CZ283862B6 - Způsob pohánění permanentně buzených elektrických jednofázových strojů na střídavý proud - Google Patents
Způsob pohánění permanentně buzených elektrických jednofázových strojů na střídavý proud Download PDFInfo
- Publication number
- CZ283862B6 CZ283862B6 CZ932291A CZ229193A CZ283862B6 CZ 283862 B6 CZ283862 B6 CZ 283862B6 CZ 932291 A CZ932291 A CZ 932291A CZ 229193 A CZ229193 A CZ 229193A CZ 283862 B6 CZ283862 B6 CZ 283862B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- voltage
- machine
- machines
- terminal voltage
- phase
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/022—Synchronous motors
- H02P25/024—Synchronous motors controlled by supply frequency
Landscapes
- Power Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Control Of Multiple Motors (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Paper (AREA)
- Soil Working Implements (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Surgical Instruments (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Způsob je charakterizován tím, že superposicí určitých tvarů svorkovému napětí (u) pomocí měniče, lze docílit minimalizace efektní hodnoty fázového proudu (i) stroje (5) na střídavý proud při maximálním momentu otáčení, přičemž je zvolen optimální tvar napětí, například sinusový tvar, obdélníkový tvar nebo smíšený tvar podle velikosti provozu. Stroj (5) na střídavý proud napájí naměřenou hodnotu úhlu pootočení (.fi.) derivační regulační člen (6), který jej přemění na kruhovou frekvenci (.omega.). Na vstupy prvního a druhého řídícího zařízení (1, 2) je přiveden úhel pootočení (.fi.), předem zvolený moment (m.sub.soll.n.) a mezistupňové napětí (U.sub.zk.n.). První řídící zařízení (1) stanoví podle polarity napětí v polovině periody přepínací časové okamžiky (.sigma.-.DELTA., .sigma.+.DELTA.) pro přepnutí na mezikruhové napětí (+U.sub.zk.n., -U.sub.zk.n.), které jsou postoupeny na první vstup řídící sady (3). Druhé řídící zařízení (2) vytvoří jmenovité napětí, kterým napájí řídící sadu (ŕ
Description
Způsob a zapojení pro pohánění permanentně buzených elektrických jednofázových strojů na střídavý proud
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu a zapojení pro pohánění permanentně buzených elektrických jednofázových strojů na střídavý proud.
Dosavadní stav techniky
Příkladem provedení permanentně buzeného elektrického jednofázového stroje je stroj s příčným tokem. Jedná o permanentně buzené synchronní stroje s vysokou hustotou siločar a velmi malými ztrátami ve vinutí kotvy. Tyto stroje napájené střídači budou v blízké budoucnosti v mnoha různých oblastech upotřebení vytlačovat například stejnosměrné polohy s velkou hustotou siločar, trakční motory s náležitým rozdělením hnacího momentu na rozličné provozní skupiny o vysoké účinnosti a lineární polohy se stejnosměrným proudem.
Princip stroje s příčným tokem spočívá v tom, že na základě vytvoření magnetického obvodu, probíhá užitný tok příčně ke směru pohybu. Tím způsobem realizované konstrukce kotvových vinutí prstencových cívek po obvodu umožňují velkou hustotu siločar s malým průtokem kotvou při malé rozteči pólů. Následkem toho vznikají velmi malé ztráty, čímž se zvyšuje účinnost a podstatně se zjednoduší chlazení stroje. Další výhoda stroje se nabízí stroji s příčným tokem v oblasti zeslabeného pole, kde lze docílit velkého rozsahu v počtu otáček při konstatním přiváděném výkonu. Za oblast zeslabeného pole stroje s příčným tokem se pokládá taková oblast, kde vnitřní napětí stroje nepřesáhne mezikruhové napětí.
Ve vyloženém spise DE 37 05 089 se líčí koncept zapojení pro úsporu energie dvoufázového stroje s příčným tokem. Střídač se přitom skládá ze dvou čtyř-kvadrantových ovladačů. Střídač se přizpůsobuje taktu napětí impulzového provozu. Stejnosměrné napětí lze tak získat z troj fázové sítě pomocí neregulovaného usměrňovače. Je-li žádána rychlejší komunikace, odstraňující impulzní provoz, musí se rozšířit zapojení. Efektivní napětí v provozní fázi reguluje nastavovací člen stejnosměrného napětí. Nastavovač úrovně vytváří komutační napětí, které se přivádí na měnič přes nastavovací člen stejnosměrného napětí. Nastavovač úrovně může přitom přizpůsobit komutační napětí podle závislosti na rozličných parametrech jako, počtu obrátek nebo zatěžovacím proudu.
Nevýhoda zmíněného konceptu zapojení spočívá v tom, že není možné hospodárné dimenzování střídače jakož i optimální přizpůsobení stroje s příčným tokem požadavkům uživatele.
Úkolem je tudíž vytvořit způsob a zapojení pro pohánění permanentně buzených elektrických jednofázových strojů na střídavý proud, které umožní nejen optimální využití stroje, nýbrž i hospodárné dimenzování střídače.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je způsob pohánění permanentně elektrických jednofázových strojů zejména strojů s příčným tokem, jehož podstatou je, že derivační regulační člen pomocí úhlu pootočení stroje, zvoleného momentu a mezikruhového napětí vytvoří pro první a druhé řídicí zařízení kruhovou frekvenci, přičemž první řídicí zařízení generuje přepínací okamžiky případně okamžiky k přepnutí na mezikruhové napětí případně napětí podle polarity napětí v polovině
- 1 CZ 283862 B6 periody, načež tyto přepínací okamžiky postoupí řídicí sadě střídače zatímco druhé řídicí napětí generuje jmenovité svorkové napětí pro napájecí sady střídače.
Dalším předmětem je zapojení pro způsob pohánění permanentně elektrických jednofázových strojů zejména strojů s příčným tokem, jehož podstatou je, že ke stroji se připojí střídač, jehož první vstup se spojí před řídicí sadu s prvním a druhým řídicím zařízením, jejichž vstupy se připojí ke stroji o svorkovém napětí.
Způsobem podle vynálezu lze poprvé k napájení permanentně buzených elektrických jednofázových strojů na střídavý proud, jako například strojů s příčným tokem, použití střídače dimenzovaného podle hospodárných hledisek a využít všech výhod uvedených strojů pro nejrůznější oblasti.
Podle jednoho z význaků vynálezu obsahuje svorkové napětí střídavé sinusové složky a oblasti mezi prvním a druhým přepínacím časovým okamžikem, mezi nimiž svorkové napětí nabývá maximální dosažitelné hodnoty. Výhoda význaku spočívá v tom, že superpozicí specielního tvaru napětí v přebuzené oblasti stroje se omezuje efektivní hodnota fázového proudu na minimum a docílí se maximálního točivého momentu. Tím se uskuteční využití indukčnosti stroje jako energetického zásobníku.
Další výhoda vynálezu spočívá v tom, že svorkové napětí nabývá maximální dosažitelné hodnoty. Předností uvedeného dalšího tvarování je, že poprvé lze také minimalizovat fázový proud v oblasti zeslabeného pole stroje při maximálním točivém momentu. To poskytuje také možnost optimálního dimenzování měniče.
Podle jiného provedení vynálezu vykazuje svorkové napětí sinusový tvar. Výhoda spočívá v tom, že také v základním rozsahu počtu otáček se dosáhne optimálního poměru fázového proudu k točivému momentu.
Ve specielním provedení podle vynálezu elektrický stroj na střídavý proud je strojem s příčným tokem a dodává naměřenou hodnotu úhlu pootočení, kruhovou frekvenci, generovanou derivačním regulačním členem z úhlu pootočení, předem zvolený moment a mezikruhové napětí do prvního a druhého řídicího zařízení, přičemž první řídicí zařízení generuje přepínací okamžiky k přepnutí na mezikruhové napětí podle polarity napětí v polovině periody, a tyto přepínací okamžiky předá řídicí sadě střídače, zatímco druhé řídicí napětí generuje jmenovité svorkové napětí, kterým napájí řídicí sadu střídače. Výhoda shora uvedeného specielního zapojení spočívá v tom, že průběh svorkového napětí stroje se optimalizuje jako funkce předem zvoleného modelu inverzního motoru za účelem generování proudu. Tím se docílí přesného přizpůsobení stroje požadavkům příslušného využití pole.
Přehled obrázků na výkresech
Obr. 1 až 3 znázorňují různé tvary napětí k superpozici a
Obr. 4 blokové schéma příkladu provedení podle vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
V obr. 1-3 se používá stejný souřadnicový systém na souřadnou osu se vynáší normovaný čas, vypočtený z úhlu pootočení násobeného počtem p pólových párů. Na ose souřadnic je normovaná stupnice v rozsahu od -1,00 případně -1,50 přes 0 až +1,00 případně až do +2,00, a to jak pro superponované napětí u, tak i pro fázový proud i a vnitřní napětí stroje. Hodnota
-2CZ 283862 B6 mezikruhového napětí U^ je tedy právě +1,00. Znázorněna je pouze kladná půlvlna, neboť pro zápornou půlvlnu platí tytéž průběhy křivek.
Obr. 1 ukazuje oblast přebuzení stroje. Zobrazeno je zde superponované svorkové napětí U, které přijímá sinusově tvarované části a rozmezí mezi přepínací okamžiky δ-Δ a okamžiky δ+Δ kde napětí přijímá mezikruhové napětí U^. Podstatné je přitom, že svorkové napětí nezaujímá jednoduše mezikruhové napětí U^, nýbrž přijímá maximální hodnotu v definovaném přepínacím okamžiku δ-Δ. Znázorněný fázový proud i se následkem toho omezí na minimum.
V obr. 2 znázorněné svorkové napětí U platí pro oblast zeslabeného pole stroje. Optimální průběh svorkového napětí U je obdélníkový. Minimalizováním fázového proudu i v tomto provozním rozsahu stroje se tak umožní optimální dimenzování měniče.
Svorkové napětí U v obr. 3 je sinusového tvaru a představuje nejlepší tvar napětí pro základní rozsah otáček stroje. Tím se rovněž v uvedeném provozním rozsahu stroje umožní minimalizace fázového proudu, čímž se velmi příznivě ovlivní poměr mezi fázovým proudem a otáčivým momentem.
V obr. 4 znázorňujícím blokové schéma příkladu provedení dodává elektrický stroj 5 změřený úhel 2 pootočení stroji s příčným tokem. Naměřená hodnota se přemění v derivačním regulačním členu 6 v kruhovou frekvenci ω. Uhel cg pootočení, kruhová frekvence ω, předem zvolený moment nu a mezikruhové napětí Uzk se nyní dodají do prvního a druhého řídicího zařízení 1, 2. První řídicí zařízení 1 potom vypočte přepínací okamžiky δ-Δ a okamžiky δ+Δ pro mezikruhové napětí -U* případně +U* podle polarity napětí v rozsahu poloviny periody. Přepínací okamžiky δ-Δ, δ+Δ se potom postoupí řídicí sadě 3 střídače 4. Druhé řídicí zařízení 2 generuje napětí pomocí výpočtu za přibrání inverzního modelu motoru a v závislosti na předem zvoleném momentu m^. načež realizuje potom podobně napájení řídící sady 3 střídače 4.
Claims (2)
1. Způsob pohánění permanentně buzených elektrických jednofázových strojů zejména strojů s příčným tokem, vyznačený tím, že derivační regulační člen (6) pomocí úhlu pootočení (φ) stroje (5), zvoleného momentu (mson) a mezikruhového napětí (U^) vytvoří pro první a druhé řídicí zařízení (I, 2) kruhovou frekvenci (ω), přičemž první řídicí zařízení (1) generuje přepínací okamžiky (δ-Δ) případně okamžiky (δ+Δ) k přepnutí na mezikruhové napětí (+υΛ) případně napětí (-Uzk) podle polarity napětí v polovině periody, načež tyto přepínací okamžiky postoupí řídicí sadě (3) střídače (4), zatímco druhé řídicí napětí (2) generuje jmenovité svorkové napětí (Uson) pro napájení sady (3) střídače (4).
2. Zapojení pro způsob pohánění podle nároku 1, vyznačený tím, že ke stroji (5) je připojen střídač (4), jehož první vstup je spojen přes řídicí sadu (3) s prvním a druhým řídicím zařízením (1, 2), jejichž vstupy jsou připojeny ke stroji (5) o svorkovém napětí (U).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0089291A AT402134B (de) | 1991-04-29 | 1991-04-29 | Verfahren zur steuerung von permanenterregten elektrisch einphasigen wechselstrommaschinen |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ229193A3 CZ229193A3 (en) | 1995-05-17 |
| CZ283862B6 true CZ283862B6 (cs) | 1998-06-17 |
Family
ID=3502238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ932291A CZ283862B6 (cs) | 1991-04-29 | 1993-10-27 | Způsob pohánění permanentně buzených elektrických jednofázových strojů na střídavý proud |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5485072A (cs) |
| EP (1) | EP0655175B1 (cs) |
| JP (1) | JPH06507060A (cs) |
| AT (2) | AT402134B (cs) |
| AU (1) | AU664839B2 (cs) |
| BR (1) | BR9205950A (cs) |
| CA (1) | CA2109068C (cs) |
| CZ (1) | CZ283862B6 (cs) |
| DE (1) | DE59209611D1 (cs) |
| ES (1) | ES2125896T3 (cs) |
| HU (1) | HU212068B (cs) |
| SK (1) | SK118693A3 (cs) |
| WO (1) | WO1992020142A1 (cs) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6034502A (en) * | 1997-06-24 | 2000-03-07 | Asulab S.A. | Method for controlling a continuous rotation miniature motor |
| JP2003196333A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-11 | Nec Electronics Corp | システムｌｓｉの設計方法及びこれを記憶した記録媒体 |
| US7868511B2 (en) * | 2007-05-09 | 2011-01-11 | Motor Excellence, Llc | Electrical devices using disk and non-disk shaped rotors |
| US7868508B2 (en) | 2008-11-03 | 2011-01-11 | Motor Excellence, Llc | Polyphase transverse and/or commutated flux systems |
| WO2011115633A1 (en) * | 2010-03-15 | 2011-09-22 | Motor Excellence Llc | Transverse and/or commutated flux system for electric bicycles |
| EP2548288A1 (en) * | 2010-03-15 | 2013-01-23 | Motor Excellence, LLC | Transverse and/or commutated flux systems configured to provide reduced flux leakage, hysteresis loss reduction, and phase matching |
| US8222786B2 (en) * | 2010-03-15 | 2012-07-17 | Motor Excellence Llc | Transverse and/or commutated flux systems having phase offset |
| US8854171B2 (en) | 2010-11-17 | 2014-10-07 | Electric Torque Machines Inc. | Transverse and/or commutated flux system coil concepts |
| WO2012067896A2 (en) | 2010-11-17 | 2012-05-24 | Motor Excellence, Llc | Transverse and/or commutated flux systems having laminated and powdered metal portions |
| CN103477538A (zh) | 2010-11-17 | 2013-12-25 | 电动转矩机器公司 | 具有分段定子层压件的横向和/或换向磁通系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6042705B2 (ja) * | 1977-09-28 | 1985-09-24 | 三洋電機株式会社 | モ−タ駆動方式 |
| JPS6139885A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-26 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 同期型交流サ−ボモ−タの駆動方式 |
| DE3705089A1 (de) * | 1987-02-13 | 1988-08-25 | Weh Herbert | Transversalflussmaschine in sammleranordnung |
| JP2503230B2 (ja) * | 1987-06-17 | 1996-06-05 | 松下電器産業株式会社 | ブラシレスモ−タの駆動装置 |
| EP0382867A1 (de) * | 1989-02-15 | 1990-08-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Anordnung zur Steuerung der Drehmomentkonstanten eines dauermagneterregten Drehstrommotors |
-
1991
- 1991-04-29 AT AT0089291A patent/AT402134B/de not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-04-28 AU AU16669/92A patent/AU664839B2/en not_active Ceased
- 1992-04-28 CA CA002109068A patent/CA2109068C/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-28 DE DE59209611T patent/DE59209611D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-28 US US08/137,166 patent/US5485072A/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-28 EP EP92909576A patent/EP0655175B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-28 AT AT92909576T patent/ATE175532T1/de active
- 1992-04-28 SK SK1186-93A patent/SK118693A3/sk unknown
- 1992-04-28 WO PCT/AT1992/000060 patent/WO1992020142A1/de active IP Right Grant
- 1992-04-28 BR BR9205950A patent/BR9205950A/pt not_active Application Discontinuation
- 1992-04-28 HU HU9302964A patent/HU212068B/hu not_active IP Right Cessation
- 1992-04-28 ES ES92909576T patent/ES2125896T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1992-04-28 JP JP4508369A patent/JPH06507060A/ja active Pending
-
1993
- 1993-10-27 CZ CZ932291A patent/CZ283862B6/cs not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1992020142A1 (de) | 1992-11-12 |
| CA2109068A1 (en) | 1992-10-30 |
| HUT66058A (en) | 1994-09-28 |
| HU212068B (en) | 1996-01-29 |
| ATA89291A (de) | 1996-06-15 |
| DE59209611D1 (de) | 1999-02-18 |
| AU1666992A (en) | 1992-12-21 |
| HU9302964D0 (en) | 1994-01-28 |
| AT402134B (de) | 1997-02-25 |
| CA2109068C (en) | 2001-08-14 |
| CZ229193A3 (en) | 1995-05-17 |
| ES2125896T3 (es) | 1999-03-16 |
| US5485072A (en) | 1996-01-16 |
| ATE175532T1 (de) | 1999-01-15 |
| EP0655175B1 (de) | 1999-01-07 |
| SK118693A3 (en) | 1994-06-08 |
| JPH06507060A (ja) | 1994-08-04 |
| BR9205950A (pt) | 1995-11-14 |
| EP0655175A1 (de) | 1995-05-31 |
| AU664839B2 (en) | 1995-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hughes et al. | Electric motors and drives: fundamentals, types and applications | |
| EP0748534B1 (en) | Switched reluctance starter/generator system and method of controlling same | |
| KR101409517B1 (ko) | 전자 정류기 회로 | |
| KR101087948B1 (ko) | 가변 릴럭턴스 장치 및 가변 릴럭턴스 장치의 발전기동작방법 | |
| EP0114275B1 (en) | Voltage-controlled, inverter-motor system | |
| EP0399146A1 (en) | Control system for switched reluctance motor operating as a power generator | |
| EA011737B1 (ru) | Электрический двигатель | |
| US6051953A (en) | Brushless exciterless field system for AC synchronous machines | |
| EP1044496B1 (en) | Apparatus for resonant excitation of high frequency alternator field | |
| CZ283862B6 (cs) | Způsob pohánění permanentně buzených elektrických jednofázových strojů na střídavý proud | |
| US4951187A (en) | Method for controlling a three-phase inverter | |
| Kozak | Alternating current electric generator machine inverters in a parallel power sharing connection | |
| US7126306B2 (en) | Motor control unit | |
| Rim et al. | Variable speed constant frequency power conversion with a switched reluctance machine | |
| Shibata et al. | Characteristics of brushless and exciterless, self-excited synchronous generators | |
| JP3823358B2 (ja) | 永久磁石交流発電機 | |
| Henderson | Variable speed electric drives-characteristics and applications | |
| SU1069106A1 (ru) | Способ пуска машины переменного тока | |
| Singh et al. | Comparison of Converter Control Strategies for a Switched Reluctance Machine | |
| SU1750015A1 (ru) | Электропривод переменного тока | |
| RU2234793C1 (ru) | Способ получения вращающего момента для бесконтактных индукторных вентильных двигателей | |
| Shibata et al. | Characteristics of a brushless and exciterless three‐phase synchronous generator with DC exciting system | |
| JPH0398498A (ja) | 永久磁石形同期発電機の電圧調整装置 | |
| SU1508318A2 (ru) | Вентильный электродвигатель | |
| SU760321A1 (ru) | Синхронная электрическая машина 1 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| IF00 | In force as of 2000-06-30 in czech republic | ||
| MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20121027 |