Способ настройки высокомоментного бесконтактного двигателя постоянного тока

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

5U 1804684 А3 (я)з Н 02 К 29/06, 15/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР

К ПАТЕНТУ (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ BbICOKGMOМЕНТНОГО БЕСКОНТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Использование: в приводах высокоточных автоматических приборов. Сущность; в процессе настройки высокомоментного бесконтактного двигателя одновременно с разворотом статора датчика 6 положения ротора вращают ротор 5 бесконтактного двигателя в одном из направлений, контролируя ЭДС во второй обмотке 7 двигателя и напряжение на выходе датчика 6. При совпадении их фаз при одном направлении вращения или при их противофазе при другом направлении фиксируют статор датчика положения ротора, 2 ил.

p силитО ю - ореадраРо8агпел о бди (21) 4905824/07 (22) 28.01.91 (46) 23.03.93.Бюль 11 (71) Ульяновский политехнический институт (72) Е,M.Íàøàòûðêèí, M,А.Боровиков и

В.И.Доманов (73) Ульяновский политехнический институт (56) Авторское свидетельство СССР

М 1288833; кл. Н 02 К 19-/06, 1.988.

Авторское свидетельство СССР

N. 1008857, кл. Н 02 К 29/00, 1982. (л) (ГОСПАТЕНТ СССР)

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "",",",".-, --:--".rsl

1804684

Г;Р +Fp - .,(0 +)01), Ез=Е sin (срр-90 );

Ес=Е cos (рр-90О), (5) 01 уОВ, 02-kyUc, (2) при .). ц(против часовои стрелки)

Е »Е sin (рр+90О); где йу — коэффициент усиления усилителей- р г асо ои ст елке при — в (по часовой ст елке

Сигналы с датчика Us u Vc положения

ДПР определяются выражениями: где Š— амплит да Э Св а ения.

С одной стороны процесс наведения

0 k U Ы,. ЭДС вращения позволяет однозначно опз д взпфд

40 ределять угловую координату ротора рр. с . другой стороны рабочий процесс формиро-. с» д cos pg вания МДС статора по сигналам с ДПР ставит в соответственную зависимость угловую

0в — напряжение возбуждения ДПР; Настройка Б ПТ заключается в с авнд — угловое положение ротора дПР. 45 астРо ка Д заключаетсЯ в сРавне.нии этих двух процессов по критерию:

На вектоРной диагРамме.фиг.1 состав-, »90 зл гра . ляющие МДС обмоток Fg и Е направлены по (6) осям а и Р неподвижной системы координат, жестко связанной со статором БДПТ и 5 у р р р (1 учетом критерия настройки(6) можно привеопределяются выражениями, полученными из(2) и(3):

Us U з!п(1(7р+90 );

55 Ос»0 соз(Я>+90 ), (7) (4)

F -FIsin уд, Р где 0»kg 08 — амплитуда сигнала с ДПР. где Fa-kci ky k„U — амплитудное значение

Сравнение(5) и(7) оп е еляет и изнак

МДС статора. критерия настройки БДПТ, которым являются условия:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в процессе изготовления и эксплуатации вентильных электродвигателей, используемых в приводах высокоточных автоматических прибо- 5 ров.

Целью изобретения является повышение точности настройки.

На фиг,1 представлена векторная диаг- . рамма МДС и ЭДС, поясняющая реализа- 10 цию предложенного способа настройки бесконтактного двигателя постоянного тока (БДПТ); на фиг,2 — схема измерения для реализации способа.

Сигнал с ДПР однозначно определяет 15 процесс формирования МДС статора. При этом результирующий вектор Fc МДС статора равен геометрической сумме составляющих Г(и. F МДС косинусной обмотки Wc u

04: 20 где U< и Uz — напряжения на синусной и косинусной обмотках ЮДПТ; 25

kcr — коэффициент пропорциональности

"между МДС статора ЮДПТ и напряжением, приложенным к его обмоткам. При работе БДПТ значения напряжений

U1 и Uz равны: 30

Предусматривается, что геометрически точная настройка двигателя соответствует

-эртогональности результирующего вектора

МДС статора Fc и МДС ротора Fp как в пространстве, так и во времени (непрерывная коммутация). Согласно этому на диаграмме фиг.1 векторы Fp u Fc направлены соответственно по осям d и р подвижной системы координат, жестко связанной с ротором и вращающейся вместе с ним с угловой скоростью +e, Угловые координаты

МДС р, и 1рс— » рд отсчитывают оси а.

Если вращать ротор, например, со скоростью + а, то в разомкнутых статорных обмотках Wc и И4 магнитный поток ротора

Фр будет наводить ЭДС вращения, результирующий вектор Еср, который отстает от вектора Fp на 90 зл.град. и опережает его на

90 эл.град. при вращении со скоростью — и (см.векторную диаграмму на фиг.1 и кн.Костенко М.П., Пиотровский Л.М. Электрические машины, Л.: Энергия, 1973. ч.П., с.245, 258).

Сигналы ЭДС, наводимые в статорных обмотках БДПТ, определяются как проекции вектора и Е8р на координатные оси ай

Р неподвижной системы координат:

1804684 при+ со pu — ре =180;

pJс pEс=1 80 (8) при - м pu — ре;- 0;

1, -,=О.

Необходимо заметить, что при настройке БДПТ достаточно удовлетворить хотя бы одно из условий (8).

Для настройки БДПТ согласно предложенному способу достаточно взять пару сигналов с ДПР и обмоток статора БДПТ, например, либо Us и Es, либо Uc u Ec N разворотом статора датчика относительно статора двигателя добиться величины равности фаз между этими сигналам, равной мулю при вращении вала двигателя в одну сторону(совпадение в фазе) и оазности фаэ

180 при вращении в другую сторону (совпадение в противофазе).

Таким образом. одну из статорных обмоток БДПТ можно использовать для приведения во вращение вала двигателя, другую для контроля ЭДС вращения.

Измерительная схема (см,фиг.2) для реализации предложенного способа настройки БДПТ состоит из настраиваемого БДПТ . 1 с объектом 2 и измерительного устройства

3. БДПТ 1 состоит из электромагнитной системы 4, ротор 5 которой жестко связан с синусно-косинусным ДПР 6 схемы коммутации, и усилителя-преобразователя, которые не показаны на схеме. Статорная обмотка 7 разомкнута и подключена к выходу измерительного прибора 3 для регистрации ЭДС вращения. Статорная обмотка 8 подключена к усилителю-преобразователю для подачи напряжения питания. 8ыход 9 ДПР подключен к другому входу измерительного прибора 3, а выход 10 ДПР подключен к схеме коммутации БДПТ. B качестве измерительного прибора 3 можно испольэовать цифровой фазометр или двухлучевой электронный осциллограф с высокой разрешающей способностью.

Точность предложенного способа настройки БДПТ определяется точностью кон5 трольно-измерительной аппаратуры. Так. например, при использовании цифровых фаэометров можно обеспечить точность не хуже 0,01ф,.

Таким образом. предложенный способ i0 настройки по сигналу ЭДС вращения и сигналу с синусно-косинусного датчика положения ротора достаточно прост в реализации и значительно повышает точность настройки БДПТ.

15 . Формула изобретения

Способ настройки высокомоментного бесконтактного двигателя постоянного тока . с датчиком положения ротора на валу, при котором подают питание на одну из обмоток

20 указанного двигателя, разворачивают статор датчика положения ротора относительно статора бесконтактного двигателя постоянного тока с последующей фиксацией статора датчика положения ротора, 25 отличающийся тем,что,сцелью повышения точности настройки, одновре- . менно с разворотом ствтора датчика положения ротора вращают ротор указанного двигателя в одном из направлений, контро30 лируют ЗДС, наводимую во второй обмотке высоко моментного бесконтактного двигателя постоянного тока, и напряжение на выходе датчика положения ротора, а указанную фиксацию статора датчика по35 ложения ротора осуществляют в момент совпадения ЭДС во второй обмотке упомянутого двигателя и выходного напряжения датчйка положения ротора в фазе при одном направлении вращения ротора бесконтакт40 ного высокомоментного двигателя или в противофазе при другом направлении вращения pompa упомянутого двигателя.

1804684

Составитель Е. Нашатыркин

Техред М.Моргентал Корректор Е. Папп

Редактор Т. Куркова

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

Заказ 1081 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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