RU2079954C1

RU2079954C1 - Method for relative installation of synchronous motors

Info

Publication number: RU2079954C1
Application number: RU94013191A
Authority: RU
Inventors: Н.В. Буторин; Е.С. Иванов; М.И. Пятков
Original assignee: Центральный научно-исследовательский институт автоматики и гидравлики
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1997-05-20

Abstract

FIELD: electric drives. SUBSTANCE: method for relative installation of n synchronous motors whose rotors are connected to common shaft of load upon turning the stators involves application of ac voltage to first phase winding the stators involves application of ac voltage to first phase winding of first synchronous motor, measurement of voltage across its second phase winding, turning of common load shaft until voltage being measured drops to zero, fixation of load shaft, and sequential application of ac voltage to first phase winding of each of (n-1) synchronous motors. Voltage across second phase winding of each motor is measured while turning respective stator until voltage being measured drops to zero; upon turning the stator of last motor, ac voltage is disconnected from first phase windings of n synchronous motors. EFFECT: improved installation precision and facilitated implementation of method.

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах промышленных роботов. The invention relates to electrical engineering and can be used in electric drives of industrial robots.

В тех случаях, когда момент сопротивления на валу нагрузки превышает полезный момент одного синхронного двигателя, в исполнительном элементе привода на валу нагрузки размещают n синхронных двигателей. Для управления несколькими синхронными двигателями, питаемыми от одного силового преобразователя энергии, необходимо произвести их начальную взаимную установку, поэтому в конструкции исполнительного элемента электропривода предусматривается возможность механического поворота статоров /роторов/ этих двигателей. Известен способ взаимной начальной установки двух двигателей, предусматривающий измерение взаимного углового положения двигателей с помощью сельсинной пары с последующей корректировкой этого взаимного положения по результатам измерения (л. 1). In those cases when the moment of resistance on the load shaft exceeds the useful moment of one synchronous motor, n synchronous motors are placed in the actuator actuator on the load shaft. To control several synchronous motors powered by one power energy converter, it is necessary to carry out their initial mutual installation, therefore, the design of the actuator's actuating element provides for the possibility of mechanical rotation of the stators / rotors / these motors. A known method of mutual initial installation of two engines, comprising measuring the mutual angular position of the engines using a selsyn pair with subsequent adjustment of this mutual position according to the measurement results (l. 1).

Недостатком этого способа установки двигателей является сложность технической реализации способа из-за необходимости размещения в исполнительном элементе не менее двух сельсинов, что усложняет конструкцию исполнительного элемента. The disadvantage of this method of installing engines is the complexity of the technical implementation of the method due to the need to place at least two selsyn in the actuator, which complicates the design of the actuator.

Известно устройство для определения углового положения вала синхронного двигателя (л. 2). Это устройство построено в соответствии со способом, согласно которому измеряют фазные токи, напряжения и ЭДС синхронного двигателя и формируют напряжения, изменяющиеся по законам синуса и косинуса двойного угла поворота ротора двигателя. A device for determining the angular position of the shaft of a synchronous motor (l. 2). This device is built in accordance with the method according to which phase currents, voltages and EMF of a synchronous motor are measured and voltages are generated that vary according to the laws of sine and cosine of the double angle of rotation of the motor rotor.

Получая названные напряжения для каждого синхронного двигателя и сравнивая их фазовые углы, можно произвести взаимную установку двигателей. By obtaining the named voltages for each synchronous motor and comparing their phase angles, it is possible to mutually install the motors.

Недостатком данного способа взаимной выставки синхронных двигателей является сложность технической реализации, для которой требуется применение точных датчиков тока, напряжения и ЭДС. The disadvantage of this method of mutual exhibition of synchronous motors is the complexity of technical implementation, which requires the use of accurate sensors of current, voltage and EMF.

Ближайшим аналогом является способ взаимной установки n синхронных двигателей, роторы которых подсоединены к общему валу нагрузки, при котором поочередно подают постоянное напряжение на первые фазные обмотки синхронных двигателей, измеряют угловые положения статоров синхронных двигателей относительно вала нагрузки и поворачивают статор каждого из (n 1) синхронных двигателей относительно статора первого двигателя в соответствии с результатами упомянутых измерений (л.3). Недостатком этого способа является малая точность взаимной установки, так как начальное положение ротора вала (нагрузки) относительно статора каждого из двигателей определяется путем подачи постоянного напряжения в обмотку статора, т.е.путем самосинхронизации, которая не может быть высокой точности при значительном трении в исполнительном элементе привода. The closest analogue is a method for the mutual installation of n synchronous motors, the rotors of which are connected to a common load shaft, in which a constant voltage is alternately applied to the first phase windings of the synchronous motors, the angular positions of the stator of the synchronous motors relative to the load shaft are measured and the stator of each of the (n 1) synchronous motors is rotated motors relative to the stator of the first engine in accordance with the results of the above measurements (l.3). The disadvantage of this method is the low accuracy of the mutual installation, since the initial position of the shaft rotor (load) relative to the stator of each of the motors is determined by applying a constant voltage to the stator winding, i.e. by self-synchronization, which cannot be high accuracy with significant friction in the actuator drive element.

Целью изобретения является повышение точности взаимной установки синхронных двигателей. The aim of the invention is to improve the accuracy of the mutual installation of synchronous motors.

Указанная цель достигается тем, что после указанного разворота статоров синхронных двигателей подают попеременное напряжение на первую фазную обмотку первого синхронного двигателя, измеряют напряжение на его второй фазной обмотке, поворачивают общий вал нагрузки до тех пор, пока измеряемое напряжение на второй обмотке не станет равным нулю, жестко закрепляют общий вал нагрузки и последовательно поочередно подают на первую фазную обмотку каждого из (n-1) синхронных двигателей упомянутое переменное напряжение, измеряют напряжение на его второй фазной обмотке и разворачивают статор каждого из (n 1) синхронных двигателей до тех пор, пока напряжение на его второй фазной обмотке не станет равным нулю, после чего отключают переменное напряжение от первых фазных обмоток синхронных двигателей. This goal is achieved by the fact that after the indicated reversal of the stators of synchronous motors, alternating voltage is applied to the first phase winding of the first synchronous motor, the voltage on its second phase winding is measured, the common load shaft is turned until the measured voltage on the second winding becomes zero, the common load shaft is rigidly fixed and the alternating voltage mentioned is applied alternately to the first phase winding of each of the (n-1) synchronous motors, and the voltage is measured the second phase winding and the stator of each of the (n 1) synchronous motors is deployed until the voltage on its second phase winding becomes equal to zero, after which the alternating voltage is disconnected from the first phase windings of the synchronous motors.

Изобретение поясняется следующим образом. The invention is illustrated as follows.

Как и в известном способе, сначала измеряют угловые положения вала нагрузки, получаемые при самосинхронизации каждого из n синхронных двигателей (СД), осуществляемый путем подачи постоянного напряжения в одну из его статорных обмоток. По результатам измерения поворачивают статоры (n 1) синхронного двигателя до тех пор, пока угловые положения вала нагрузки после самосинхронизации каждого из (n 1) двигателей не станут равными угловому положению вала нагрузки, получаемому после самосихронизации первого синхронного двигателя. As in the known method, first measure the angular position of the load shaft obtained by self-synchronization of each of n synchronous motors (SD), carried out by applying a constant voltage to one of its stator windings. According to the measurement results, the stators (n 1) of the synchronous motor are turned until the angular positions of the load shaft after the self-synchronization of each of (n 1) motors become equal to the angular position of the load shaft obtained after self-synchronization of the first synchronous motor.

Так из-за трения в исполнительном механизме самосинхронизация синхронных двигателей не может обеспечить требуемой точности совпадения осей полей статора и ротора, то согласно изобретению начинают подавать поочередно переменные напряжения на первую обмотку n синхронных двигателей. Благодаря наличию коэффициента взаимодействия индукции, например, в двухфазных синхронных двигателях с возбуждением от магнитов, располагаемых на роторе, на вторых обмотках двигателей имеется напряжение, изменяемое по закону синуса двойного угла поворота ротора (вала нагрузки). So, due to friction in the actuator, the self-synchronization of synchronous motors cannot provide the required accuracy of coincidence of the axes of the stator and rotor fields, according to the invention, alternating voltages are applied alternately to the first winding of n synchronous motors. Due to the presence of the interaction coefficient of induction, for example, in two-phase synchronous motors with excitation from magnets located on the rotor, there is voltage on the second windings of the motors, which varies according to the sine law of the double rotation angle of the rotor (load shaft).

После подачи переменного напряжения на первую обмотку первого СД поворачивают общий вал нагрузки до тех пор, пока на вторичной фазной обмотке первого СД не будет получено нулевое или минимально возможное напряжение. Закрепляют (затормаживают) вал нагрузки. В этом положении коэффициент взаимоиндукции фазных обмоток статора первого СД равен нулю и ось магнита ротора точно совпадает с осью его первой фазной обмотки. При этом трение в исполнительном механизме (в подшипниках нагрузки) преодолевается настройщиком и не связано со свойством самосинхронизации СД, что и обеспечивает высокую точность выставки осей полей статора и ротора. After applying alternating voltage to the first winding of the first LED, the common load shaft is rotated until zero or minimum voltage is obtained on the secondary phase winding of the first LED. Fasten (brake) the load shaft. In this position, the coefficient of mutual inductance of the phase stator windings of the first LED is zero and the axis of the rotor magnet exactly coincides with the axis of its first phase winding. In this case, the friction in the actuator (in the load bearings) is overcome by the adjuster and is not related to the self-synchronization property of the LED, which ensures high accuracy of the exhibition of the axes of the stator and rotor fields.

Затем подают переменное напряжение на первую фазную обмотку статора второго СД, поворачивая его статор, добиваются минимума напряжения на его второй фазной обмотке статора. Закрепляют статор СД и далее повторяют упомянутые операции со всеми другими СД, расположенными на общем валу нагрузки. Then, an alternating voltage is applied to the first phase winding of the stator of the second LED, turning its stator, they achieve a minimum voltage at its second phase winding of the stator. The stator of the LED is fixed and then the above operations are repeated with all other LEDs located on the common load shaft.

В соответствии с описанным способом были произведены взаимные установки синхронных двигателей ДБМ-120 в исполнительных механизмах мотор-звездочек самоходных шасси промышленных роботов. Точность выставки была не хуже одного электрического градуса, в то время как при известном способе выставки погрешность могла достигать 30 электрических градусов. In accordance with the described method, mutual installations of DBM-120 synchronous motors in the actuators of the motor-sprockets of self-propelled chassis of industrial robots were made. The accuracy of the exhibition was no worse than one electric degree, while with the known method of the exhibition, the error could reach 30 electric degrees.

Claims

The method of mutual installation of n synchronous motors, the rotors of which are connected to a common load shaft, in which a constant voltage is alternately applied to the first phase windings of the synchronous motors relative to the load shaft and the stator of each of the n 1 synchronous motors is rotated relative to the stator of the first motor in accordance with the results of said measurements, characterized in that after the indicated reversal of the stators of synchronous motors, an alternating voltage is applied to the first phase winding of the first synchronous motor the voltage on its second phase winding, rotate the common load shaft until the voltage on its second phase winding becomes zero, rigidly fix the load shaft and sequentially supply the specified alternating voltage to the first phase winding of each of n 1 synchronous motors , measure the voltage on its second phase winding, and deploy the stator of each of n 1 synchronous motors until the voltage on its second phase winding becomes zero, and then turn off the alternating voltage tension from the first phase windings of synchronous motors.