА 1 МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ И РАЗОМКНУТОЙ СИСТЕМОЙ РЕГУЛИРОВАНИЯ 1.1. Уравнения для мгновенных значений напряжений, токов и потокосцеплений Существует два разных, но тесно связанных между собой подхода к математическому описанию асинхронного двигателя. В первом рассматриваются синусоидальные напряжения, приложенные к одной фазе статорной обмотки или одной фазе обмотки ротора, токи в этих обмотках и потокосцепления, образованные этими токами. Зависимости между этими переменными величинами определяются в стационарном (установившемся) режиме, т.е. когда двигатель, питающийся от источника неизменного напряжения, работает с установившейся скоростью (со = const и dco/d/= 0). Обычно при расчетах к этим переменным применяется символический метод (он же метод комплексных амплитуд). Графической интерпретацией такого подхода является схема замещения асинхронного двигателя, на которой базируются принципы построения систем управления электроприводов с асинхронными двигателями, называемые системами с /"-управлением, с управлением по модулям переменных или скалярными системами. Второй подход основан на представлении трехфазных систем напряжений, токов и потокосцеплений в виде пространственных (или обобщенных) векторов. На нем основано описание электромагнитных процессов в двигателе переменного тока в пространственных векторах. При описании электромагнитных процессов в асинхронном двигателе, если это не оговорено специально, делаются следующие допущения: трехфазная система симметрична, нулевой ток в ней отсутствует, сумма мгновенных значений токов фаз равна нулю: ilA + i\B + + мс = 0; каждый протекающий по фазной обмотке ток порождает магнитодвижущую силу, синусоидально распределенную по окружности воздушного зазора машины; сложение магнитодвижущих сил отдельных фазных обмоток порождает общую магнитную индукцию, также синусоидально распределенную по окружности воздушного зазора; характеристика намагничивания машины линейна. Считая относительную магнитную проводимость магнитопро-водов статора и ротора бесконечно большой, можно представить магнитное поле машины в виде главного поля и поля рассеяния [18]. Главное поле соответствует основной гармонической составляющей распределения индукции в зазоре. Ее можно представить в виде двух неподвижных друг относительно друга полей: главного поля статора, образованного токами во всех обмотках фаз статора, и главного поля ротора, которое образуется токами во всех обмотках фаз ротора. В свою очередь, главное поле статора и главное поле ротора можно представить как сумму главных полей, образованных отдельными фазами статора и ротора. Магнитные поля рассеяния также образуются токами фаз статора и ротора, но не участвуют в создании главного поля. Главное потокосцепление обмотки обусловлено созданным ею главным полем, замыкающимся через зазор и сцепленным с обеими обмотками машины. Потокосцепление рассеяния обмотки обусловлено той частью магнитного поля, которая сцеплена только с данной обмоткой. Сумма главного потокосцепления и потоко-сцепления рассеяния представляет собой полное потокосцепление обмотки. Для общности на первом этапе рассмотрения будем считать, что двигатель имеет фазный ротор и напряжения приложены как к обмотке статора, так и к обмотке ротора. Чтобы построить схему замещения, надо записать уравнения для мгновенных значений напряжений, токов и потокосцеплений. При этом полагаем, что обмотки ротора приведены к статору, магнитная система не насыщена, магнитодвижущие силы, созданные фазными токами, синусоидально распределены вдоль воздушного зазора, а режим работы двигателя - симметричный, благодаря чему отсутствуют токи нулевой последовательности, что позволяет записать уравнения равновесия напряжений для одной фазы статора и одной фазы ротора. Обозначая цифрой 1 переменные, относящиеся к статору, а цифрой 2 - относящиеся к ротору, для фаз А статора и а ротора эти уравнения могут быть записаны в виде: Ща - R\i\A + Ща = Rlha + dt где щА, ы2а - мгновенные значения напряжений, приложенных к обмоткам фаз статора и ротора; Rt, R2 - активные сопротивления 0 1 2 3 4 5 ... 87
|
