RU2556884C1 - Ac converter-fed motor adjustment process - Google Patents
Ac converter-fed motor adjustment process Download PDFInfo
- Publication number
- RU2556884C1 RU2556884C1 RU2014120086/07A RU2014120086A RU2556884C1 RU 2556884 C1 RU2556884 C1 RU 2556884C1 RU 2014120086/07 A RU2014120086/07 A RU 2014120086/07A RU 2014120086 A RU2014120086 A RU 2014120086A RU 2556884 C1 RU2556884 C1 RU 2556884C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- motor
- sine
- cosine
- channel
- signal
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемый способ относится к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией и предназначен для настройки в процессе изготовления и эксплуатации электрических машин, работающих в качестве исполнительных моментных электродвигателей с неограниченным углом поворота в составе электроприводов систем автоматического регулирования.The proposed method relates to electric machines with non-contact switching and is intended for tuning during the manufacture and operation of electric machines operating as executive torque motors with unlimited rotation angle as part of electric drives of automatic control systems.
Вентильный электродвигатель содержит две электрические машины: бесколлекторный двигатель постоянного тока (ДБ) и датчик положения (ДП), роторы которых механически связаны между собой, а косинусные и синусные обмотки ДП и ДБ связаны между собой через соответствующие усилители косинусного и синусного каналов.The valve electric motor contains two electric machines: a DC brushless motor (DB) and a position sensor (DP), the rotors of which are mechanically interconnected, and the cosine and sine windings of the DP and DB are interconnected through the respective amplifiers of the cosine and sine channels.
Известен способ настройки вентильного электродвигателя [1], заключающийся в развороте статора ДП двигателя относительно статора ДБ до достижения максимума вращающего момента настраиваемого двигателя. Для испытания моментных характеристик вентильного двигателя используется установка с пружинным компенсатором. Установка позволяет снимать зависимость момента от угла поворота ротора при постоянном входном сигнале и зависимость момента от входного сигнала при неизменном угловом положении ротора.There is a method of tuning a valve motor [1], which consists in the rotation of the stator DP motor relative to the stator DB until the maximum torque of the tuned motor. To test the torque characteristics of a valve motor, a spring compensator is used. The installation allows you to remove the dependence of the moment on the angle of rotation of the rotor with a constant input signal and the dependence of the moment on the input signal with a constant angular position of the rotor.
Недостатком способа является отсутствие операций по компенсации «неидентичности» каналов двигателя.The disadvantage of this method is the lack of operations to compensate for the "non-identity" of the engine channels.
Известен способ настройки моментного вентильного электродвигателя, принятый за прототип и описанный в [2]. Двигатель ДП-ДБ, механически связанный с объектом управления, устанавливают в настроечный стенд, обеспечивающий поворот ротора ДП-ДБ и статора ДП, подачу питающего и управляющего напряжения, преобразование и измерение сигналов.A known method of tuning a torque valve motor, adopted as a prototype and described in [2]. The DP-DB motor, mechanically connected to the control object, is installed in the tuning stand, which ensures the rotation of the DP-DB rotor and the DP stator, supply of supply and control voltage, conversion and measurement of signals.
Способ позволяет повысить точность настройки и заключается в подаче управляющего напряжения на входную обмотку ДП (обмотку возбуждения), при этом на одну из обмоток управления ДБ подают пульсирующее напряжение, разворачивают ротор ДП-ДБ до положения, соответствующего нулевому значению ЭДС, наведенной в другой обмотке управления ДБ, разворачивают статор ДП на угол, при котором сигнал с одной из выходных обмоток ДП равен нулю, а напряжение с фазочувствительного выпрямителя усиленного сигнала с другой выходной обмотки ДП - положительно.The method improves the accuracy of adjustment and consists in applying a control voltage to the input winding of the DP (field winding), while a pulsating voltage is applied to one of the control windings of the DB, the rotor of the DP-DB is rotated to the position corresponding to the zero value of the EMF induced in the other control winding DB, rotate the stator of the DP at an angle at which the signal from one of the output windings of the DP is zero, and the voltage from the phase-sensitive rectifier of the amplified signal from the other output winding of the DP is positive.
Способ настройки, описанный в [2], не выявляет неидентичность каналов вентильного электродвигателя, обуславливающую зависимость вращающего момента от угла поворота и, тем самым, влияющую на стабильность скорости вращения двигателя.The tuning method described in [2] does not reveal the non-identity of the channels of the valve electric motor, which determines the dependence of the torque on the angle of rotation and, thereby, affecting the stability of the rotation speed of the motor.
Задачей изобретения является обеспечение угловой стабильности момента двигателя.The objective of the invention is to provide angular stability of the engine torque.
Технический результат достигается тем, что вентильный электродвигатель устанавливают в настроечный стенд, подают управляющее напряжение на входную обмотку ДП, согласно изобретению, поворачивают ротор ДП в угловые положения, при которых сигналы с выходных обмоток ДП равны нулю, при этом подают на соответствующие дополнительные входы усилителей косинусного и синусного каналов сигнал смещения, обеспечивая нулевые значения сигналов на косинусном и синусном каналах усилителя, измеряют пусковые моменты ДБ, по отношению этих моментов к входному сигналу определяют коэффициенты передачи, затем сопротивления регулировочных резисторов R3c(k) усилителей выбирают так, чтобы отношение сопротивлений регулировочных резисторов косинусного и синусного каналов было равно обратному отношению коэффициентов передачи этих каналов.The technical result is achieved by the fact that the valve motor is installed in the tuning stand, the control voltage is applied to the input winding of the DP, according to the invention, the rotor of the DP is rotated to angular positions at which the signals from the output windings of the DP are zero, while they are fed to the corresponding additional inputs of the cosine amplifiers and sine channels, the bias signal, providing zero values of the signals on the cosine and sine channels of the amplifier, measure the starting moments of the DB, in relation to these moments in Nome signal determined transmission ratios, and then adjusting the resistance of resistors R3 c (k) amplifiers are selected so that the ratio of the sine and cosine channels adjustment resistors is equal to the inverse ratio of the transmission channel coefficient.
На фиг. 1 приведена схема вентильного электродвигателя, используемого для реализации заявленного способа, где приняты обозначения: 1 - обмотка возбуждения ДП, 2 - ротор ДП, 3 - ротор ДБ, 4 (5) - синусная (косинусная) выходная обмотка ДП, 6 (7) - синусная (косинусная) обмотка управления ДБ (ОУс(к)). Каждый из усилителей косинусного и синусного каналов представляет собой последовательное соединение усилителя-преобразователя и усилителя мощности: 8 (9) - усилитель-преобразователь синусного (косинусного) канала (УПс(к)), 10 (11) - усилитель мощности синусного канала (УМс(к)).In FIG. 1 shows a diagram of a valve electric motor used to implement the claimed method, where the notation is adopted: 1 - DP excitation winding, 2 - DP rotor, 3 - DB rotor, 4 (5) - sine (cosine) output DP winding, 6 (7) - sine (cosine) control winding DB (op-amp with (k) ). Each of the amplifiers of the cosine and sine channels is a serial connection of an amplifier-converter and a power amplifier: 8 (9) is an amplifier-converter of a sine (cosine) channel (UP with (k) ), 10 (11) is a power amplifier of a sine channel (UM s (k) ).
Сигнал переменного тока Uдп поступает на обмотку возбуждения ДП, с выходных (сигнальных) обмоток снимаются напряжения
На фиг. 2 приведена схема УМс (УМk), выходом соединенного с выводами ОУс (ОУk). УМ каждого канала содержит усилитель У1, инвертирующим входом через резистор R1 соединенный с выходом УП соответствующего канала. Выход усилителя У1 через усилитель У2 (эмиттерный повторитель по схеме Дарлингтона) соединен с началом ОУс (ОУk), конец которой соединен через резистор
Ток
где Rдб<(R1 и R3), R3 - регулировочный резистор.where R db <(R1 and R3), R3 is an adjustment resistor.
Такая система позволяет получить постоянный вращающий момент на неограниченном угле поворота ротора ДП-ДБ за счет подачи в ОУ токов, величина которых пропорциональна синусу и косинусу электрического угла поворота ротора ДП-ДБ и синусоидальному распределению индукции по расточке статора ДБ.Such a system allows one to obtain a constant torque at an unlimited angle of rotation of the DP-DB rotor due to the supply of currents to the op amp, the magnitude of which is proportional to the sine and cosine of the electric angle of rotation of the DP-DB rotor and the sinusoidal distribution of induction over the stator bore of the DB.
Однако, при различных коэффициентах передачи каналов и наличии смещения нуля в усилителях, имеют место пульсации вращающего момента и, тем самым, нестабильность скорости вращения ротора ДП-ДБ, сущность которой заключается в следующем:However, with different channel transfer coefficients and the presence of a zero bias in the amplifiers, there are pulsations of the torque and, therefore, instability of the rotation speed of the DP-DB rotor, the essence of which is as follows:
При вращении ротора ДП-ДБ выполняется условиеWhen the rotor of the DP-DB rotates, the condition
при этом Мдв=Кдп-дб·Uдп, где Мα - момент сопротивления, зависящий от скорости вращении ДП-ДБ, Кдп-дб - коэффициент передачи ДП-ДБ, Uдп - сигнал переменного тока на обмотке возбуждения ДП.wherein M dv = K dp-db · U dp , where M α is the moment of resistance, depending on the rotation speed of DP-DB, K dp-db is the transmission coefficient of DP-DB, U dp is an AC signal on the DP excitation winding.
Из условия (3) следует, что если коэффициент Кдп-дб не постоянный, тогда при вращении двигателя должен изменяться момент Мα (скорость вращения) при постоянной амплитуде сигнала Uдп.From condition (3) it follows that if the coefficient K dp-db is not constant, then when the engine rotates, the moment M α (rotation speed) should change with a constant signal amplitude U dp .
Непостоянство Кдп-дб при вращении ДП-ДБ обусловлено следующим:The variability of K dp-db during the rotation of the DP-DB is due to the following:
Сигналы на выходных обмотках ДП описываются уравнениямиThe signals at the output windings of the DP are described by the equations
где
Сигналы на статорных ОУ двигателя (ДБ) описываются уравнениямиThe signals at the stator op amps of the motor (DB) are described by the equations
где
Результирующий момент двигателя ДБ определяется из выраженияThe resulting torque of the DB engine is determined from the expression
где
Выражение (6) с учетом (4) и (5) имеет видExpression (6) taking into account (4) and (5) has the form
При идентичности синусного и косинусного каналов вентильного двигателя выражение (7) принимает видIf the sine and cosine channels of the valve motor are identical, expression (7) takes the form
Из выражения (8) следует, что при идентичности каналов момент Мдв не зависит от угла поворота ротора ДП-ДБ.From the expression (8) it follows that when the channels are identical, the moment M dv does not depend on the angle of rotation of the DP-DB rotor.
Однако из выражения (7) следует, что при различии коэффициентов передачи каналов
Кроме того, если на выходе УМс и УМk (фиг. 1) есть остаточные сигналы,
При этом с учетом выражений (1) и (2) имеемMoreover, taking into account expressions (1) and (2), we have
где
На фиг. 3 приведена структурная схема двухканального вентильного электродвигателя с учетом «неидентичности» каналов, а именно при различных коэффициентах передачи каналов (
Предлагаемый способ настройки вентильного электродвигателя (ДП-ДБ) предусматривает проведение следующих операций:The proposed method of tuning a valve motor (DP-DB) provides for the following operations:
1. Устанавливают ДП-ДБ в настроечный стенд, обеспечивающий заторможенный режим.1. Install DP-DB in the tuning stand, providing a braked mode.
2. Подают питающее напряжение на усилители синусного и косинусного канала.2. Supply voltage to the amplifiers of the sine and cosine channels.
3. Подают управляющее напряжение Uдп на входную обмотку ДП, поворачивают статор ДП относительно статора бесколлекторного двигателя (ДБ) и фиксируют угловое положение статора ДП, соответствующее максимуму пускового вращающего момента двигателя.3. Apply the control voltage U dp to the input winding of the DP, rotate the stator of the DP relative to the stator of a brushless motor (DB) and fix the angular position of the stator of the DP corresponding to the maximum starting torque of the motor.
4. Разворачивают ротор ДП на угол, при котором сигнал
5. Подают сигнал
6. Определяют коэффициент передачи косинусного канала
7. Разворачивают ротор ДП на угол, при котором сигнал
8. Подают сигнал
9. Определяют коэффициент передачи синусного канала
10. Задают сопротивления регулировочных резисторов усилителей косинусного и синусного каналов так, чтобы отношение сопротивлений регулировочных резисторов косинусного и синусного каналов было равно обратному отношению коэффициентов передачи этих каналов:10. The resistances of the adjustment resistors of the amplifiers of the cosine and sine channels are set so that the ratio of the resistances of the adjustment resistors of the cosine and sine channels is equal to the inverse ratio of the transmission coefficients of these channels:
Таким образом, заявлен способ настройки вентильного электродвигателя, включающий установку двигателя в настроечный стенд, подачу управляющего напряжения на входную обмотку датчика положения (ДП), поворот статора ДП относительно статора бесколлекторного двигателя (ДБ) и фиксацию углового положения статора ДП, соответствующего максимуму пускового вращающего момента двигателя. Отличительная особенность способа заключается в том, что устанавливают ротор ДП в угловое положение, при котором сигнал с синусной выходной обмотки ДП равен нулю, подают сигнал смещения на дополнительный вход усилителя синусного канала, при котором остаточный сигнал на его выходе равен нулю, измеряют пусковой момент косинусного канала двигателя и по отношению момента к управляющему напряжению на входной обмотке ДП определяют коэффициент передачи косинусного канала, устанавливают ротор ДП в другое угловое положение, при котором сигнал с косинусной выходной обмотки равен нулю, подают сигнал смещения на дополнительный вход усилителя косинусного канала, при котором остаточный сигнал на его выходе равен нулю, измеряют пусковой момент синусного канала двигателя и по отношению момента к управляющему напряжению на входной обмотке ДП определяют коэффициент передачи синусного канала, и задают сопротивления регулировочных резисторов усилителей косинусного и синусного каналов так, чтобы отношение сопротивлений регулировочных резисторов косинусного и синусного каналов было равно обратному отношению коэффициентов передачи этих каналов.Thus, the claimed method of setting the valve motor, including installing the motor in the tuning stand, supplying control voltage to the input winding of the position sensor (DP), rotate the stator of the DP relative to the stator of a brushless motor (DB) and fix the angular position of the stator of the DP corresponding to the maximum starting torque engine. A distinctive feature of the method is that the rotor of the DP is installed in an angular position at which the signal from the sine output winding of the DP is zero, an offset signal is applied to the auxiliary input of the sine channel amplifier, at which the residual signal at its output is zero, the starting moment of the cosine is measured the motor channel and in relation to the moment to the control voltage at the input winding of the DP determine the transmission coefficient of the cosine channel, set the rotor of the DP in a different angular position at which the signal from the cosine output winding is equal to zero, the bias signal is applied to the additional input of the amplifier of the cosine channel, at which the residual signal at its output is zero, the starting moment of the sine channel of the motor is measured and the transmission coefficient of the sine channel is determined with respect to the moment of the control voltage at the input winding of the DP, and set the resistance of the control resistors of the amplifiers of the cosine and sine channels so that the ratio of the resistance of the control resistors of the cosine and sine channels is equals the inverse ratio of the transmission channel coefficient.
Следовательно, заявленный способ позволяет устранить неидентичность каналов, обусловленную различием коэффициентов передачи каналов и электрическим смещением нуля в усилителях и тем самым устранить пульсации момента при вращении вентильного двигателя.Therefore, the claimed method allows to eliminate the non-identity of the channels, due to the difference in the transmission coefficients of the channels and the electric zero offset in the amplifiers and thereby eliminate the ripple of the moment during rotation of the valve motor.
Источники информацииInformation sources
1. Столов Л.И., Зыков Б.Н. Моментные двигатели с постоянными магнитами. - М.: Энергия, 1977, стр. 98-100.1. Stolov L.I., Zykov B.N. Permanent magnet torque motors. - M .: Energy, 1977, pp. 98-100.
2. SU 1275677 А1. Опубл. 07.12.86. Способ настройки моментного вентильного электродвигателя.2. SU 1275677 A1. Publ. 12/07/86. The method of setting the torque valve motor.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120086/07A RU2556884C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Ac converter-fed motor adjustment process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014120086/07A RU2556884C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Ac converter-fed motor adjustment process |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2556884C1 true RU2556884C1 (en) | 2015-07-20 |
Family
ID=53611592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014120086/07A RU2556884C1 (en) | 2014-05-19 | 2014-05-19 | Ac converter-fed motor adjustment process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2556884C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1396938A (en) * | 1971-09-20 | 1975-06-11 | Siemens Ag | Commutating devices for electric motors |
SU1275678A1 (en) * | 1985-04-10 | 1986-12-07 | Казанский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Device for adjusting torque rectifier electric motor |
EP0251785B1 (en) * | 1986-07-01 | 1993-08-04 | Conner Peripherals, Inc. | Electric motor control method and apparatus |
FR2744858B1 (en) * | 1996-02-08 | 1999-09-10 | Seiberco Inc | DIRECT CURRENT POLYPHASE MOTOR AND PHASE ALIGNMENT METHOD FOR THE MOTOR |
US20070032970A1 (en) * | 2005-05-10 | 2007-02-08 | Newport Corporation | Apparatus and method for estimation of intial phase of a brushless motor |
-
2014
- 2014-05-19 RU RU2014120086/07A patent/RU2556884C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1396938A (en) * | 1971-09-20 | 1975-06-11 | Siemens Ag | Commutating devices for electric motors |
SU1275678A1 (en) * | 1985-04-10 | 1986-12-07 | Казанский Ордена Трудового Красного Знамени И Ордена Дружбы Народов Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева | Device for adjusting torque rectifier electric motor |
EP0251785B1 (en) * | 1986-07-01 | 1993-08-04 | Conner Peripherals, Inc. | Electric motor control method and apparatus |
FR2744858B1 (en) * | 1996-02-08 | 1999-09-10 | Seiberco Inc | DIRECT CURRENT POLYPHASE MOTOR AND PHASE ALIGNMENT METHOD FOR THE MOTOR |
US20070032970A1 (en) * | 2005-05-10 | 2007-02-08 | Newport Corporation | Apparatus and method for estimation of intial phase of a brushless motor |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
RU 2310966 с1, 20.11.2007. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100790914B1 (en) | Active reduction of torque irregularities in rotating machines | |
JP3397007B2 (en) | Brushless motor | |
US20190149071A1 (en) | Linear Hall Effect Sensors For Multi-Phase Permanent Magnet Motors with PWM Drive | |
US20120038298A1 (en) | Apparatus And Method For Rotating-Sensorless Identification Of Equivalent Circuit Parameters Of An AC Synchronous Motor | |
US10734934B2 (en) | Apparatus for quasi-sensorless adaptive control of switched reluctance motor drives | |
US10069447B2 (en) | Method and arrangement for reducing the torque ripple of a DC motor | |
US9435864B2 (en) | Apparatus for measuring excitation parameters of induction motor and method thereof | |
JP2021535713A (en) | Position monitoring for electrical machinery | |
CN101237213A (en) | Control apparatus for AC rotary machine and method for measuring electrical constant of ac rotary machine using the control apparatus | |
CN104283477A (en) | Asynchronous motor vector controlling magnetic field orientation correcting method based on torque observation | |
CN106253783B (en) | Initial position evaluation method under electric excitation synchronous motor rotor oscillation | |
CN104065319B (en) | The scaling method of permanent magnet synchronous motor zero-bit initial angle | |
EP1250608B1 (en) | Load angle determination for electrical motors | |
US20170241813A1 (en) | A Device and Method to Define and Identify Absolute Mechanical Position for a Rotating Element | |
JP5559504B2 (en) | Motor drive control circuit | |
RU2556884C1 (en) | Ac converter-fed motor adjustment process | |
CN108450052B (en) | Method for controlling a synchronous machine with permanent magnets and corresponding device | |
CN101944876B (en) | Separately-excited synchronous motor magnetic flux orientation method | |
EP3599714A1 (en) | Method for determining the rotor position of a bldc motor | |
CN105467150A (en) | Portable power generator for measuring rotation angular velocity and angular acceleration simultaneously | |
US20200350840A1 (en) | Method for determining an offset of an angular position encoder on a rotor shaft of an electric machine | |
JP6108114B2 (en) | Control device for permanent magnet type synchronous motor | |
US20130082633A1 (en) | System and Method for Determining Position of Hall Sensors Relative to Stator Winding of Brushless DC or Synchronous AC Permanent Magnet Motor | |
KR101754446B1 (en) | Rpt signal offset learning system | |
EP2622730B1 (en) | Method for controlling an electrical motor |