RU2297091C2 - Inductor motor control process - Google Patents
Inductor motor control process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2297091C2 RU2297091C2 RU2005114087/09A RU2005114087A RU2297091C2 RU 2297091 C2 RU2297091 C2 RU 2297091C2 RU 2005114087/09 A RU2005114087/09 A RU 2005114087/09A RU 2005114087 A RU2005114087 A RU 2005114087A RU 2297091 C2 RU2297091 C2 RU 2297091C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- interval
- value
- current
- phase current
- beginning
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам управления индукторными двигателями, в том числе тяговыми, имеющими зубчатый статор и ротор.The invention relates to methods for controlling induction motors, including traction, having a gear stator and a rotor.
Известен способ управления индукторным двигателем («токовый коридор»), заключающийся в том, что внутри каждого периода датчика положения ротора на фазную обмотку двигателя подают импульсы напряжения так, чтобы ток не выходил за рамки «токового коридора», т.е. был приблизительно постоянным (см. Электровозостроение: сб. науч. тр. ОАО «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт электровозостроения» (ОАО «ВЭлНИИ»). - 2000. - Т.42 - 324 с. на с.186 и журнал «Электротехника» №6/98, с.25-26, рис.2в и 4б).There is a known method of controlling an induction motor ("current corridor"), which consists in the fact that within each period of the rotor position sensor, voltage pulses are fed to the phase winding of the motor so that the current does not go beyond the "current corridor", i.e. was approximately constant (see Electric locomotive construction: collection of scientific papers by the All-Russian Research and Design Institute of Electric Locomotive OJSC (VELNII OJSC). - 2000. - T.42 - 324 pp. on p.186 and Electrical Engineering magazine No. 6/98, pp. 25-26, Fig. 2c and 4b).
Изменение в большом диапазоне при постоянном токе предопределяет большие пульсации момента на валу двигателя, что ведет к преждевременному износу приводного механизма и двигателя, а при использовании индукторного двигателя в качестве тягового провоцирует еще и боксование.Change in a large range at constant current, it determines large pulsations of the torque on the motor shaft, which leads to premature wear of the drive mechanism and motor, and when using the induction motor as a traction motor, it also provokes boxing.
Наиболее близким по технической сущности является способ управления индукторным двигателем, заключающийся в том, что формируют токи в двигателе, для чего измеряют периоды датчика положения ротора двигателя, внутри каждого периода датчика положения ротора на фазную обмотку двигателя подают как минимум один импульс напряжения, определяют временной интервал подачи импульсов напряжения, разбивают его на m равных интервалов Δt, соответствующих углу поворота ротора ΔΘ, в начале каждого из которых вводят значение фазного тока in-1, соответствующее началу n-го интервала из m, определяют величину фазного тока in по формулеThe closest in technical essence is the method of controlling the induction motor, which consists in generating currents in the motor, for which the periods of the rotor position sensor are measured, inside each period of the rotor position sensor, at least one voltage pulse is fed to the phase winding of the motor, and the time interval is determined applying voltage pulses, divide it into m equal intervals of Δt, the corresponding angle of rotation of the rotor ΔΘ, at the beginning of each of which is introduced the phase current i n-1 corresponds to yuschee top n-th interval of m, determine the magnitude of the phase current i n by the formula
где М3(Θn) - заданное значение момента на n-ом интервале;where M 3 (Θ n ) is the set value of the moment on the n-th interval;
L(Θn, in-1) - значение индуктивности в конце n-го интервала при токе in-1;L (Θ n , i n-1 ) is the inductance value at the end of the n-th interval at current i n-1 ;
L(Θn-1, in-1) - значение индуктивности в конце (n-1)-го интервала при токе in-1;L (Θ n-1 , i n-1 ) is the inductance value at the end of the (n-1) th interval at current i n-1 ;
in-1 - значение фазного тока в конце (n-1)-го интервала,i n-1 - phase current value at the end of the (n-1) -th interval,
причем, если в начале n-го интервала фазный ток больше значения in, то импульс напряжения не формируют. (См. описание изобретения к патенту Российской Федерации RU 2229194 С2, кл. 7 Н02Р 8/18, опубл. 20.05.2004 Бюл. №14).moreover, if at the beginning of the nth interval the phase current is greater than the value of i n , then a voltage pulse is not formed. (See the description of the invention to the patent of the Russian Federation RU 2229194 C2, class 7 Н02Р 8/18, publ. 05.20.2004 Bull. No. 14).
Этот способ имеет следующий недостаток. Если в начале n-го интервала, при превышении фазным током значения in, импульс напряжения не формировать, то значение тока в конце n-го интервала может оказаться меньше in и изменение электромагнитной энергии не соответствовать поддержанию заданного момента двигателя. Поэтому среднее значение момента на интервале ΔΘ может не соответствовать заданному, что предопределяет пульсации момента двигателя.This method has the following disadvantage. If at the beginning of the n-th interval, if the phase current exceeds the value of i n , the voltage pulse is not generated, then the current value at the end of the n-th interval may turn out to be less than i n and the change in electromagnetic energy does not correspond to maintaining a given motor moment. Therefore, the average value of the moment in the interval ΔΘ may not correspond to the specified one, which determines the ripple of the engine moment.
Задачей изобретения является снижение пульсаций момента индукторного двигателя за счет поддержания момента двигателя равным заданному на каждом из m интервалов.The objective of the invention is to reduce the ripple of the torque of the induction motor by maintaining the motor torque equal to the specified at each of m intervals.
Поставленная задача решается способом управления индукторным двигателем, при котором измеряют период сигнала датчика положения ротора, определяют временной интервал подачи импульсов управления внутри сигнала датчика положения ротора и разбивают его на m равных интервалов Δt, соответствующих углу поворота ротора в Θ. В начале каждого из этих интервалов вводят значение фазного тока in-1, соответствующее началу текущего n-го интервала из m, определяют величину фазного тока in по формулеThe problem is solved by the method of controlling the induction motor, in which the period of the rotor position sensor signal is measured, the time interval for the supply of control pulses inside the rotor position sensor signal is determined, and it is divided into m equal intervals Δt corresponding to the angle of rotation of the rotor in Θ. At the beginning of each of these intervals, enter the value of the phase current i n-1 corresponding to the beginning of the current n-th interval from m, determine the magnitude of the phase current i n according to the formula
где М3(Θn) - заданное значение момента на n-ом интервале;where M 3 (Θ n ) is the set value of the moment on the n-th interval;
L(Θn, in-1) - значение индуктивности в конце n-го интервала при токе in-1;L (Θ n , i n-1 ) is the inductance value at the end of the n-th interval at current i n-1 ;
L(Θn-1, in-1) - значение индуктивности в конце (n-1)-го интервала при токе in-1;L (Θ n-1 , i n-1 ) is the inductance value at the end of the (n-1) th interval at current i n-1 ;
in-1 - значение фазного тока в конце (n-1)-го интервала,i n-1 - phase current value at the end of the (n-1) -th interval,
при превышении значением in величины фазного тока формируют импульс напряжения u от начала текущего n-го интервала до момента достижения фазным током величины in. При превышении в начале n-го полупериода фазным током значения in отсчитывают время τ, прошедшее от начала n-го интервала до достижения фазным током значения in и через времяwhen the value i n exceeds the phase current value, a voltage pulse u forms from the beginning of the current n-th interval until the phase current reaches the value i n . If the phase current exceeds the value of i n at the beginning of the nth half-period, the time τ elapses from the beginning of the nth interval until the phase current reaches the value of i n and after a while
где Where
r - активное сопротивление фазной обмотки;r is the active resistance of the phase winding;
L(Θn, in) - значение индуктивности в конце n-го интервала при токе in, подают на фазную обмотку постоянное напряжение u.L (Θ n , i n ) is the value of the inductance at the end of the n-th interval at a current i n , a constant voltage u is applied to the phase winding.
Таким образом обеспечивается достижение током необходимого значения в конце n-го интервала, что обеспечивает изменение электромагнитной энергии, необходимое для поддержания на n-ом интервале постоянного момента, равного заданному.This ensures that the current reaches the required value at the end of the nth interval, which ensures the change in electromagnetic energy necessary to maintain a constant torque equal to the specified moment on the nth interval.
На фиг.1 представлено устройство для реализации способа; на фиг.2 - алгоритм работы устройства; на фиг.3 - временные диаграммы, поясняющие определение времени подачи напряжения на фазную обмотку.Figure 1 shows a device for implementing the method; figure 2 - algorithm of the device; figure 3 is a timing chart explaining the determination of the time of voltage supply to the phase winding.
Способ осуществляется микропроцессорной системой, состоящей из блока таймеров 1, процессора 2, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 3, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 4, аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) 5, блока драйверов 6, транзисторного блока 7, управляющего индукторным двигателем 8, имеющим датчики положения ротора (ДПР) 9. Входы-выходы процессора 2, ОЗУ 3, ПЗУ 4, входы блока таймеров 1, блока драйверов 6 и выход АЦП 5 объединены шиной адресов-данных 10. Выходы блока таймеров 1 и ДПР 9 соединены с шинами прерывания процессора 2. Ток i двигателя 8 поступает на вход АЦП 5. Выходы транзисторного блока 7, запитанного постоянным напряжением u, нагружены на обмотки индукторного двигателя 8.The method is carried out by a microprocessor system, consisting of a block of
Процессор, ОЗУ, ПЗУ, блок таймеров, АЦП могут быть интегрированы в специализированный контроллер, например М167-1С (см. каталог продукции «Бортовая промышленная электроника» АО «Каскод», 105037, Москва, Измайловская пл., 7).The processor, RAM, ROM, timer unit, ADC can be integrated into a specialized controller, for example M167-1C (see the product catalog "On-board industrial electronics" JSC "Kaskod", 105037, Moscow, Izmailovskaya pl., 7).
Способ реализуется в соответствии с алгоритмом на фиг.2.The method is implemented in accordance with the algorithm in figure 2.
Алгоритм состоит их 4-х подпрограмм, которые запускают сигналами прерываний от ДПР 9 и блока таймеров 1 - t1, t2, tm.The algorithm consists of 4 subprograms that are triggered by interrupt signals from the DPR 9 and the timer block 1 - t 1 , t 2 , t m .
Первая подпрограмма начинается по сигналу ДПР. Вводят значение кода из таймера Т, соответствующее периоду сигнала ДПР (блок 11) и снова запускают таймер Т (блок 12). Затем определяют временной интервал [t1, t2] (блок 13) и запускают таймеры t1 и t2 в блоке таймеров 1 (блок 14). В блоке 15 определяется количество интервалов m умножением временного интервала [t1, t2] на значение максимально допустимой частоты переключения транзисторов транзисторного блока 7. Затем в блоке 16 определяют величину интервала Δt повторения определения необходимого значения тока in и соответствующий угол поворота ротора ΔΘ. Заканчивается подпрограмма вводом заданного значения момента М3 (блок 17).The first subroutine starts at the DPR signal. Enter the code value from the timer T corresponding to the period of the DPR signal (block 11) and start the timer T again (block 12). Then determine the time interval [t 1 , t 2 ] (block 13) and start the timers t 1 and t 2 in the block of timers 1 (block 14). In
Вторая подпрограмма начинается по приходу сигнала таймера t1, запущенного в первой подпрограмме.The second subroutine begins upon the arrival of the timer signal t 1 , which is started in the first subroutine.
В этой подпрограмме запускают таймер m интервала повторения вычислений (блок 18) и номеру интервала повторения вычислений присваивается значение единицы (блок 19).In this subroutine, the timer m of the repetition interval is started (block 18) and the value of the unit of repetition interval number is assigned to the number of the repetition interval (block 19).
Таймер m периодически выдает сигналы прерываний, по которым выполняется третья подпрограмма, в которой определяют необходимые значения тока двигателя на каждом интервале повторения вычислений. Для этого в блоке 20 вводят значение тока, соответствующее началу интервала. Затем в блоке 21 обновляют значения индуктивностей для вычисления нужного значения тока на этом интервале, которое определяют в блоке 22 в соответствии с формулойThe timer m periodically generates interrupt signals, according to which the third subroutine is executed, in which the necessary values of the motor current are determined at each calculation repeat interval. For this, in
где М3(Θn) - заданное значение момента на n-ом интервале;where M 3 (Θ n ) is the set value of the moment on the n-th interval;
L(Θn, in-1) - значение индуктивности в конце n-го интервала при токе in-1;L (Θ n , i n-1 ) is the inductance value at the end of the n-th interval at current i n-1 ;
L(Θn-1, in-1) - значение индуктивности в конце (n-1)-го интервала при токе in-1;L (Θ n-1 , i n-1 ) is the inductance value at the end of the (n-1) th interval at current i n-1 ;
in-1 - значение фазного тока в конце (n-1)-го интервала.i n-1 - phase current value at the end of the (n-1) -th interval.
В блоке 23 сравнивают вычисленную величину тока in, которую необходимо достичь на данном интервале, со значением тока in-1 в начале этого интервала и, если оно больше, включают (блок 24) транзисторы транзисторного блока 7, и при достижении фазным током значения in (блоки 25, 26) транзисторы транзисторного блока 7 выключают (блок 27), снимая с фазной обмотки напряжение u. Если необходимое значение тока в конце интервала in меньше значения тока in-1 в начале интервала, то транзисторы транзисторного блока 7 выключают (блок 29), отсчитывают время (от начала n-го интервала до достижения фазным током значения in (блоки 30...33), затем определяют время (блок 34)In
и через это время (блок 35) подают на фазную обмотку напряжение u, включая транзисторы (блок 36) транзисторного блока 7. В блоке 28 значение номера интервала увеличивается на единицу, что соответствует следующему интервалу повторения вычислений.and after this time (block 35), voltage u is supplied to the phase winding, including transistors (block 36) of transistor block 7. In
Подачу импульсов управления прекращают четвертой подпрограммой с приходом сигнала прерывания от таймера t2, при этом осуществляют сброс всех таймеров (блок 37) и выключают транзисторный бок 7 (блок 38).The supply of control pulses is stopped by the fourth subroutine with the arrival of an interrupt signal from timer t 2 , while resetting all the timers (block 37) and turn off the transistor side 7 (block 38).
Предлагаемый способ позволяет в случае превышения током необходимого его значения в конце интервала достичь необходимого значения именно в конце интервала, обеспечив такое изменение электромагнитной энергии, которое реализует поддержание заданного момента индукторного двигателя, снизив его пульсации.The proposed method allows, if the current exceeds its required value at the end of the interval, to achieve the necessary value at the end of the interval, providing such a change in electromagnetic energy that implements the maintenance of a given moment of the induction motor, reducing its ripple.
Фиг.3 поясняет получение формулы (1). Кривая i1 описывает изменение фазного тока индукторного двигателя при отсутствии напряжения на фазной обмотке. Ток спадает по экспоненте, проходящей через точки с координатамиFigure 3 explains the receipt of the formula (1). Curve i 1 describes the change in the phase current of the induction motor in the absence of voltage on the phase winding. The current decreases exponentially through points with coordinates
(tn-1, in-1) - соответствует началу n-го интервала;(t n-1 , i n-1 ) - corresponds to the beginning of the n-th interval;
- соответствует уменьшению тока до величины in. - corresponds to a decrease in current to i n .
Заменяя экспоненту прямой, проходящей через две точки, имеемReplacing the exponential of a line passing through two points, we have
Кривая i1 описывает изменение фазного тока после подачи импульса напряжения амплитудой u. Ток возрастает по экспоненте, проходящей через точки с координатамиCurve i 1 describes the change in phase current after applying a voltage pulse of amplitude u. The current increases exponentially through points with coordinates
(t0, 0) - соответствует пересечению экспонентой оси времени;(t 0 , 0) - corresponds to the intersection of the exponential time axis;
(tn, in) - соответствует концу n-го интервала.(t n , i n ) - corresponds to the end of the n-th interval.
Заменяя экспоненту прямой, проходящей через эти две точки, имеемReplacing the exponential line passing through these two points, we have
Если в момент времени t подать напряжение u, то до конца n-го интервала ток по экспоненте i2 достигнет значения in, что обеспечит необходимое значение момента индукторного двигателя М3.If voltage u is applied at time t, then until the end of the n-th interval, the current exponentially i 2 reaches the value i n , which will provide the necessary value of the moment of the induction motor M 3 .
Для определения момента времени t подачи напряжения приравняем токи i1 и i2 To determine the time t of the voltage supply, we equate the currents i 1 and i 2
ОбозначивMarking
имеемwe have
Время от достижения спадающим по экспоненте i1 током значения in до подачи напряжения uThe time from reaching a falling value of exponentially i 1 current value i n to supply voltage u
где Δt=tn-tn-1 - временной интервал подачи импульсов напряжения.where Δt = t n -t n-1 is the time interval for the supply of voltage pulses.
Определим время t0. Ток i2 описывается экспонентойWe determine the time t 0 . Current i 2 is described by the exponent
с постоянной времени , соответствующей концу n-го интервала при токе in.with time constant corresponding to the end of the nth interval at current i n .
Для точки с координатами (tn, in)For a point with coordinates (t n , i n )
отсюдаfrom here
Тогда, учитывая tn-t0=-k,Then, given t n -t 0 = -k,
и and
а время от достижения током значения in до подачи напряжения uand the time from the current reaching the value of i n before applying voltage u
Исследование данного способа управления на том же стенде, где испытывался прототип, показали снижение пульсаций момента индукторного двигателя, но по сравнению с прототипом на 30% в зоне номинальных и высоких скоростей.The study of this control method on the same bench where the prototype was tested, showed a decrease in ripple moment of the induction motor, but compared with the prototype by 30% in the zone of nominal and high speeds.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114087/09A RU2297091C2 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Inductor motor control process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005114087/09A RU2297091C2 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Inductor motor control process |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2005114087A RU2005114087A (en) | 2006-11-20 |
RU2297091C2 true RU2297091C2 (en) | 2007-04-10 |
Family
ID=37501672
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005114087/09A RU2297091C2 (en) | 2005-05-11 | 2005-05-11 | Inductor motor control process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2297091C2 (en) |
-
2005
- 2005-05-11 RU RU2005114087/09A patent/RU2297091C2/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2005114087A (en) | 2006-11-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1246355A3 (en) | Apparatus for driving sensorless motor | |
US20120041645A1 (en) | Steering control apparatus for vehicle and steering control method | |
US7615947B2 (en) | Motor driving device and motor braking method | |
EP1744445A3 (en) | AC motor driving apparatus and method of controlling the same | |
EP1174999A3 (en) | Sensorless motor driving apparatus | |
JP2017221002A (en) | Motor controller | |
EP2527091A3 (en) | Screwdriver and method for controlling a screwdriver | |
US10063170B2 (en) | Methods and apparatus for robust and efficient stepper motor BEMF measurement | |
EP1699130A2 (en) | Inverter unit | |
EP3125424A1 (en) | Method to control a switched reluctance motor | |
CN107989993B (en) | Shift range controller | |
RU2297091C2 (en) | Inductor motor control process | |
EP1124320A3 (en) | Motor control method and motor control apparatus | |
EP1321618A3 (en) | Controller of automotive power door | |
EP3136585A3 (en) | Motor driving apparatus, motor control apparatus, conveyance apparatus and motor driving method | |
EP2597062A2 (en) | Elevator controlling method, elevator controlling device, and elevator device using the same | |
RU2314634C2 (en) | Method for controlling asynchronous engine | |
JP2007166892A (en) | Method and device for deciding rotational speed of electric machine | |
JP2002153088A5 (en) | ||
RU2229194C2 (en) | Inductor motor control process | |
KR950033739A (en) | Feeding method of single phase stepping motor | |
RU2315419C2 (en) | Method for control of traction inductive electric drive torque | |
RU2294049C1 (en) | Method for controlling inductor motor | |
Kolber et al. | The control system of the stepper motor motion with positioning accuracy verification | |
DE58906945D1 (en) | Method and device for controlling externally excited DC motors. |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070512 |