Zamknięta pętla sterowania napędami
W zamkniętym systemie pętli sprzężenia zwrotnego wyjście systemu jest przekazywane do wejścia, co umożliwia systemowi kontrolowanie napędu elektrycznego i samodzielne dostosowywanie swojej pracy. Pętle sprzężenia zwrotnego w napędzie elektrycznym są wprowadzane, aby spełnić następujące kluczowe wymagania:
Wzmocnienie momentu obrotowego i prędkości: Aby zwiększyć wydajność momentu obrotowego i prędkości systemu.
Poprawa dokładności stanu ustalonego: Aby zwiększyć precyzję systemu podczas pracy w stanie ustalonym.
Ochrona: Aby chronić komponenty napędu elektrycznego przed potencjalnym uszkodzeniem.
Kluczowymi komponentami zamkniętego systemu są regulator, konwerter, ogranicznik prądu oraz czujnik prądu, wśród innych. Konwerter odgrywa kluczową rolę w przekształcaniu mocy o zmiennej częstotliwości na stałą i odwrotnie. Ogranicznik prądu natomiast ma na celu zapobieganie przekroczeniu przez prąd ustawionej maksymalnej wartości. Poniżej przeanalizujemy różne typy konfiguracji zamkniętych pętli sprzężenia zwrotnego.
Sterowanie z ograniczeniem prądu
Ten schemat sterowania jest zaprojektowany, aby utrzymać prądy konwertera i silnika w bezpiecznym zakresie podczas operacji przejściowych. System wyposażony jest w pętlę sprzężenia zwrotnego prądu zintegrowaną z obwodem logiki progowej.
Obwód logiki działa jako zabezpieczenie, chroniąc system przed nadmiernym prądem. W przypadku, gdy operacje przejściowe powodują wzrost prądu powyżej ustawionej maksymalnej wartości, aktywowana jest pętla sprzężenia zwrotnego. Natychmiast podejmuje ona działania korekcyjne, zmuszając prąd do spadnięcia poniżej maksymalnej progiowej wartości. Gdy prąd wraca do normalnych poziomów, pętla sprzężenia zwrotnego dezaktywuje się, wracając do stanu gotowości.
Zamknięta pętla sterowania momentem obrotowym
Systemy zamkniętej pętli sterowania momentem obrotowym są szeroko stosowane w pojazdach z napędem bateriowym, w aplikacjach kolejowych i w pociągach elektrycznych. Referencyjny moment obrotowy T^* jest określany przez pozycję pedału gazu. Regulator pętli następnie współpracuje z silnikiem, aby zapewnić, że rzeczywiste wyjście momentu obrotowego dokładnie odpowiada wartości referencyjnej T^*. Poprzez regulację nacisku na pedał gazu operator może skutecznie kontrolować prędkość systemu napędowego, ponieważ wyjście momentu obrotowego bezpośrednio wpływa na przyspieszenie i prędkość pojazdu lub pociągu.
Zamknięta pętla sterowania prędkością
Schemat blokowy zamkniętego systemu sterowania prędkością przedstawiony jest na poniższym rysunku. Ten system charakteryzuje się zagnieżdżoną strukturą sterowania, z wewnętrzną pętlą sterującą osadzoną w zewnętrznej pętli prędkości. Główną funkcją wewnętrznej pętli sterującej jest regulacja prądu i momentu obrotowego silnika, zapewniając, że one pozostają w bezpiecznych granicach pracy.
Zamknięta pętla sterowania prędkością
Załóżmy, że istnieje referencyjna prędkość ωm∗, która generuje dodatni błąd prędkości Δω*m. Ten błąd prędkości jest przetwarzany przez regulator prędkości, a następnie przekazywany do ogranicznika prądu. Zauważmy, że ogranicznik prądu może być przeciążony nawet w przypadku małego błędu prędkości. Ogranicznik prądu następnie ustawia prąd dla wewnętrznej pętli sterowania prądem. Następnie system napędowy rozpoczyna przyspieszanie. Gdy prędkość napędu zgadza się z pożądaną prędkością, moment obrotowy silnika równa się momentowi obciążenia. Ta równowaga powoduje, że referencyjna prędkość maleje, co prowadzi do ujemnego błędu prędkości.
Gdy ogranicznik prądu dochodzi do nasycenia, napęd wchodzi w tryb hamowania i zaczyna spowalniać. Z kolei, gdy ogranicznik prądu przestaje być nasycony, napęd płynnie przechodzi z trybu hamowania z powrotem do trybu napędowego.
Zamknięta pętla sterowania prędkością wielomotorowych napędów
W systemach wielomotorowych całe obciążenie jest rozłożone na wiele silników. Każda sekcja systemu wyposażona jest w własny silnik, który jest primarily odpowiedzialny za noszenie obciążenia specyficznego dla tej sekcji. Chociaż parametry silników różnią się w zależności od rodzaju obciążenia, wszystkie silniki pracują z tą samą prędkością. Gdy wymagania dotyczące momentu obrotowego każdego indywidualnego silnika są spełniane przez jego odpowiedni mechanizm napędowy, wał napędowy musi tylko dźwigać względnie mały synchronizujący moment, co ułatwia koordynowaną pracę wielomotorowego układu.
W lokomotywie, ze względu na różne stopnie zużycia, koła nie obracają się z jednostajną prędkością. W rezultacie prędkość jazdy lokomotywy ulega相应的波兰语翻译如下：
W zamkniętym systemie pętli sprzężenia zwrotnego wyjście systemu jest przekazywane do wejścia, co umożliwia systemowi kontrolowanie napędu elektrycznego i samodzielne dostosowywanie swojej pracy. Pętle sprzężenia zwrotnego w napędzie elektrycznym są wprowadzane, aby spełnić następujące kluczowe wymagania: Wzmocnienie momentu obrotowego i prędkości: Aby zwiększyć wydajność momentu obrotowego i prędkości systemu. Poprawa dokładności stanu ustalonego: Aby zwiększyć precyzję systemu podczas pracy w stanie ustalonym. Ochrona: Aby chronić komponenty napędu elektrycznego przed potencjalnym uszkodzeniem. Kluczowymi komponentami zamkniętego systemu są regulator, konwerter, ogranicznik prądu oraz czujnik prądu, wśród innych. Konwerter odgrywa kluczową rolę w przekształcaniu mocy o zmiennej częstotliwości na stałą i odwrotnie. Ogranicznik prądu natomiast ma na celu zapobieganie przekroczeniu przez prąd ustawionej maksymalnej wartości. Poniżej przeanalizujemy różne typy konfiguracji zamkniętych pętli sprzężenia zwrotnego. Sterowanie z ograniczeniem prądu Ten schemat sterowania jest zaprojektowany, aby utrzymać prądy konwertera i silnika w bezpiecznym zakresie podczas operacji przejściowych. System wyposażony jest w pętlę sprzężenia zwrotnego prądu zintegrowaną z obwodem logiki progowej. Obwód logiki działa jako zabezpieczenie, chroniąc system przed nadmiernym prądem. W przypadku, gdy operacje przejściowe powodują wzrost prądu powyżej ustawionej maksymalnej wartości, aktywowana jest pętla sprzężenia zwrotnego. Natychmiast podejmuje ona działania korekcyjne, zmuszając prąd do spadnięcia poniżej maksymalnej progiowej wartości. Gdy prąd wraca do normalnych poziomów, pętla sprzężenia zwrotnego dezaktywuje się, wracając do stanu gotowości. Zamknięta pętla sterowania momentem obrotowym Systemy zamkniętej pętli sterowania momentem obrotowym są szeroko stosowane w pojazdach z napędem bateriowym, w aplikacjach kolejowych i w pociągach elektrycznych. Referencyjny moment obrotowy T^* jest określany przez pozycję pedału gazu. Regulator pętli następnie współpracuje z silnikiem, aby zapewnić, że rzeczywiste wyjście momentu obrotowego dokładnie odpowiada wartości referencyjnej T^*. Poprzez regulację nacisku na pedał gazu operator może skutecznie kontrolować prędkość systemu napędowego, ponieważ wyjście momentu obrotowego bezpośrednio wpływa na przyspieszenie i prędkość pojazdu lub pociągu. Zamknięta pętla sterowania prędkością Schemat blokowy zamkniętego systemu sterowania prędkością przedstawiony jest na poniższym rysunku. Ten system charakteryzuje się zagnieżdżoną strukturą sterowania, z wewnętrzną pętlą sterującą osadzoną w zewnętrznej pętli prędkości. Główną funkcją wewnętrznej pętli sterującej jest regulacja prądu i momentu obrotowego silnika, zapewniając, że one pozostają w bezpiecznych granicach pracy. Zamknięta pętla sterowania prędkością Załóżmy, że istnieje referencyjna prędkość ωm∗, która generuje dodatni błąd prędkości Δω*m. Ten błąd prędkości jest przetwarzany przez regulator prędkości, a następnie przekazywany do ogranicznika prądu. Zauważmy, że ogranicznik prądu może być przeciążony nawet w przypadku małego błędu prędkości. Ogranicznik prądu następnie ustawia prąd dla wewnętrznej pętli sterowania prądem. Następnie system napędowy rozpoczyna przyspieszanie. Gdy prędkość napędu zgadza się z pożądaną prędkością, moment obrotowy silnika równa się momentowi obciążenia. Ta równowaga powoduje, że referencyjna prędkość maleje, co prowadzi do ujemnego błędu prędkości. Gdy ogranicznik prądu dochodzi do nasycenia, napęd wchodzi w tryb hamowania i zaczyna spowalniać. Z kolei, gdy ogranicznik prądu przestaje być nasycony, napęd płynnie przechodzi z trybu hamowania z powrotem do trybu napędowego. Zamknięta pętla sterowania prędkością wielomotorowych napędów W systemach wielomotorowych całe obciążenie jest rozłożone na wiele silników. Każda sekcja systemu wyposażona jest w własny silnik, który jest primarily odpowiedzialny za noszenie obciążenia specyficznego dla tej sekcji. Chociaż parametry silników różnią się w zależności od rodzaju obciążenia, wszystkie silniki pracują z tą samą prędkością. Gdy wymagania dotyczące momentu obrotowego każdego indywidualnego silnika są spełniane przez jego odpowiedni mechanizm napędowy, wał napędowy musi tylko dźwigać względnie mały synchronizujący moment, co ułatwia koordynowaną pracę wielomotorowego układu. W lokomotywie, ze względu na różne stopnie zużycia, koła nie obracają się z jednostajną prędkością. W rezultacie prędkość jazdy lokomotywy ulega fluktuacjom. Oprócz utrzymania stałej prędkości, równie ważne jest zapewnienie równomiernego rozłożenia momentu obrotowego między wieloma silnikami. Jeśli ta równowaga nie jest osiągnięta, jeden silnik może zostać przeciążony, podczas gdy inny pozostanie niedoinwestowany. Ta nierównowaga prowadzi ostatecznie do sytuacji, w której nominalny moment obrotowy całej lokomotywy jest znacznie niższy niż suma nominalnych momentów obrotowych indywidualnych silników.
