Переходные процессы в системах главного движения. 
Моделирование процессов разгона и торможения

Расширение технологических режимов обработки на одном станке с использованием современного режущего инструмента привело к усложнению электроприводов, увеличению установленной мощности двигателя главного движения, расширению диапазона регулирования скорости главного привода, увеличению быстродействия всех приводов при управляющем и возмущающем воздействиях, ужесточению требований к стабильности и равномерности вращения электродвигателей всех приводов.

Для привода главного движения регулирование частоты вращения в диапазоне от нуля до номинальной частоты вращения осуществляется при постоянстве вращающего момента, а в диапазоне от номинальной до максимальной частоты вращения двигателя — при постоянстве мощности. В современных станках с ЧПУ для привода главного движения применяются как электродвигатели постоянного, так и переменного тока.

Системы векторного управления асинхронным двигателем (АД) с короткозамкнутым ротором обеспечивают регулировочные свойства, аналогичные двигателю постоянного тока. При построении систем векторного управления используется ортогональная система координат d, q, вращающаяся относительно неподвижного статора с частотой вращения магнитного поля обмотки статора.

Следователь — но, эта система координат неподвижна относительно магнитного поля, создаваемого обмоткой статора АД. Для упрощения математической модели вращающуюся систему координат ориентируют по вектору потокосцепления ротора. Модуль вектора потокосцепления ротора определяется проекцией вектора тока статора на ось d, которая связана с вектором потокосцепления ротора. Электромагнитный момент АД определяется произведением модуля вектора потокосцепления ротора на проекцию вектора тока статора на ось q [2,3].

В системах векторного управления с преобразователями частоты с широтно-импульсной модуляцией такая система координат наиболее целесообразна в устройствах с микропроцессорным управлением, так как амплитуда и частота выходного напряжения преобразователя частоты присутствуют в явном виде. Кроме того составляющие вектора тока статора АД не содержат гармонических составляющих, что позволяет использовать их в качестве сигналов обратной связи как в канале регулирования скорости, так и в канале регулирования потокосцепления. Как правило, системы векторного управления строятся по принципу подчиненного регулирования координат. При этом система имеет два независимых канала управления.

• — канал регулирования момента, в котором контур регулирования активной составляющей тока статора isq подчинен контуру регулирования скорости;
• — канал регулирования потокосцепления ротора, в котором контур регулирования реактивной составляющей тока статора isd подчинен контуру регулирования потокосцепления Шr. Это позволяет реализовать в системах векторного управления двух зонное регулирование частоты вращения аналогично электроприводу постоянного тока. В первой зоне регулирования от 0 до номинальной частоты вращения щ управление двигателем осуществляется одновременным увеличением амплитуды и частоты выходного напряжения преобразователя частоты. Во второй зоне регулирования от номинальной щ до максимальной щ макс частоты вращения двигателя управление осуществляется только за счет повышения частоты выходного напряжения преобразователя. Амплитуда выходного напряжения поддерживается при этом постоянной, равной номинальному значению