RU2241301C1 - Valve-type inductor drive - Google Patents

Valve-type inductor drive Download PDF

Info

Publication number
RU2241301C1
RU2241301C1 RU2003115401/09A RU2003115401A RU2241301C1 RU 2241301 C1 RU2241301 C1 RU 2241301C1 RU 2003115401/09 A RU2003115401/09 A RU 2003115401/09A RU 2003115401 A RU2003115401 A RU 2003115401A RU 2241301 C1 RU2241301 C1 RU 2241301C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
current
noise
valve
Prior art date
Application number
RU2003115401/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2003115401A (en
Inventor
М.Г. Бычков (RU)
М.Г. Бычков
В.Н. Кузнецова (RU)
В.Н. Кузнецова
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет)
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет) filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский энергетический институт (технический университет)
Priority to RU2003115401/09A priority Critical patent/RU2241301C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2241301C1 publication Critical patent/RU2241301C1/en
Publication of RU2003115401A publication Critical patent/RU2003115401A/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering; low-noise and low-vibration electric drives.
SUBSTANCE: proposed electric drive that has electric motor whose stator winding is connected to output of power converter, phases of the latter being switched over in response to signals arriving from rotor position sensor, is provided with newly introduced controlled switch and series-connected minimum separation unit, intensity control element, and maximum separation unit, all these units being designed to control rate of current drop in motor phase windings during disconnection of phases.
EFFECT: enhanced efficiency of motor noise and vibration suppression.
1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области управления вентильно-индукторными электроприводами (ВИП) и может найти применение преимущественно в электроприводах механизмов, к которым предъявляются требования по минимизации шумов и вибраций.The invention relates to the field of control of valve-inductor electric drives (VIP) and can find application mainly in electric drives of mechanisms, which are required to minimize noise and vibration.

Виброакустические характеристики являются одним из важных потребительских свойств любого электромеханического преобразователя. Однако известно, что для вентильно-индукторного электропривода, который выполняется на базе индукторной машины с двойной зубчатостью магнитной системы, вызывающей шум и пульсации момента, проблема уменьшения шумов и вибраций особенно актуальна.Vibro-acoustic characteristics are one of the important consumer properties of any electromechanical transducer. However, it is known that for a valve-inductor electric drive, which is based on an induction machine with double gearing of the magnetic system, which causes noise and ripple of the moment, the problem of reducing noise and vibration is especially relevant.

Теоретический и экспериментальный анализ электромагнитных процессов, происходящих в вентильно-индукторном двигателе (ВИД), показывает, что вибрации возникают в момент скачкообразного изменения наклона в кривой тока (производной тока). Поэтому наиболее сильные вибрации возникают в момент отключения фазы, так как резкое спадание тока вызывает такое же снижение электромагнитной силы.Theoretical and experimental analysis of electromagnetic processes occurring in a valve-induction motor (VID) shows that vibrations occur at the moment of an abrupt change in the slope in the current curve (current derivative). Therefore, the strongest vibrations occur at the moment the phase is turned off, since a sharp drop in current causes the same decrease in electromagnetic force.

Известен вентильно-индукторный электропривод, содержащий электродвигатель, подключенный к выходу управляемого преобразователя, цепь управления которого содержит регулятор скорости, ко входу которого подключен датчик частоты вращения, коммутатор фаз, вход которого соединен с датчиком положения ротора, а выход соединен с управляющими цепями преобразователя [1].Known valve-induction electric drive containing an electric motor connected to the output of the controlled Converter, the control circuit of which contains a speed controller, the input of which is connected to a speed sensor, a phase switch, the input of which is connected to the rotor position sensor, and the output is connected to the control circuit of the Converter [1 ].

В этом электроприводе для уменьшения шумов осуществляют затягивание фронта спадания тока, но без учета параметров электропривода, что не гарантирует снижение шума.In this electric drive, to reduce the noise, the front of the current subsidence is tightened, but without taking into account the parameters of the electric drive, which does not guarantee noise reduction.

Ближайшим к предлагаемому является вентильно-индукторный электропривод, содержащий электродвигатель, каждая фазная обмотка статора которого подключена к секции управляемого преобразователя, соединенного одним своим входом с выходом коммутатора фаз, вход которого соединен с датчиком положения ротора, регулятор скорости, датчик тока, подключенный ко входу регулятора тока, выход которого соединен со вторым входом (входом изменения напряжения) преобразователя [2].Closest to the proposed one is a valve-inductor electric drive containing an electric motor, each phase winding of the stator of which is connected to a section of a controlled converter connected by its own input to the output of the phase commutator, the input of which is connected to the rotor position sensor, a speed controller, a current sensor connected to the controller input current, the output of which is connected to the second input (voltage change input) of the converter [2].

Недостатком этого электропривода, как и аналога, является то, что при своей работе он совершенно не учитывает параметры системы электропривода, которые существенно влияют на процесс спадания тока. Как указано в описании прототипа, в этом электроприводе положительный эффект снижения уровня вибраций и акустического шума может быть достигнут "подбором количества дополнительных импульсов управления ключом и соотношений длительности дополнительных импульсов и пауз между ними". Поэтому применение его и тем более получение положительного эффекта от его использования затруднительны.The disadvantage of this electric drive, as well as the analogue, is that during its operation it does not at all take into account the parameters of the electric drive system, which significantly affect the current decay process. As indicated in the description of the prototype, in this drive, the positive effect of reducing the level of vibration and acoustic noise can be achieved by "selecting the number of additional pulses for key control and the ratio of the duration of additional pulses and pauses between them." Therefore, its use and the more so obtaining a positive effect from its use is difficult.

Изобретение решает задачу повышения эффективности снижения шума и вибраций электродвигателя.The invention solves the problem of increasing the efficiency of reducing noise and vibration of the motor.

Техническая задача решается за счет того, что в вентильно-индукторный электропривод, содержащий электродвигатель, каждая фазная обмотка статора которого подключена к выходу секции управляемого преобразователя, соединенного одним своим входом с выходом коммутатора фаз, вход которого соединен с датчиком положения ротора, регулятор скорости и датчик тока, выход которого подключен к одному из входов регулятора тока, подключенного своим выходом ко второму входу (входу изменения напряжения) преобразователя, введены управляемый ключ и последовательно соединенные блок выделения минимума, задатчик интенсивности и блок выделения максимума, при этом исполнительная цепь управляемого ключа одним выводом подсоединена к выходу регулятора скорости, а вторым - ко второму входу блока выделения минимума, а его управляющая цепь подключена к выходу коммутатора фаз, второй вход блока выделения минимума соединен с выходом датчика тока, а выход блока выделения максимума - со вторым входом регулятора тока.The technical problem is solved due to the fact that in the valve-inductor electric drive containing an electric motor, each phase stator winding of which is connected to the output of a section of a controlled converter connected by its own input to the output of the phase commutator, the input of which is connected to the rotor position sensor, speed controller and sensor current, the output of which is connected to one of the inputs of the current regulator, connected by its output to the second input (voltage change input) of the converter, a controlled key is entered and after well-connected minimum isolation unit, intensity adjuster, and maximum allocation unit, while the executive circuit of the controlled key is connected to the output of the speed controller with one output and the second to the second input of the minimum allocation unit, and its control circuit is connected to the output of the phase switch, the second input of the unit the minimum selection is connected to the output of the current sensor, and the output of the maximum allocation unit is connected to the second input of the current regulator.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 показана схема электропривода; на фиг.2 - функциональная схема одного из вариантов выполнения задатчика интенсивности.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a diagram of an electric drive; figure 2 is a functional diagram of one of the embodiments of the setpoint intensity.

Вентильно-индукторный электропривод (фиг.1) содержит электродвигатель 1, каждая фазная обмотка 2 статора которого подключена к выходу секции управляемого преобразователя 3, регулятор 4 скорости и регулятор 5 тока, один вход которого соединен с датчиком 6 тока, а выход подключен ко входу изменения напряжения управляемого преобразователя 3, второй вход которого соединен с выходом коммутатора 7 фаз, ко входу которого подключен датчик 8 положения ротора. В электроприводе имеется также управляемый ключ 9 и последовательно соединенные блок 10 выделения минимума, задатчик 11 интенсивности и блок 12 выделения максимума, при этом исполнительная цепь управляемого ключа 9 одним выводом подсоединена к выходу регулятора 4 скорости, а вторым - ко второму входу блока 10 выделения минимума и первому входу блока 12 выделения максимума, а его управляющая цепь подключена к выходу коммутатора 7 фаз, второй вход блока 10 выделения минимума соединен с выходом датчика 6 тока, а выход блока 12 выделения максимума - со вторым входом регулятора 5 тока.The valve-inductor electric drive (Fig. 1) contains an electric motor 1, each phase winding of the stator 2 of which is connected to the output of the section of the controlled converter 3, a speed controller 4 and a current controller 5, one input of which is connected to the current sensor 6, and the output is connected to the change input voltage controlled converter 3, the second input of which is connected to the output of the switch 7 phases, to the input of which a sensor 8 of the rotor position is connected. The drive also has a controllable key 9 and a series-connected minimum selection unit 10, an intensity adjuster 11 and a maximum allocation unit 12, while the executive circuit of the controlled key 9 is connected to the output of the speed controller 4 by one output and the second to the second input of the minimum selection unit 10 and the first input of the maximum allocation unit 12, and its control circuit is connected to the output of the 7 phase switch, the second input of the minimum allocation unit 10 is connected to the output of the current sensor 6, and the output of the maximum allocation unit 12 is connected to torym input current regulator 5.

В рассматриваемом электроприводе задатчик интенсивности, как и вся система управления электроприводом, могут быть реализованы программным путем (при использовании микропроцессорной системы управления), при этом задатчик интенсивности функционально может быть выполнен так, как показано на фиг.2.In the electric drive under consideration, the intensity adjuster, like the entire electric drive control system, can be implemented programmatically (using a microprocessor control system), while the intensity adjuster can functionally be configured as shown in FIG. 2.

В изображенном на фиг. 2 варианте задатчик 11 интенсивности содержит последовательно включенные релейный элемент 13, интегратор 14 с двумя уровнями ограничения выходного сигнала и интегратор 15, причем выходы интеграторов 14 и 15 подключены ко входам релейного элемента 13.In the depicted in FIG. In the second embodiment, the intensity adjuster 11 comprises a relay element 13 connected in series, an integrator 14 with two output signal limiting levels, and an integrator 15, the outputs of the integrators 14 and 15 being connected to the inputs of the relay element 13.

Работает электропривод следующим образом.The drive operates as follows.

Коммутация фазных обмоток 2 статора электродвигателя 1 осуществляется в функции положения его ротора посредством коммутации ключей преобразователя, т.е. путем периодической подачи на фазные обмотки электродвигателя положительных импульсов напряжения в заданной последовательности. Уровень подаваемого на обмотки напряжения U определяется выходным сигналом релейного регулятора 5 тока.The phase windings 2 of the stator of the electric motor 1 are switched as a function of the position of its rotor by switching the keys of the converter, i.e. by periodically applying positive voltage pulses to the phase windings of the electric motor in a predetermined sequence. The level of voltage U supplied to the windings is determined by the output signal of the current relay controller 5.

Как уже указывалось, причиной возникновения шумов и вибраций является скачкообразное изменение тока в момент отключения электропривода при подаче на его обмотки напряжения обратной полярности. В предлагаемом электроприводе сигнал θвкл с выхода коммутатора 7 фаз определяет момент включения фазы, т.е. при наличии на управляющей цепи ключа 9 этого сигнала выходной сигнал регулятора 4 скорости подается на вход блока 12 выделения максимума. Этот же сигнал подается на один из входов блока 10 выделения минимума, на второй вход которого подается сигнал iф датчика тока. Поскольку при подаче напряжения на обмотку ток iф в ней мал, то на вход задатчика 11 интенсивности через блок выделения минимума будет проходить сигнал с датчика тока. На выходе задатчика 11 интенсивности в первый момент сигнал тоже мал. Пока сигнал на выходе задатчика 11 интенсивности мал, на вход регулятора 5 тока поступает сигнал задания тока, определяемый выходным сигналом регулятора 4 скорости, который и определяет уровень напряжения, подаваемого на электродвигатель. По мере роста тока iф сигнал на выходе интегратора 14 и задатчика интенсивности 11 будет увеличиваться.As already indicated, the cause of noise and vibration is the abrupt change in current at the moment the drive is turned off when voltage of reverse polarity is applied to its windings. In the proposed electric drive, the signal θ on from the output of the 7 phase switch determines the moment the phase is turned on, i.e. if there is a signal key 9 on the control circuit, the output signal of the speed controller 4 is supplied to the input of the maximum allocation unit 12. The same signal is fed to one of the inputs of the minimum selection unit 10, to the second input of which a signal i f of the current sensor is supplied. Since when the voltage is supplied to the winding, the current i f in it is small, then a signal from the current sensor will pass to the input of the intensity adjuster 11 through the minimum isolation unit. At the output of the intensity adjuster 11, at the first moment, the signal is also small. While the signal at the output of the intensity adjuster 11 is small, a current reference signal, determined by the output signal of the speed controller 4, is received at the input of the current regulator 5, which determines the level of voltage supplied to the electric motor. As the current i f increases, the signal at the output of the integrator 14 and the intensity adjuster 11 will increase.

При поступлении с коммутатора 7 фаз на управляющий вход переключателя 9 сигнала θоткл он переключается в положение “0”, в результате чего меньшим на входе блока 10 выделения минимума становится сигнал задания, который и подается на вход задатчика 11 интенсивности. Наличие двух интеграторов в задатчике интенсивности обеспечивает параболический характер начальных этапов нарастания и спадания тока в фазной обмотке. Поскольку уровни ограничения выходных сигналов блоков 13 и 14 различны для положительной и отрицательной полярностей выходного напряжения, то темп спадания выходного сигнала задатчика 11 интенсивности будет меньше, чем темп его нарастания. Темп спадания тока определяется настройками задатчика интенсивности.On admission to the switch 7 to the phase control signal θ input switch 9 off it switches to "0", resulting in a smaller entrance at the minimum allocation unit 10 becomes the reference signal, which is input to the setter 11 intensity. The presence of two integrators in the intensity master provides the parabolic nature of the initial stages of the rise and fall of the current in the phase winding. Since the limitation levels of the output signals of blocks 13 and 14 are different for the positive and negative polarities of the output voltage, the decay rate of the output signal of the intensity adjuster 11 will be less than its growth rate. The rate of current decay is determined by the settings of the intensity dial.

Таким образом, введение задатчика интенсивности и обеспечение, тем самым, регулируемого темпа спадания тока позволяют уменьшить пульсации момента и соответственно повысить эффективность уменьшения шума.Thus, the introduction of an intensity adjuster and thereby providing an adjustable rate of current decay can reduce the ripple of the moment and, accordingly, increase the noise reduction efficiency.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВLIST OF USED SOURCES

1. Международный патент №PCT/SE90/00422, заявл. 15.06.1989.1. International patent No.PCT / SE90 / 00422, claimed 06/15/1989.

2. Способ снижения шума реактивного индукторного двигателя. Патент РФ №2166228, кл. Н 02 Р 6/00, 8/00, заявл. 06.01.99 - прототип.2. A method of reducing the noise of a jet induction motor. RF patent №2166228, cl. H 02 P 6/00, 8/00, claimed 01/06/99 - a prototype.

Claims (1)

Вентильно-индукторный электропривод, содержащий электродвигатель, каждая фазная обмотка статора которого подключена к выходу секции управляемого преобразователя, регулятор скорости и регулятор тока, один вход которого соединен с датчиком тока, а выход подключен ко входу изменения напряжения управляемого преобразователя, второй вход которого соединен с выходом коммутатора фаз, ко входу которого подключен датчик положения ротора, отличающийся тем, что в него введены управляемый ключ и последовательно соединенные блок выделения минимума, задатчик интенсивности и блок выделения максимума, при этом исполнительная цепь управляемого ключа одним выводом подсоединена к выходу регулятора скорости, а вторым - ко второму входу блока выделения минимума и первому входу блока выделения максимума, а его управляющая цепь подключена к выходу коммутатора фаз, второй вход блока выделения минимума соединен с выходом датчика тока, а выход блока выделения максимума - со вторым входом регулятора тока.A valve-induction electric drive containing an electric motor, each phase winding of the stator of which is connected to the output of the controlled converter section, a speed controller and a current controller, one input of which is connected to a current sensor, and the output is connected to the voltage change input of the controlled converter, the second input of which is connected to the output phase switch, to the input of which a rotor position sensor is connected, characterized in that a controlled key and series-connected selection block of a minimum are introduced into it mA, an intensity adjuster and a maximum selection unit, while the executive circuit of the controlled key is connected to the output of the speed controller by one output and the second to the second input of the minimum selection unit and the first input of the maximum selection unit, and its control circuit is connected to the output of the phase switch, second the input of the minimum allocation unit is connected to the output of the current sensor, and the output of the maximum allocation unit is connected to the second input of the current regulator.
RU2003115401/09A 2003-05-26 2003-05-26 Valve-type inductor drive RU2241301C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003115401/09A RU2241301C1 (en) 2003-05-26 2003-05-26 Valve-type inductor drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003115401/09A RU2241301C1 (en) 2003-05-26 2003-05-26 Valve-type inductor drive

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2241301C1 true RU2241301C1 (en) 2004-11-27
RU2003115401A RU2003115401A (en) 2004-12-10

Family

ID=34310903

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003115401/09A RU2241301C1 (en) 2003-05-26 2003-05-26 Valve-type inductor drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2241301C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5767638A (en) Electric motor drive
CA2515953C (en) Multiphase motor having different winding configurations for respective speed ranges
DE68909232T2 (en) STARTING A BRUSHLESS DC MOTOR.
JP2006042598A5 (en)
WO2002060034A3 (en) Induction generator system and method
GB2418787A (en) Drive circuit and electric motor for submersible pumps
EP1219013B1 (en) State advance controller commutation loop for brushless d.c. motors
WO2004045059A2 (en) Multiphase motor having winding connections specific to respective operating speed ranges
KR100210080B1 (en) Speed control apparatus of a switched reluctance motor
RU2241301C1 (en) Valve-type inductor drive
JP2002281775A5 (en)
CN107947676B (en) Drive control system and method of switched reluctance motor
RU2166228C2 (en) Inductor-type reluctance motor noise reduction method
KR100259805B1 (en) Structure for single phase switched reluctance motor
RU2246789C1 (en) Device for stepless starting of single-phase commutator motor
SU1241339A1 (en) System for supplying electric power and controlling groups of hysteresis electric motors
RU2242083C2 (en) Method for current generation in phase windings of inductor-type reluctance motor
CN113302080A (en) Method and device for controlling an electric machine and electric drive system
SU1264296A1 (en) Device for controlling the stepping motor
RU2329588C1 (en) Device for stepping motor control
SU682991A1 (en) Method of starting a magnetoelectric motor
RU2251780C2 (en) Device for shaping commutating field of commutator machine
SU1309239A1 (en) High-voltage rectifier electric motor
RU133989U1 (en) DEVICE FOR CONTROLLING A STEEP MOTOR
SU826550A1 (en) Method of control of dependent frequency converter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120527