RU2274944C1 - Valve-type inductor-motor drive - Google Patents
Valve-type inductor-motor drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2274944C1 RU2274944C1 RU2004134884/09A RU2004134884A RU2274944C1 RU 2274944 C1 RU2274944 C1 RU 2274944C1 RU 2004134884/09 A RU2004134884/09 A RU 2004134884/09A RU 2004134884 A RU2004134884 A RU 2004134884A RU 2274944 C1 RU2274944 C1 RU 2274944C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- logical
- output
- input
- logical element
- transistor switch
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления вентильными индукторными электроприводами различных механизмов.The invention relates to electrical engineering and can be used in control systems of valve inductor electric drives of various mechanisms.
Известны вентильные индукторные электроприводы, содержащие электродвигатель, подключенный к вентильному коммутатору, в цепь управления которого включены широтно-импульсный модулятор и соответствующие регуляторы параметров электрической машины, сумматор, входы которого соединены с выходом датчика напряжения звена постоянного тока вентильного коммутатора и через блок умножения к вычитающему входу узла сравнения, суммирующий вход которого соединен через блок вычисления интеграла с выходом сумматора. Выход узла сравнения через релейный элемент подключен к входу блока вычисления заданного угла коммутации (заданного положения) [1]. Исключение датчика положения ротора здесь осуществлено за счет детектирования положения по результату сравнения потокосцепленийKnown inductive induction electric drives containing an electric motor connected to a valve switch, the control circuit of which includes a pulse-width modulator and the corresponding regulators of the parameters of the electric machine, an adder whose inputs are connected to the output of the voltage sensor of the DC link of the valve switch and through the multiplication unit to the subtracting input comparison node, the summing input of which is connected through the unit of calculation of the integral with the output of the adder. The output of the comparison node through the relay element is connected to the input of the unit for calculating the specified switching angle (given position) [1]. The exception of the rotor position sensor is made here by detecting the position by the result of the comparison of flux linkages
Недостатком этого привода являются ошибки вычисления потокосцепления при интегрировании фазного напряжения, возникающие преимущественно из-за температурных изменений омического сопротивления обмоток, проявляющегося наиболее сильно при низких скоростях.The disadvantage of this drive is the error in calculating the flux linkage when integrating the phase voltage, which occurs mainly due to temperature changes in the ohmic resistance of the windings, which manifests itself most strongly at low speeds.
Известны вентильные индукторные электроприводы, состоящие из индукторного двигателя, коммутатора и развитого микропроцессорного блока управления. За счет специального управления коммутацией, когда текущая информация о значении токов используется для определения углов коммутации в любом режиме работы, в данном приводе отказались от применения датчика положения ротора [2]. Управление известным электроприводом может быть реализовано на базе микропроцессора.Known valve induction electric drives, consisting of an induction motor, a switch and a developed microprocessor control unit. Due to the special switching control, when the current information on the current value is used to determine the switching angles in any operating mode, this drive refused to use the rotor position sensor [2]. The control of a known electric drive can be implemented on the basis of a microprocessor.
Недостатком данного привода является сложность системы управления. Здесь управление коммутацией основано на применении специально организованного "наблюдателя" в системе с релейным регулятором тока и генератором широтно-импульсной модуляции, ограничивающим частоту переключения силовых ключей инвертора. Кроме того, указанный электропривод имеет трудности реализации управления в приводах малой мощности, где необходимо принимать во внимание изменение удельного сопротивления обмоток при изменении температуры.The disadvantage of this drive is the complexity of the control system. Here, the switching control is based on the use of a specially organized "observer" in a system with a relay current regulator and a pulse-width modulation generator that limits the switching frequency of the inverter power switches. In addition, the specified electric drive has difficulties in implementing control in low power drives, where it is necessary to take into account the change in the resistivity of the windings when the temperature changes.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является вентильный электропривод, содержащий трехфазную синхронную машину, ротор которой механически соединен с датчиком положения ротора и датчиком скорости, а секции якорной обмотки подключены к выходам транзисторного коммутатора, блок перемножения, первый вход которого подключен к шине управляющего сигнала, а второй вход соединен с выходом датчика частоты вращения, дополнительно введены три формирователя сигналов датчика положения ротора, формирователь 120-градусных сигналов управления, три суммирующих интегратора со сбросом, три пороговых элемента, три формирователя импульсов сброса, входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам формирователя сигналов датчика положения ротора, а выходы соединены с управляющими входами соответственно первого, второго и третьего интеграторов со сбросом, первые входы которых объединены и подключены к выходу блока перемножения, вторые входы также объединены и соединены с выходом датчика частоты вращения, а выходы подключены к входам соответственно первого, второго и третьего пороговых элементов, выходы которых подключены ко вторым входам соответственно первого, второго и третьего логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первые входы которых подключены соответственно к первому, второму и третьему выходам формирователя сигналов датчика положения ротора, а выходы подключены к входам логического формирователя 120-градусных сигналов управления коммутатором [3].Closest to the proposed technical essence is a valve actuator containing a three-phase synchronous machine, the rotor of which is mechanically connected to the rotor position sensor and the speed sensor, and the armature winding sections are connected to the outputs of the transistor switch, the multiplication unit, the first input of which is connected to the control signal bus, and the second input is connected to the output of the rotational speed sensor, three shapers of the rotor position sensor signals are additionally introduced, a 120-degree signal shaper control, three summing integrators with reset, three threshold elements, three reset pulse shapers, the inputs of which are connected to the first, second and third outputs of the shaper of the rotor position sensor signals, and the outputs are connected to the control inputs of the first, second and third integrators with reset the first inputs of which are combined and connected to the output of the multiplication unit, the second inputs are also combined and connected to the output of the speed sensor, and the outputs are connected to the inputs respectively only the first, second, and third threshold elements, the outputs of which are connected to the second inputs of the first, second, and third logic elements, EXCLUSIVELY, or, the first inputs of which are connected respectively to the first, second, and third outputs of the signal generator of the rotor position sensor, and the outputs are connected to the inputs of the logical shaper 120-degree switch control signals [3].
Недостатком данного привода является наличие датчика частоты вращения, блока перемножения, суммирующих интеграторов со сбросом, пороговых элементов и формирователей импульсов сброса.The disadvantage of this drive is the presence of a speed sensor, a multiplication unit, summing integrators with a reset, threshold elements and reset pulse shapers.
Задачей изобретения является упрощение схемы и конструкции электропривода.The objective of the invention is to simplify the circuit and design of the electric drive.
Задача решается разработкой вентильного индукторного электропривода, содержащего трехфазный вентильный индукторный электродвигатель, фазные обмотки которого соединены с транзисторным коммутатором, блок запуска электродвигателя, соединенный с управляющими входами транзисторного коммутатора через переключающий элемент, датчик положения ротора, составленный из шести элементов Холла, размещенных на статоре двигателя. Выход каждого элемента Холла соединен с входом одного из шести логических элементов НЕ. Выходы первого и второго логических элементов НЕ соединены с входами первого логического элемента И-НЕ, выходы третьего и четвертого логических элементов НЕ соединены с входами второго логического элемента И-НЕ, выходы пятого и шестого логических элементов НЕ соединены с входами третьего логического элемента И-НЕ. Выход первого логического элемента И-НЕ соединен со вторыми входами первого и четвертого логических элементов И, первые входы которых соединены соответственно с выходами третьего и пятого логических элементов НЕ. Выход второго логического элемента И-НЕ соединен со вторым входом второго логического элемента И и с первым входом пятого логического элемента И, первый вход второго логического элемента И соединен с выходом второго логического элемента НЕ, второй вход пятого логического элемента И соединен с выходом шестого логического элемента НЕ. Выход третьего логического элемента И-НЕ соединен со вторым входом третьего логического элемента И и с первым входом шестого логического элемента И, первый вход третьего логического элемента И соединен с выходом первого логического элемента НЕ, второй вход шестого логического элемента И соединен с выходом четвертого логического элемента НЕ. Выход первого логического элемента И через переключающий элемент соединен с первым управляющим входом транзисторного коммутатора, выход второго логического элемента И через переключающий элемент соединен со вторым управляющим входом транзисторного коммутатора, выход третьего логического элемента И через переключающий элемент соединен с третьим управляющим входом транзисторного коммутатора, выход четвертого логического элемента И через переключающий элемент соединен с четвертым управляющим входом транзисторного коммутатора, выход пятого логического элемента И через переключающий элемент соединен с пятым управляющим входом транзисторного коммутатора, выход шестого логического элемента И через переключающий элемент соединен с шестым управляющим входом транзисторного коммутатора.The problem is solved by the development of a valve inductor electric drive containing a three-phase valve inductor electric motor, the phase windings of which are connected to the transistor switch, an electric motor start-up block connected to the control inputs of the transistor switch through a switching element, and a rotor position sensor composed of six Hall elements placed on the motor stator. The output of each Hall element is connected to the input of one of the six logic elements NOT. The outputs of the first and second logic gates are NOT connected to the inputs of the first logical gate AND NOT, the outputs of the third and fourth logic gates are NOT connected to the inputs of the second logic gate AND NOT, the outputs of the fifth and sixth logic gates are NOT connected to the inputs of the third logic gate AND . The output of the first logical element AND is NOT connected to the second inputs of the first and fourth logical elements AND, the first inputs of which are connected respectively to the outputs of the third and fifth logical elements NOT. The output of the second logical element AND is NOT connected to the second input of the second logical element AND and to the first input of the fifth logical element AND, the first input of the second logical element AND is connected to the output of the second logical element NOT, the second input of the fifth logical element AND is connected to the output of the sixth logical element NOT. The output of the third logical element AND is NOT connected to the second input of the third logical element AND and to the first input of the sixth logical element And, the first input of the third logical element And is connected to the output of the first logical element NOT, the second input of the sixth logical element AND is connected to the output of the fourth logical element NOT. The output of the first logical element And through the switching element is connected to the first control input of the transistor switch, the output of the second logical element And through the switching element is connected to the second control input of the transistor switch, the output of the third logical element And through the switching element is connected to the third control input of the transistor switch, the fourth output logical element And through a switching element connected to the fourth control input of the transistor switch, output One of the fifth logical element AND is connected through the switching element to the fifth control input of the transistor switch, the output of the sixth logical element And through the switching element is connected to the sixth control input of the transistor switch.
На фиг.1 показана схема электропривода, реализующая обработку сигналов с датчика положения ротора и получение 120-градусных сигналов управления транзисторным коммутатором, на фиг.2 - временные диаграммы сигналов с шестифазного датчика положения ротора на элементах Холла; на фиг.3 - временные диаграммы 120-градусных сигналов управления транзисторным коммутатором.In Fig.1 shows a diagram of an electric drive that implements the processing of signals from the rotor position sensor and receiving 120-degree control signals of the transistor switch, Fig.2 - timing diagrams of signals from a six-phase rotor position sensor on the Hall elements; figure 3 is a timing diagram of a 120-degree control signal transistor switch.
Вентильный индукторный электропривод содержит трехфазный вентильный индукторный электродвигатель 1, фазные обмотки которого соединены с транзисторным коммутатором 2, блок запуска 3 электродвигателя, соединенный с управляющими входами транзисторного коммутатора 2 через переключающий элемент 25, датчик положения ротора, составленный из шести элементов Холла 4-9, размещенных на статоре двигателя 1, выход каждого элемента Холла 4-9 соединен с входом одного из шести логических элементов НЕ 10-15, выходы первого 10 и второго 11 логических элементов НЕ соединены с входами первого логического элемента И-НЕ 16, выходы третьего 12 и четвертого 13 логических элементов НЕ соединены с входами второго логического элемента И-НЕ 17, выходы пятого 14 и шестого 15 логических элементов НЕ соединены с входами третьего логического элемента И-НЕ 18, выход первого логического элемента И-НЕ 16 соединен со вторыми входами первого 19 и четвертого 22 логических элементов И, первые входы которых соединены соответственно с выходами третьего 12 и пятого 14 логических элементов НЕ, выход второго логического элемента И-НЕ 17 соединен со вторым входом второго логического элемента И 20 и с первым входом пятого логического элемента И 23, первый вход второго логического элемента И 20 соединен с выходом второго логического элемента НЕ 11, второй вход пятого логического элемента И 23 соединен с выходом шестого логического элемента НЕ 15, выход третьего логического элемента И-НЕ 18 соединен со вторым входом третьего логического элемента И 21 и с первым входом шестого логического элемента И 24, первый вход третьего логического элемента И 21 соединен с выходом первого логического элемента НЕ 10, второй вход шестого логического элемента И 24 соединен с выходом четвертого логического элемента НЕ 13, выход первого логического элемента И 19 через переключающий элемент 25 соединен с первым управляющим входом транзисторного коммутатора 2, выход второго логического элемента И 20 через переключающий элемент 25 соединен со вторым управляющим входом транзисторного коммутатора 2, выход третьего логического элемента И 21 через переключающий элемент 25 соединен с третьим управляющим входом транзисторного коммутатора 2, выход четвертого логического элемента И 22 через переключающий элемент 25 соединен с четвертым управляющим входом транзисторного коммутатора 2, выход пятого логического элемента И 23 через переключающий элемент 25 соединен с пятым управляющим входом транзисторного коммутатора 2, выход шестого логического элемента И 24 через переключающий элемент 25 соединен с шестым управляющим входом транзисторного коммутатора 2.The inductive induction electric drive comprises a three-phase inductive induction motor 1, the phase windings of which are connected to the transistor switch 2, an electric motor start-up block 3 connected to the control inputs of the transistor switch 2 through a switching element 25, and a rotor position sensor composed of six Hall elements 4-9 placed on motor stator 1, the output of each Hall element 4-9 is connected to the input of one of the six logic elements NOT 10-15, the outputs of the first 10 and second 11 logic elements E are connected to the inputs of the first logical element AND 16, the outputs of the third 12 and fourth 13 logic elements are NOT connected to the inputs of the second logical element AND 17, the outputs of the fifth 14 and sixth 15 logic elements are NOT connected to the inputs of the third logic AND 18, the output of the first logical element AND 16 is connected to the second inputs of the first 19 and fourth 22 logical elements AND, the first inputs of which are connected respectively with the outputs of the third 12 and fifth 14 logic elements NOT, the output of the second logical element AND 17 is connected to the second input of the second logic gate And 20 and to the first input of the fifth logic gate And 23, the first input of the second logic gate And 20 is connected to the output of the second logic gate HE 11, the second input of the fifth logic gate And 23 is connected to the output of the sixth logic gate NOT 15, the output of the third logical element AND-NOT 18 is connected to the second input of the third logical element And 21 and to the first input of the sixth logical element And 24, the first input of the third logical element And 21 is connected to the output of the first logic of an element NOT 10, the second input of the sixth logical element AND 24 is connected to the output of the fourth logical element NOT 13, the output of the first logical element And 19 through the switching element 25 is connected to the first control input of the transistor switch 2, the output of the second logical element And 20 through the switching element 25 connected to the second control input of the transistor switch 2, the output of the third logical element And 21 through the switching element 25 is connected to the third control input of the transistor switch 2, the output h of the fourth logic element AND 22 through the switching element 25 is connected to the fourth control input of the transistor switch 2, the output of the fifth logic element And 23 through the switching element 25 is connected to the fifth control input of the transistor switch 2, the output of the sixth logic element And 24 through the switching element 25 is connected to the sixth the control input of the transistor switch 2.
Вентильный индукторный электропривод работает следующим образом. Пуск осуществляется с помощью блока запуска 3. После разгона двигателя до требуемой скорости отключают блок запуска 3 и включают блок управления установившимся режимом. Сформированные сигналы U1-U6 с выходов двух триад 4-6 и 7-9, сдвинутых относительно друг друга на 30 эл. град., чувствительных элементов датчика положения ротора длительностью 150 эл. град. (фиг.2), сдвинутые относительно друг друга внутри триады на 120 эл. град., через логические элементы НЕ 10-15 поступают на входы логических элементов И-НЕ 16-18, на выходе которых формируются три последовательности импульсов длительностью 180 эл. град., сдвинутые относительно друг друга на 120 эл. град., посредством логического умножения блоками 19-24 этих сигналов на инвертированные сигналы с датчика положения ротора на выходе логических элементов И формируются сигналы Т1-Т6 управления транзисторным коммутатором (фиг.3).Valve induction drive operates as follows. Start-up is carried out using the start-up unit 3. After the engine is accelerated to the required speed, the start-up unit 3 is turned off and the control unit is turned on in steady state. The generated signals U1-U6 from the outputs of two triads 4-6 and 7-9, shifted relative to each other by 30 el. grad., sensitive elements of the rotor position sensor with a duration of 150 el. hail. (figure 2), shifted relative to each other inside the triad by 120 el. grad., through the logical elements NOT 10-15 enter the inputs of the logical elements AND 16-18, at the output of which are formed three sequences of pulses with a duration of 180 el. hail., shifted relative to each other by 120 e. grad., by means of logical multiplication by blocks 19-24 of these signals by inverted signals from the rotor position sensor at the output of logical elements AND, the transistor switch control signals T1-T6 are generated (Fig. 3).
Указанное выполнение вентильного индукторного электропривода позволяет получать парную коммутацию тока в фазах индукторного электродвигателя и поддерживать постоянную скорость вращения двигателя. Система электропривода имеет более низкую стоимость системы управления за счет исключения сложной микропроцессорной системы управления и датчика частоты вращения.The specified embodiment of a valve induction electric drive allows you to get a pair of switching current in the phases of the induction motor and maintain a constant speed of rotation of the motor. The electric drive system has a lower control system cost due to the elimination of a complex microprocessor control system and speed sensor.
Источники информацииInformation sources
1. RU 2069034 C1, 10.11.1966.1. RU 2069034 C1, 11/10/1966.
2. Ильинский Н.Ф., Бычков М.Г. Вентильно-индукторный привод для легких электрических транспортных средств. //Электротехника. 2000, №2, с.28-31.2. Ilyinsky N.F., Bychkov M.G. Valve-inductor drive for light electric vehicles. // Electrical Engineering. 2000, No. 2, p. 28-31.
3. SU 1744769 A1, Вентильный электропривод, МКИ Н 02 К 29/14. Опубл. 30.06.1992. Бюл. №24.3. SU 1744769 A1, Valve actuator, MKI N 02 K 29/14. Publ. 06/30/1992. Bull. Number 24.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004134884/09A RU2274944C1 (en) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | Valve-type inductor-motor drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004134884/09A RU2274944C1 (en) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | Valve-type inductor-motor drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2274944C1 true RU2274944C1 (en) | 2006-04-20 |
Family
ID=36608189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004134884/09A RU2274944C1 (en) | 2004-11-29 | 2004-11-29 | Valve-type inductor-motor drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2274944C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669192C2 (en) * | 2017-03-09 | 2018-10-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИОР" | Method of start-up of a switched reluctance motor |
RU2698464C1 (en) * | 2018-12-18 | 2019-08-27 | Владимир Андреевич Коровин | Switched reluctance electric machine with switched phase windings |
WO2021025547A1 (en) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 | Омир Каримович БАЯЛИЕВ | Bayaliev universal generator/motor |
RU2744656C1 (en) * | 2020-02-20 | 2021-03-12 | Общество с ограниченной ответственностью "АПРИОРНЫЕ РЕШЕНИЯ МАШИН" | Method for operating a high-speed inductor electric machine |
-
2004
- 2004-11-29 RU RU2004134884/09A patent/RU2274944C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2669192C2 (en) * | 2017-03-09 | 2018-10-09 | Общество с ограниченной ответственностью "ГИОР" | Method of start-up of a switched reluctance motor |
RU2698464C1 (en) * | 2018-12-18 | 2019-08-27 | Владимир Андреевич Коровин | Switched reluctance electric machine with switched phase windings |
WO2021025547A1 (en) * | 2019-08-07 | 2021-02-11 | Омир Каримович БАЯЛИЕВ | Bayaliev universal generator/motor |
RU2744656C1 (en) * | 2020-02-20 | 2021-03-12 | Общество с ограниченной ответственностью "АПРИОРНЫЕ РЕШЕНИЯ МАШИН" | Method for operating a high-speed inductor electric machine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103151976B (en) | Control system for multiphase electric rotating machine | |
JP6394030B2 (en) | Inverter control device | |
US8723462B2 (en) | Methods, systems and apparatus for estimating angular position and/or angular velocity of a rotor of an electric machine | |
Niasar et al. | A novel position sensorless control of a four-switch, brushless DC motor drive without phase shifter | |
US10530289B2 (en) | Mechatronic assembly controlled by a torque and direction signal separate from the power signal | |
CN107112926B (en) | Method for switching the operating state of an electric machine and device for switching the operating state of an electric machine | |
US9543868B2 (en) | Apparatus for controlling rotary electric machine | |
CN101483403B (en) | Control system for multiphase electric rotating machine | |
KR20190121264A (en) | Motor driving circuit, motor driving method and motor device using the same | |
US7023171B2 (en) | Integrated inverter for driving multiple electric machines | |
RU2274944C1 (en) | Valve-type inductor-motor drive | |
JP2012125096A (en) | Motor drive controller | |
Tsotoulidis et al. | A sensorless commutation technique of a brushless DC motor drive system using two terminal voltages in respect to a virtual neutral potential | |
CA2772805A1 (en) | Position sensing circuit for brushless motors | |
JP6090119B2 (en) | Engine starter | |
JP3394436B2 (en) | Control device for permanent magnet type synchronous motor and control device for electric vehicle | |
Bruyère et al. | Modeling and control of a seven-phase claw-pole integrated starter alternator for micro-hybrid automotive applications | |
CN110247588B (en) | Single-pulse control method and system of Hall motor | |
Shin et al. | Fault diagnosis method for power transistors in switched reluctance machine drive system | |
CN111279607B (en) | Control device for rotating electrical machine | |
JP6348779B2 (en) | Synchronous motor drive system | |
US10027252B2 (en) | Rotating electric machine system | |
US8729847B2 (en) | Methods, systems and apparatus for generating current commands used to control operation of an electric machine | |
KR102260101B1 (en) | Integrated circuit for controlling motor | |
JP2015027120A (en) | Control device for brushless motor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061130 |