RU2038689C1 - Device for determining vector phase of a c motor emf - Google Patents

Device for determining vector phase of a c motor emf Download PDF

Info

Publication number
RU2038689C1
RU2038689C1 SU5035698A RU2038689C1 RU 2038689 C1 RU2038689 C1 RU 2038689C1 SU 5035698 A SU5035698 A SU 5035698A RU 2038689 C1 RU2038689 C1 RU 2038689C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
outputs
terminals
resistors
inputs
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.И. Бабокин
А.И. Лазарев
Original Assignee
Лазарев Андрей Иванович
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 Лазарев Андрей Иванович filed Critical Лазарев Андрей Иванович
Priority to SU5035698 priority Critical patent/RU2038689C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2038689C1 publication Critical patent/RU2038689C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: device has resistive phase modifier unit 4, signal shapers 32-34, and decoder with 24 outputs. EFFECT: improved accuracy of digital check of motor emf vector phase due to reduction of digital check-up region to 15 deg. 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для векторно-импульсного управления асинхронным электроприводом, работающим в импульсном режиме, или в повторном подключении электродвигателя к сети или преобразователю частоты. The invention relates to electrical engineering and can be used for vector-pulse control of an asynchronous electric drive operating in a pulsed mode, or in reconnecting the electric motor to a network or a frequency converter.

Известно устройство для выработки фазового положения векторов статорных напряжений или токов для системы преобразователь частоты асинхронный электродвигатель [1] содержащее датчик синусоидальной функции, блок измерения вращающего момента, блок измерения амплитуды напряжения статора, блок измерения частоты вращения ротора электродвигателя, первый и второй интеграторы, сумматор. A device is known for generating the phase position of stator voltage vectors or currents for a system, an asynchronous electric motor frequency converter [1] comprising a sinusoidal function sensor, a torque measuring unit, a stator voltage amplitude measuring unit, an electric motor rotor speed measuring unit, a first and second integrator, an adder.

Недостатком устройства является его сложность и низкая точность измерения фазы напряжения. Кроме того необходима установка на валу электродвигателя датчика скорости, и точность измерения положения вектора ЭДС зависит от числа полюсов электродвигателя. The disadvantage of this device is its complexity and low accuracy of measuring the phase of the voltage. In addition, a speed sensor must be installed on the motor shaft, and the accuracy of measuring the position of the EMF vector depends on the number of poles of the motor.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство дискретного контроля фазы вектора ЭДС асинхронного электродвигателя, наводимой в обмотках его статора затухающим потоком ротора [2] содержащее трансформаторы фазных и линейных ЭДС электродвигателя, формирователи сигнала, присоединенные к вторичным обмоткам трансформаторов фазных и линейных ЭДС электродвигателя, дешифратор, преобразовывающий 6-разрядный входной код в "1" на одном из 12 выходов. Closest to the technical nature of the proposed device is a discrete phase control device for the EMF vector of an induction motor induced in the stator windings by a damped rotor flow [2] containing phase and linear EMF transformers of the motor, signal conditioners connected to the secondary windings of the transformers of phase and linear EMF of the motor, a decoder that converts a 6-bit input code to "1" on one of 12 outputs.

Недостатком данного устройства является низкая точность контроля пространственного положения (фазы) вектора ЭДС элекродвигателя, обусловленная формированием только шести контролируемых зон. Наилучшая точность контроля фазы вектора ЭДС составляет 30о.The disadvantage of this device is the low accuracy of controlling the spatial position (phase) of the electric motor EMF vector, due to the formation of only six controlled zones. The best accuracy of phase control of the EMF vector is 30 about .

Цель изобретения повышение точности дискретного контроля фазы вектора ЭДС электродвигателя. The purpose of the invention is to improve the accuracy of discrete control of the phase of the EMF vector of the electric motor.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство дискретного контроля фазы вектора ЭДС электродвигателя переменного тока введен резисторный блок преобразования фаз, при этом выводы первичной обмотки трехфазного трансформатора присоединения, соединенной звездой, соединены с клеммами для подключения выводов соответствующих фазных обмоток исследуемого электродвигателя, выводы вторичной обмотки трансформатора, соединенной звездой, соединены с тремя входами блока преобразования фаз, двенадцать выходов которого соединены со входами формирователей сигналов и со вторыми выводами резисторов, первые выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала, причем блок преобразования фаз содержит три цепи из пяти последовательно соединенных резисторов каждая, которые соединены с входами блока преобразования фаз по схеме треугольник, при этом точки соединения между резисторами каждой цепи блока преобразования фаз являются его выходами, выводы формирователей сигнала соединены с соответствующими входами дешифратора, выполненного двадцатичетырех- выходным, выходы которого соединены с выходными клеммами устройства. Блок преобразования фаз преобразует трехфазную систему напряжений в двенадцатифазную, благодаря чему за период возникает 24 комбинации сигналов на входах дешифратора. Каждой комбинации сигналов соответствует сигнал логической единицы на одном из 24 выходов дешифратора. Этот сигнал отражает положение фазы вектора ЭДС электродвигателя в определенной дискретной зоне контроля. Ширина каждой зоны составляет 360о 24 15o, что означает повышение точности в 2 раза по сравнению с прототипом.This goal is achieved by the fact that a phase conversion resistor block is introduced into the device for discrete phase control of the EMF vector of the AC motor, while the terminals of the primary winding of the three-phase connection transformer connected by a star are connected to the terminals for connecting the terminals of the corresponding phase windings of the studied motor, the terminals of the secondary transformer connected by a star are connected to the three inputs of the phase conversion unit, the twelve outputs of which are connected to the inputs signal shapers and with the second conclusions of the resistors, the first conclusions of which are connected to the bus of zero potential, and the phase conversion unit contains three circuits of five series-connected resistors each, which are connected to the inputs of the phase conversion unit according to the triangle circuit, while the connection points between the resistors of each circuit the phase conversion unit is its outputs, the outputs of the signal conditioners are connected to the corresponding inputs of the decoder, made twenty-four-output, the outputs of which connected to the output terminals of the device. The phase conversion unit converts a three-phase voltage system into a twelve-phase one, due to which 24 combinations of signals appear at the decoder inputs during a period. Each combination of signals corresponds to a signal of a logical unit at one of the 24 outputs of the decoder. This signal reflects the position of the phase of the EMF vector of the electric motor in a certain discrete control zone. The width of each zone is 360 about 24 15 o , which means an increase in accuracy by 2 times compared with the prototype.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 векторно-топографическая диаграмма напряжений блока преобразования фаз; на фиг. 3 волновые диаграммы напряжений U2-1-U2-12, совмещенные с диаграммами сигналов формирователей импульсов U3-1-U3-12.Figure 1 presents a schematic diagram of the proposed device; in FIG. 2 vector-topographic voltage diagram of the phase conversion unit; in FIG. 3 wave voltage diagrams of U 2-1 -U 2-12 , combined with waveforms of pulse shapers U 3-1 -U 3-12 .

Соответствие выходных сигналов дешифратора и зоны фазы вектора ЭДС входным сигналам дешифратора представлено в таблице. The correspondence of the output signals of the decoder and the phase zone of the EMF vector to the input signals of the decoder is presented in the table.

Устройство содержит трансформатор присоединения 1, клеммы 2 для подключения обмоток исследуемого электродвигателя 3, блок 4 преобразования фаз, состоящий из резисторов 5-19, резисторы 20-31, формирователи сигнала 32-43, дешифратор 44. При этом выводы первичной обмотки W1 трансформатора 1, соединенной звездой, соединены с клеммами 2 для подключения выводов соответствующих фазных обмоток исследуемого электродвигателя, выводы вторичной обмотки W2 трансформатора 1, соединенной звездой, соединены с тремя входами блока 4 преобразования фаз, двенадцать выводов которого соединены со вторыми выводами резисторов 20-31 и со входами формирователей сигнала, причем блок 4 преобразования фаз содержит три цепи из пяти последовательно соединенных резисторов каждая, эти цепи соединены с входами блока 4 преобразования фаз по схеме треугольник, при этом точки соединения между резисторами каждой цепи блока преобразования фаз являются его выходами.The device comprises a connection transformer 1, terminals 2 for connecting the windings of the studied electric motor 3, a phase conversion unit 4, consisting of resistors 5-19, resistors 20-31, signal conditioners 32-43, a decoder 44. In this case, the conclusions of the primary winding W 1 of transformer 1 connected by a star are connected to terminals 2 for connecting the terminals of the corresponding phase windings of the studied motor, the terminals of the secondary winding W 2 of the transformer 1 connected by a star are connected to three inputs of the phase conversion unit 4, twelve the outputs of which are connected to the second terminals of the resistors 20-31 and to the inputs of the signal conditioners, and the phase converting unit 4 contains three circuits of five series-connected resistors each, these circuits are connected to the inputs of the phase converting unit 4 in the form of a triangle, while the connection points between the resistors each circuit of the phase conversion unit are its outputs.

Для того, чтобы векторы фазных напряжений, снимаемых с нагрузочных резисторов 20-31, т. е. выходные напряжения блока 4 преобразования фаз, были сдвинуты друг относительно друга на 15о, сопротивления резисторов выбирают из условий
R5=R9=R10=R14=R15=R19

Figure 00000002

Figure 00000003

Figure 00000004
=
Figure 00000005

R20=R21=R22=R29=R30=R31
Figure 00000006
cos7,5°
Figure 00000007

Figure 00000008
=
Figure 00000009
где U фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора;
I линейный ток вторичной обмотки трансформатора;
α α1 углы (фиг.2), которые задаются в пределах 0 < α < 30о;
(7,5о + α) < α1 < 37,5о.To vectors phase voltage from the load resistors 20-31, m. E. The voltage output unit 4, the phase transformation, are shifted from each other by about 15, the resistor values are selected from the conditions
R 5 = R 9 = R 10 = R 14 = R 15 = R 19
Figure 00000002

Figure 00000003

Figure 00000004
=
Figure 00000005

R 20 = R 21 = R 22 = R 29 = R 30 = R 31
Figure 00000006
cos7.5 °
Figure 00000007

Figure 00000008
=
Figure 00000009
where U is the phase voltage of the secondary winding of the transformer;
I line current of the secondary winding of the transformer;
α α 1 angles (figure 2), which are set within 0 <α <30 about ;
(7.5 about + α) <α 1 <37.5 about .

При выполнении указанных условий векторная диаграмма напряжений U2-1-U2-12, снимаемых с нагрузочных резисторов 20-31, имеет вид, представленный на фиг.2. Векторы U2-1-U2-12 сдвинуты относительно друг друга по фазе на 15о.When these conditions are met, the vector diagram of the voltages U 2-1 -U 2-12 , removed from the load resistors 20-31, has the form shown in figure 2. The vectors U 2-1 -U 2-12 are shifted relative to each other in phase by 15 about .

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

Если условно за начало отсчета положения фазы вектора ЭДС исследуемого двигателя 1 переменного тока принимается момент перехода фазного напряжения U2-1 (фиг.3), снимаемого с резистора 20, через нуль от отрицательных значений к положительным, то в интервале 0-15 эл. град. с нагрузочных резисторов 20, 22, 25, 27, 28, 30, 31 снимаются напряжения положительных полуволн фазных напряжений U2-1, U2-9, U2-10, U2-7, U2-11, U2-8, U2-12, а с остальных резисторов снимается напряжение отрицательных полуволн. В результате на выходах формирователей сигнала 32, 34, 37, 39, 40, 42, 43 появятся сигналы в виде прямоугольных импульсов U3-1, U3-8, U3-11, U3-3, U3-6, U3-9, U3-12, соответствующие стандартной логической единице, а на выходах формирователей сигнала 35, 38, 41, 33, 36 сигналы отсутствуют, т.е. имеет место логический нуль (фиг.3 и 4). Согласно таблице на выходе дешифратора 44 появляется единичный сигнал U4-1, свидетельствующий о том, что фаза вектора ЭДС исследуемого электродвигателя 3 находится в интервале 0-15 эл. град. На всех других выводах дешифратора 44 сигналы U4-2-U4-24 равны нулю. При переходе фазы вектора ЭДС исследуемого электродвигателя 3 в другой интервал 15-30о на вход формирователя сигнала 35 с нагрузочного резистора 23 поступает положительная полуволна напряжения U2-2 и на его выходе появляется сигнал U3-4, соответствующий логической единице. Состояние выходов других формирователей сигнала не изменяется. При появлении на входе дешифратора 44 сигнала U3-4 на его выходе исчезает сигнал U4-1 и появляется сигнал U4-2 (см. таблицу), свидетельствующий о том, что фаза вектора ЭДС исследуемого электродвигателя 3 в рассматриваемый момент лежит в интервале 15-30о.If conditionally the moment of transition of the phase voltage U 2-1 (Fig. 3), taken from the resistor 20, through zero from negative to positive values, then in the range of 0-15 el. hail. from the load resistors 20, 22, 25, 27, 28, 30, 31, the positive half-wave voltages of the phase voltages U 2-1 , U 2-9 , U 2-10 , U 2-7 , U 2-11 , U 2- are removed 8 , U 2-12 , and negative half-waves are removed from the remaining resistors. As a result, the outputs of the signal conditioners 32, 34, 37, 39, 40, 42, 43 will receive signals in the form of rectangular pulses U 3-1 , U 3-8 , U 3-11 , U 3-3 , U 3-6 , U 3-9 , U 3-12 , corresponding to the standard logical unit, and there are no signals at the outputs of the signal conditioners 35, 38, 41, 33, 36, i.e. there is a logical zero (Fig.3 and 4). According to the table, at the output of the decoder 44, a single signal U 4-1 appears, indicating that the phase of the EMF vector of the investigated electric motor 3 is in the range 0-15 el. hail. On all other outputs of the decoder 44, the signals U 4-2 -U 4-24 are equal to zero. In the transition phase of the EMF vector of the test electric motor 3 in another range of 15-30 to the input signal generator 35 with the load resistor 23 is supplied positive half-wave voltage U 2-2 and its output signal appears U 3-4, the corresponding logical unit. The state of the outputs of the other signal conditioners does not change. When the signal U 3-4 appears at the input of the decoder 44, the signal U 4-1 disappears at its output and the signal U 4-2 appears (see the table), which indicates that the phase of the EMF vector of the studied electric motor 3 lies in the interval 15-30 about .

Таким образом, сигналы на одном из выходов дешифратора 44 появляются только в том случае, когда фаза исследуемого электродвигателя 3 лежит в соответствующем интервале. В таблице показано, каким образом в предлагаемом устройстве определения фазы вектора ЭДС исследуемого электродвигателя 3 соотносятся сигналы на входе дешифратора 44 с сигналами на его выходе и положением контролируемой фазы вектора ЭДС исследуемого электродвигателя. Thus, the signals at one of the outputs of the decoder 44 appear only when the phase of the investigated electric motor 3 lies in the corresponding interval. The table shows how in the proposed device for determining the phase of the EMF vector of the investigated electric motor 3, the signals at the input of the decoder 44 are correlated with the signals at its output and the position of the controlled phase of the EMF vector of the studied electric motor.

Таким образом устройство обеспечивает повышение точности в два раза. Thus, the device provides an increase in accuracy by half.

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФАЗЫ ВЕКТОРА ЭДС ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащее трансформатор присоединения, фазные выводы первичных обмоток которого соединены с клеммами для подключения выводов соответствующих фазных обмоток исследуемого электродвигателя, формирователи сигналов, резисторы и дешифратор, отличающееся тем, что введен резисторный блок преобразования фаз, содержащий три цепи, соединенные с входами блока преобразования фаз по схеме треугольник, каждая цепь состоит из пяти последовательно соединенных резисторов, точки соединения между которыми являются выходами блока преобразования фаз, причем выводы вторичных обмоток трансформатора присоединения соединены с входами блока преобразования фаз, выходы которых соединены с входами формирователей сигнала и вторыми выводами резисторов, первые выводы которых соединены с шиной нулевого потенциала, выходы формирователей сигнала соединены с соответствующими входами дешифратора, выполненного двадцатичетырехвыходным, выходы которого соединены с выходными клеммами устройства. DEVICE FOR PHASE DETERMINATION OF EMF VECTOR VECTOR OF AC Alternating Current Transformer, comprising a connection transformer, phase terminals of the primary windings of which are connected to terminals for connecting the terminals of the respective phase windings of the studied electric motor, signal conditioners, resistors and a decoder, characterized in that a three-phase conversion resistor circuit is introduced connected to the inputs of the phase conversion unit according to the triangle circuit, each circuit consists of five series-connected resistors , the connection points between which are the outputs of the phase conversion unit, and the terminals of the secondary windings of the connection transformer are connected to the inputs of the phase conversion unit, the outputs of which are connected to the inputs of the signal conditioners and second outputs of the resistors, the first conclusions of which are connected to the zero potential bus, the outputs of the signal conditioners are connected to the corresponding inputs of the decoder, made twenty-four output, the outputs of which are connected to the output terminals of the device.
SU5035698 1991-11-28 1991-11-28 Device for determining vector phase of a c motor emf RU2038689C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5035698 RU2038689C1 (en) 1991-11-28 1991-11-28 Device for determining vector phase of a c motor emf

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5035698 RU2038689C1 (en) 1991-11-28 1991-11-28 Device for determining vector phase of a c motor emf

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2038689C1 true RU2038689C1 (en) 1995-06-27

Family

ID=21601022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5035698 RU2038689C1 (en) 1991-11-28 1991-11-28 Device for determining vector phase of a c motor emf

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2038689C1 (en)

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N 600681, кл. H 02P 5/34, 1975. *
Патент DE N 3116976, кл. H 02P 5/40, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0157202B1 (en) Digital pwmed pulse generator
US4792741A (en) Control unit for non-circulating current type cycloconverter
EP1783891A1 (en) Control of switched reluctance machines
KR900007109B1 (en) Speed control apparatus for synchronous motor
US5047699A (en) VSCF start system motor current estimator
US4459530A (en) Electric rotating apparatus
Davoine et al. Operation of a self-controlled synchronous motor without a shaft position sensor
GB2168552A (en) Third harmonic auxiliary impulse commutation inverter with means for precharging commutation capacitor
US3614616A (en) Bidirectional ac tachometer
KR100419038B1 (en) Portable power unit
GB2168553A (en) Electric power inverter with adaptive third harmonic auxiliary impulse commutation
RU2038689C1 (en) Device for determining vector phase of a c motor emf
WO1990006620A1 (en) Vscf start system current estimator
RU2207578C2 (en) Procedure determining emf of rotor of synchronous and current of rotor of asynchronous electric motors (variants)
JP3259805B2 (en) Control device for synchronous motor
SU847087A1 (en) Device for checking motor shaft torque
SU737844A1 (en) Device for measuring internal electromotive force of induction electric motor
KR0162044B1 (en) Circuit for detecting speed in a 3-phase synchronous motor
JP3493330B2 (en) Power supply
RU165379U1 (en) AC ELECTRIC MOTOR VECTOR FREQUENCY DETERMINING DEVICE
SU873215A1 (en) Device for electric drive speed governing
SU1160519A1 (en) Rectifier drive
JPS61128790A (en) Slip frequency calculator of induction motor
SU1112514A1 (en) Method of adjusting three-phase asynchronous motor
SU1767635A1 (en) Method of forming output signal in contact-free angle transducer