RU2408972C1 - Electric drive with synchronous reluctance machine, and its control method - Google Patents

Electric drive with synchronous reluctance machine, and its control method Download PDF

Info

Publication number
RU2408972C1
RU2408972C1 RU2009148381/07A RU2009148381A RU2408972C1 RU 2408972 C1 RU2408972 C1 RU 2408972C1 RU 2009148381/07 A RU2009148381/07 A RU 2009148381/07A RU 2009148381 A RU2009148381 A RU 2009148381A RU 2408972 C1 RU2408972 C1 RU 2408972C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
windings
rotor
thyristor
current
position sensor
Prior art date
Application number
RU2009148381/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Семенович Усынин (RU)
Юрий Семенович Усынин
Максим Анатольевич Григорьев (RU)
Максим Анатольевич Григорьев
Константин Михайлович Виноградов (RU)
Константин Михайлович Виноградов
Алексей Николаевич Горожанкин (RU)
Алексей Николаевич Горожанкин
Александр Николаевич Шишков (RU)
Александр Николаевич Шишков
Антон Евгеньевич Бычков (RU)
Антон Евгеньевич Бычков
Артем Владимирович Валов (RU)
Артем Владимирович Валов
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ")
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 "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ") filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (ГОУ ВПО "ЮУрГУ")
Priority to RU2009148381/07A priority Critical patent/RU2408972C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2408972C1 publication Critical patent/RU2408972C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: electric drive with synchronous reluctance machine includes two groups of three-phase (multi-phase) windings with full pitch, which are uniformly distributed along inner stator bore, and rotor position sensor. Electric drive is equipped with thyristor commutator, current sensor, which are connected between cathode and anode groups of commutator; at that, windings of similar stator phases are connected to each other according to and in series so that spatial magnetic axes of those windings are mutually orthogonal. Beginnings of windings of the first group are connected to power line and the ends of the second group are connected to the input of thyristor commutator. Besides, current sensor output is connected to one of the inputs of current control the second input of which is connected to the source for setting current value, and output of current control and rotor position sensor is connected to thyristor commutator. As per the signal supplied from rotor position sensor output, control pulses are supplied to two fans of opposite groups of thyristor commutator so that true neutral plane of motor can get under the trailing edge of rotor pole.
EFFECT: improving reliability in operating conditions with high angular speeds and high moment overloads, with severe and extremely severe operating conditions, possible operation of the device both in motor and in braking conditions of electric machine.
2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемых электроприводах общепромышленных механизмов, а также транспортных средств.The invention relates to electrical engineering and can be used in controlled electric drives of general industrial mechanisms, as well as vehicles.

Известны бесконтактные синхронные генераторы с возбудителем и вращающимся выпрямителем, с многофазной обмоткой якоря (статора) и силовым многофазным выпрямителем на выходе генератора (US 4121148, МПК Н02K 19/34; Н02Р 9/14, опубл. 17.10.1978). Однако размещение на роторе вращающейся обмотки возбуждения и диодов выпрямителя снижает механическую надежность генератора и не позволяет получить высокие угловые скорости вращения ротора.Known contactless synchronous generators with a pathogen and a rotating rectifier, with a multiphase winding of the armature (stator) and a power multiphase rectifier at the output of the generator (US 4121148, IPC Н02K 19/34; Н02Р 9/14, publ. 10/17/1978). However, the placement on the rotor of a rotating field winding and rectifier diodes reduces the mechanical reliability of the generator and does not allow to obtain high angular rotational speeds of the rotor.

Наиболее близким к заявляемому устройству является синхронная реактивная машина, содержащая многофазную силовую обмотку и многофазную обмотку возбуждения с полным шагом, подключаемую к управляемым возбудителям (RU 2240640, МПК H02G 1/02, опубл. 20.11.04 - прототип). Известное устройство снабжено дополнительными обмотками возбуждения с полным шагом, управляемыми возбудителями и датчиком положения ротора. Обмотки возбуждения размещены в пазах статора так, что магнитные оси их равномерно распределены вдоль воздушного зазора с образованием симметричной многофазной магнитной системы и подключены к выходам управляемых возбудителей. Первые управляющие входы возбудителей соединены с источником задания величины тока возбуждения, а вторые входы соединены с выходом датчика положения ротора устройства.Closest to the claimed device is a synchronous jet machine containing a multiphase power winding and a multiphase excitation winding with a full step, connected to controlled pathogens (RU 2240640, IPC H02G 1/02, publ. 20.11.04 - prototype). The known device is equipped with additional field windings with a full step, controlled by pathogens and a rotor position sensor. The field windings are placed in the grooves of the stator so that their magnetic axes are evenly distributed along the air gap to form a symmetrical multiphase magnetic system and are connected to the outputs of the controlled exciters. The first control inputs of the exciters are connected to the source of setting the magnitude of the excitation current, and the second inputs are connected to the output of the rotor position sensor of the device.

Особенностью указанного устройства является то, что возбуждение электрической машины создается по продольной оси не обмоткой возбуждения, расположенной на роторе, как в обычных синхронных электрических машинах, а током той фазы из дополнительных обмоток возбуждения, размещенных на статоре, витки которой в рассматриваемый момент времени расположены напротив межполюсного промежутка ротора и магнитная ось которой направлена, следовательно, вдоль продольной оси машины. При вращении ротора синхронной электрической машины витки обмотки возбуждения предыдущей фазы оказываются расположенными не в межполюсном промежутке, а напротив полюса ротора, поэтому ток в этой фазе уменьшают до нуля. Вместе с тем, межполюсный промежуток надвигается на витки следующей фазы обмотки возбуждения, ток в которой устанавливают равным току возбуждения электрической машины. Когда ротор электрической машины делает один полный оборот (электрический), токи во всех фазах обмотки возбуждения электрической машины поочередно устанавливают равными ее току возбуждения, пока витки этих фаз располагаются напротив межполюсного промежутка ротора.A feature of this device is that the excitation of an electric machine is created along the longitudinal axis not by an excitation winding located on the rotor, as in conventional synchronous electric machines, but by the current of that phase from additional excitation windings located on a stator, the turns of which at the moment in time are opposite the interpole gap of the rotor and the magnetic axis of which is directed, therefore, along the longitudinal axis of the machine. When the rotor of the synchronous electric machine rotates, the turns of the field winding of the previous phase are not located in the pole gap, but opposite the pole of the rotor, therefore, the current in this phase is reduced to zero. At the same time, the interpolar gap is pushed onto the turns of the next phase of the field winding, the current in which is set equal to the excitation current of the electric machine. When the rotor of an electric machine makes one complete revolution (electric), the currents in all phases of the excitation winding of the electric machine are alternately set equal to its excitation current, while the turns of these phases are located opposite the interpolar gap of the rotor.

Известен способ управления синхронным реактивным генератором автономной энергетической установки (RU 2240640, МПК H02G 1/02, опубл. 20.11.04 - прототип). В этом способе в зависимости от сигнала с выхода датчика положения ротора генератора поочередно пропускают импульсы тока от управляемых возбудителей по обмоткам возбуждения тех фаз, витки которых располагаются напротив межполюсных промежутков ротора.A known method of controlling a synchronous jet generator of an autonomous power plant (RU 2240640, IPC H02G 1/02, publ. 20.11.04 - prototype). In this method, depending on the signal from the output of the generator rotor position sensor, current pulses from the controlled pathogens are alternately passed through the excitation windings of those phases whose turns are located opposite the interpolar spaces of the rotor.

Недостатком прототипа, как устройства, так и способа, является то, что это устройство предназначено для работы только в генераторном режиме и в нем не удается реализовать двигательный режим электрической машины.The disadvantage of the prototype, both the device and the method, is that this device is designed to work only in the generator mode and it is not possible to implement the motor mode of an electric machine.

В основу предлагаемого изобретения положена задача, заключающаяся в возможности работы устройства как в двигательном, так и в тормозном режимах электрической машины.The basis of the invention is the task, which consists in the possibility of operation of the device in both motor and braking modes of an electric machine.

Решение поставленной задачи достигается тем, что электропривод с синхронной реактивной машиной, содержащей две группы трехфазных (многофазных) обмоток с полным шагом, равномерно распределенных вдоль внутренней расточки статора, датчик положения ротора, согласно изобретению снабжен тиристорным коммутатором, датчиком тока, включенным между катодными и анодными группами коммутатора, при этом обмотки одноименных фаз статора включены между собой согласно и последовательно так, что пространственные магнитные оси этих обмоток взаимно ортогональны, начала обмоток первой группы подключены к питающей сети, а концы второй группы - на вход тиристорного коммутатора, кроме того, выход датчика тока подключен к одному из входов регулятора тока, второй вход которого подключен к источнику задания величины тока, а выход регулятора тока и датчик положения ротора подключены к тиристорному коммутатору.The solution to this problem is achieved by the fact that the electric drive with a synchronous reactive machine containing two groups of three-phase (multiphase) windings with full pitch evenly distributed along the inner bore of the stator, the rotor position sensor, according to the invention is equipped with a thyristor switch, a current sensor connected between the cathode and anode switch groups, while the windings of the same phases of the stator are interconnected according to and sequentially so that the spatial magnetic axis of these windings are mutually orthogonal they are gonal, the beginning of the windings of the first group are connected to the mains, and the ends of the second group are connected to the input of the thyristor switch, in addition, the output of the current sensor is connected to one of the inputs of the current regulator, the second input of which is connected to the source of the current magnitude, and the output of the current regulator and rotor position sensor connected to a thyristor switch.

Управление электроприводом с синхронной реактивной машиной производится по сигналу с выхода датчика положения синхронной реактивной машины, при этом управляющие импульсы подают на два вентиля разноименных групп (катодных и анодных) тиристорного коммутатора так, чтобы линия физической нейтрали двигателя попадала под сбегающий край полюса ротора.The drive with a synchronous jet machine is controlled by the signal from the position sensor of the synchronous jet machine, while the control pulses are applied to two valves of the opposite groups (cathode and anode) of the thyristor switch so that the physical neutral line of the motor falls under the run-down edge of the rotor pole.

Особенностью предлагаемого решения является то, что, во-первых, благодаря тиристорному коммутатору импульсы выпрямленного тока протекают только по тем обмоткам, которые подключены к двум из трех фаз сети. При этом по последовательно включенным обмоткам, подключенным к третьей фазе питающей сети, ток не течет, т.к. ключи тиристорного коммутатора, подсоединенные к этим обмоткам, преднамеренно закрыты. Во-вторых, благодаря взаимному ортогональному пространственному расположению обмоток статора каждой фазы, когда витки одной из последовательно включенных обмоток находятся напротив межполюсного промежутка и тем самым создают магнитный поток, направленный вдоль магнитной оси ротора, витки второй обмотки этой фазы находятся над полюсом, взаимодействуют с потоком возбуждения первой обмотки, создавая двигательный электромагнитный момент электрической машины.A feature of the proposed solution is that, firstly, thanks to the thyristor switch, the rectified current pulses flow only through those windings that are connected to two of the three phases of the network. At the same time, in series-connected windings connected to the third phase of the supply network, the current does not flow, because thyristor switch keys connected to these windings are intentionally closed. Secondly, due to the mutual orthogonal spatial arrangement of the stator windings of each phase, when the turns of one of the series-connected windings are opposite the interpolar gap and thereby create a magnetic flux directed along the magnetic axis of the rotor, the turns of the second winding of this phase are above the pole, interact with the flow excitation of the first winding, creating a motor electromagnetic moment of an electric machine.

Ток через обмотки третьей фазы статора в рассматриваемый промежуток времени не пропускают, т.к. эти обмотки создавали бы момент противоположного знака.Current is not passed through the windings of the third phase of the stator in the considered period of time, because these windings would create a moment of opposite sign.

По мере поворота ротора электрической машины тиристорный коммутатор производит поочередное подключение обмоток фаз статора к фазам питающей сети, создавая тем самым момент электрической машины. При этом ротор имеет явнополюсную конструкцию и не несет на себе обмоток.As the rotor of the electric machine rotates, the thyristor switch alternately connects the stator phase windings to the phases of the supply network, thereby creating the moment of the electric machine. At the same time, the rotor has a clearly polar design and does not carry windings.

Предлагаемое техническое решение сохраняет основные технические преимущества прототипа: простоту конструкции электрической машины, высокую технологичность ее изготовления, бесконтактное исполнение, высокую механическую прочность и жесткость ротора.The proposed technical solution retains the main technical advantages of the prototype: the simplicity of the design of the electric machine, the high manufacturability of its manufacture, non-contact design, high mechanical strength and rigidity of the rotor.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где изображены: на фиг.1 - схематичный поперечный разрез синхронной реактивной машины; на фиг.2 - пример функциональной схемы; на фиг.3 - диаграммы, поясняющие принцип работы датчика положения ротора; на фиг.4 - направления токов в обмотках статора и пространственное положение линий N-N физической нейтрали при вращении ротора.The invention is illustrated by drawings, which depict: in Fig.1 is a schematic cross-sectional view of a synchronous jet machine; figure 2 is an example of a functional diagram; figure 3 is a diagram explaining the principle of operation of the rotor position sensor; figure 4 - the direction of the currents in the stator windings and the spatial position of the lines N-N of the physical neutral when the rotor rotates.

На фиг.1 представлен в разрезе пример шестифазной синхронной реактивной машины, когда в пазах статора 1, расположенных в плоскостях А-А′, В-В′ и С-С′, сдвинутых пространственно на 120 электрических градусов, размещены обмотки 2, 3, 4. В пазах статора 1, расположенных в плоскостях a-a′, b-b′, с-с′, сдвинутых между собой также на 120 электрических градусов, размещены такие же обмотки 5, 6, 7. Обмотки 2 и 5, 3 и 6, 4 и 7 соединены между собой согласно и последовательно. Магнитные оси обмоток одноименных фаз 2 и 5, расположенных в плоскостях А-А′, а-а′, 3 и 6, расположенных в плоскостях В-В′, b-b′, 4 и 7, расположенных в плоскостях С-С′ и с-с′, сдвинуты относительно друг друга пространственно на 90 электрических градусов. Обмотки 2, 3, 4, 5, 6 и 7 образуют одну многофазную электрическую схему.Figure 1 presents a sectional view of an example of a six-phase synchronous jet machine when in the grooves of the stator 1 located in the planes A-A ′, B-B ′ and C-C ′, spatially shifted by 120 electrical degrees, the windings 2, 3 are placed, 4. In the grooves of the stator 1 located in the planes aa ′, bb ′, c-c ′, also shifted by 120 electric degrees, the same windings 5, 6, 7 are placed. Windings 2 and 5, 3 and 6, 4 and 7 are interconnected according to and in series. The magnetic axis of the windings of the phases of the same name 2 and 5 located in the planes A-A ′, a-a ′, 3 and 6, located in the planes B-B ′, bb ′, 4 and 7, located in the planes C-C ′ and c -c ′ are spatially shifted relative to each other by 90 electrical degrees. Windings 2, 3, 4, 5, 6, and 7 form a single multiphase electrical circuit.

Ротор 8 синхронной реактивной машины выполнен явнополюсным. В примере, изображенном на фиг.1, длина полюсной дуги ротора составляет 90°, длина межполюсного промежутка также 90°.The rotor 8 of the synchronous jet machine is made explicitly. In the example shown in figure 1, the length of the pole arc of the rotor is 90 °, the length of the pole gap is also 90 °.

Начала обмоток 2, 3 и 4 (фиг.2) подключены к фазным зажимам А, В, С источника трехфазного напряжения питания. Концы обмоток 5, 6 и 7 подключены ко входу тиристороного коммутатора 9. Тиристоры 10, 11 и 12 образуют катодную группу, а тиристоры 13, 14 и 15 - анодную группу вентилей. Между анодной и катодной группой вентилей включен датчик тока 16. На первый управляющий вход тиристорного коммутатора 9 подключен выход регулятора тока 17, а на последующие шесть его управляющих входов подключены выводы датчика 18 положения ротора 8. Этот датчик механически связан с валом ротора синхронной реактивной машины. На первый управляющий вход регулятора тока 17 подается напряжение UЗT, пропорциональное желаемой величине тока ротора, а на второй - сигнал с датчика тока 16.The beginning of the windings 2, 3 and 4 (figure 2) are connected to the phase terminals A, B, C of the source of the three-phase supply voltage. The ends of the windings 5, 6 and 7 are connected to the input of the thyristor switch 9. Thyristors 10, 11 and 12 form the cathode group, and thyristors 13, 14 and 15 form the anode group of valves. A current sensor 16 is connected between the anode and cathode group of gates 16. The output of the current regulator 17 is connected to the first control input of the thyristor switch 9, and the terminals of the rotor 8 position sensor 18 are connected to its next six control inputs. This sensor is mechanically connected to the rotor shaft of the synchronous jet machine. The first control input of the current regulator 17 is supplied with voltage U ЗT proportional to the desired value of the rotor current, and the second signal from the current sensor 16.

Диаграмма, поясняющая принцип работы датчика 18 положения ротора 8, изображена на фиг.3. Здесь в зависимости от угла поворота вала ротора 8 двигателя датчик 18 положения ротора 8 разрешает подачу управляющих импульсов на тиристоры анодной и катодной групп коммутатора в следующей последовательности: при изменении угла α поворота ротора 8 от нуля до 120 градусов (электрических) разрешается отпирать тиристор 10, от 120 до 240 градусов - тиристор 11, от 240 до 360 - тиристор 12, принадлежащие катодной группе коммутатора 9. Одновременно датчик 18 положения ротора разрешает подачу отпирающих импульсов на тиристоры анодной группы: при изменении угла α от 60 до 180 градусов разрешается отпирать тиристор 15, от 180 до 300 градусов - тиристор 13 и, наконец, от 300 до 60 градусов следующего электрического оборота ротора 8 - тиристор 14.A diagram explaining the principle of operation of the sensor 18 of the position of the rotor 8 is shown in Fig.3. Here, depending on the angle of rotation of the shaft of the rotor 8 of the engine, the sensor 18 of the position of the rotor 8 permits the supply of control pulses to the thyristors of the anode and cathode groups of the switch in the following sequence: when the angle of rotation α of the rotation of the rotor 8 is from zero to 120 degrees (electrical) it is allowed to unlock the thyristor 10, from 120 to 240 degrees - thyristor 11, from 240 to 360 - thyristor 12 belonging to the cathode group of the switch 9. At the same time, the rotor position sensor 18 allows the supply of unlocking pulses to the thyristors of the anode group: when changing the angle and α from 60 to 180 degrees is allowed to unlock thyristor 15, from 180 to 300 degrees - thyristor 13 and, finally, from 300 to 60 degrees of the next electric revolution of rotor 8 - thyristor 14.

Благодаря выбранной последовательности отпирания тиристоров достигается дискретное (шаговое) круговое перемещение вектора магнитодвижущей силы (МДС) статора в воздушном зазоре двигателя.Due to the selected thyristor unlocking sequence, a discrete (step) circular movement of the stator magnetomotive force (MDS) vector in the air gap of the motor is achieved.

Величина тока в обмотках статора задается напряжением UЗТ на входе регулятора тока 17.The magnitude of the current in the stator windings is set by the voltage U ZT at the input of the current regulator 17.

За исходное состояние схемы принимается мгновенное состояние всех ее элементов, когда вращающийся по часовой стрелке ротор 8 занимает пространственное положение, как на фиг.1. Это же положение зафиксировано на фиг.4, а.The initial state of the circuit is the instantaneous state of all its elements when the clockwise rotor 8 rotates in a spatial position, as in FIG. The same position is fixed in figure 4, a.

В положении ротора, принятом за исходное, управляющие импульсы подаются только на тиристоры 10 и 14. Поэтому ток протекает от фазы А питающей сети к фазе В только в положительные полупериоды приложенного напряжения и по следующей цепи (см. фиг.2): фаза А - обмотка 2 - обмотка 5 - тиристор 10 - датчик тока 16 - тиристор 14 - обмотка 6 - обмотка 3 - фаза В. Направления токов во всех обмотках статора 1, соответствующие описанному исходному мгновенному положению ротора 8, указаны на фиг.1 и на фиг.4, а. Там же указаны и мгновенные пространственные положения линии N-N физической нейтрали в электрической машине. Физическая нейтраль - это продольная линия на поверхности якоря электрической машины, на которой индукция в зазоре Bδ=0 (см., например, Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для вузов. - 3-е изд. - Л.: Энергия, 1978, с.100).In the rotor position, taken as the initial one, control pulses are applied only to thyristors 10 and 14. Therefore, the current flows from phase A of the supply network to phase B only in the positive half-periods of the applied voltage and along the following circuit (see figure 2): phase A - winding 2 - winding 5 - thyristor 10 - current sensor 16 - thyristor 14 - winding 6 - winding 3 - phase B. The directions of currents in all stator windings 1, corresponding to the described initial instantaneous position of rotor 8, are shown in FIG. 1 and in FIG. 4 a. The instantaneous spatial positions of the NN line of the physical neutral in the electric machine are also indicated there. Physical neutral is a longitudinal line on the surface of the armature of an electric machine, on which the induction in the gap is B δ = 0 (see, for example, Voldek A.I. Electric machines. Textbook for high schools. - 3rd ed. - L .: Energy 1978, p. 100).

В исходном положении ротора 8 (см. фиг.1 и фиг.4, а) обмотки статора 2 (лежит в плоскости А-А′) и 3 (лежит в плоскости В-В′) находятся напротив межполюсного промежутка и, следовательно, создают МДС, направленную вдоль продольной оси ротора 8, т.е. выполняют роль обмоток возбуждения двигателя. Обмотки 5 (лежит в плоскости а-а′) и 6 (лежит в плоскости b-b′) работают как обмотки якоря и создают вращающий момент.In the initial position of the rotor 8 (see figure 1 and figure 4, a) the stator windings 2 (lies in the plane A-A ′) and 3 (lies in the plane B-B ′) are opposite the interpolar gap and, therefore, create MDS directed along the longitudinal axis of rotor 8, i.e. play the role of motor excitation windings. Windings 5 (lies in the plane a-a ′) and 6 (lies in the plane b-b ′) work as armature windings and create a torque.

Электропривод работает следующим образом. The electric drive operates as follows.

Так как электрическая машина развивает момент, то ротор 8 приходит во вращение по часовой стрелке.Since the electric machine develops a moment, the rotor 8 comes into rotation clockwise.

Когда ротор 8 машины повернется из положения (см. фиг.4, а) на угол 60 градусов, то в соответствии с диаграммой (см. фиг.3) датчик 18 положения ротора прекратит подачу отпирающих импульсов на тиристор 14, но одновременно разрешит их подавать на тиристор 15. В результате импульсы тока от питающей сети пойдут по цепи: фаза А - обмотка 2 - обмотка 5 - тиристор 10 - датчик тока 16 - тиристор 15 - обмотка 7 - обмотка 4 - фаза С, а вектор МДС статора и пространственная линия N-N физической нейтрали также повернутся по часовой стрелке на 60 градусов. При этом из-за изменения направления токов, протекающих по обмоткам статора, изменяются их функции следующим образом: обмотки 2 и 4 выполняют роль обмоток возбуждения, а обмотки 5 и 7 - обмоток якоря (см. фиг.4, б). В результате синхронная реактивная машина продолжает развивать момент, направленный по часовой стрелке.When the rotor 8 of the machine rotates from a position (see Fig. 4, a) by an angle of 60 degrees, then, in accordance with the diagram (see Fig. 3), the rotor position sensor 18 will stop supplying the unlocking pulses to the thyristor 14, but at the same time will allow them to be supplied to thyristor 15. As a result, current pulses from the supply network will go through the circuit: phase A - winding 2 - winding 5 - thyristor 10 - current sensor 16 - thyristor 15 - winding 7 - winding 4 - phase C, and the stator MDS vector and the spatial line NN physical neutrals will also rotate clockwise 60 degrees. Moreover, due to a change in the direction of the currents flowing along the stator windings, their functions change as follows: windings 2 and 4 act as excitation windings, and windings 5 and 7 act as armature windings (see Fig. 4, b). As a result, the synchronous jet engine continues to develop a clockwise direction.

Наибольшая величина момента, которую развивает синхронная реактивная машина в режиме двигателя, наблюдается тогда, когда пространственная линия N-N физической нейтрали проходит (см. фиг.4) через сбегающий край полюса ротора.The greatest magnitude of the moment that a synchronous jet engine develops in engine mode is observed when the spatial line N-N of the physical neutral passes (see Fig. 4) through the runaway edge of the rotor pole.

Через 120 градусов (фиг.3) датчик 18 положения ротора запрещает подавать управляющие импульсы на управляющий вход тиристора 10, но разрешает подавать их на управляющий вход тиристора 11. Через 180 градусов импульсы снимаются с тиристора 15 и подаются на тиристор 13 и т.д. Осуществляя таким образом через каждые 60 градусов переключения токов в фазных обмотках статора, обеспечивают пространственное круговое движение МДС статора вдоль окружности воздушного зазора двигателя так, что эта МДС перемещается синхронно с вращающимся ротором двигателя. Благодаря такому совместному вращательному движению ротора двигателя и МДС обмотки статора достигается непрерывность вращающего момента двигателя.After 120 degrees (FIG. 3), the rotor position sensor 18 prohibits the supply of control pulses to the control input of the thyristor 10, but allows them to be fed to the control input of the thyristor 11. After 180 degrees, the pulses are removed from the thyristor 15 and fed to the thyristor 13, etc. In this way, every 60 degrees of current switching in the stator phase windings is thus ensured, the circular motion of the stator MDS is provided along the circumference of the air gap of the motor so that this MDS moves synchronously with the rotating rotor of the motor. Due to this joint rotational motion of the motor rotor and the stator winding MDS, continuity of the motor torque is achieved.

Величина момента двигателя определяется величиной тока, протекающего по обмоткам ротора и статора двигателя. Величина же этого тока задается напряжением UЗТ на входе регулятора тока 17.The magnitude of the motor torque is determined by the magnitude of the current flowing through the windings of the rotor and stator of the motor. The magnitude of this current is set by the voltage U ZT at the input of the current regulator 17.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является регулируемый бесконтактный электропривод, который характеризуется повышенной надежностью в условиях работы с высокими угловыми скоростями и большими перегрузками по моменту, с тяжелыми и весьма тяжелыми условиями эксплуатации. При этом весь названный перечень привлекательных эксплуатационных характеристик электропривода достигается при относительно простом регулируемом источнике питания, который выполнен на тиристорном коммутаторе.The technical result of the invention is an adjustable non-contact electric drive, which is characterized by increased reliability in conditions of work with high angular velocities and large moment overloads, with severe and very difficult operating conditions. Moreover, the entire list of attractive operational characteristics of the electric drive is achieved with a relatively simple adjustable power source, which is made on a thyristor switch.

Промышленная применимость предлагаемого решения. Электропривод с синхронной реактивной машиной и способ управления им могут быть рекомендованы для общепромышленных механизмов (насосов, вентиляторов, транспортеров и т.д.).Industrial applicability of the proposed solution. An electric drive with a synchronous jet machine and its control method can be recommended for general industrial mechanisms (pumps, fans, conveyors, etc.).

Claims (2)

1. Электропривод с синхронной реактивной машиной, содержащей две группы трехфазных (многофазных) обмоток с полным шагом, равномерно распределенных вдоль внутренней расточки статора, датчик положения ротора, отличающийся тем, что он снабжен тиристорным коммутатором, датчиком тока, включенным между катодными и анодными группами коммутатора, при этом обмотки одноименных фаз статора включены между собой согласно и последовательно так, что пространственные магнитные оси этих обмоток взаимно ортогональны, начала обмоток первой группы подключены к питающей сети, а концы второй группы - на вход тиристорного коммутатора, кроме того, выход датчика тока подключен к одному из входов регулятора тока, второй вход которого подключен к источнику задания величины тока, а выход регулятора тока и датчик положения ротора подключены к тиристорному коммутатору.1. An electric drive with a synchronous reactive machine containing two groups of three-phase (multiphase) windings with uniform pitch evenly distributed along the internal bore of the stator, a rotor position sensor, characterized in that it is equipped with a thyristor switch, a current sensor connected between the cathode and anode groups of the switch , while the windings of the same phases of the stator are connected according to and sequentially so that the spatial magnetic axis of these windings are mutually orthogonal, the beginning of the windings of the first group the ends of the second group to the input of the thyristor switch, in addition, the output of the current sensor is connected to one of the inputs of the current regulator, the second input of which is connected to the source of the current magnitude, and the output of the current regulator and rotor position sensor are connected to the thyristor to the switch. 2. Способ управления электроприводом с синхронной реактивной машиной, включающий создание магнитного потока, направленного по продольной магнитной оси ротора в зависимости от сигнала с выхода датчика положения ротора, отличающийся тем, что по сигналу с выхода этого датчика управляющие импульсы подают на два вентиля разноименных групп (катодных и анодных) тиристорного коммутатора так, чтобы линия физической нейтрали двигателя попадала под сбегающий край полюса ротора. 2. A method of controlling an electric drive with a synchronous jet machine, including creating a magnetic flux directed along the longitudinal magnetic axis of the rotor depending on the signal from the output of the rotor position sensor, characterized in that the signal from the output of this sensor sends control pulses to two valves of opposite groups ( cathode and anode) thyristor switch so that the line of the physical neutral of the motor fell under the runaway edge of the rotor pole.
RU2009148381/07A 2009-12-24 2009-12-24 Electric drive with synchronous reluctance machine, and its control method RU2408972C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148381/07A RU2408972C1 (en) 2009-12-24 2009-12-24 Electric drive with synchronous reluctance machine, and its control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009148381/07A RU2408972C1 (en) 2009-12-24 2009-12-24 Electric drive with synchronous reluctance machine, and its control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2408972C1 true RU2408972C1 (en) 2011-01-10

Family

ID=44054753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009148381/07A RU2408972C1 (en) 2009-12-24 2009-12-24 Electric drive with synchronous reluctance machine, and its control method

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2408972C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510877C1 (en) * 2012-10-11 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Electric drive with synchronous reluctance machine
RU2541359C1 (en) * 2013-09-17 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) Device and method for electromagnetic torque measurement at electric drive with synchronous reluctance machine
RU2630258C2 (en) * 2015-01-15 2017-09-06 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Vehicle control device
RU2660963C1 (en) * 2016-08-24 2018-07-11 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Scheme and method of controlling a reactive electrically commutated motor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510877C1 (en) * 2012-10-11 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) (ФГБОУ ВПО "ЮУрГУ" (НИУ)) Electric drive with synchronous reluctance machine
RU2541359C1 (en) * 2013-09-17 2015-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" (национальный исследовательский университет) Device and method for electromagnetic torque measurement at electric drive with synchronous reluctance machine
RU2630258C2 (en) * 2015-01-15 2017-09-06 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Vehicle control device
RU2660963C1 (en) * 2016-08-24 2018-07-11 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Scheme and method of controlling a reactive electrically commutated motor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20150008777A1 (en) Synchronous electric machine
EP2879280A1 (en) Electric machine
RU2408972C1 (en) Electric drive with synchronous reluctance machine, and its control method
Ayub et al. Fault-tolerant operation of wound field synchronous machine using coil switching
CN111435813A (en) Dual stator PM machine with third harmonic current injection
WO2017079261A1 (en) A calibrated slip synchronous machine
CN108847796A (en) Three-level formula brushless synchronous machine reluctance type method for starting-controlling and system
Gupta et al. Voltage regulation of dual stator permanent magnet synchronous generator
RU2414039C1 (en) Modular synchronous electric machine
Sobczynski A concept of a power electronic converter for a BLDC motor drive system in aviation
RU2510877C1 (en) Electric drive with synchronous reluctance machine
RU2414793C1 (en) Non-contact modular magnetoelectric machine
RU2437200C1 (en) Non-contact reduction machine with axial excitation
Srivastava et al. Pm Enhanced Sensing Of Internal Emf Variation-A Tool To Study PMBLDC/AC Motors
RU2499344C1 (en) Synchronous electric motor
RU2414791C1 (en) Modular electrical machine
Krishnan et al. A microcontroller based five phase BLDC motor drive
RU2346376C1 (en) Synchronous reluctance machine
RU2414794C1 (en) Non-contact modular synchronous magnetoelectric machine
RU2414792C1 (en) Non-contact magnetic electric machine with modulated magnetomotive force of armature
TWI473413B (en) Driving method of current vector controlled synchronous reluctance motor
RU2288535C1 (en) Slip-ring induction motor and its control process
Abbasian et al. Induction switched reluctance machine for wind power conversion
RU2240640C1 (en) Synchronous reluctance generator of off-line power installation and method for controlling it
RU2371831C1 (en) Induction motor drive with phase-wound rotor

Legal Events

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

Effective date: 20121225