Експериментальне дослідження системи частотно-регульованого електропривода

використанням частотного перетворювача.
Дослідження САК буде проводитись в три етапи:
моделювання перехідного процесу за допомогою ПК;
оптимізація параметрів регулятора;
дослідження характеристик.

функціональні моделі;
структурні моделі;
віртуальні моделі.

обертання асинхронного двигуна з використанням частотного перетворювача скористаємося структурною схемою лінеаризованої системи перетворювач частоти - асинхронний двигун
Структурна схема лінеаризованої системи ЧП-АД
Де :
електромагнітна стала часу
модуль жорсткості лінеаризованої
механічної характеристики
- електромеханічна стала часу

момент:
ковзання:
Підставивши відповідні значення у вирази, отримаємо:

функція давача:
Структурна схема системи автоматичного регулювання швидкостіобертання асинхронного двигуна з використанням частотного перетворювача в програмі MatLab прийме вигляд:

MatLab, зокрема її пакетом NCD. За допомогою даного пакету можна настроювати параметри моделі, в якості яких може бути довільна кількість змінних. Задавання динамічних обмежень здійснюється у візуальному режимі, а хід оптимізації – на екрані за допомогою відображення графіка перехідного процесу і поточних значень функції, що оптимізується.

процесу

Діалогове вікно настроювань параметрів блоку NCD Output

В результаті моделювання ми визначили оптимальні коефіцієнти ПІД-регулятора
та отримали перехідні характеристики АД за швидкістю.
Отримані коефіцієнти: Кп=0,7342 Кі=0,5101 Кд=0,0634

Розраховані показники якості мають такі значення:
1) Перерегулювання - G =0 (відсутнє)
2) Час регулювання - tрег=2 c
3) Коливальність - відсутні коливання
4) Усталена помилка -

0, тобто система астатична.

двигуна була написана програма прийому даних з контролера по СОМ-порту та графічного їх відображення.

Реальна перехідна характеристика АД за швидкістю при оптимальних значеннях коефіцієнтів ПІД- регулятора.

По перехідній характеристиці АД за швидкістю, отриманій у ході даної роботи можна зробити висновок, що система стійка і має такі прямі показники якості:
1) Перерегулювання - G =0 (відсутнє)
2) Час регулювання - tрег=3 c
3) Коливальність - відсутні коливання
4) Усталена помилка -

=0, тобто система астатична.

яка зображена

Вона складається з електромашинного підсилювача, перетворювача частоти ПЧ, давача швидкості nE (давач Хола), контролера МК 1305, вимірювальних приладів та персонального комп’ютера (ПК).

фази U=78В; корисна потужність Р=120Вт), Мс = 0,5Мн

Перехідна характеристика приводу при пропорційній зміні навантаження(струм фази І=3,1А, напруга фази U=150В; корисна потужність Р=349,6 Вт)

Досліджуючи систему при різній зміні навантаження, ми отримали перехідні характеристики, з яких видно що при лінійному збільшенні навантаження перехідний процес протікає плавно, без перерегулювань, виходить на усталене значення. При миттєвому збільшенні навантаження перехідний процес характеризується миттєвою стрибкоподібною зміною швидкості обертання двигуна. В момент збільшення навантаження швидкість двигуна різко падає, в момент зняття навантаження швидкість двигуна різко зростає та вже через декілька секунд виходить на усталене значення (в обох випадках).