Способ управления вентильным электродвигателем

 

Использование. В системах управления вентильными электродвигателями. Сущность изобретения. Введение дополнительного блока памяти, генератора синхронизирующих импульсов позволяет формировать дополнительные сигналы, устанавливающие , где происходит сбой в системе , т. е. улучшает работу устройства, уменьшается вероятность сбоев из-за, помех в канале датчика положения ротора. 1 табл. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECAYSJlMK (sl)s Н 02 Р 6/02

ГОСУДАРСТВЕН.ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР {ГОСПАТЕНТ СССР) i!

М )т. L

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4872735/07 (22) 02.07.90 (46) 30.05.93. Бюл. l+ 20 (71) Научно-производственное объединение

"Аврора"

P2) Л.Ж.-Л.Верт, А.В.Медведев и М.В.Петухов (56) Азов А.K. и др. Управление бесконтактными двигателями постоянного тока в следящих системах и пути миниатюризации . усилителей-коммутаторов. Л.: ЦНИИ

"РУМБ", 1982, с. 9-13.

Овчинников И.Е. и Лебедев Н.И. Бесконтактнйе двигатели постоянного тока автоматических устройств.M.— Ë.: Наука, 1966, с.13-14.

Авторское свидетельство СССР

t4 1259430, кл. Н 02 К 29/06, 1986.

Изобретение относится к электротехни«е, а именно, к вентильным электродвигателям.

Целью изобретения является уменьшение пульсаций механического момента вентильного элек1родвигателя.

Для достижения указанной цели при управлении вентильным двигателем путем дискретного изменения пространственного расположения магнитодвижущей силы статора дополнительно производится изменение величин магнитодвижущей силы статора обратно пропорционально функции т(а) угла поворота ротора а в пределах межкоммутационного интервала, таким образом. заявляемый способ управления ееитилъиым двигателем соответствует критерию "Новизна".

5U 1818675 А1 (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ (57) Использование. В системах управления вентильными электродвигателями. Сущность изобретения. Введение дополнитель. ного блока памяти, генератора синхрониэирующих импульсов позволяет формировать дополнительные сигналы, устанавливающие, где происходит сбой в системе, т. е. улучшает работу устройства, уменьшается вероятность сбоев из-за, помех в канале датчике положения ротора. 1 табл. 3 ил.

При таком способе управления величина магнитодвижущей силы статора определяется выражением

1 т=с т ст 00 где F — амплитудное значение магнитодви- (,Ь жущей силы статора. 4

С учетом (1) механический момент М, (Я создаваемый вентильным электродвигателем при таком способе управления, определяется выражением

° ЮВЙ

М= K грт ° Рст и не зависит от угла поворота ротора.

Модуляция величины магнитодвижущей силы статора обратно пропорционально функции угла поворота ротора позволяет уменьшим пульсацию механического момен1818675 тз, создаваемого вентильным электродвигателем.

Управление вентильным двигателем по

""эявляемому способу производится следующим образом, 5

В вентильном электродвигателе, содержащем синхронную машину, электронный коммутатор, силовые ключи которого подключают Обмотки синхронной машины к источнику питания и датчик положения ротора, представляющий собой вращающийся трансформатор (или сельсин), запитывэют обмотку возбуждения датчика положения ротора периодическим сигналом (гармоническим или импульсным) с по- 15 стоянной амплитудой. На основе информации о фазе напряжений сигнальных обмотках датчика положения ротора коммутатор вырабатывает сигналы включения силовых ключей (количество силовых 20 ключей и последовательность их включения определяется количеством обмоток синхронной машины и схемой их подключения).

Ори этом обмотки синхронной машины в той или иной комбинации подключаются к 25 источнику питания. Чередование комбинаций подключения производится на каждом интервале коммутации, что создает дискретное с постоянным угловым шагом измеиение простргн::твенного расположения З0 магнитодвижущей силы стзторэ, увлекзюшее зг собой ротор синхронной машины.

ОдноеременнО нэ GGHG88 информации О текущем значении угла AGBGpoTB рОтОра а, получземогО из анализа амплитуд нзпряже ний на сигнальных Обмотках датчика положения ротора вычисляется функция распределения магнитной индукции в воз.душном зазоре синхронной машины f(a), Например, для двухфазной четырехсекци- 40

Онной синхронной машины с синусоидальH hfdf рэспределением индукции в воздушном зазоре, в пределах межкоммутаЛ ционногО интервэлэ О,< a

К

f (a) = (slna +сова ).

Далее производят модуляцию величины мэгнитодвижущей силы статора обратно пропорционзльнО функции фу) путем моду" ляции величины фазных напряжений, например, с помощью широтно-импульсной модуляции.

На фиг. 1 представлена структурнзя схема устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг. 2 — функциональная

cx8wI8 устоойства; H8 (bNf, 3 — временные диаграммы прОцесса упрэвления вентильн ы м электродвигателем.

Вентильный электродвигатель содержит обмотки статора 1„ротор 2, датчик положения ротора 3, блок вычисления функции от угла поворота ротора 4. блок деления 5, модулятор 6 и коммутатор T.

Вентильный электродвигатель работает следующим образом: сигнал с датчика положения ротора 3, содержащий информацию об угле поворота ротора а, поступает на блок вычисления функции 4, нэ выходе которого формируется сигнал, пропорциональный функции f(a), который поступает на блок деления 5. На выходе блока деления формируется сигнал, ПрОПОрцИОНаЛЬНЫй 0Вхl f(a), КОтОрЫй ПОСтупает нэ вход модулятора 6 и далее нэ управляющий вход коммутатора 7, на коммутатор поступает также сигнал от датчика положения ротора. Коммутатор формирует токи обмоток статора, при атом возникает магнитодвижущая сила статора, величина которой изменяется обратно пропорционзльно функции от угла поворота ротора

f (a). Величина механического момента при этом пропорциональна входному сигналу (U8x) и не зависит от угла поворота ротора.

Нз фиг. 2 приведена функциональная схема конкретного примера вентильного двигателя с синусоидальным распределением магнитной индукции в воздушном зазоре, реализующая заявляемый способ..

Вентильный двигатель содержит обмотки статорз 8, ротор в виде постоянного магнита 9, датчик положения ротора 10. представляющий собой вращающийся трансформатор, возбуждаемый генератором 11, блок вычисления функции угла поворота 12, состоящий из фазочувствительных преобразователей 13, 14, выпрямителей 15, 16 и сумматора 17, блок деления 18, широтно-импульсный модулятор 19, состоящий из генератора пилообразного напряжения 20 и компаратора 21, и коммутатор 22, в состав которого входят компарзторы 23, 24, распределитель импульсов 25, стробируемый сигналом от модулятора, и силовые ключи

26.

Блок вычисления функции угла поворота ротора формирует сигнал

01 -(lslnal+ Icosa I) U К, где 0г — напряжение возбуждения датчика пОлбжения рОтора;

- К1- коэффициент пропорциональности, .На фиг. 3 приведены временные диаграммы напряжений в характерных точках схемы вентильного двигателя, токов обмоток статора и механического момента (М), 1818675 создаваемого вентильным электродвигателем.

Таким образом, реализация вентильного двигателя по заявляемому способу обеспечивает уменьшение пульсаций механического момента, обусловленных скачкообразным (дискретным) изменением пространственного расположения магнитодвижущей силы ротора.

Формула изобретения

Способ управления вентильным электродвигателем, выполненным на базе синхронной машины; при котором по командам датчика положения ротора коммутируют обмотки якоря синхронной машины, дискретно с постоянным угловым шагом изменяя

5 пространственное расположение магнитодвижущей силы статора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения равномерности вращения путем уменьшения пул ьсации механического момента, осуществляют

10 модуляцию величины магнитодвижущей силы статора в пределах межкоммутэциоиного интервала обратно пропорционально функции распределения магнитной индукции в воздушном зазоре синхронной мэши15 ны.

1818675

1818675

Составитель А.Медведев

Техред М.Моргентал

Корректор A.Mîòûëü

Редактор

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

Заказ 1941 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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