Регулирование контура тока в электроприводе

Ответить
Roman!
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 13 июл 2018, 17:11

Регулирование контура тока в электроприводе

Сообщение Roman! » 16 июл 2018, 20:52

Добрый день.

Собрал электропривод в составе:
- Двухфазный двигатель ДБМ-120
- Датчик положения ротора ВТ-60
- Отладочная плата 1986ВЕ91Т
- Отладочная плата 1382НМ015 (обработка ВТ-60)
- Четыре стойки (IR2110+2 х IRF540N)
- Датчики тока (с шунтами под стойками)
- Напряжение DC-bus 27 Вольт.

Построена система векторного управления по образцу Texas instruments.
Упрощённо схема показана во вложении.

Без нагрузки двигатель отрабатывает заданную скорость, после задания нулевой скорости вал останавливается, ток становится почти нулевым.
На стенде имеется муфта, которая задаёт нагрузку на двигатель. Получается нагрузка типа "сухое трение", то есть практически статическая.
При нагрузке для поворота ротора требуется больший ток (он растёт от нуля до момента "трогания" ротора). Малые токи (ниже тока "трогания") не могут провернуть ротор (пробовал отдельно задавая ток по оси Q). Сильно упрощённая характеристика приведена во вложении.
Под нагрузкой заданная скорость также отрабатывается (естественно с большим током по сравнению с ненагруженным вариантом), при этом после задания нулевой скорости двигатель останавливается, а ток снижается ниже порога "трогания" и плавает в пределах от нуля до данного порога. Упрощённая диаграмма во вложении.
Теоретически всё верно - контур скорости получил Fdb равный Ref (нулевое рассогласование) и не изменяет выходное значение. Но оставшиеся токи греют двигатель.
Подскажите, пожалуйста, как правильно привести ток к нулю.
Вложения
1.png
1.png (28.75 КБ) 485 просмотров
3.png
3.png (15.37 КБ) 485 просмотров
2.png
2.png (14.57 КБ) 485 просмотров

Аватара пользователя
Лашкевич Максим
Сообщения: 105
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38

Re: Регулирование контура тока в электроприводе

Сообщение Лашкевич Максим » 17 июл 2018, 14:32

Добрый день. Ну сделайте, скажем, небольшое списывание интегральной составляющей в регулятре скорости от времени. Чтобы за минуту списывалась в ноль, или за сколько там надо. Чтобы на работу в нормальном режиме не влияло, но если просто есть "подвисшее" значение в интегральной части, оно со временем испарялось. Можно завязаться на значение нулевой скорости и запускать списывание только там.
С уважением,
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.

Roman!
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 13 июл 2018, 17:11

Re: Регулирование контура тока в электроприводе

Сообщение Roman! » 17 июл 2018, 17:15

Спасибо, попробую.

Дошёл до контура положения:
1. Повышаю пропорциональный коэффициент - качается из стороны в сторону при позиционировании,
уменьшаю - слишком медленно подходит к заданному положению.
Как можно реализовать "S"-регулятор положения?

2. Выход регулятора положения заведён на задатчик интенсивности (rmpctnl) перед регулятором скорости.
Имеется некоторое запаздывание в реакции на смещение вала от заданного положения.
Чем можно устранить?

3. Пробовал повышать пропорциональные коэффициенты в регуляторах токов и скорости - появляется шум (почти как в Вашем видео "Поддержание положения в сервоприводе: подчинённое регулирование vs шаговый режим". Жёсткости не хватает и есть запаздывание на реакцию.
Насколько этот шум вредный? Свидетельствует ли он о возбуждении контуров?

Аватара пользователя
Лашкевич Максим
Сообщения: 105
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38

Re: Регулирование контура тока в электроприводе

Сообщение Лашкевич Максим » 18 июл 2018, 08:43

1. Сделать можно, но толку по моему опыту мало.

2. Это категорически неправильно. Ничего не должно быть между регулятором положения и скорости. Если нужно ограничить темп разгона, нужно делать профилирование задания положения. Делайте планировщик движения, который будет формировать плавное задание на контур положения и приезжать в нужную точку с ограничением скорости и рывка.

3. Нужно снимать осциллограммы и смотреть что происходит.

Обычно для повышения жесткости контуров скорости и положения нужно бороться за скорость работы контуров тока и скорость и корректность обработки датчика положения, чтобы каждая метка несла полезную информацию для обратных связей регуляторов.
С уважением,
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.

Roman!
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 13 июл 2018, 17:11

Re: Регулирование контура тока в электроприводе

Сообщение Roman! » 19 июл 2018, 05:40

Спасибо за ответы.

По п.2 получается:

Если режим стабилизация скорости - задание по скорости через задатчик интенсивности (rmpctnl) подаётся на Speed.Ref.

Если режим позиционирования - рассогласование по положению через задатчик интенсивности (rmpctnl) подаётся на регулятор положения, а выход регулятора положения на Speed.Ref. Вроде то же самое получается, если задатчик интенсивности установить между регулятором положения и регулятором скорости...

Roman!
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 13 июл 2018, 17:11

Re: Регулирование контура тока в электроприводе

Сообщение Roman! » 19 июл 2018, 16:49

Выкладываю существующую структуру позиционирования и с планировщиком положения (если я правильно понял)
Вложения
4.png
4.png (26.91 КБ) 460 просмотров
5.png
5.png (29.38 КБ) 460 просмотров

Roman!
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 13 июл 2018, 17:11

Re: Регулирование контура тока в электроприводе

Сообщение Roman! » 22 июл 2018, 21:05

Добрый день!
Помогите, пожалуйста, разобраться с режимом торможения при векторном управлении.
В конструкциях инверторов предусматривают тормозной ключ, который разряжает конденсаторы звена постоянного тока на тормозной резистор.
Не совсем понятно за счёт чего повышается напряжение. Ведь ЭДС двигателя на конкретной скорости вращения будет меньше напряжения питания: U=I*R-E.
Возможно при торможении ток меняет знак, а ЭДС сохраняет (так как направление вращения сохраняется).
Рекуперации нет, так как стоит выпрямитель.
Последняя картинка - осциллограммы, снятые при вращении рукой двигателя выше заданной скорости. При этом ток от источника питания потреблялся, а превышение заключалось в коротких импульсах (конденсаторы почему-то не сглаживали их).
В двигательном режиме импульсов не было (только шум ниже Udc-bus).
Пробовал вращать двигатель при отключенном управлении силовыми ключами - работал как генератор - заряжал конденсаторы DC-bus (через диоды на силовых ключах). Но это напряжение значительно ниже Udc-bus.
Вложения
7.png
7.png (14.83 КБ) 432 просмотра
9.png
9.png (9.74 КБ) 432 просмотра
8.png
8.png (2.47 КБ) 432 просмотра

Roman!
Сообщения: 6
Зарегистрирован: 13 июл 2018, 17:11

Re: Регулирование контура тока в электроприводе

Сообщение Roman! » 22 июл 2018, 21:16

Потерялась схема преобразователя
6.png
6.png (5.02 КБ) 432 просмотра

Аватара пользователя
Лашкевич Максим
Сообщения: 105
Зарегистрирован: 30 дек 2015, 10:38

Re: Регулирование контура тока в электроприводе

Сообщение Лашкевич Максим » 24 июл 2018, 12:27

По поводу вопроса с планировщиком движения. Нет, структурные схемы неправильные. Задатчика интенсивности там быть не должно вообще. Планировщик движения - это специальный математический модуль, сложный, который получает на вход задание перемещения и ограничение в виде скорости и рывка, а на выходи в реальном времени выдает задание положения (для контура положения), которое, если отрабатывать, то привод приедет в заданную точку, и скорость и рывок при этом не превысят заданные.
В простейшем виде, впрочем, планировщик можно сделать из задатчиков интенсивности - можно поставить задатчик интенсивности на вход регулятора положения, как сделали Вы на второй структурной схеме, и это ограничит максимальную скорость. Далее можно после задатчика интенсивности поставить фильтр низкой частоты первого порядка (1/Tp+1), и подобрать T так, чтобы ускорение ограничивалось как нужно (промоделируйте в симулинке). Это будет неоптимальный планировщик (в плане времени работы он будет ехать к заданию дольше, чем можн обышло бы), но будет работать.

Про рекуперацию. Она наступает, когда эдс и ток противоположны по знаку. Однако надо еще учесть потери в двигателе и преобразователе, чтобы повышалось напряжение на ЗПТ, рекуперируемая энергия должна быть выше потерь. Если крутить двигатель на низкой скорости руками, то ничего не нарекуперить, потому что потери в резисторе обмоток будут больше, чем рекуперируемая энергия. Рекуперация будет только на высокой скорости, где мощность рекуперации выше, а потери такие же примерно.
С уважением,
Лашкевич Максим.
skype: maxlashk
Инженер-программист ООО "НПФ Вектор", Москва.

Ответить

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 0 гостей