RU117192U1 - DC CONTROL MOTOR CONTROL DEVICE - Google Patents

DC CONTROL MOTOR CONTROL DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU117192U1
RU117192U1 RU2012109048/08U RU2012109048U RU117192U1 RU 117192 U1 RU117192 U1 RU 117192U1 RU 2012109048/08 U RU2012109048/08 U RU 2012109048/08U RU 2012109048 U RU2012109048 U RU 2012109048U RU 117192 U1 RU117192 U1 RU 117192U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
unit
current
inverter
Prior art date
Application number
RU2012109048/08U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Рудольф Кириллович Евсеев
Виктор Иванович Таратухин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Вентиляционный завод ЛИССАНТ"
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 Закрытое акционерное общество "Вентиляционный завод ЛИССАНТ" filed Critical Закрытое акционерное общество "Вентиляционный завод ЛИССАНТ"
Priority to RU2012109048/08U priority Critical patent/RU117192U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU117192U1 publication Critical patent/RU117192U1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

Устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока характеризующееся тем, что оно содержит источник питания, один выход которого соединен с входом инвертора, а другой выход его соединен с датчиком тока, при этом первый выход инвертора соединен с синхронным электродвигателем, на валу которого находится нагрузка, а второй выход инвертора соединен со входом блока компараторов, второй вход инвертора соединен с выходом блока драйверов, вход которого соединен с выходом блока переключения фаз, первый вход которого соединен с выходом блока управления, а два других входа блока переключения фаз соединены с первыми выходами блока задатчика темпа торможения и блока задатчика темпа ускорения, вторые выходы которых соединены с двумя входами блока управления, а третий вход блока управления соединен с выходом регулятора тока, вход которого соединен с выходом схемы сравнения по току, первый вход которой соединен с выходом блока задатчика максимального тока, второй вход которой соединен с выходом датчика тока, а третий вход схемы сравнения по току соединен с выходом регулятора скорости, вход которого соединен с выходом схемы сравнения по скорости, первый вход которой соединен с выходом блока компараторов, а второй вход схемы сравнения по скорости соединен с выходом блока задатчика максимальной скорости. A control device for a contactless DC motor, characterized in that it contains a power source, one output of which is connected to the input of the inverter, and its other output is connected to a current sensor, while the first output of the inverter is connected to a synchronous electric motor, on the shaft of which there is a load, and the second the output of the inverter is connected to the input of the comparator unit, the second input of the inverter is connected to the output of the driver unit, the input of which is connected to the output of the phase switching unit, the first input of which is connected to the output of the control unit, and two other inputs of the phase switching unit are connected to the first outputs of the braking rate master unit and an acceleration rate master unit, the second outputs of which are connected to two inputs of the control unit, and the third input of the control unit is connected to the output of the current regulator, the input of which is connected to the output of the current comparison circuit, the first input of which is connected to the output of the maximum current unit unit, the second input which is connected to in the output of the current sensor, and the third input of the current comparison circuit is connected to the output of the speed controller, the input of which is connected to the output of the speed comparison circuit, the first input of which is connected to the output of the comparator block, and the second input of the speed comparison circuit is connected to the output of the maximum speed control unit ...

Description

Полезная модель относится к области автоматизированного электропривода, а именно к системам управления и может быть использована при работе в режимах разгона и торможения, а так же в режимах, близких к пусковым при малых скоростях вращения до полной остановки двигателя.The utility model relates to the field of automated electric drive, namely to control systems and can be used when working in acceleration and braking modes, as well as in modes close to starting at low speeds until the engine stops completely.

Известно устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока (Патент RU 16210 и 1 МПК 7 G05B 11/01 оп. 10.12.2000 г.)A control device for a contactless DC motor is known (Patent RU 16210 and 1 IPC 7 G05B 11/01 op. 10.12.2000)

Устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока, содержащее регулируемый вторичный источник питания, N пар силовых ключей, имеющих заземленный вывод и соединенных с положительным выводом регулируемого вторичного источника питания, имеющего заземленный вывод и входную клемму питания, где N -натуральный ряд чисел и N≥3. Выходы N пар силовых ключей являются выводами подключения к N обмоткам бесконтактного двигателя постоянного тока, имеющего N обмоток. В устройство введены блок управления, блок формирования управляющих импульсов, модулятор, N входов которого являются входами подключения к N датчикам положения ротора двигателя постоянного тока. Блок формирования управляющих импульсов имеет К выходов, где К - натуральный ряд чисел и K>2N, которые соответственно подключены ко входам модулятора. Первый вход блока формирования управляющих импульсов подключен к выходу модулятора, второй, третий, четвертый, пятый входы блока формирования управляющих импульсов соответственно подключены к первому, второму, третьему, четвертому входам блока управления, 2N выходов модулятора соответственно подключены к входам N пар силовых ключей. Вход управления регулируемого вторичного источника питания подключен к управляющему выходу.A control device for a non-contact DC motor containing an adjustable secondary power source, N pairs of power switches having a grounded output and connected to the positive terminal of an adjustable secondary power source having a grounded output and an input power terminal, where N is a natural number series and N≥3. The outputs of N pairs of power switches are the terminals for connecting to the N windings of a non-contact direct current motor having N windings. A control unit, a control pulse generation unit, a modulator, N inputs of which are inputs for connecting to N sensors of the position of the rotor of the DC motor, are introduced into the device. The control pulse generation block has K outputs, where K is a natural series of numbers and K> 2N, which are respectively connected to the modulator inputs. The first input of the control pulse generation unit is connected to the output of the modulator, the second, third, fourth, fifth inputs of the control pulse generation unit are respectively connected to the first, second, third, fourth inputs of the control unit, 2N outputs of the modulator are respectively connected to the inputs of N pairs of power keys. The control input of the regulated secondary power source is connected to the control output.

Недостатком данного устройства является низкая надежность управления бесконтактным двигателем постоянного тока из-за возможности возникновения пульсации момента и неравномерности вращения двигателя.The disadvantage of this device is the low reliability of controlling a contactless DC motor due to the possibility of ripple torque and uneven rotation of the motor.

Известна система управления бесконтактным двигателем постоянного тока (Патент RU 45213 U1 MПК 7 Н02Р 6/10). В системе управления бесконтактным двигателем постоянного тока содержатся блок задания, три датчика положения ротора, подключенные к блоку оценки скорости, который связан с регулятором скорости, источник питания, связанный с инвертором, трехфазный бесконтактный двигатель постоянного тока, подключенный к инвертору, блок регуляторов, содержащий регулятор скорости, регулятор тока, сумматор и три блока дифференцирования, кроме того, введены два датчика тока, находящиеся в первой и второй фазах трехфазного бесконтактного двигателя постоянного тока, два аналого-цифровых преобразователя, блок управления инвертором, устройство гальванической развязки. Блок задания связан с регулятором скорости, а выход регулятора скорости связан с первым входом регулятора тока. Выходы аналого-цифровых преобразователей одновременно связаны с входами регулятора тока, первым и вторым блоками дифференцирования и входами сумматора. Выход сумматора одновременно связан с третьим блоком дифференцирования и входом регулятора тока. Выходы блоков дифференцирования связаны с входами регулятора тока. Широтно-импульсный модулятор связан с блоком управления инвертором, к которому подключены датчики положения ротора. Блок управления инвертором через устройство гальванической развязки подключен к инвертору. В результате снижаются броски и пульсации токов фаз, что позволяет снизить броски момента и повысить плавность вращения двигателя. Недостатком этой системы является сложность настройки системы управления, обусловленная наличием большого (избыточного) числа блоков: три датчика положения ротора, три блока дифференцирования, два датчика тока, а также настройки аналого-цифровых преобразователей, связанных своими выходами со входами регуляторов тока, первыми и вторыми блоками дифференцирования и входами сумматора, выход которого связан с третьим блоком дифференцирования и входом регулятора тока, что может приводить к колебательным переходным процессам с увеличенной длительностью. Кроме того, эта система управления требует большого числа дополнительных источников питания с гальванической развязкой между ними.A known control system for a non-contact direct current motor (Patent RU 45213 U1 MPK 7 Н02Р 6/10). The control system of a non-contact DC motor contains a reference unit, three rotor position sensors connected to a speed estimation unit that is connected to a speed controller, a power source connected to an inverter, a three-phase non-contact DC motor connected to an inverter, a controller block containing a controller speeds, a current regulator, an adder and three differentiation units, in addition, two current sensors are introduced, which are in the first and second phases of a three-phase contactless motor constant current, two analog-to-digital converters, inverter control unit, galvanic isolation device. The reference unit is connected to the speed controller, and the output of the speed controller is connected to the first input of the current controller. The outputs of the analog-to-digital converters are simultaneously connected to the inputs of the current regulator, the first and second differentiation units and the inputs of the adder. The output of the adder is simultaneously connected to the third differentiation unit and the input of the current regulator. The outputs of the differentiation units are connected to the inputs of the current regulator. A pulse-width modulator is connected to an inverter control unit, to which rotor position sensors are connected. The inverter control unit is connected to the inverter through a galvanic isolation device. As a result, the surges and ripples of the phase currents are reduced, which allows to reduce the surges of the moment and increase the smoothness of rotation of the motor. The disadvantage of this system is the difficulty of tuning the control system due to the presence of a large (redundant) number of blocks: three rotor position sensors, three differentiation blocks, two current sensors, as well as the settings of analog-to-digital converters connected by their outputs to the inputs of the current regulators, the first and second differentiation blocks and inputs of the adder, the output of which is connected to the third differentiation block and the input of the current regulator, which can lead to oscillatory transients with an increased duration. In addition, this control system requires a large number of additional power supplies with galvanic isolation between them.

Наиболее близкими по значению является устройство управления режимом работы вентилятора (Патент RU 109582 U1 МПК G05D 13/00).The closest in value is the device for controlling the fan operation mode (Patent RU 109582 U1 IPC G05D 13/00).

Устройство управления режимом работы вентилятора, преимущественно на основе вентильного двигателя постоянного тока содержит источник питания, один выход которого соединен со входом инвертора, а другой выход его соединен с датчиком тока. Первый выход инвертора соединен с электровентилятором, включающим синхронную электрическую машину, встроенную в вентиляторное колесо, а второй выход инвертора соединен со входом блока компараторов. Второй вход инвертора соединен с выходом драйвера. Вход драйвера соединен с выходом блока управления, входы которого соединены с выходом регулятора тока и выходами схемы сравнения по производительности и схемы сравнения по давлению. Первые входы схемы сравнения по производительности и схемы сравнения по давлению соединены с выходами датчика тока и датчика скорости, а вторые входы схемы сравнения по производительности и схемы сравнения по давлению соединены с выходами задатчика по производительности и задатчика по давлению. Входы датчика скорости и датчика положения ротора соединены с выходами электровентилятора. Вход регулятора тока соединен с выходом схемы сравнения по току, первый вход который соединен с выходом датчика тока, а второй вход соединен с выходом регулятора скорости. Вход регулятора скорости соединен с выходом схемы сравнения по скорости, один вход которой соединен с выходом задатчика скорости, а другой ее вход соединен с выходами датчика скорости, датчика положения ротора и с выходом блока компараторов.The control device of the fan operation mode, mainly based on a direct current DC motor, contains a power source, one output of which is connected to the inverter input, and the other output is connected to the current sensor. The first inverter output is connected to an electric fan including a synchronous electric machine integrated in the fan wheel, and the second inverter output is connected to the input of the comparator unit. The second input of the inverter is connected to the output of the driver. The driver input is connected to the output of the control unit, the inputs of which are connected to the output of the current regulator and the outputs of the performance comparison circuit and the pressure comparison circuit. The first inputs of the performance comparison circuit and the pressure comparison circuit are connected to the outputs of the current sensor and the speed sensor, and the second inputs of the performance comparison circuit and the pressure comparison circuit are connected to the outputs of the capacity generator and pressure generator. The inputs of the speed sensor and rotor position sensor are connected to the outputs of the electric fan. The input of the current controller is connected to the output of the current comparison circuit, the first input of which is connected to the output of the current sensor, and the second input is connected to the output of the speed controller. The input of the speed controller is connected to the output of the speed comparison circuit, one input of which is connected to the output of the speed control unit, and its other input is connected to the outputs of the speed sensor, rotor position sensor and the output of the comparator unit.

Недостатком устройства является сложность устройства управления, определяемая избыточностью каналов управления (канал управления по производительности и давлению) электровентилятора, что в свою очередь приводит к наличию таких элементов, как задатчика по производительности и давлению, а также их схем сравнения, которые в свою очередь связаны по входам с датчиками тока и скорости соответственно. Усложнение функциональных связей этих блоков вызывает сложность настройки блока управления.The disadvantage of this device is the complexity of the control device, determined by the redundancy of the control channels (control channel for performance and pressure) of the electric fan, which in turn leads to the presence of elements such as a setpoint for performance and pressure, as well as their comparison circuits, which in turn are connected by inputs with current and speed sensors, respectively. The increasing complexity of the functional relationships of these blocks makes it difficult to configure the control unit.

Задачей полезной модели является создание нового устройства управления бесконтактным двигателем постоянного тока, позволяющего повысить производительность труда при его использовании в процессе применения с большим числом пусков и торможений электропривода.The objective of the utility model is to create a new control device for a contactless DC motor, which allows to increase labor productivity when it is used in the process of application with a large number of starts and brakes of the electric drive.

Технический результат состоит в сокращении времени ускоренного разгона и ускоренного торможения в циклограмме технологического процесса.The technical result consists in reducing the time of accelerated acceleration and accelerated braking in the process flow diagram.

Технический результат достигается тем, что устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока характеризующееся тем, что оно содержит источник питания, один выход которого соединен с входом инвертора, а другой выход его соединен с датчиком тока, при этом первый выход инвертора соединен с синхронным электродвигателем, на валу которого находится нагрузка, а второй выход инвертора соединен со входом блока компараторов, второй вход инвертора соединен с выходом блока драйверов, вход которого соединен с выходом блока переключения фаз, первый вход которого соединен с выходом блока управления, а два других входа блока переключения фаз соединены с первыми выходами блока задатчика темпа торможения и блока задатчика темпа ускорения, вторые выходы которых соединены двумя входами блока управления, а третий вход блока управления соединен с выходом регулятора тока, вход которого соединен с выходом схемы сравнения по току, первый вход которой соединен с выходом блока задатчика максимального тока, второй вход которой соединен с выходом датчика тока, третий вход схемы сравнения по току соединен с выходом регулятора скорости, вход которого соединен с выходом схемы сравнения по скорости, первый вход которой соединен с выходом блока компараторов, а второй вход схемы сравнения по скорости соединен с выходом блока задатчика максимальной скорости.The technical result is achieved in that the control device of a contactless DC motor is characterized in that it contains a power source, one output of which is connected to the input of the inverter, and the other output is connected to a current sensor, while the first output of the inverter is connected to a synchronous motor on the shaft which is the load, and the second inverter output is connected to the input of the comparator unit, the second inverter input is connected to the output of the driver unit, the input of which is connected to the output of the switch unit phase, the first input of which is connected to the output of the control unit, and the other two inputs of the phase switching unit are connected to the first outputs of the accelerator ramp unit and the acceleration ramp unit, the second outputs of which are connected by two inputs of the control unit, and the third input of the control unit is connected to the output a current regulator, the input of which is connected to the output of the current comparison circuit, the first input of which is connected to the output of the overcurrent unit, the second input of which is connected to the output of the current sensor, the third input of the circuit sake of compari- son current connected to the output of the speed controller having an input coupled to an output of the comparison circuit speed, the first input coupled to an output comparator block and a second input of the speed comparison circuit is connected to the output of the maximum speed set point.

Новым является наличие новых блоков и новых связей между блоками, при существенном снижении числа блоков (относительно прототипа) и простота настройки всей системы управления бесконтактным двигателем постоянного тока.New is the presence of new blocks and new connections between the blocks, with a significant reduction in the number of blocks (relative to the prototype) and the simplicity of tuning the entire control system of a contactless DC motor.

Упрощение устройства управления бесконтактным двигателем постоянного тока достигается за счет сокращения количества блоков, а именно: отсутствие датчиков положения роторов, датчиков скорости, схем сравнения по производительности и давлению, задатчиков по производительности и задатчиков по давлению.The simplification of the control device for a contactless DC motor is achieved by reducing the number of blocks, namely: the lack of rotor position sensors, speed sensors, comparison circuits for performance and pressure, setpoints for performance and setpoints for pressure.

Быстрый переход двигателя из рабочего вращения в режим торможения, а также в режим противоположного вращения происходит за счет введения в схему новых связей и блоков.The rapid transition of the engine from working rotation to braking mode, as well as to the opposite rotation mode occurs due to the introduction of new connections and blocks into the circuit.

Сущность полезной модели поясняется чертежами.The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства управления бесконтактным двигателем постоянного тока.Figure 1 presents a block diagram of a control device for a contactless DC motor.

На фиг.2 приведен график допустимых зон рабочих состояний двигателя (m, i, ω).Figure 2 shows a graph of permissible zones of operating states of the engine (m, i, ω).

На фиг.3а, 3б, 3в представлены диаграммы работы двигателя постоянного тока:On figa, 3b, 3c presents a diagram of the DC motor:

3а) прямого направления (вперед);3a) forward direction (forward);

3б) обратного направления (назад);3b) reverse direction (backward);

3в) схема включения двигателя.3c) engine switching circuit.

На фиг.1 введены следующие обозначения:Figure 1 introduced the following notation:

- источник питания 1;- power source 1;

- инвертор 2;- inverter 2;

- датчик 3 тока;- current sensor 3;

- синхронный электродвигатель 4;- synchronous electric motor 4;

- нагрузка 5;- load 5;

- блок 6 компараторов;- block 6 comparators;

- блок 7 драйверов;- block 7 drivers;

- блок 8 переключения фаз;- block 8 phase switch;

- блок 9 управления;- control unit 9;

- регулятор 10 тока;- current regulator 10;

- схема 11 сравнения по току;- current comparison circuit 11;

- регулятор 12 скорости;- speed controller 12;

- схема 13 сравнения по скорости;- speed comparison circuit 13;

- блок 14 задатчика максимальной скорости;- block 14 of the setpoint maximum speed;

- блок 15 задатчика темпа торможения;- block 15 of the master pace of braking;

- блок 16 задатчика темпа ускорения;- block 16 of the accelerator;

- блок 17 задатчика максимального тока.- block 17 sets the maximum current.

Устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока содержит источник питания 1, один выход которого соединен с входом инвертора 2, а другой выход его соединен с датчиком 3 тока, при этом первый выход инвертора 2 соединен с синхронным электродвигателем 4, на валу которого находится нагрузка 5, а второй выход инвертора 2 соединен со входом блока 6 компараторов, второй вход инвертора 2 соединен с выходом блока 7 драйверов, вход которого соединен с выходом блока 8 переключения фаз, первый вход которого соединен с выходом блока 9 управления, а два других входа блока 8 переключения фаз соединены с первыми выходами блока 15 задатчика темпа торможения и блока 16 задатчика темпа ускорения, вторые выходы которых соединены с двумя входами блока 9 управления, а третий вход блока 9 управления соединен с выходом регулятора 10 тока, вход которого соединен с выходом схемы 11 сравнения по току, первый вход которой соединен с выходом блока 17 задатчика максимального тока, второй вход которой соединен с выходом датчика 3 тока, а третий вход схемы 11 сравнения по току соединен с выходом регулятора 12 скорости, вход которого соединен с выходом схемы 13 сравнения по скорости, первый вход которой соединен с выходом блока 6 компараторов, а второй вход схемы 13 сравнения по скорости соединен с выходом блока 14 задатчика максимальной скорости.The control device for a contactless DC motor contains a power source 1, one output of which is connected to the input of the inverter 2, and the other output is connected to a current sensor 3, while the first output of the inverter 2 is connected to a synchronous electric motor 4, on the shaft of which there is a load of 5, and the second output of the inverter 2 is connected to the input of the comparator unit 6, the second input of the inverter 2 is connected to the output of the driver unit 7, the input of which is connected to the output of the phase switching unit 8, the first input of which is connected to the output of the control unit 9 two other inputs of the phase switching unit 8 are connected to the first outputs of the braking ramp unit 15 and the acceleration ramp unit 16, the second outputs of which are connected to two inputs of the control unit 9, and the third input of the control unit 9 is connected to the output of the current regulator 10, the input of which is connected to the output of the current comparison circuit 11, the first input of which is connected to the output of the overcurrent master unit 17, the second input of which is connected to the output of the current sensor 3, and the third input of the current comparison circuit 11 is connected to the controller output and 12 speeds, the input of which is connected to the output of the speed comparison circuit 13, the first input of which is connected to the output of the comparator unit 6, and the second input of the speed comparison circuit 13 is connected to the output of the maximum speed setter unit 14.

Устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока выполнено на стандартных блоках. Так, например, источник питания 1 применен типа Power Supply EA-9300-02, инвертор 2 типа GB25RF120K, блок 7 драйверов тип IR2214SS, блок 6 компараторов и схема 11 сравнения по току и схема 13 сравнения по скорости построены на компараторах типа LM2390, блок 14 задатчика максимальной скорости, блок 15 задатчика темпа торможения, блок 16 задатчика темпа ускорения и блок 17 задатчика максимального тока выбираются в зависимости от параметров двигателя (мощности, диапазона регулирования и т.д.). В данном случае диапазон регулирования ωmaxmin=10 при мощности примерно от 500 Вт до 5000 Вт выбраны потенциометрического типа, по максимальному напряжению питания схем управления и схем драйверов (Uн=5÷15 В). Регулятор скорости типа ПИД и регулятор тока типа ПД стандартный с учетом выхода на блок управления, построенный на микропроцессоре PIC16F628A. Двигатель бесконтактный синхронный магнитоэлектрического типа и обмоткой статора, выполненной на каждом зубце статора. Такой двигатель обладает большой перегрузочной способностью, лучшими условиями теплоохлаждения, при этом упрощается технология укладки обмотки в пазы статора и снижается вероятность пробоя изоляции в обмотках двигателя. Датчик 3 тока может быть выполнен различным способом. Например, датчик 3 тока это обычное сопротивления малой величины, установленное в минусовой шине, питающей инвертор, а блок 14 задатчика максимальной скорости может быть образован, например, за счет наложения обмотки тахогенератора на зубцы статора или любой другой тип тахогенератора (например, бесконтактная маломощная машина синхронного или асинхронного типа). Предложенное устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока работает следующим образом:The control device for a contactless DC motor is made on standard units. So, for example, power supply 1 is used of type Power Supply EA-9300-02, inverter 2 is of type GB25RF120K, block 7 of drivers is type IR2214SS, block 6 of comparators and current comparison circuit 11 and speed comparison circuit 13 are built on comparators of type LM2390, block 14 of the maximum speed setter, block 15 of the set rate of braking, block 16 of the set point of acceleration and block 17 of the set point of maximum current are selected depending on the parameters of the engine (power, control range, etc.). In this case, the control range is ω max / ω min = 10 at a power of about 500 W to 5000 W, a potentiometric type is selected according to the maximum supply voltage of the control circuits and driver circuits (Un = 5 ÷ 15 V). A PID type speed controller and a PD type current controller are standard, taking into account the output to the control unit, built on the PIC16F628A microprocessor. The motor is a non-contact synchronous magnetoelectric type and a stator winding made on each stator tooth. Such an engine has a large overload capacity, the best heat cooling conditions, while simplifying the technology of laying the windings in the stator slots and reducing the probability of insulation breakdown in the motor windings. The current sensor 3 can be performed in various ways. For example, the current sensor 3 is the usual small resistance installed in the negative bus supplying the inverter, and the maximum speed controller unit 14 can be formed, for example, by applying a tachogenerator winding to the stator teeth or any other type of tachogenerator (for example, a non-contact low-power machine synchronous or asynchronous type). The proposed control device of a contactless DC motor operates as follows:

С источника питания 1 на инвертор 2 поступает напряжение питания (номинальное) и ток, соответствующий номинальному моменту. При этом скорость будет соответствовать номинальной, при определенном направлении вращения (примем условно направление - как вперед, при применении к типовому приводу). При таком режиме (с учетом конкретной нагрузки) блок 15 задатчика темпа торможения и блок 16 задатчика темпа ускорения выбираются из условия максимально возможного ускорения привода (dα/dt), где α - угол поворота двигателя, t - время переходного процесса, что определяется как электромеханической Тэм, так и электромагнитной постоянной Та привода, а также зависит от величины нагрузки на валу бесконтактного двигателя постоянного тока. При этом блок 9 управления, формирующий логику переключения силовых ключей инвертора 2, за счет изменения величины ШИМ может ускорить или замедлить процесс разгона и торможения, обрабатывая сигналы блока 16 задатчика темпа ускорения и блока 15 задатчика темпа торможения, причем как по скорости, так и по току не превосходя их максимально задаваемых значений определяемых блоком 14 задатчика максимальной скорости и блоком 17 задатчика максимального тока. При возникновении режима реверса (вращение бесконтактного двигателя постоянного тока - назад) наиболее быстрый способ изменить его направление вращения магнитного поля статора на обратный. При этом возникают три возможных режима (фиг.2):From the power source 1 to the inverter 2 receives the supply voltage (rated) and the current corresponding to the rated torque. In this case, the speed will correspond to the nominal, with a certain direction of rotation (we will conditionally accept the direction - as forward, when applied to a typical drive). In this mode (taking into account the specific load), the braking rate controller unit 15 and the acceleration rate controller unit 16 are selected from the condition of the maximum possible acceleration of the drive (dα / dt), where α is the angle of rotation of the engine, t is the transient time, which is defined as electromechanical T em , and the electromagnetic constant T a of the drive, and also depends on the magnitude of the load on the shaft of a non-contact DC motor. At the same time, the control unit 9, which forms the switching logic of the power switches of the inverter 2, can speed up or slow down the acceleration and deceleration process by processing the signals of the acceleration ramp unit 16 and the braking ramp unit 15, both in speed and in speed current without exceeding their maximum set values determined by the maximum speed setter unit 14 and the maximum current setter unit 17. When a reverse mode occurs (rotation of a non-contact DC motor - back), the fastest way to change its direction of rotation of the stator magnetic field is the opposite. In this case, there are three possible modes (figure 2):

а) плавное торможение до n≤nн.a) smooth braking to n≤n n

б) резкое торможение до n=0.b) sharp braking to n = 0.

в) реверс с изменения +nн до -nн.c) reverse from change + n n to -n n

Эти режимы определяются как величиной, так и длительностью сигналов ШИМ при прямом и обратном вращении бесконтактного двигателяThese modes are determined by both the magnitude and duration of the PWM signals during forward and reverse rotation of the contactless motor

постоянного тока.direct current.

При изменении знака, поступающего на блок переключения фаз от блока управления, изменяется направление чередования фаз (U, V, W) -прямое вращение, (U, W, V) - обратное вращение (фиг.3а, 3б). При этом, за счет накопления кинетической энергии и изменения знака противо ЭДС двигателя, ток Imах может достигнуть недопустимых значений, что требует применения блока 17 задатчика максимального тока ±Imах.When you change the sign entering the phase switching unit from the control unit, the direction of the phase rotation changes (U, V, W) - forward rotation, (U, W, V) - reverse rotation (figa, 3b). At the same time, due to the accumulation of kinetic energy and a change in the sign of the opposite EMF of the motor, the current I max can reach unacceptable values, which requires the use of block 17 of the setpoint maximum current ± I max .

На фиг.2 представлены три вида токовых сигналов, формируемых блоком 7 драйверов при трех режимах:Figure 2 presents three types of current signals generated by the block 7 of the drivers in three modes:

а) прямое включение n≤nн, I=+Iн=Icp (квадрат 1 ω=f(i));a) direct inclusion n≤n n , I = + I n = I cp (square 1 ω = f (i));

б) остановка n=0, I=0;b) stop n = 0, I = 0;

в) обратное включение n≤-nн, I=-Iн=-Icp (квадрат 3 -ω=f(-i)).c) the reverse inclusion n≤-n n , I = -I n = -I cp (square 3 -ω = f (-i)).

Для ускоренного разгона и торможения при минимально возможном времени процесса необходимо обеспечить максимально возможный (для данного типа бесконтактного двигателя постоянного тока) момент вращения и торможения, что достигается максимально возможным током как в период разгона, так и торможения. При этом, если двигатель имеет циклограмму работы, где период разгона и торможения чередуется, то для увеличения циклов работы (а следовательно уменьшение времени цикла) необходимо выбрать цикл ускорения и торможения таким образом, чтобы время переходного процесса разгона и торможения было минимально возможным, что допустимо только при максимально возможном моменте на валу двигателя как при разгоне, так и торможении, т.е. при наличии максимального динамического момента на валу.For accelerated acceleration and braking at the shortest possible process time, it is necessary to provide the maximum possible (for this type of non-contact DC motor) torque and braking, which is achieved by the maximum possible current both during acceleration and braking. At the same time, if the engine has an operation sequence, where the acceleration and deceleration periods alternate, then to increase the operation cycles (and therefore reduce the cycle time), it is necessary to select an acceleration and deceleration cycle so that the transient acceleration and deceleration time is as low as possible, which is acceptable only at the maximum possible moment on the motor shaft both during acceleration and braking, i.e. in the presence of maximum dynamic moment on the shaft.

На фиг.3г представлена диаграмма ускоренного разгона и торможения 2·(tp+tт)=Тцц - время цикла управления).In Figure 3D is a diagram rapid acceleration and deceleration 2 · (t p + t t) = T p (T p - time control cycle).

Схема управления работает как двухконтурная система управления (контур скорости и контур тока), причем контур скорости, как менее быстродействующий (с постоянной электромеханической постоянной Тэ/мех) включает контур регулирования тока (с постоянной электромагнитной Тэм), причем обычно Тэ/мех>>Тэм, что реализует принцип подчиненного регулирования момента привода. Это включает в себя управление пуском и торможением в системе моментного управления. Применение блока задатчика темпа торможения и блока задатчика темпа ускорения зависит от конкретной нагрузки и величины максимально возможного тока, что поддерживает постоянный динамический момент.The control circuit operates as a dual-circuit control system (speed loop and current loop), and the speed loop, as less fast (with constant electromechanical constant T e / mech ) includes a current control loop (with constant electromagnetic T em ), usually T e / mech >> T em , that implements the principle of subordinate control of the drive torque. This includes starting and braking control in the torque control system. The application of the brake ramp unit and the acceleration ramp unit depends on the specific load and the maximum possible current, which maintains a constant dynamic moment.

Использование заявленного устройства управления бесконтактным двигателем постоянного тока позволяет сократить время ускоренного разгона и ускоренного торможения в циклограмме технологического процесса.The use of the claimed control device for a contactless DC motor allows you to reduce the time of accelerated acceleration and accelerated braking in the sequence diagram of the technological process.

Claims (1)

Устройство управления бесконтактным двигателем постоянного тока характеризующееся тем, что оно содержит источник питания, один выход которого соединен с входом инвертора, а другой выход его соединен с датчиком тока, при этом первый выход инвертора соединен с синхронным электродвигателем, на валу которого находится нагрузка, а второй выход инвертора соединен со входом блока компараторов, второй вход инвертора соединен с выходом блока драйверов, вход которого соединен с выходом блока переключения фаз, первый вход которого соединен с выходом блока управления, а два других входа блока переключения фаз соединены с первыми выходами блока задатчика темпа торможения и блока задатчика темпа ускорения, вторые выходы которых соединены с двумя входами блока управления, а третий вход блока управления соединен с выходом регулятора тока, вход которого соединен с выходом схемы сравнения по току, первый вход которой соединен с выходом блока задатчика максимального тока, второй вход которой соединен с выходом датчика тока, а третий вход схемы сравнения по току соединен с выходом регулятора скорости, вход которого соединен с выходом схемы сравнения по скорости, первый вход которой соединен с выходом блока компараторов, а второй вход схемы сравнения по скорости соединен с выходом блока задатчика максимальной скорости.
Figure 00000001
A control device for a contactless DC motor characterized in that it contains a power source, one output of which is connected to the input of the inverter, and the other output is connected to a current sensor, while the first output of the inverter is connected to a synchronous motor, on the shaft of which there is a load, and the second the inverter output is connected to the input of the comparator unit, the second inverter input is connected to the output of the driver unit, the input of which is connected to the output of the phase switching unit, the first input of which is connected to the output the control unit’s house, and the other two inputs of the phase switching unit are connected to the first outputs of the brake ramp unit and the acceleration ramp block, the second outputs of which are connected to two inputs of the control unit, and the third input of the control unit is connected to the output of the current regulator, the input of which is connected to the output of the current comparison circuit, the first input of which is connected to the output of the overcurrent unit, the second input of which is connected to the output of the current sensor, and the third input of the current comparison circuit is connected to the regulator output speed torus, whose input is connected to the output of the comparison circuit speed, the first input coupled to an output comparator block and a second input of the comparison circuit is connected to the output of the setpoint speed maximum speed.
Figure 00000001
RU2012109048/08U 2012-02-29 2012-02-29 DC CONTROL MOTOR CONTROL DEVICE RU117192U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012109048/08U RU117192U1 (en) 2012-02-29 2012-02-29 DC CONTROL MOTOR CONTROL DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012109048/08U RU117192U1 (en) 2012-02-29 2012-02-29 DC CONTROL MOTOR CONTROL DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU117192U1 true RU117192U1 (en) 2012-06-20

Family

ID=46681374

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012109048/08U RU117192U1 (en) 2012-02-29 2012-02-29 DC CONTROL MOTOR CONTROL DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU117192U1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101445023B1 (en) Power conversion device
JP5246508B2 (en) Control device for motor drive device
JP5138781B2 (en) Power converter
RU2525863C1 (en) Power conversion system
CN102263531B (en) Method and apparatus for controlling motor torque
KR101989664B1 (en) Method for controlling a brake system
JP6640812B2 (en) Motor drive system having power storage device
CN104283473B (en) Motor control device and method and air conditioner system
Paul et al. Brushless DC motor control using digital PWM techniques
EP2122823B1 (en) Method and apparatus for controlling a motor
JP2007143235A (en) Drive controller of ac motor
CN104052342A (en) Motor control device and air conditioning system having the same
CN110011573A (en) Motor control assembly
JP7287856B2 (en) MOTOR DRIVE WITH REGENERATIVE BRAKE CIRCUIT AND DYNAMIC BRAKE CIRCUIT
CN102355186B (en) Brake control method for permanent magnet synchronous motor
RU117192U1 (en) DC CONTROL MOTOR CONTROL DEVICE
CN104901598A (en) Motor drive device, motor drive method and motor
CN103580552A (en) Motor reducing method and motor driving device using the reducing method
CN104836505A (en) Motor driving device and method and motor
JP7424058B2 (en) motor control device
CN104362909A (en) Brushless direct-current motor controller
JP5092328B2 (en) Motor control device and motor control method
CN111193461A (en) Motor control device with boosting part
JP2014155371A (en) Electric vehicle
US9502998B1 (en) Systems and methods for controlling motor torque output

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Utility model has become invalid (non-payment of fees)

Effective date: 20120818