Способ настройки вентильного электродвигателя

 

Изобретение относится к электротехнике Цель изобретения -повышение точности настройки. Вентильный электродвигатель выполнен на базе двухфазного синхронного электродвигателя сдатчиком положения ротора , снабженного обмоткой возбуждения и синусной и косинусной обмотками, связанными с фазами якорной обмотки синхронного электродвигателя. Вентильный электродвигатель с объектом управления устанавливают в стенд, подают на обмотку возбуждения датчика положения ротора управляющее напряжение, определяют напряжение , характеризующее сдвиг по фазе напряжения в синусной обмотке синхронного электродвигателя и ЭДС вращения, наведенной в косинусной обмотке синхронного электродвигателя, при этом фиксицию углового положения статора датчика положения ротора, соответствующего максимальному вращающему моменту, осуществляют по нулевому значению измеренного напряжения, разворачивают статор датчика положения ротора относительно статора электродвигателя и фиксиуют угловое положение статора датчика, соответствующее максимальному вращающему моменту 3 ил СП с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (л1)л Н 02 К 29/06

1 99 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ I i

«

«« (21) 4758653/07 (22) 09.11.89 (46) 23.06.92. Бюл. М 23 (71) Центральное научно-производственное объединение "Ленинец" (72) Г.И.Гайдай (53) 621,313 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1495944, кл. Н 02 К 29/06, 1987. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ВБНТИЛ ЬНОГО

ЭЛ Е КТРОД В И ГАТ ЕЛ Я (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение точности настройки. Вентильный электродвигатель выполнен на базе двухфазного синхронного электродвигателя с датчиком положения ротора, снабженного обмоткой возбуждения и синуснгй и косинусной обмотками, связанными с фазами якорной обмотки синхронноИзобретение относится к электрогехнике, а именно к электрическим двигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией, осуществляемой с помощью полупроводниковых приборов, т.е, к вентильным электродвигателям.

Цель изобретения — повышение точно" сти настройки.

На фиг. 1 представлен пример функциональной схемы вентильного электродвигателя и стенда, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 — электрическая принципиальная схема фазочувствительного выпрямителя; на фиг, 2 — эпюры сигналов, поясняющие предлагаемый способ настройки, „„ Ж„„1742951 А1 го электродвигателя. Вентильный электродвигатель с объектом управления устанавливают в стенд, подают на обмотку возбуждения датчика положения ротора управляющее напряжение, определяют напряжение, характеризующее сдвиг по фазе напряжения в синусной обмотке синхронного электродвигателя и.ЭДС вращения, наведенной в косинусной обмотке синхронного электродвигателя, при этом фиксацию углового положения статора датчика положения ротора, соответствующего максимальному вращающему моменту, осуществляют по нулевому значению измеренного напряжения, разворачивают статор датчика положения ротора относительно статора электродвигателя и фиксиуют угловое положение статора датчика, соответствующее максимальному вращающему моменту. 3 ил.

Вентильный электродвигатель 1 содержит двухфазную синхронную машину 2 с ) постоянными магнитами на роторе 3 и якор- (Л ной обмоткой и синусно-косинусный датчик

4 положения ротора(ДПР). Якорная обмотка синхронной машины выполнена из двух синусных полуобмоток 5 и 6 и двух косинусных полуобмоток 7 и 8 и подключена через усилители 9 и 10 соответственно к синусной и косинусной обмоткам 11 и 12 ДПР с обмоткой 13 возбуждения, С валом синхронной машины соединен объект 15 управления.

Стенд 16 содержит измерительный прибор

17, Компаратор 21, фазочувствительный выпрямитель (ФЧ В) 22 и источник управляю1742951 щего напряжения, к которому подключена обмотка 13 возбуждения.

Фазочувствительный выпрямитель 22 содержит операционный усилитель 23, резисторы 24-28, транзистор 29 и конденсатор

30.

Способ настройки заключается в следующем.

Настраиваемый вентильный электродвигатель 1 с объектом 15 управления устанавливают на стенд 16. На двигатель подают напряжения путем подключения напряжения питания на усилители 9 и 10 и управляющего напряжения на обмотку 13 возбуждения ДП P 4. Статор ДП P разворачивают относительно статора синхронного двигателя 2 и фиксируют максимум вращающего момента Мв по нулевому показанию измерителя 17 напряжения.

Вращающий момент вентильного электродвигателя 1 определяется выражением

Тв = Мвмакс sin 0 где М,м„, — максимальное значение момента;

0 — угол между током статора и магнитным потоком ротора 3.

При подаче на обмотку 13 возбуждения

ДПР и напряжения управления Uy на выходах синусной 11 и косинусной 12 обмоток

ДПР 4 возникают напряжения

U1 = k1UySin ((О t + О ), U2 = k1Uycos (m t+ О ), (2) Е1= Кдв N COSN t, Е2=Кдв В Э ПВ t, (3) где kg6 — конструктивный коэффициент синхронной машины 2.

Для определения сдвига по фазе напряжения в синусной обмотке 5 синхронной машины 2 относительно ЭДС вращения, наведенной в косинусной обмотке 7 синхронгде k1 — коэффициент передачи ДПР 4;

u) — синхронная чаСтота вращения, Эти напряжения усиливаются и преобразуются в усилителях 9 и 10 и поступают на синусную 5 и косинусную 7 полуобмотки фаз якоря синхронной машины 2. Образованное в расточке статора вращающееся магнитное поле приводит ротор 3 во вращение. При этом магнитный поток ротора 3 наводит в синусной 5 и косинусной 7 обмотках фаз якоря синхронной машины 2 ЭДС, которые равны ной машины 2, используется схема, собранная на компараторе 21 и ФЧВ 22.

Компаратор 21 преобразует гармонический сигнал е2 в прямоугольное напряжение

5 00, используемое как опорное для ФЧВ 22 (фи r.3) Uo = Um singsin в t (4) 10 где Um — максимальное напряжение на выходе компаратора 21, Напряжение Оз, поступающее на синусную обмотку 5 синхронной машины 2, подается также и на вход ФЧ В 22 (фиг. 2 и 3).

15 На выходе ФЧВ 22 формируется напряжение 022, первая гармоника которого равна

U22 = кф0ЗСОЭ p SinO) t

1 (5) 20 где Кф - коэффициент передачи ФЧ — угол между фазами входного и опорного сигналов, Фильтр, образованный резистором 28 и

25 конденсатором 30, обеспечивает фильтрацию высокочастотных составляющих выходного сигнала, Если p = 90О, то согласно выражению (5) U22 = О. Суть способа настройки вентиль1

30 ного электродвигателя 1 заключается в развороте статора ДПР 4 до обеспечения нулевого напряжения на выходе ФЧВ 22, которое замеряется измерительным прибором 17, При этом фазовь!й угол между на35 пряжением на синусной обмотке 5 синхронной машины 2 и ЭДС на косинусной обмотке 7 синхронной машины 2 составляет

90 что и обеспечивает максимальный врао, щающий момент вентильного электродвига40 теля 1, Повышение точности настройки достигается за счет упрощения измерения фазового сдвига между напряжениями на обмотках синхронной машины 2 и ЭДС, на45 веденных в якорной обмотке, Погрешность настройки определяется только работой ФЧВ 22. При построении

ФЧВ на операционном усилителе 23 типа

140 УД6А погрешность работы ФЧВ 22 не

50 превышает 2%.

Способ может быть использован в процессе изготовления и эксплуатации электрических машин, работающих в качестве исполнительных вентильных двигателей

55 приводов следящих систем и систем стабилизации различного назначения.

Формула изобрете::.11ÿ

Способ настройки вентильного электродвигателя, выполненного на базе двухфаз1742951 ной синхронной машины с датчиком положения ротора, снабженного обмоткой возбуждения и синусной и косинусной обмотками, связанными с фазами якорной обмотки синхронной машины, заключающийся в том, что настраиваемый электродвигатель с объектом управления устанавливают в стенд, подают на обмотку возбуждения датчика положения ротора управляющее напряжение, разворачивают статор указанного датчика относительно статора синхронной машины, фиксируют угловое положение статора датчика, соответствующее максимальному вращающему моменту, отличающийся тем, что, с целью повышениея точности настройки, после подачи управляющего напряжения на об5 мотку возбуждения датчика положения ротора, определяют напряжение, характеризующее сдвиг между фазами напряжения синусной обмотки синхронной машины и ЭДС вращения косинусной об10 мотки синхронной машины, а фиксацию углового положения статора датчика положения ротора осуществляют по нулевому значению указанного напряжения.

1742951 л17

Составитель Ю,Петров

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О. Кравцова

Редактор О.Хрипта

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 2292 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5