RU2217859C2 - Способ определения положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью - Google Patents
Способ определения положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью Download PDFInfo
- Publication number
- RU2217859C2 RU2217859C2 RU2000105854/09A RU2000105854A RU2217859C2 RU 2217859 C2 RU2217859 C2 RU 2217859C2 RU 2000105854/09 A RU2000105854/09 A RU 2000105854/09A RU 2000105854 A RU2000105854 A RU 2000105854A RU 2217859 C2 RU2217859 C2 RU 2217859C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rotor
- teeth
- phases
- stator
- rotor position
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам управления синхронными машинами с электронными коммутаторами. Технический результат изобретения, заключающийся в повышении точности определения положения ротора, достигается путем того, что в способе определения положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью по измеряемым фазным токам и напряжениям, положение ротора находят одновременно по всем фазам с учетом весовых коэффициентов через магнитную проводимость воздушного зазора между зубцами полюсов статора и зубцами ротора по кривым аппроксимации магнитной проводимости в зависимости от угла между зубцами полюсов статора и зубцами ротора, при этом весовые коэффициенты фаз, работающих на участках с малым изменением магнитной проводимости зазора между зубцами ротора, приравниваются к нулю, а для других выбираются пропорционально величине тока фазы, сумма весовых коэффициентов равна единице. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области управления синхронными электрическими машинами с электронными коммутаторами в зависимости от положения ротора.
Известен способ измерения углового положения ротора по всем фазным токам и напряжению питания для синхронного двигателя [1], заключающийся в том, что по уравнениям модели двигателя из всех фазных токов и напряжения питания определяют ЭДС, наводимую полем ротора в статорных обмотках. Далее по известному вектору ЭДС вычисляют текущее положение ротора и скорость его вращения.
Недостатками такого способа являются низкая точность при малых скоростях вращения, вследствие уменьшения ЭДС, наводимой ротором в статорных обмотках, и невозможности определения положения ротора при нулевой скорости вращения. При этом алгоритм определения ЭДС по фазным токам и напряжению питания достаточно сложен, т. к. требует решения нескольких дифференциальных (или разностных) уравнений с прогнозируемыми значениями токов для следующего момента времени.
Предлагаемый способ определения скорости вращения и положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью позволяет определять скорость вращения и угловое положение ротора при любых скоростях вращения без потери точности и требует решения только одного дифференциального уравнения.
Для пояснения способа определения скорости вращения и положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью приведены три чертежа. На фиг.1 изображена одна из типичных схем электрической машины с двойной зубчатостью. На фиг. 2 изображены кривые намагничивания в координатах потокоспепления и тока фазы. На фиг. 3 изображена кривая зависимости магнитной проводимости воздушного зазора от угла между зубцами полюса статора и зубцами ротора.
Для определения углового положение ротора вычисляют магнитную проводимость воздушного зазора между зубцами полюса статора и зубцами ротора. С этой целью по измеренным фазным токам и напряжению питания определяют потокосцепление для каждой фазы:
где Ψ, I, U, R - потокосцепление, ток, напряжение и активное сопротивление фазы соответственно.
где Ψ, I, U, R - потокосцепление, ток, напряжение и активное сопротивление фазы соответственно.
Далее по аппроксимации кривых намагничивания находят магнитную проводимость воздушного зазора между зубцами полюса статора и зубцами ротора λ, см, фиг.2.
По известной магнитной проводимости воздушного зазора λ и аппроксимации ее зависимости от угла между зубцами фиг.3 определяют модуль угла положения зубцов ротора по отношению к зубцам статора |Δθ|.
Сравнивая магнитную проводимость воздушного зазора текущей рассчитываемой фазы и соседней, определяют знак угла положения зубцов ротора по отношению к зубцам статора Δθ и рассчитывают положение ротора θ по отношению к начальному (нулевому) углу, исходя из геометрии машины.
Сравнивая магнитную проводимость воздушного зазора текущей рассчитываемой фазы и соседней, определяют знак угла положения зубцов ротора по отношению к зубцам статора Δθ и рассчитывают положение ротора θ по отношению к начальному (нулевому) углу, исходя из геометрии машины.
Определив значение угла по каждой фазе, итоговый результат вычисляют по формуле:
θ = k1•θ1+k2•θ2+...+kn•θn,
где n - количество фаз, θi - угловое положение ротора, определенное по i-й фазе, ki - весовые коэффициенты, сумма которых равна единице.
θ = k1•θ1+k2•θ2+...+kn•θn,
где n - количество фаз, θi - угловое положение ротора, определенное по i-й фазе, ki - весовые коэффициенты, сумма которых равна единице.
Введение весовых коэффициентов, позволяет контролировать положение ротора в каждый момент времени, несмотря на то, что при измерении по отдельно взятой фазе существуют зоны нечувствительности, в которых определение углового положения невозможно, вследствие малого изменения магнитной проводимости возданного зазора от угла между зубцами.
Весовые коэффициенты для фаз, работающих в данный момент на участках с малым изменением магнитной проводимости воздушного зазора между зубцами ротора и статора, приравниваются нулю. По остальным фазам суммируют токи, и весовые коэффициенты выбирают пропорционально отношению фазного тока к полученному суммарному. Такой алгоритм вычисления весовых коэффициентов позволяет исключать из рассмотрения фазы, в которых отсутствует ток или данные, от которых недостоверны.
Для повышения точности определения углового положения ротора, которая зависит от точности аппроксимации кривых намагничивания и магнитной проводимости фиг. 2 и 3, ее целесообразно проводить только на участках линейной зависимости потокосцепления от тока и линейной зависимости магнитной проводимости от угла между зубцами ротора и статора. Для этого весовые коэффициенты фаз, работающих на этих участках, выбираются во много раз большими, чем весовые коэффициенты для фаз, работающих в нелинейных областях.
Т.к. питание фазных обмоток машин рассматриваемого класса является дискретным, и в реальных условиях ток практически во всех режимах присутствует только в активной фазе (фаза, подключенная к источнику питания и создающая на данном этапе основную часть механического момента электрической машины) и в предыдущей отключаемой фазе, то для сокращения объемов вычислений определение углового положения ротора можно вести только по этим двум фазам.
Ошибку от вычисления потокосцепления сбрасывают, приравнивая потокосцепление фазы Ψ нулю при равенстве тока фазы I нулю.
Скорость вращения ротора определяют по изменению угла с использованием алгоритмов статистической обработки измерений.
Предлагаемый способ определения скорости вращения и положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью применим только для синхронных электрических машин с зубцами на роторе и на статоре (вентильно-индукторные, шаговые и т.п.) фиг.1. Техническая реализация данного способа легко осуществима па базе современных микроконтроллеров.
Источники информации
1. Д. Б. Изосимов "Синтез алгоритмов цифрового управления синхронным электроприводом без датчика на валу двигателя".// "Электричество", 9, 1998 г., с. 26-32.
1. Д. Б. Изосимов "Синтез алгоритмов цифрового управления синхронным электроприводом без датчика на валу двигателя".// "Электричество", 9, 1998 г., с. 26-32.
Claims (2)
1. Способ определения положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью по измеряемым фазным токам и напряжениям, отличающийся тем, что положение ротора находят одновременно по всем фазам с учетом весовых коэффициентов через магнитную проводимость воздушного зазора между зубцами полюсов статора и зубцами ротора по кривым аппроксимации магнитной проводимости в зависимости от угла между зубцами полюсов статора и зубцами ротора, при этом весовые коэффициенты фаз, работающих на участках с малым изменением магнитной проводимости зазора между зубцами ротора, приравниваются к нулю, а для других выбираются пропорционально величине тока фазы, сумма весовых коэффициентов рана единице.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что весовые коэффициенты для фаз, работающих в области линейной зависимости потокосцепления от тока и линейной зависимости магнитной проводимости между зубцами ротора и статора от угла между ними, выбираются большими, чем для фаз, работающих в нелинейных областях изменения потокосцепления и магнитной проводимости, и сумма весовых коэффициентов равна единице.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105854/09A RU2217859C2 (ru) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | Способ определения положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000105854/09A RU2217859C2 (ru) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | Способ определения положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000105854A RU2000105854A (ru) | 2002-02-27 |
RU2217859C2 true RU2217859C2 (ru) | 2003-11-27 |
Family
ID=32026377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000105854/09A RU2217859C2 (ru) | 2000-03-10 | 2000-03-10 | Способ определения положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2217859C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600937C2 (ru) * | 2012-07-30 | 2016-10-27 | Дайкин Индастриз, Лтд. | Устройство для детектирования углового положения и воздушный кондиционер |
-
2000
- 2000-03-10 RU RU2000105854/09A patent/RU2217859C2/ru active IP Right Revival
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2600937C2 (ru) * | 2012-07-30 | 2016-10-27 | Дайкин Индастриз, Лтд. | Устройство для детектирования углового положения и воздушный кондиционер |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3546817B2 (ja) | 電動機の磁極位置検出装置 | |
Miller et al. | Back-EMF waveforms and core losses in brushless DC motors | |
EP1783891B1 (en) | Control of switched reluctance machines | |
US11876477B2 (en) | Position observer for electrical machines | |
KR100665075B1 (ko) | 브러시리스 머신 제어 장치, 시스템 및 방법 | |
KR100713776B1 (ko) | 검출 전류의 비교를 통한 에스알엠의 여자 위치 검출 방법및 장치 | |
CN102282753A (zh) | 适于电动机的控制器 | |
KR20140024331A (ko) | 전기 기계를 제어하는 방법 및 장치 | |
Ferrero et al. | A digital method for the determination of the magnetic characteristic of variable reluctance motors | |
US6989648B2 (en) | Load angle determination for electrical motors | |
Binesti et al. | Core losses and efficiency of electrical motors using new magnetic materials | |
RU2217859C2 (ru) | Способ определения положения ротора в электрических машинах с двойной зубчатостью | |
Miki et al. | A sensorless drive method for switched reluctance motor based on gradient of phase inductance | |
US7043395B2 (en) | Method for detecting the magnetic flux the rotor position and/or the rotational speed | |
JP2009526512A (ja) | 電力機器のトルクを求めるための方法および装置 | |
EP1575158B1 (en) | Rotor position detection of a brushless DC motor | |
El-Antably et al. | The design and steady-state performance of a high-efficiency reluctance motor | |
Wijenayake et al. | A DSP-based position sensor elimination method with an on-line parameter identification scheme for permanent magnet synchronous motor drives | |
Zheng et al. | Torque ripple minimization with current oriented method for switched reluctance motor | |
JP4622125B2 (ja) | スイッチトリラクタンスモータの制御方法及びその制御装置並びにプログラム | |
RU2818309C1 (ru) | Устройство для определения оценки частоты вращения ротора и оценки момента сопротивления на валу асинхронного двигателя | |
JPH06178573A (ja) | 可変リラクタンスモータの始動時電気角検出方法 | |
Wolbank et al. | Impact of the point of operation on sensorless control of induction motors based on the INFORM method | |
JPH118993A (ja) | リラクタンスモータのトルク制御装置 | |
SU1559305A1 (ru) | Способ измерени фазового угла ротора асинхронного электродвигател |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050311 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070720 |
|
HK4A | Changes in a published invention |