Затворена петлова контрола на приводи

В затворена система изходът на системата се връща обратно към входа, позволявайки на системата да контролира електрическия привод и саморегулира работата си. Обратните връзки в електрическия привод са интегрирани, за да отговарят на следните ключови изисквания:

• Подобряване на момента и скоростта: За повишаване на производителността по момент и скорост на системата.

• Подобряване на точността при стабилна работа: За подобряване на прецизността на системата при стабилна работа.

• Защита: За защита на компонентите на електрическия привод от потенциални повреди.

Ключовите компоненти на затворена система включват контролера, преобразувателя, ограничителя на тока и сензора на тока, сред други. Преобразувателят играе важна роля в преобразуването на променливочестотна мощност в постоянна честота и обратно. Ограничителят на тока, от своя страна, функционира, за да предотврати надвишаването на тока над предварително зададена максимална стойност. По-долу ще разгледаме различните типове конфигурации на затворени системи.

Контрол на ограничение на тока

Тази схема за управление е проектирана, за да поддържа токовете на преобразувателя и мотора в безопасен диапазон по време на преходни операции. Системата разполага с обратна връзка на тока, интегрирана с логика на прагова схема.

Логиката на схемата служи като защита, предпазвайки системата от прекомерен ток. В случай, че преходните операции доведат до повишен ток над предварително зададената максимална стойност, активира се обратната връзка. Тя незабавно предприема коректиращи действия, принуждавайки тока да се понижи под максималния праг. Когато токът се върне към нормални нива, обратната връзка деактивира, връщайки се в режим на готовност.

Затворено управление на момента

Затворените системи за управление на момента са широко използвани в батерийно първенствани превозни средства, железопътни приложения и електрически влакове. Референтният момент T^* се определя от положението на акселератора. Управляващият контролер работи в съгласие с мотора, за да гарантира, че реалният изходен момент тясно следва референтната стойност T^*. Чрез регулиране на натиска върху акселератора, операторът може ефективно да контролира скоростта на приводната система, тъй като изходният момент директно влияе върху ускорението и скоростта на превозното средство или влака.

Затворено управление на скоростта

Блоковата диаграма на затворената система за управление на скоростта е показана на фигурата по-долу. Тази система разполага с вложена структура на управление, с вложен контролен цикъл вътре във външния цикъл на скоростта. Основната функция на вложената контролна петля е да регулира тока и момента на мотора, осигурявайки, че те остават в рамките на безопасни граници за работа.

Затворено управление на скоростта

При наличието на референтна скорост ωm∗, която генерира положителна грешка по скорост Δω*m, тази грешка по скорост се обработва от контролера на скоростта и се подава в ограничителя на тока. Забележително е, че ограничителят на тока може да се презареди дори при малка грешка по скорост. Ограничителят на тока после задава тока за вложената контролна петля на тока. След това приводната система започва ускорение. Когато скоростта на привода съвпадне с желаната скорост, моментът на мотора е равен на моментът на товара. Това равновесие причинява референтната скорост да намалее, водейки до отрицателна грешка по скорост.

Когато ограничителят на тока достигне насищане, приводът влизаше в режим на спиране и започва да забавя. Напротив, когато ограничителят на тока се десатурира, приводът плавно преминава от режим на спиране обратно в режим на движение.

Затворено управление на скоростта на многомоторни приводи

В многомоторни приводни системи, общият товар се разпределя между много мотори. Всяка секция на системата е оборудвана със собствен мотор, който е основно отговорен за носянето на товара, специфичен за тази секция. Макар рейтингът на моторите да варира в зависимост от типа товар, който обслужват, всички мотори работят на еднаква скорост. Когато изискванията за момент на всеки отделен мотор са удовлетворени от съответния механизъм за управление, въртящият вал трябва да носи относително малък синхронизиращ момент, което облекчава координираната работа на многомоторната система.

В локомотива, поради различни степени на износ, колелата не се въртят с еднаква скорост. В резултат, скоростта на движение на локомотива се колебае съответно. Освен поддържането на постоянна скорост, е равно важно да се гарантира, че моментът е равномерно разпределен между многото мотори. Ако това равновесие не е постигнато, един мотор може да се препълни, докато друг остане недостатъчно използван. Това несъответствие в крайна сметка води до ситуация, в която номиналният момент на целия локомотив е значително по-нисък от сумата от номиналните моменти на отделните мотори.