Regulisani elektromotorni pogoni sa mašinama jednosmerne struje

1. Regulisani elektromotorni pogoni sa mašinama jednosmerne struje Osnovne karakteristike Načini realizacije (aktuatora) Rad u 2 ili 4 kvadranta Rad u proširenom opsegu brzina

2. Naponski izvor naponski upravljivi izvor uc ua M  Au

3. Strujni izvor strujni upravljivi izvor uc ia M  Ai

4. Poređenje statičkih mehaničkih karakteristika Naponski izvor (naponsko napajanje) Strujni izvor (strujno napajanje) w w mm2 mm2 mm1 mm1 m m

5. Naponsko napajanje: • sporiji odziv • stabilnost • nema kontrole nad strujom (prevazilazi se regulatorom struje) • Strujno napajanje: • brži odziv (!) • stabilnost (?) - prevazilazi se regulatorom brzine • neposredna kontrola nad strujom

6. Regulisani pogon sa regulatorom brzine sa jednosmernim motorom napajanim iz strujnog izvora Reg.  Ai

7. Praktična realizacija strujnog izvoraNaponski izvor + regulator struje Reg. ia Au realni strujni izvor

8. Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene struje indukta ia. • Pri promeni važi i • Ako uzmemo PI - regulator ia: realni strujni izvor: kompenzacija→ Ti = Ta Optimizacija po modulu 0  t

9. Regulator brzine: Reg. 

10. Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje Primenom optimizacije: gde je a=2+1  - željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske petlje. Sledi da je:

11. Regulisani elektromotorni pogon sa motorom jednosmerne struje - osnovna struktura Zadavanje željenog položaja Prilagođenje reference (soft-start) ua + + M Reg. pol. + Reg. pob. Reg. brzine Reg. struje DP DB - - -  ia Aktuator

12. Regulisani elektromotorni pogon sa motorom jednosmerne struje bez regulacije položaja Zadavanježeljenebrzine ua Prilagođenje reference (soft-start) + M + Reg. pob. Reg. brzine Reg. struje DB - -  ia Aktuator

13. Realizacija bloka za prilagođenje reference Integrator u kontinualnom vremenskom domenu Limit = ±0,5 Invertuje signal

14. Realizacija bloka za prilagođenje reference Integrator u diskretnom vremenskom domenu

15. Realizacija bloka za prilagođenje reference Uticaj pojačanja

16. Realizacija bloka za prilagođenje reference Uticaj promene limita na ubrzanje Limit = ±0,75

17. Realizacija bloka za prilagođenje reference Soft-start + filter Limit = ±1,5

18. Simulacioni blok dijagram Ra = 0.075; PsiFn = 1-Ra; Ta = 30e-3; Tm = 1.92; ktg = 0.05; Kpw = ktg; Tpw = 52.8e-3; Kpi = 0.025; Tpi = 2.6e-3; Tt = 1.66e-3; Kt = 30; Ti = Ta; Ki = 0.3516; Tw = 245.33e-3; Kw = 8.46; mm = PsiFn/2; Vwref1 = 0.5 * Kpw; Vwref2 = 0.25 * Kpw; LIM_UC = 1; LIM_IA = 2 * Kpi; LIM_SS = 0.5 * Kpw; Regulator brzine

19. Početna zadata brzina je 0,5 wnom. U trenutku t=3s zadaje se brzina 0,75 wnom. Opterećenje pogona polovinom nominalnog momenta je u t = 6s

20. Uticaj limita momenta na odziv regulatora brzine Povećano je željeno ubrzanje u bloku soft starta. Zbog ograničenja struje, ne dostiže se zadata brzina u toku soft-starta.

21. Statička karakteristika regulisanog pogona ω slabljenje polja nom –mmax mmax me 0 –nom

22. KOMBINOVANO UPRAVLJANJE(PROMENOM NAPONA INDUKTA I PREKO POBUDE) f ua N: ua fnom e ≈const. 

23. Aktuatori • Tiristorski ispravljači (mosne sprege, mrežna komutacija) • Više-kvadratni rad • Generator jednosmerne struje (Vard Leonard) • Čoperi Uprošćeni blok dijagram aktuatora Uprošćena prenosna funkcija aktuatora uc ua Tak = ? zavisi od vrste aktuatora

24. Četvoro- kvadratni rad sa preklopnikom Regulacija brzine za male brzine reversa! Logičko kolo: - promena stanja prekidača samo kada je ia= 0 - položaj prekidača u funkciji od znakaia*

25. Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna mosta (razdeljeno upravljanje)

26. Logičko kolo Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji ne treba da vodi. ia “and” “and” buffer 1=ON & & 1 & & 1 1=ON Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom.

27. DCS 800 struktura

28. SIMOREG struktura (energetski deo)

29. SIMOREG blok dijagram

30. DCS 800 Blok dijagram – regulacija struje

31. DCS 800 Blok dijagram – upravljanje momentom

32. DCS 800 Blok dijagram – regulacija brzine

33. Četvoro-kvadrantni rad sa kružnom strujom

34. Četvoro-kvadrantni rad sa kružnom strujom(saglasno upravljanje) Koristi se za ostvarivanje brzih reversa (promene znaka) momenta.  C1 – ISP. C2 – INV. C1 – ISP. C2 – INV. me C1 – INV. C2 – ISP. C1 – INV. C2 – ISP.

35. Dijagram trenutnih vrednosti napona kružna struja samo za

36. Kontrola kružne struje

37. Generator referentnih struja i1* i i2* ic –cirkulaciona (kružna) struja Po vrednosti, kružna struja bi trebalo da bude minimalna, ali da se tiristori odgovarajućeg mosta održavaju u provodnom stanju. ic ia*

38. Vard Leonardova grupa zamajac PM G M DB  ia g Vc Ref. if Reg A

39. Vard Leonardova grupa (blok dijagram) karakteristika magnećenja A - pojačanje KO1

40. Vard Leonardova grupa Regulator: PI + PID Regulator struje ia Regulator brzine  Vc + PI PID + - - REG ia: drugog reda. trećeg reda. REG :

41. Vard Leonardova grupa regulator (PI + PI + PI) Regulator brzine  Regulator struje if Regulator struje ia Vc PI PI PI + + + - - - - drugog reda. REG if: REG ia: drugog reda. trećeg reda. REG :

42. Vard Leonardova grupa

43. Vard Leonardova grupa

44. Četvoro-kvadrantni čoper

45. 3 4 2 1 Struktura regulatora Δ komparator Reg. * + + - -  ia ua udc t Trenutne vrednosti napona i struje motora -udc ia  t

46. AKT Upravljanje motorom kod regulacije brzine u proširenom opsegu brzina (sa slabljenjem polja) Reg.  Reg. ia AKT Reg. e MOTOR

47. Merenje elektromotorne sile nije moguće.Izračunava se na osnovu merenja dostupnih veličina. Prvi način: merenjem struje i napona indukta + - - Drugi način: merenjem struje pobude i brzine if e  w

48. Blok dijagram sistema pri brzini većoj od nominalne Reg.  Reg. ia AKT Nelinearno