Regulisani elektromotorni - pogoni.etf.rs Regulacija.pdf · MJS– sistem bez povratne veze UPRAVLJANJE - Pogon u otvorenoj sprezi (primer pogona sa tiristorskim mostom) u a M Aktuator

Post on 15-Oct-2019

7 Views

Category:

Documents

0 Downloads

Preview:

Click to see full reader

Transcript

Regulisani elektromotorni

pogoni sa mašinama

jednosmerne struje

Osnovne karakteristike

Regulacija momenta - struje indukta

Regulacija brzine

Načini realizacije (aktuatora)

za rad u 2 ili 4 kvadranta

Elektromotorni pogon promenljive brzine sa

MJSndash sistem bez povratne veze

UPRAVLJANJE - Pogon u otvorenoj sprezi

(primer pogona sa laboratorijskih vežbi)

M ua

Aktuator

Opterećenje

w

Zadavanje

željene

brzine

Elektromotorni pogon promenljive brzine sa

MJSndash sistem bez povratne veze

UPRAVLJANJE - Pogon u otvorenoj sprezi

(primer pogona sa tiristorskim mostom)

M ua

Aktuator

Opterećenje

w

Kontroler (soft-start)

Zadavanje

željene

brzine

uc

REGULACIJA - Pogon u zatvorenoj sprezi

(primer sa regulacijom brzine)

M ua

Aktuator

Optere-

ćenje

w

Zadavanje

željene

brzine

uc D Prilagođenje

reference

(soft-start)

Regu-

lator

Diskriminator

+ -

Signal

greške

Regulisani elektromotorni pogon -

sistem sa povratnom vezom

Regulisani elektromotorni pogon -

sistem sa povratnom vezom

Elementi karakteristični za regulisane

elektromotorne pogone

bull Prilagođenje reference (u statičkom i

dinamičkom smislu) (soft start)

bull Diskriminator (u sastavu regulatora)

bull Regulator

bull Davač regulisane veličine (merenje električnih

i neelektričnih veličina galvansko odvajanje)

bull Povratna veza

Regulatori

Regulator u y (vc)

Regulator obezbeđuje

bull Statičke i dinamičke karakteristike RP

bull Odgovarajuću vrednost komandnog signala Vc

Vrste regulatora po karakteristici prenosa

P I D PI PD PID

Karakteristike osnovnih regulatora

y(t)

t

K

y(t)

t

y(t)

y(t)

t

1

Ti

t g

D

T

T

Tg

P

I

D

Realni

D

TIP Dif jednačina Funkcija

prenosa Odziv na jedinični step )(

)(

pu

py

uKy

uTdt

dy

i

1

dt

duTy D

dt

duTy

dt

dyT Dg

K

iTp

1

DTp

g

D

Tp

Tp

1

Naponski izvor

+

- M ua

uc

w

mm

Au mpT

1au

e

ai a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

naponski

upravljivi

izvor

+

-

uc ua

Drugačiji simbol

mm

Ai mpT

1ai

em w

f

cu

M ia

uc

w

strujni

upravljivi

izvor

Strujni izvor

uc ia

Drugačiji simbol

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Elektromotorni pogon promenljive brzine sa

MJSndash sistem bez povratne veze

UPRAVLJANJE - Pogon u otvorenoj sprezi

(primer pogona sa laboratorijskih vežbi)

M ua

Aktuator

Opterećenje

w

Zadavanje

željene

brzine

Elektromotorni pogon promenljive brzine sa

MJSndash sistem bez povratne veze

UPRAVLJANJE - Pogon u otvorenoj sprezi

(primer pogona sa tiristorskim mostom)

M ua

Aktuator

Opterećenje

w

Kontroler (soft-start)

Zadavanje

željene

brzine

uc

REGULACIJA - Pogon u zatvorenoj sprezi

(primer sa regulacijom brzine)

M ua

Aktuator

Optere-

ćenje

w

Zadavanje

željene

brzine

uc D Prilagođenje

reference

(soft-start)

Regu-

lator

Diskriminator

+ -

Signal

greške

Regulisani elektromotorni pogon -

sistem sa povratnom vezom

Regulisani elektromotorni pogon -

sistem sa povratnom vezom

Elementi karakteristični za regulisane

elektromotorne pogone

bull Prilagođenje reference (u statičkom i

dinamičkom smislu) (soft start)

bull Diskriminator (u sastavu regulatora)

bull Regulator

bull Davač regulisane veličine (merenje električnih

i neelektričnih veličina galvansko odvajanje)

bull Povratna veza

Regulatori

Regulator u y (vc)

Regulator obezbeđuje

bull Statičke i dinamičke karakteristike RP

bull Odgovarajuću vrednost komandnog signala Vc

Vrste regulatora po karakteristici prenosa

P I D PI PD PID

Karakteristike osnovnih regulatora

y(t)

t

K

y(t)

t

y(t)

y(t)

t

1

Ti

t g

D

T

T

Tg

P

I

D

Realni

D

TIP Dif jednačina Funkcija

prenosa Odziv na jedinični step )(

)(

pu

py

uKy

uTdt

dy

i

1

dt

duTy D

dt

duTy

dt

dyT Dg

K

iTp

1

DTp

g

D

Tp

Tp

1

Naponski izvor

+

- M ua

uc

w

mm

Au mpT

1au

e

ai a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

naponski

upravljivi

izvor

+

-

uc ua

Drugačiji simbol

mm

Ai mpT

1ai

em w

f

cu

M ia

uc

w

strujni

upravljivi

izvor

Strujni izvor

uc ia

Drugačiji simbol

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Elektromotorni pogon promenljive brzine sa

MJSndash sistem bez povratne veze

UPRAVLJANJE - Pogon u otvorenoj sprezi

(primer pogona sa tiristorskim mostom)

M ua

Aktuator

Opterećenje

w

Kontroler (soft-start)

Zadavanje

željene

brzine

uc

REGULACIJA - Pogon u zatvorenoj sprezi

(primer sa regulacijom brzine)

M ua

Aktuator

Optere-

ćenje

w

Zadavanje

željene

brzine

uc D Prilagođenje

reference

(soft-start)

Regu-

lator

Diskriminator

+ -

Signal

greške

Regulisani elektromotorni pogon -

sistem sa povratnom vezom

Regulisani elektromotorni pogon -

sistem sa povratnom vezom

Elementi karakteristični za regulisane

elektromotorne pogone

bull Prilagođenje reference (u statičkom i

dinamičkom smislu) (soft start)

bull Diskriminator (u sastavu regulatora)

bull Regulator

bull Davač regulisane veličine (merenje električnih

i neelektričnih veličina galvansko odvajanje)

bull Povratna veza

Regulatori

Regulator u y (vc)

Regulator obezbeđuje

bull Statičke i dinamičke karakteristike RP

bull Odgovarajuću vrednost komandnog signala Vc

Vrste regulatora po karakteristici prenosa

P I D PI PD PID

Karakteristike osnovnih regulatora

y(t)

t

K

y(t)

t

y(t)

y(t)

t

1

Ti

t g

D

T

T

Tg

P

I

D

Realni

D

TIP Dif jednačina Funkcija

prenosa Odziv na jedinični step )(

)(

pu

py

uKy

uTdt

dy

i

1

dt

duTy D

dt

duTy

dt

dyT Dg

K

iTp

1

DTp

g

D

Tp

Tp

1

Naponski izvor

+

- M ua

uc

w

mm

Au mpT

1au

e

ai a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

naponski

upravljivi

izvor

+

-

uc ua

Drugačiji simbol

mm

Ai mpT

1ai

em w

f

cu

M ia

uc

w

strujni

upravljivi

izvor

Strujni izvor

uc ia

Drugačiji simbol

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

REGULACIJA - Pogon u zatvorenoj sprezi

(primer sa regulacijom brzine)

M ua

Aktuator

Optere-

ćenje

w

Zadavanje

željene

brzine

uc D Prilagođenje

reference

(soft-start)

Regu-

lator

Diskriminator

+ -

Signal

greške

Regulisani elektromotorni pogon -

sistem sa povratnom vezom

Regulisani elektromotorni pogon -

sistem sa povratnom vezom

Elementi karakteristični za regulisane

elektromotorne pogone

bull Prilagođenje reference (u statičkom i

dinamičkom smislu) (soft start)

bull Diskriminator (u sastavu regulatora)

bull Regulator

bull Davač regulisane veličine (merenje električnih

i neelektričnih veličina galvansko odvajanje)

bull Povratna veza

Regulatori

Regulator u y (vc)

Regulator obezbeđuje

bull Statičke i dinamičke karakteristike RP

bull Odgovarajuću vrednost komandnog signala Vc

Vrste regulatora po karakteristici prenosa

P I D PI PD PID

Karakteristike osnovnih regulatora

y(t)

t

K

y(t)

t

y(t)

y(t)

t

1

Ti

t g

D

T

T

Tg

P

I

D

Realni

D

TIP Dif jednačina Funkcija

prenosa Odziv na jedinični step )(

)(

pu

py

uKy

uTdt

dy

i

1

dt

duTy D

dt

duTy

dt

dyT Dg

K

iTp

1

DTp

g

D

Tp

Tp

1

Naponski izvor

+

- M ua

uc

w

mm

Au mpT

1au

e

ai a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

naponski

upravljivi

izvor

+

-

uc ua

Drugačiji simbol

mm

Ai mpT

1ai

em w

f

cu

M ia

uc

w

strujni

upravljivi

izvor

Strujni izvor

uc ia

Drugačiji simbol

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Regulisani elektromotorni pogon -

sistem sa povratnom vezom

Elementi karakteristični za regulisane

elektromotorne pogone

bull Prilagođenje reference (u statičkom i

dinamičkom smislu) (soft start)

bull Diskriminator (u sastavu regulatora)

bull Regulator

bull Davač regulisane veličine (merenje električnih

i neelektričnih veličina galvansko odvajanje)

bull Povratna veza

Regulatori

Regulator u y (vc)

Regulator obezbeđuje

bull Statičke i dinamičke karakteristike RP

bull Odgovarajuću vrednost komandnog signala Vc

Vrste regulatora po karakteristici prenosa

P I D PI PD PID

Karakteristike osnovnih regulatora

y(t)

t

K

y(t)

t

y(t)

y(t)

t

1

Ti

t g

D

T

T

Tg

P

I

D

Realni

D

TIP Dif jednačina Funkcija

prenosa Odziv na jedinični step )(

)(

pu

py

uKy

uTdt

dy

i

1

dt

duTy D

dt

duTy

dt

dyT Dg

K

iTp

1

DTp

g

D

Tp

Tp

1

Naponski izvor

+

- M ua

uc

w

mm

Au mpT

1au

e

ai a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

naponski

upravljivi

izvor

+

-

uc ua

Drugačiji simbol

mm

Ai mpT

1ai

em w

f

cu

M ia

uc

w

strujni

upravljivi

izvor

Strujni izvor

uc ia

Drugačiji simbol

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Regulatori

Regulator u y (vc)

Regulator obezbeđuje

bull Statičke i dinamičke karakteristike RP

bull Odgovarajuću vrednost komandnog signala Vc

Vrste regulatora po karakteristici prenosa

P I D PI PD PID

Karakteristike osnovnih regulatora

y(t)

t

K

y(t)

t

y(t)

y(t)

t

1

Ti

t g

D

T

T

Tg

P

I

D

Realni

D

TIP Dif jednačina Funkcija

prenosa Odziv na jedinični step )(

)(

pu

py

uKy

uTdt

dy

i

1

dt

duTy D

dt

duTy

dt

dyT Dg

K

iTp

1

DTp

g

D

Tp

Tp

1

Naponski izvor

+

- M ua

uc

w

mm

Au mpT

1au

e

ai a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

naponski

upravljivi

izvor

+

-

uc ua

Drugačiji simbol

mm

Ai mpT

1ai

em w

f

cu

M ia

uc

w

strujni

upravljivi

izvor

Strujni izvor

uc ia

Drugačiji simbol

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Karakteristike osnovnih regulatora

y(t)

t

K

y(t)

t

y(t)

y(t)

t

1

Ti

t g

D

T

T

Tg

P

I

D

Realni

D

TIP Dif jednačina Funkcija

prenosa Odziv na jedinični step )(

)(

pu

py

uKy

uTdt

dy

i

1

dt

duTy D

dt

duTy

dt

dyT Dg

K

iTp

1

DTp

g

D

Tp

Tp

1

Naponski izvor

+

- M ua

uc

w

mm

Au mpT

1au

e

ai a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

naponski

upravljivi

izvor

+

-

uc ua

Drugačiji simbol

mm

Ai mpT

1ai

em w

f

cu

M ia

uc

w

strujni

upravljivi

izvor

Strujni izvor

uc ia

Drugačiji simbol

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Naponski izvor

+

- M ua

uc

w

mm

Au mpT

1au

e

ai a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

naponski

upravljivi

izvor

+

-

uc ua

Drugačiji simbol

mm

Ai mpT

1ai

em w

f

cu

M ia

uc

w

strujni

upravljivi

izvor

Strujni izvor

uc ia

Drugačiji simbol

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

mm

Ai mpT

1ai

em w

f

cu

M ia

uc

w

strujni

upravljivi

izvor

Strujni izvor

uc ia

Drugačiji simbol

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Poređenje statičkih

mehaničkih karakteristika

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm1

w

m

mm2 mm1 w

m

mm2

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Ukoliko je mehanička karakteristika

opterećenja nezavisna od brzine

Naponski izvor

(naponsko napajanje)

Strujni izvor

(strujno napajanje)

mm3 w

m

w

m

mm3

me3

me2

Za me2 nemamo

ustaljeno stanje

(nema radne tačke)

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Naponsko napajanje

sporiji odziv

statička stabilnost radne tačke

nema kontrole nad strujom

(prevazilazi se korišćenjem regulatora struje)

Strujno napajanje

brži odziv ()

statička stabilnost radne tačke

(prevazilazi se korišćenjem regulatora brzine)

neposredna kontrola nad strujom (momentom)

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

mm

Au mpT

1au

e

ai

a

a

pT

R

1

1 em

w

f

cu

ai

Reg

ia

1

e

e

K

p T

realni strujni izvor

e a e a a mT T T T T T

Praktična realizacija strujnog izvora

Naponski izvor + regulator struje

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Podešavanje parametara regulatora

struje

Au

au

e

ai

a

a

pT

R

1

1cu

ai

Reg

ia

1

a

e

K

p T

Elektro-

motorna

sila Merenje

struje

Blok dijagram sistema

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

+

ndash

1 ii

i

p TK

p T

1

1

a

a

R

p T 1

a

e

K

p T

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Zanemarili smo blok (senzor) za merenje struje smatramo da je

idealan Aktuator ima pojačanje i kašnjenje (uprošćeno)

Zanemarili smo uticaj elektromotorne sile pošto se sporo menja

Smatramo da je to za konturu regulacije struje poremećaj i u postupku

podešavanja parametara vrednost je e=0

a eT T

ai ai

Blok dijagram konture regulacije struje

au

cu

+

0e

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

0

1 1

1 1

i a ai i

i e a

p T K RF p K

p T p T p T

Izvršimo kompenzaciju veće vremenske

konstante

0

1

1

i a ai

i e

K K RF p

p T p T

a eT T

i aT T

Funkcija prenosa konture regulacije struje

G(p)

u

x

+

_

D y

H(p)

( )( )

1 ( ) ( )

y G pp

u G p H p

0

01

i

wi

i

F pF p

F p

1H p

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Izbor parametara regulatora

2

2

4

20

2

1

22

0

2

0

)2()(

aaaaa

ajFw

www

Ovo će biti asymp1 za male učestanosti ako je

02 2021 aaa

2021 2 aaa

202

41

1)(

aajFw

ww

Posle čega se dobija

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2

1

1

i a a

wi

i a a i i e

K K RF p

K K R p T p T T

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

1 103

001 01 1 10 100

0

02

04

06

08

1

12

14

Učestanost [Hz]

Am

pli

tud

a (

aps)

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Sa prebačajem

Opadajuća Optimalna

2

2 22

n

n np p

w

w w

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Izbor parametara regulatora

Frekventna karakteristika

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

Kriterijum optimalnosti

Propusni opseg

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Izbor parametara regulatora

Vremenski odziv

na ldquosteprdquo ulaz

Sa prebačajem

Opadajuća

Optimalna

1070

1

45

2

7

0

a

b

c

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

0 1 21 i a a i i ea K K R a T a T T

2 1

ii

a a e

TK

K R T

1

2

ii a a

e

TK K R

T

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

Primenjujemo definisan kriterijum optimizacije modula funkkcije prenosa

2

1 0 22a a a

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Ako je u(t) step funkcija h(t)

onda je

1

2

( ) pound ( ) ( )

1 cos sin2 2

e

w

t

T

e e

y t u p F p

t te

T T

06 05 04 03 02 01 0

06

05

04

03

02

01

01

02

03

04

05

06

Re osa

Im

osa

Polovi funkcije prenosa

Fw(p) za Te=1

12

1 1

2 2

11

2

e e

e

p iT T

i iT

w

w

2 2

1

1 2 2

a

wi opta e e

i pF p

i p p T p T

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

43 plusmn2

Tr=47Te

Ts=84Te

2 2

2 2

10707

2

1 1

2n

eT

w

w w

Tr ndash Vreme reagovanja

Ts ndash Vreme smirenja

Odziv u vremenskom domenu

(Te=01s)

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Brzina promene brzine je značajno manja od brzine promene

struje indukta ia

Pri promeni važi i

Ako uzmemo PI - regulator ia

aa ii DD ~0wD 0eD

1 ii

i

p TK

p T

kompenzacija rarr Ti = Ta

Optimizacija po modulu

realni strujni izvor

2 2

0

1 1

1 2 2 1 2e e ep T p T p T

0

t

D

aiD

2 eT

tiaD5 mseT

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

mm

Ai mpT

1ai em w

f

Reg

w

w

w

Regulisani pogon sa regulatorom

brzine sa jednosmernim motorom

napajanim iz strujnog izvora

ai

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Regulator brzine

mpT

1

ai em w

f

Reg

w

w

1

1 2 ep T

ai

1 p T

F p Kp T

ww w

w

0 2 2

1 1

1 2 1 2

f

m e m e

K p T K p TF p

p T T p T p T T p T

w w w w

w

w w

0

0

( )

1 ( )w

F pF p

F p

ww

w

fK Kw w

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Primenom optimizacije

gde je a=2+1

- željeni relativni faktor prigušenja zatvorene brzinske

petlje

Sledi da je 1

2

m

f e

TK

a Tw

2

1

1 2 1w

m e

K p TF p

p T T p T K p T

w w

w

w w w

2 03 1

3 2

1

2w

m e m

a aa a

K p TF p

p T T T p T T p T K K

w w

w

w w w w w

Funkcija spregnutog prenosa brzinske petlje

2 12

2

me

e

TT a T K

a Tw w

2 2

1 0 2 2 1 3a a a a a a a a

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Zadavanje

željene

brzine

Prilagođenje

reference

(soft-start) M

ua

Aktuator

Reg

brzine - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

Regulisani elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

osnovna struktura

w

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Zadavanje

željenog

položaja

Prilagođenje

reference

(soft-start)

M

ua

Aktuator

Reg

brzine

+ -

Reg

pol - w

+ Reg

struje

Reg

pob DB

+

ia

-

w

ai

DP

Regulisani elektromotorni pogon

sa motorom za jednosmernu struju

ndash sa regulacijom pozicije

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

kontinualnom

vremenskom

domenu

Limit = plusmn05

inu

outu+

-

GND

fC

0R

MR

Invertuje signal

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Integrator u

diskretnom

vremenskom

domenu

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

pojačanja

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Uticaj

promene limita

na ubrzanje

Limit = plusmn075

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Realizacija bloka za prilagođenje reference

Soft-start

+

filter

Limit = plusmn15

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Simulacioni blok dijagram

Ra = 0075

PsiFn = 1-Ra

Ta = 30e-3

Tm = 192

ktg = 005

Kpw = ktg

Tpw = 528e-3

Kpi = 0025

Tpi = 26e-3

Tt = 166e-3

Kt = 30

Ti = Ta

Ki = 03516

Tw = 24533e-3

Kw = 846

mm = PsiFn2

Vwref1 = 05 Kpw

Vwref2 = 025 Kpw

LIM_UC = 1

LIM_IA = 2 Kpi

LIM_SS = 05 Kpw

Regulator brzine

Regulator struje ima isti blok dijagram ali

druge parametre pojačanje (Ki) vremensku

konstantu integralnog dejstva (Ti) i limite

integralnog dejstva i izlaza (LIM_IA)

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Početna

zadata brzina

je

05 wnom

U trenutku

t=3s zadaje se

brzina

075 wnom

Opterećenje

pogona

polovinom

nominalnog

momenta je u

t = 6s

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

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

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Tiristorski ispravljači

Više-kvadratni rad

Čoperi

uc ua 1

a a

c ak

U Kp

U p T

Tak =

Aktuatori

Uprošćeni blok dijagram

aktuatora

Uprošćena funkcija prenosa

aktuatora

zavisi od vrste aktuatora

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

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 znaka ia

ML1L2

L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cuw

DB

Logičko kolo

Ld

0

0

a

a

i

i

w

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Četvoro-kvadratni rad sa dva anti-paralelna

mosta (razdeljeno upravljanje)

ML1 L2L3

6xReg struje

Reg brzine

ai

ai

cu

w

DB

Logičko kolo

Ld

0 0

0

a a

a

i i

i

w 6x

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Pogoni sa razdeljenim upravljanjem mogu da ostvare bržu

promenu znaka struje nego pogoni sa preklopnikom

ia

amp

amp

1

1

amp

amp

ldquoandrdquo

bu

ffer

ldquoandrdquo 1=ON

1=ON

ai

Logičko kolo deluje na blokiranje impulsa mosta koji

ne treba da vodi

Logičko kolo

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

DCS 800 struktura

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

SIMOREG struktura (energetski deo)

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

SIMOREG blok dijagram

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija struje

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

DCS 800 Blok dijagram ndash upravljanje momentom

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

DCS 800 Blok dijagram ndash regulacija brzine

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Četvoro-kvadrantni čoper

M

DB

w

ia

udc 1 2

4 3

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Trenutne vrednosti

napona

i

struje motora

ia D

ua udc

-udc

t

t

ai

Struktura nelinearnog regulatora

Regw

w

w

ia

1 3

2 4

Δ komparator

ai

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

Savremeni elektromotorni pogon sa

motorom za jednosmernu struju

napajanim iz čopera

L

M DB

w

ia

udc ua

Čoper

CRk

top related