Устройство для моделирования бесконтактного двигателя постоянного тока

 

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании на аналоговых вычислительных машинах электроприводов с бесконтактными двигателями постоянного тока, для которых распределение индукции в зазоре вдоль окружности статора может быть аппроксимировано гармонической функцией. Цель изоб- J (Л Од о 4; а 00

ССЮЭ СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК п91 011

А1

< 04 06 G 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ

БЕСКОНТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО, ТОКА (57) Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при моделировании на аналоговых вычислительных машинах электролриводов с бесконтактными двигателями постоянного тока, для которых распределение индукции в зазоре вдоль окружности статора может быть аппроксимировано гармонической функцией. Цель изоб!

Фюг f

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

- ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3945827/24-24 (22) 28.06,85 (46) 30.04.87. Бкл. Ф 16 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) Г.В. Трель и В.В. Федоров (53) 68!.3(088.8)

-(56) Авторское свидетельство СССР .11 661570, .кл. G 06 С 7/62, 1980.

Владимиров Я.Г. Моделирование на

АВМ электропривода с БДПТ. — Сб. ст.: нЭлектронная техника в автоматике", вып. 15. — М., Радио и связь, 1984, с. 223.

I

1 ! ! ° ! ! ! ! ! !

130746 ретения — расширение функциональных возможностей за счет изменения значений углов перекрытия включенных состояний секций обмотки якоря. Устройство содержит блок 4 моделирования динамики, ротора, узел 6 моделирования обмотки якоря, блок 10 преобразования частоты вращения. ротора, блок 21 моделирования угла поворота ротора, блок 27 моделирования угла поворота перекрытия включенных состояний секций обмотки якоря, узел 34 моделирования пульсаций потока. 2 ил.

Изобретение относится к аналоговой вычислительной технике и предназначено для использования при исследовании методами моделирования электроприводов, особенно автоматизированных, с бесконтактными двигателями постоянного тока (БДПТ), у которых распределение индукции в зазоре вдоль окружности статора может быть аппроксимированно гармонической или параболической функциями.

Устройство воспроизводит зависимость частоты вращения сд(й) ротора

БДПТ, описываемой следующей системой дифференциальных уравнений: дскб

I — =1 1 -

dt

M> C9 i f(d);

d1

П=Е+К +L—

U ,)/, с/ (P

-U при i V„ i > (1- — ) V

Ч)

I (С)=ш (t)signadt;

4 =U signA-U (t) signet);

0f VI% d

0 при i U 1 ((1- — ) 11 где — момент инерции вращающихся частей двигателя и нагрузки; .М вЂ” электромагнитный момент, И вЂ” момент сопротивления;

i,E,R L — ток, ЭДС, активное сопротив- 0 ление и индуктивность включенных секций обмотки якоря;

С вЂ” постоянная двигателя; — максимальное значение рабочего потока;

2 ()t — угол поворота ротора;

Ы„- межкоммутационный интервал;

Ц) — угол перекрытия включенных состояний секций обмотки якоря

U „ U — напряжение, соответствующее

at (йъ углу(, и максимальное значение этого напряжения;

U — постоянное напряжение выраМ

1 батываемое на интервале углаЧ;

U — максимальное рабочее напряжение вычислительной машины;

m — масштаб сигнала угла поворота ротора;

t — время.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем изменения значений углов перекрытия включенных состояний секций обмотки якоря.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 — график.пульсации потока в зависимости от угла поворота ротора трехсекционного БДПТ.

Устройство содержит информационный вход 1, вход 2 задания момента нагрузки, выход 3 значения частоты вращения ротора, блок 4 моделирования динамики ротора, выполненный на втором интегросумматоре 5, узел 6 моделирования обмотки якоря, состоящий из первого интегросумматора 7, первого 8 и второго 9 блоков умножения, блок 10 преобразования частоты вращения ротора, состоящий иэ второго инвертора ll первого 12 н второго 13 коммутаторов, первого реле 14, первой группы контактов 15, второго реле

16, второй 17 и третьей 18 групп контактов, третьего 19 и четвертого 20 разнополярных с источников постоянного напряжения, блок 21 моделирова3 13 ния угла поворота ротора, содержащий интегратор 22, первый инвертор 23, два выпрямительных диода 24 и 25 и седьмой источник 26 постоянного напряжения, блок 27 моделирования угла поворота перекрытия включенных состояний секций обмотки якоря, состоящий из второго сумматора 28, третье.го компаратора 29, третьего реле

30, четвертой группы контактов 31 и пятого 32 и шестого 33 источников постоянного напряжения, узел 34 моделирования пульсаций потока, состоящий из первого сумматора 35, третьего блока 36 умножения и первого источника 37 постоянного напряжения 4

В процессе моделирования сигнал с информационного входа 1, пропорциональный напряжению питания двигателя, поступает на первый вход первого интегросумматора 7, на второй вход которого поступает сигнал с выхода первого блока 8 умножения, пропорциональный ЭДС двигателя, а сигнал с его выхода, пропорциональный току в обмотке якоря, подается на первый вход второго блока 9 умножения. С выхода последнего сигнал, пропорциональный электромагнитному моменту, поступает на первый вход второго интегросумматора 5, на второй вход которого подается сигнал с входа 2 задания нагрузки, в результате на его выходе и, следовательно, на выходе 3 получают сигнал, пропорциональный частоте вращения ротора.

Этот сигнал подается на вторые входы первого 8 и второго 9 блоков умножения, а также на вход второго инвертора 11, одну из входных клемм второй группы контактов 17 и первый вход первого компаратора 12. С выхода второго инвертора 11 сигнал поступает на другую входную клемму второй группы контактов 17 и в зависимости от состояния второго реле

16 сигнал частоты вращения ротора соответствующей полярности с выходной клеммы второй группы контактов

17 поступает на вход интегратора ? 2, на вход по начальным условиям интегрирования которого поступает сигнал с выхода второго источника 26 постоянного напряжения. В результате на выходе интегратора 22 вырабатывается сигнал, соответствующий углу поворота ротора, который непосредст07468 4

f0

15 ротора, поступает на первый вход вто55

50 венно и через первый инвертор 23 подается на одноименные входные электроды выпрямительных диодов 24 и 25 и на входные клеммы первой группы контактов 15 первого реле 14, подключенного к выходу первого компаратора

12, работающего в режиме нуль-органа, для чего к его второму входу подсоединяют шину нулевого потенциала вычислительной машины. В зависимости от полярности сигнала на первом входе первого компаратора 12 с выходной клеммы первой группы контактов 15 сигнал, соответствующий углу поворота рого компаратора 13, на второй вход которого подают сигнал с выходной клеммы третьей группы контактов 18, на входные клеммы которых поступают . сигналы с выходов источников 19 и 20, постоянного напряжения, а сигнал управления вторым реле 16 подается с выхода этого компаратора.

С одноименных выходных электродов диодов 24 и 25 сигнал, соответствующий модулю угла поворота ротора, поступает на первые входы второго сумматора 28 и третьего компаратора 29, на второй вход которого подается сигнал с выхода пятого источника постоянного напряжения 32, а сигнал управления с выхода этого компаратора поступает на реле 30, которое своей четвертой группой контактов 31 подает на второй вход второго сумматора

28 сигнал с выхода шестого источника

33 постоянного напряжения. В результате на выходе сумматора 28 появляется сигнал, учитывающий величину угла перекрытия включенных состояний секций обмотки якоря, который подается на входы третьего блока 36 умножения.

С выхода последнего сигнал поступает на второй вход первого сумматора 35, на первый вход которого подают сигнал с выхода первого источника 37 постоянного напряжения, в результате с выхода этого сумматора сигнал, пропорциональный пульсирующему потоку, поступает на первый вход первого блока 8 умножения.

Формула изобретения

Устройство для моделирования бесконтактного двигателя постоянного тока, содержащее узел моделирования обмотки якоря„ состоящий из первого 130?468 интегросумматора, первого и второго блоков умножения, блок моделирования динамики ротора, выполненный на втором интегросумматоре,.блок моделирования угла поворота ротора, содержащий интегратор, первый инвертор и два выпрямительных диода, узел моделирования пульсаций потока, состоящий из первого сумматора, третьего блока умножения и первого источника пос- Ю тоянного напряжения, в блоке моделирования угла поворота ротора выход интегратора непосредственно и через первый инвертор соединен с одноименными электродами выпрямительных дио- 15 дов, а выходной электрод одного диода подключен к одноименному выходному электроду другого диода, в узле моделирования пульсаций потока выход первого источника постоянного напря- 20 жения соединен с первым входом перво.

ro сумматора, выход которого подклю- чен к первому входу первого блока умножения, выход которого соединен с первым входом первого интегросумматора, второй вход которого является информационным входом устройства, а выход подключен к первому входу второго блока умножения, выход которого соединен с первым входом вто- 30 рого интегросумматора, второй вход которого является входом задания момента нагрузки устройства, а выход является выходом значения частоты вРащения ротора устройства и соеди- 35 нен с вторыми входами первого и второго блоков умножения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможнос,тей за счет изменения значений углов . 40 перекрытия включенных состояний секций обмотки якоря, в него введены блок преобразования частоты вращения ротора, состоящий из второго инвертора, первого и второго компарато- 45 ров, первого реле с первой группой контактов, второго реле с второй и третьей группами контактов, третьего и четвертого разнополярных источников постоянного напряжения, и блок 50 моделирования угла перекрытия включенных состояний секций обмотки якоря, состоящий из второго сумматора, третьего компаратора, третьего реле с четвертой группой контактов, пятого и шестого источников постоянного напряжения, в блок моделирования угла поворота ротора дополнительно введен седьмой источник постоянного напряжения, выход которого подключен к входу интегратора по начальным условиям интегрирования, в узле моделирования пульсаций потока входы блока умножения соединены между собой, а выход подключен к второму входу второго сумматора, выход второго интегросумматора непосредственно и через второй инвертор соединен с входными клеммами второй группы контактов, .а также с первым входом первого компаратора, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, а выход — к первому реI ле, выходная клемма второй группы . контактов соединена с входом интегратора, выход которого и выход первогб инвертора подключены к входным клеммам первой группы контактов, выходная клемма которой соединена с первым входом второго компаратора, второй вход которого подключен к выходной клемме третьей группы контактов, входные клеммы которой соединены с выходами третьего и четвертог0 разнополярных источников постоянного напряжения, выход второго компаратора подключен к второму реле, одноименные выходные электроды выпрямительных диодов соединены с первыми входами второго сумматора и третьего компаратора, второй вход последнего подключен к выходу пятого источника постоянного напряжения, а выход этого хомпаратора соединен с третьим реле, вьгход шестого источника постоянного напряжения через четвертую группу контактов подключен к второму входу второго сумматора, выход которого соединен с входами третьего блока умножения.!

307468

07

Риа 2

Составитель И. Загорбинина

Редактор Л. Пчолинская Техред Л.Олейник Корректор А. Ильин

Заказ 1634/49 Тираж 673 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Ыосква, Ж-35, Раушская наб„, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4