Kontrol Loop Tertutup dari Drive

Dalam sistem tertutup, output dari sistem dikirim kembali ke input, memungkinkan sistem mengontrol penggerak listrik dan menyesuaikan operasinya sendiri. Loop umpan balik dalam penggerak listrik diterapkan untuk memenuhi persyaratan kritis berikut:

• Peningkatan Torsi dan Kecepatan: Untuk meningkatkan kinerja torsi dan kecepatan sistem.

• Peningkatan Akurasi Kondisi Stasioner: Untuk meningkatkan presisi sistem selama operasi kondisi stasioner.

• Perlindungan: Untuk melindungi komponen penggerak listrik dari kerusakan potensial.

Komponen utama dari sistem tertutup termasuk pengontrol, konverter, pembatas arus, dan sensor arus, di antara lainnya. Konverter memainkan peran penting dalam mengubah daya frekuensi variabel menjadi frekuensi tetap dan sebaliknya. Pembatas arus, di sisi lain, berfungsi untuk mencegah arus melebihi nilai maksimum yang telah ditetapkan. Di bawah ini, kita akan menjelajahi berbagai jenis konfigurasi sistem tertutup.

Kontrol Pembatasan Arus

Skema kontrol ini dirancang untuk menjaga arus konverter dan motor dalam rentang aman selama operasi transien. Sistem ini memiliki loop umpan balik arus yang terintegrasi dengan rangkaian logika ambang batas.

Rangkaian logika bertindak sebagai pelindung, melindungi sistem dari arus berlebih. Jika operasi transien menyebabkan arus naik melebihi nilai maksimum yang telah ditetapkan, rangkaian umpan balik diaktifkan. Rangkaian ini segera mengambil tindakan korektif, memaksa arus turun kembali di bawah ambang batas maksimum. Setelah arus kembali normal, loop umpan balik dinonaktifkan, kembali ke keadaan siaga.

Kontrol Torsi Tertutup

Sistem kontrol torsi tertutup secara luas digunakan pada kendaraan bertenaga baterai, aplikasi kereta api, dan kereta listrik. Torsi referensi T^* ditentukan oleh posisi pedal akselerator. Pengontrol loop kemudian bekerja bersama dengan motor untuk memastikan bahwa output torsi aktual mengikuti nilai referensi T^*. Dengan menyesuaikan tekanan pada pedal akselerator, operator dapat efektif mengontrol kecepatan sistem penggerak, karena output torsi langsung mempengaruhi percepatan dan kecepatan kendaraan atau kereta.

Kontrol Kecepatan Tertutup

Diagram blok dari sistem kontrol kecepatan tertutup ditunjukkan pada gambar di bawah. Sistem ini memiliki struktur kontrol bersarang, dengan loop kontrol dalam tertanam dalam loop kecepatan luar. Fungsi utama dari loop kontrol dalam adalah mengatur arus motor dan torsi, memastikan mereka tetap dalam batas operasi yang aman.

Kontrol Kecepatan Tertutup

Misalkan ada kecepatan referensi ωm∗ yang menghasilkan kesalahan kecepatan positif Δω*m. Kesalahan kecepatan ini diproses oleh pengontrol kecepatan dan kemudian disalurkan ke pembatas arus. Perlu dicatat, pembatas arus dapat menjadi overload bahkan dengan adanya kesalahan kecepatan kecil. Pembatas arus kemudian menetapkan arus untuk loop kontrol arus dalam. Selanjutnya, sistem penggerak memulai akselerasi. Setelah kecepatan penggerak mencocokkan kecepatan yang diinginkan, torsi motor sama dengan torsi beban. Keseimbangan ini menyebabkan kecepatan referensi menurun, menghasilkan kesalahan kecepatan negatif.

Ketika pembatas arus mencapai saturasi, penggerak memasuki mode pengereman dan mulai melambat. Sebaliknya, ketika pembatas arus menjadi tidak jenuh, penggerak secara lancar beralih dari keadaan pengereman kembali ke mode penggerak.

Kontrol Kecepatan Tertutup untuk Sistem Penggerak Multi-Motor

Dalam sistem penggerak multi-motor, beban total didistribusikan di antara beberapa motor. Setiap bagian sistem dilengkapi dengan motornya sendiri, yang bertanggung jawab untuk membawa beban spesifik untuk bagian tersebut. Meskipun rating motor bervariasi tergantung pada jenis beban yang mereka layani, semua motor beroperasi pada kecepatan yang sama. Ketika persyaratan torsi setiap motor individual dipenuhi oleh mekanisme penggeraknya masing-masing, poros penggerak hanya perlu menanggung torsi sinkronisasi yang relatif kecil, memfasilitasi operasi koordinatif dari setup multi-motor.

Pada lokomotif, karena derajat aus yang bervariasi, roda tidak berputar dengan kecepatan yang seragam. Akibatnya, kecepatan penggerak lokomotif berfluktuasi sesuai. Selain mempertahankan kecepatan yang konsisten, sangat penting juga untuk memastikan bahwa torsi tersebar merata di antara motor-motor multiple. Jika keseimbangan ini tidak tercapai, satu motor mungkin menjadi overload sementara motor lainnya kurang dimanfaatkan. Imbalance ini akhirnya menyebabkan situasi di mana torsi nominal seluruh lokomotif jauh lebih rendah dari penjumlahan rating torsi motor-motor individu.