FI110371B - Procedures and devices for reducing synchronous machine torque vibrations - Google Patents

Procedures and devices for reducing synchronous machine torque vibrations Download PDF

Info

Publication number
FI110371B
FI110371B FI982287A FI982287A FI110371B FI 110371 B FI110371 B FI 110371B FI 982287 A FI982287 A FI 982287A FI 982287 A FI982287 A FI 982287A FI 110371 B FI110371 B FI 110371B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
correction signal
torque
motor
signal
rotor
Prior art date
Application number
FI982287A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI982287A0 (en
FI982287A (en
Inventor
Harri Hakala
Original Assignee
Kone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kone Corp filed Critical Kone Corp
Priority to FI982287A priority Critical patent/FI110371B/en
Publication of FI982287A0 publication Critical patent/FI982287A0/en
Priority to PCT/FI1999/000877 priority patent/WO2000025415A1/en
Priority to AU10480/00A priority patent/AU1048000A/en
Publication of FI982287A publication Critical patent/FI982287A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI110371B publication Critical patent/FI110371B/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/10Arrangements for controlling torque ripple, e.g. providing reduced torque ripple

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

1 1103711 110371

MENETELMÄ JA LAITTEISTO TAHTIKONEEN MOMENTTIVÄRÄHTELYJEN VÄHENTÄMISEKSIMETHOD AND EQUIPMENT FOR REDUCING TORQUE VOICE VIBRATIONS

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen menetelmään ja patenttivaatimuksen 5 johdanto-osan mu-5 kaiseen laitteistoon.The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and to an apparatus according to the preamble of claim 5.

Vaihtovirtakoneen momentti muodostetaan ankkuripiirin, normaalisti staattorin, syöttöjännitteen ja magnetointipiirin, normaalisti roottorin, magnetoinnin avulla. Syöttöjännite johdetaan staattorin käämeihin, jotka on sovitettu staattorin 10 uriin. Magnetointi kehitetään roottorin sovitetuilla kesto-magneeteilla tai roottorin järjestetyillä magnetointikäämeil-lä. Momentin tasaisuuteen vaikuttaa kuinka lähellä moottorin ilmaväliin kehitetty kenttä on sinimuotoista muotoa. Sinimuotoisesta poikkeava käyrämuoto aikaansaa sen sisältämien har-15 monisten komponenttien määräämällä taajuudella momentteja, jotka aiheuttavat mekaanista värähtelyä ja melua.The AC machine torque is generated by the magnetization of the anchor circuit, normally the stator, the supply voltage and the magnetization circuit, normally the rotor. The supply voltage is applied to the stator windings which are arranged in the grooves of the stator 10. The magnetization is developed by the fitted permanent magnets of the rotor or by the magnetization coils arranged on the rotor. Torque uniformity is influenced by how close the field developed to the engine air gap is sinusoidal. The non-sinusoidal waveform produces moments at a frequency determined by the harsh components contained therein that cause mechanical vibration and noise.

Ilmavälikentän muotoon vaikuttaa syöttöjännitteen taajuuden lisäksi muun muassa magnetoinnin aiheuttaman kentän muoto.The shape of the air gap field is influenced not only by the frequency of the supply voltage, but also by the shape of the field caused by the magnetization.

\t Kestomagnetoidulle tahtikoneelle on ominaista nk. hammasmo- V. 20 mentti (" cogging" ), joka johtuu staattorihampaiden aiheut-• · • · ·,; tamasta reluktanssivaihtelusta roottorin ja staattorin kulman ί ! välisen kulman muuttuessa.\ t A permanent magnet synchronous machine is characterized by a so-called "cogging" V. 20, which is caused by stator teeth • · • · · ,; of this reluctance variation, the angle of the rotor and stator ί! angle.

• » • · < t• »• · <t

Keksinnön tarkoituksena aikaansaada ratkaisu, jolla pienenne-: tään oleellisesti moottorin harmonisten momenttien aiheutta- 25 maa värähtelyä ja melua. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mu-:\j kaiselle menetelmälle on tunnusomaista patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosan mukaiset ominaispiirteet. Vastaavasti keksinnön mukaiselle laitteistolle on tunnusomaista patenttivaa- » » * ···’· timuksen 5 tunnusmerkkiosan mukaiset ominaispiirteet. Keksin- '··*' 30 nön eräiden edullisten suoritusmuotojen tunnusmerkit käyvät ilmi epäitsenäisistä patenttivaatimuksista.The object of the invention is to provide a solution which substantially reduces the vibration and noise caused by the harmonic moments of the motor. To accomplish this, the method according to the invention is characterized by the features of claim 1. Correspondingly, the apparatus according to the invention is characterized by the features of the patent claim 5 of the patent claim. The features of some preferred embodiments of the invention will be apparent from the dependent claims.

‘ * Keksintö kohdistuu menetelmään, jossa momenttisäätäjällä oh jatun moottorin momenttirippeliä vähennetään siten, että mo-menttisäätäjän tuloon summataan roottorin ja staattorin vä-35 lisestä kulmasta riippuvainen korjaussignaali.The invention relates to a method of reducing the torque ripple of a motor controlled by a torque controller by summing a correction signal dependent on the angle between the rotor and the stator to the input of the torque controller.

2 1103712 110371

Edullisimman esillä olevan keksinnön mukaisen suoritusmuodon mukaan korjaussignaalin taajuus on sama kuin urataajuus ja sen vaihe on lukittu roottorikulmaan. Edullisesti lukitusvai-5 he ja amplitudi muodostavat kaksi parametriä, jotka joko pidetään ajon aikana vakiona tai jotka tehdään toimintapisteen mukaan säätyviksi.According to the most preferred embodiment of the present invention, the frequency of the correction signal is the same as the track frequency and its phase is locked in the rotor angle. Preferably, the locking steps and the amplitude form two parameters that are either kept constant during travel or made adjustable according to the operating point.

Erään edullisen sovellutusmuodon mukaan signaalinmuokkauspii-rissä on muistielin, josta korjaava momenttikomponentti lue-10 taan. Edullisesti muistikomponentti muodostetaan ajamalla moottoria ensin ilman korjaussignaalia ja samalla mitaten aiheutuvaa momenttirippelikomponenttia. Moottorin normaalitoiminnassa vastaava signaali vastakkaisvaiheisena summataan mo-menttiohjeeseen. Tällöin momenttirippeli kompensoituu.According to a preferred embodiment, the signal processing circuit comprises a memory member for reading the correction torque component. Preferably, the memory component is formed by first driving the motor without a correction signal and simultaneously measuring the resulting torque rupture component. In normal motor operation, the corresponding signal in reverse phase is summed to the torque reference. The torque ripple is then compensated.

15 Edelleen erään sovellusmuodon mukaan korjaussignaali muodostetaan signaalinmuokkaimeen sisältyvän neuroverkon avulla.According to a further embodiment, the correction signal is generated by the neural network included in the signal editor.

Keksinnön mukaisella ratkaisulla saadaan erityisesti kesto-, magnetoidun aksiaali-ilmavälisen moottorin uraharmonisten ai heuttama momenttirippeli edullisesti ja luotettavasti pois- ;’·] 20 tettua. Erityisenä sovelluskohteena on hissikäytön moottori.In particular, the solution according to the invention can advantageously and reliably eliminate the torque ripple caused by the groove harmonics of a permanent magnetized axial air gap motor. A particular application is an elevator drive motor.

» · '·,· Keksintöä kuvataan seuraavassa sen erään suori tusesimerkin avulla viitaten kuvioon, joka esittää keksinnön mukaista :1. moottorin säätäjää.The invention will now be described, by way of example, with reference to the figure illustrating the invention: 1. engine adjuster.

• ·• ·

Moottoria 2 ohjataan momenttisäätäjällä 4. Moottorin staatto- i · 25 rin ja roottorin välinen kulmatieto mitataan kulmamittaus- > · · laitteistolla 6 ja moottorin nopeus mitataan nopeusmittaus-laitteistolla 8, jotka on kytketty moottorin 2 akselille. No-···, peustieto 28 viedään eroelimeen 18, johon tuodaan myös nope- usohje 20. Nopeusohjeella ja nopeusmittauksella ohjataan no-30 peussäätäjää 12 sinänsä tunnetulla tavalla. Nopeussäätäjän i ’.· lähtö viedään summaimeen 14, johon tuodaan myös keksinnön mu kainen korjaussignaali 22. Summaimen 14 lähtö viedään moment-tisäätäjään 4, joka ohjaa moottoria.The motor 2 is controlled by a torque adjuster 4. The angle information between the motor static 25 and the rotor is measured by the angular measuring apparatus · · · and the motor speed is measured by the velocity measuring apparatus 8 connected to the axis of the motor 2. No- ···, the velocity information 28 is provided to the differential element 18, which is also provided with a velocity reference 20. The velocity reference and velocity measurement control the no-30 velocity adjuster 12 in a manner known per se. The output of the speed controller i '. · Is applied to an adder 14, which also provides a correction signal 22 according to the invention. The output of the adder 14 is applied to a torque controller 4 which controls the motor.

3 1103713 110371

Kulmamittaustieto (16,26) viedään momenttisäätäjälle 4 ja signaalinmuokkaimeen 10. Signaalinmuokkaimessa 10 muodostetaan korjaussignaali 22 vietäväksi summaimeen 14 ja laskettavaksi yhteen momenttiohjeen kanssa. Kuvion mukaisesti myös 5 nopeussignaali viedään signaalinmuokkaimeen 10.The angle measurement information (16,26) is applied to the torque adjuster 4 and to the signal modifier 10. In the signal modifier 10, a correction signal 22 is formed to be added to the adder 14 and added to the torque reference. According to the figure, also the speed signal 5 is applied to the signal converter 10.

Edullisen suoritusmuodon mukaan signaalinmuokkaimessa on muistielimet, johon korjaussignaali on tallennettu. Ajamalla moottoria ilman korjaussignaalia saadaan mitattua momentti-rippeli, jota vastaava signaali tallennetaan muistiin. Nor-10 maaliajossa vastaava signaali vastakkaisvaiheisena viedään summaimeen. Luonnollisesti muistiin voi tallentaa myös em. tavalla muodostetun korjaussignaalin sellaisenaan.According to a preferred embodiment, the signal editor has memory means on which the correction signal is stored. By running the motor without a correction signal, a torque ripple can be measured and the corresponding signal is stored in memory. In Nor-10 targets, the corresponding signal in reverse phase is applied to the adder. Of course, the correction signal generated in the above manner can also be stored in the memory as such.

Erään suoritusmuodon mukaan korjaussignaalin taajuus on sama kuin moottorin urataajuus ja sen vaihe on lukittu roottori-15 kulmaan. Vaihe ja amplitudi muodostavat kaksi parametriä, jotka joko pidetään ajon aikana vakiona tai jotka tehdään toimintapisteen mukaan säätyviksi. Parametrit on sopivasti tallennettu muistiin.According to one embodiment, the frequency of the correction signal is the same as the track frequency of the motor and its phase is locked at the angle of the rotor-15. Phase and amplitude are two parameters that are either kept constant during driving or made adjustable according to the operating point. The parameters are suitably stored in the memory.

Keksintöä on edellä kuvattu sen eräiden suoritusmuotojen avul-20 la. Esitystä ei ole kuitenkaan katsottava patentin suojapiiriä ’•ti rajoittavaksi, vaan erilaiset sovellutusmuodot voivat vaihdel- la seuraavien patenttivaatimusten määräämissä rajoissa.The invention has been described above with the aid of some embodiments thereof. However, the disclosure is not to be construed as limiting the scope of the patent, but various embodiments may vary within the scope of the following claims.

• · 1 · ·• · 1 · ·

Claims (5)

4 1103714, 110371 1. Menetelmä momenttisäätäjällä ohjatun moottorin momentti-rippelin vähentämiseksi siten, että momenttisäätäjän tuloon summataan roottorin ja staattorin välisestä kulmasta riippu- 5 vainen korjaussignaali, tunnettu siitä, että korjaussignaalin taajuus on sama kuin moottorin urataajuus ja sen vaihe on lukittu roottorikulmaan.A method for reducing the torque ripple of a motor controlled by a torque regulator by summing a correction signal depending on the angle between the rotor and the stator to the input of the torque regulator, characterized in that the frequency of the correction signal is equal to the track frequency of the motor 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korjaussignaali muodostetaan siten, että ajetaan mootto- 10 ria ensin ilman korjaussignaalia ja samalla mitataan aiheutuvaa momenttirippelikomponenttia, joka tallennetaan muistieli-meen, ja että normaaliajossa momenttirippelikomponentti luetaan muistista ja sitä vastaava signaali vastakkaisvaiheisena summataan momenttiohjeeseen. 15 3 . Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että korjaussignaali muodostetaan neuroverkon avulla.A method according to claim 1, characterized in that the correction signal is formed by first driving the motor without a correction signal while measuring the resulting torque rupture component which is stored in the memory element, and in the normal driving mode 15 3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the correction signal is generated by a neural network. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe ja amplitudi muodostavat kaksi parametriä, jotka *. joko pidetään ajon aikana vakiona tai jotka tehdään toiminta- ,V.20 pisteen mukaan säätyviksi. » i • · • ·Method according to claim 1, characterized in that the phase and the amplitude form two parameters which *. either kept constant during driving or made adjustable to function, V.20. »I • · • · 5. Laitteisto momenttisäätäjällä ohjatun moottorin momentti- * 1 rippelin vähentämiseksi siten, että laitteistoon kuuluu sig-naalinmuokkain, jolla on muodostettavissa momenttirippeliä : : : poistava korjaussignaali, joka on summattavissa momenttisää- 25 täjän tuloon, ja joka korjaussignaali on muodostettavissa • 1. : signaalimuokkaimessa staattorin ja roottorin välisen kulma- .··. tiedon avulla, tunnettu siitä, että laitteistoon kuuluu muis- ·_ tielin, johon moottorin urataajuinen ja vaiheeltaan roottori- ‘kulmaan lukittu kor jaussignaali tai edellä mainitulle korja-'...’30 ussignaalille vastakkaisvaiheinen signaali on tallennettavis-:1·1: sa. 1103715. Apparatus for reducing the torque * 1 ripple of a motor controlled by a torque regulator to include a signal modifier capable of generating a torque ripple::: eliminating a correction signal that can be summed to a torque regulator input and generating a correction signal in a • 1: signal modifier angle between stator and rotor ··. by means of information, characterized in that the apparatus includes a memory track in which the motor-frequency and phase-corrected correction signal locked to the rotor angle or the aforesaid correction signal to the above-mentioned 30 signal can be stored in: 1 · 1 . 110371
FI982287A 1998-10-22 1998-10-22 Procedures and devices for reducing synchronous machine torque vibrations FI110371B (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI982287A FI110371B (en) 1998-10-22 1998-10-22 Procedures and devices for reducing synchronous machine torque vibrations
PCT/FI1999/000877 WO2000025415A1 (en) 1998-10-22 1999-10-22 Method and apparatus for reducing torque vibrations in a synchronous machine
AU10480/00A AU1048000A (en) 1998-10-22 1999-10-22 Method and apparatus for reducing torque vibrations in a synchronous machine

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI982287A FI110371B (en) 1998-10-22 1998-10-22 Procedures and devices for reducing synchronous machine torque vibrations
FI982287 1998-10-22

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI982287A0 FI982287A0 (en) 1998-10-22
FI982287A FI982287A (en) 2000-04-23
FI110371B true FI110371B (en) 2002-12-31

Family

ID=8552759

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI982287A FI110371B (en) 1998-10-22 1998-10-22 Procedures and devices for reducing synchronous machine torque vibrations

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU1048000A (en)
FI (1) FI110371B (en)
WO (1) WO2000025415A1 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4525657A (en) * 1983-03-09 1985-06-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Torque ripple compensation circuit for a brushless D.C. motor
JPS63285321A (en) * 1987-05-18 1988-11-22 Ebara Corp Method for preventing and controlling unbalanced vibration and synchronous interfering vibration
US5229677A (en) * 1991-09-18 1993-07-20 Newport News Shipbuilding And Dry Dock Company Electric propulsion motor for marine vehicles
US5444341A (en) * 1993-11-04 1995-08-22 Cincinnati Milacron Inc. Method and apparatus for torque ripple compensation

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000025415A1 (en) 2000-05-04
FI982287A0 (en) 1998-10-22
AU1048000A (en) 2000-05-15
FI982287A (en) 2000-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0895344B1 (en) A method of controlling a torque ripple of a motor having interior permanent magnets and a controller using the same method
KR100790914B1 (en) Active reduction of torque irregularities in rotating machines
US6770992B2 (en) Magnetic bearing apparatus
KR100391220B1 (en) Method and apparatus for measuring flux, position and velocity in actuators for transducerless AC machines
US5608300A (en) Electrical angle-detecting apparatus and driving system of synchronous motor using the same
WO2001020767A1 (en) Low ripple permanent magnet motor control
US6859001B2 (en) Torque ripple and noise reduction by avoiding mechanical resonance for a brushless DC machine
FI112891B (en) Method for Controlling a Powered Motor
JP4117554B2 (en) Motor control device
FI110371B (en) Procedures and devices for reducing synchronous machine torque vibrations
FI112735B (en) A method for controlling a synchronous permanent magnet motor
FI112298B (en) Method and apparatus for dampening motor vibrations
KR900002420B1 (en) Speed-controlling method for brushless dc motor
JP2008306801A (en) Controller of permanent magnet motor
EP2149976B1 (en) Systems and methods involving permanent magnet electric machine rotor position determination
JP4034358B2 (en) DC motor actuator generating radial force
Kim Sensorless control of the BLDC motors from near-zero to full speed
JP3510534B2 (en) Motor control device and control method
WO2019230599A1 (en) Phase shift detection system, phase shift correction system, drive system, synchronous motor system, and phase shift detection method
Heins Control methods for smooth operation of permanent magnet synchronous AC motors
KR940010813B1 (en) Driving circuit of dc motor with plastic magnet
SU1024844A1 (en) Speed and position pickup
FI116106B (en) Procedure for controlling a synchronous machine
ATE292856T1 (en) CONTROL METHOD OF A SENSORLESS INDUCTION MOTOR
Bonfiglioli Riduttori SpA Permanent Magnet Machines