Замкнений цикл керування приводами

У замкненій системі вихід системи підсилюється на вході, що дозволяє системі керувати електричним приводом та самостійно регулювати свою роботу. Зворотні зв'язки у електричному приводі включаються для задоволення наступних ключових вимог:

• Покращення моменту та швидкості: Для підвищення характеристики моменту та швидкості системи.

• Покращення точності при стаціонарній роботі: Для підвищення точності системи під час стаціонарної роботи.

• Захист: Для захисту компонентів електричного приводу від можливого пошкодження.

Основні компоненти замкнутої системи включають контролер, конвертер, обмежувач струму та датчик струму, серед інших. Конвертер відіграє ключову роль у перетворенні змінної частоти на сталу та навпаки. Обмежувач струму, з іншого боку, функціонує для запобігання перевищенню струму максимально допустимого значення. Нижче ми розглянемо різні типи замкнутих конфігурацій.

Контроль обмеження струму

Ця схема керування спроектована для того, щоб утримувати струми конвертера та двигуна в безпечному діапазоні під час переходних процесів. Система має зворотний зв'язок струму, інтегрований з логічною схемою порогового значення.

Логічна схема служить як захист, захищаючи систему від надмірного струму. У разі, коли переходні процеси призводять до зростання струму вище максимально допустимого значення, активується зворотний зв'язок. Він негайно вживає коригуючі дії, примушуючи струм опуститися нижче максимально допустимого порогу. Коли струм повертається до нормального рівня, зворотний зв'язок деактивується, повертаючись у режим очікування.

Замкнене керування моментом

Системи замкнутого керування моментом широко використовуються в автомобілях з електричним приводом, залізничних застосуваннях та електричних потягах. Регульований момент T^* визначається положенням педалі газу. Контролер циклу працює разом з мотором, забезпечуючи, що фактичний вихідний момент строго відповідає референтному значенню T^*. Змінюючи тиск на педаль газу, оператор може ефективно керувати швидкістю системи приводу, оскільки вихідний момент прямо впливає на прискорення та швидкість автомобіля або потяга.

Замкнене керування швидкістю

Блок-схема системи замкнутого керування швидкістю показана на малюнку нижче. Ця система має вкладену структуру керування, з внутрішнім циклом керування, вкладеним в зовнішній цикл швидкості. Основна функція внутрішнього циклу керування полягає у регулюванні струму та моменту мотора, забезпечуючи, що вони залишаються в рамках безпечних граничних значень.

Замкнене керування швидкістю

Нехай є референтна швидкість ωm∗, що генерує позитивну помилку швидкості Δω*m. Ця помилка швидкості обробляється контролером швидкості та подається на обмежувач струму. Зауважимо, що обмежувач струму може перегружатися навіть при невеликій помилці швидкості. Обмежувач струму встановлює струм для внутрішнього циклу керування струмом. Після цього система приводу починає прискорюватися. Коли швидкість приводу збігається з бажаною швидкістю, момент мотора дорівнює моменту навантаження. Цей рівновага призводить до зменшення референтної швидкості, що в свою чергу викликає від'ємну помилку швидкості.

Коли обмежувач струму досягає насичення, привід переходить у режим гальмування та починає сповільнюватися. Навпаки, коли обмежувач струму стає недонащеним, привід плавно переходять зі стану гальмування назад у режим приводу.

Замкнене керування швидкістю багатомоторних приводів

У системах багатомоторних приводів загальне навантаження розподіляється між кількома моторами. Кожна частина системи оснащена власним мотором, який в основному відповідає за навантаження, специфічне для даної частини. Хоча параметри моторів змінюються в залежності від типу навантаження, всі мотори працюють з однаковою швидкістю. Коли вимоги до моменту кожного окремого мотора задовольняються його відповідним приводом, привідний вал потребує лише відносно невеликого синхронізаційного моменту, що сприяє координованій роботі багатомоторної установки.

У локомотиві через різні ступені зношеності, колеса не обертаються з однаковою швидкістю. В результаті, швидкість руху локомотива змінюється відповідно. Окрім підтримання постійної швидкості, також важливо забезпечити рівномірне розподілення моменту між кількома моторами. Якщо ця баланс не досягнутий, один мотор може перенавантажитися, тоді як інший залишиться недоїздним. Цей дисбаланс в кінцевому підсумку призводить до ситуації, коли номінальний момент всього локомотива значно нижчий, ніж сумарні номінальні моменти окремих моторів.