Lukket løkke kontrol af drev

I et lukket system fødes systemets output tilbage til input, hvilket giver systemet mulighed for at kontrollere den elektriske drev og selvjustere sin operation. Feedback-loop i en elektrisk drev er integreret for at opfylde følgende kritiske krav:

• Forbedring af drejningsmoment og hastighed: For at forbedre drejningsmoment- og hastighedsydeevnen af systemet.

• Forbedring af stabiltillstandsnøjagtighed: For at forbedre præcisionen af systemet under stabiltillstandsoperation.

• Beskyttelse: For at beskytte komponenterne i den elektriske drev mod potentielt skade.

De vigtigste komponenter i et lukket system inkluderer styreenhed, konverter, strømbegrænser og strømsensor, bl.a. Konverter spiller en afgørende rolle i at konvertere variabel frekvensstrøm til fast frekvens og omvendt. Strømbegrænseren fungerer på den anden side med at forhindre, at strømmen overskrider en forudindstillet maksimal værdi. Nedenfor vil vi udforske de forskellige typer af lukkede konfigurationer.

Strømbegrænsningskontrol

Denne kontrolschema er designet til at holde konverterens og motorens strøm inden for et sikker område under overgangsoperationer. Systemet har en strømfeedback-løkke integreret med en tærskellogikcirkel.

Logikkredsen fungerer som en sikring, der beskytter systemet mod for høj strøm. Hvis overgangsoperationer forårsager, at strømmen stiger over den forudindstillede maksimale værdi, aktiveres feedback-cirklen. Den træffer hurtigt korrektive foranstaltninger, der tvinger strømmen til at falde ned under maksimalthærsklen. Når strømmen vender tilbage til normale niveauer, deaktiveres feedback-løkken, og den genoptager sin standbytilstand.

Lukket drejningsmomentkontrol

Systemer med lukket drejningsmomentkontrol anvendes bredt i batteridrevne køretøjer, jernbaneanvendelser og elektriske tog. Referencedrejningsmomentet T^* fastsættes af akseleratorpedalens position. Kontrolleren i løkken arbejder derefter sammen med motoren for at sikre, at det faktiske drejningsmomentoutput tæt følger referenceværdien T^*. Ved at justere trykket på akseleratoren kan operatøren effektivt kontrollere drivsystemets hastighed, da drejningsmomentoutputtet direkte påvirker accelerationen og hastigheden af køretøjet eller toget.

Lukket hastighedskontrol

Blokdiagrammet af systemet med lukket hastighedskontrol er illustreret nedenfor. Dette system har en indlejret kontrolstruktur, med en indre kontrol-løkke indlejret i en ydre hastighedsløkke. Den primære funktion af den indre kontrol-løkke er at regulere motorstrøm og drejningsmoment, så de forbliver inden for sikre driftsgrenser.

Lukket hastighedskontrol

Antag, at der findes en referenhastighed ωm∗, der genererer en positiv hastighedsfejl Δω*m. Denne hastighedsfejl behandles af en hastighedskontroller og fødes derefter ind i en strømbegrænser. Bemærk, at strømbegrænseren kan blive overbelasted, selv med en mindre hastighedsfejl. Strømbegrænseren sætter derefter strømmen for den indre strømkontrolløkke. Herefter initierer drivsystemet acceleration. Når drifthastigheden matcher den ønskede hastighed, er motorens drejningsmoment lig med belastningens drejningsmoment. Dette ligevægtstillstand får referenhastigheden til at falde, hvilket resulterer i en negativ hastighedsfejl.

Når strømbegrænseren når mætning, går drivningen ind i en bremsemode og begynder at decelerere. Omvendt, når strømbegrænseren bliver demæt, overgår drivningen sikkert fra bremsestatus til motøringsstatus.

Lukket hastighedskontrol af flermotor-driv

I flermotor-drivsystemer fordeles den samlede belastning mellem flere motorer. Hver sektion af systemet er udstyret med sin egen motor, der primært er ansvarlig for at bære belastningen specifik for den sektion. Selvom ratingerne for motorer varierer afhængigt af typen af belastning, de tjener, kører alle motorer med samme hastighed. Når drejningsmomentbehovet for hver enkelt motor opfyldes af dens respektive drivmekanisme, behøver driveskæften kun at bære et relativt lille synkroniseringsdrejningsmoment, hvilket gør det muligt at koordinere flermotorsystemets drift.

I en lokomotiv, på grund af varierende grad af slitage, roterer hjulene ikke med en ensartet hastighed. Som resultat fluctuerer lokomotivets drifthastighed i overensstemmelse hermed. Udover at opretholde en konstant hastighed, er det lige så vigtigt at sikre, at drejningsmomentet er jevnt fordelt mellem de flere motorer. Hvis denne balance ikke opnås, kan en motor blive overbelasted, mens en anden forbliver underutiliseret. Denne ubalance fører sidstnævnte til, at den nominerede drejningsmoment for hele lokomotivet er betydeligt lavere end de samlede drejningsmomentratinger for de enkelte motorer.