SU1358060A1 - Устройство дл калибровки вентильного электродвигател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повышение точности и производитель-. ноити процесса калибровки. Вентиль- ньш электропривод содержит синхронную машину (см) с фазными обмотками 7,8, подключенными через регул торы токов 5,6 к выходам схемы 4 формировани  фазных токов. На валу СМ 1 установлены датчик 2 угол-код и датчик 3 момента. Выход датчика 2 подключен к одному входу схемы (С) 5 сравнеiii ,Fij(a)sLns (&,да у IZ ни  и цифровому входу схемы 4. Аналоговый вход схемы 4 подключен к выходу у1-1ножающего цифроаналогового преобра: овател  (3 ЦАП) 1 1 . Аналоговые входы УДАЛ 11 и аналого-цифрового преобразовател  I2 соединены с блоком 9 задани  управл ющего сигнала вентильного электропривода, Вы- ход блока 13 задани  подклю- ген к другому входу С 5 и к первым га-адресным входам программатора (П) 14, включающего посто нно запоминающее устройство 18. Выход С 15 через управл емый генератор )6 импульсов, реверсивный счетчик 17 св зан с цифровым входом УПАЛ 1 и информационным входом П 14. Вторые п-адресные входы Л 14 подключены к выходу аналого-цифрового преобразовател  12. В вентильном электроприводе в режиме калибровки происходит отработка заданного угла d поворота выходного вала СМ. 1 при посто нном входном управл ющем сигнггле U д и посто нном моменте нагрузки М, . не завис щем от угла поворота вала. 1 ил. ю О5 О1 оо о с

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электроприводам с вентильным электродвигателем, и может быть использовано при построении систем управлени  с повьппенны ми требовани ми к посто нству вращающего момента исполнительного двигател  .

Цель изобретени  - повышение точности калибровки за счет уменьшени  пульсаций вращающего момента вентильного электродвигател  в широком диапазоне режимов его работы.

На чертеже представлена функциональна  схема устройства дл  калибровки вентильного электродвигател .

На выходном валу синхронной машины 1 установлены датчик 2 угол-код и датчик 3 момента. Выход датчика 2 угол-код соединен с цифровыми вхо- дами блока 4 формировани  фазных токов венти.пьного двигател . Первый и второй входы блока 4 формировани  фазных токов соединены соответственн с первьпу входом первого 5 и перньм входом второго б регул торов тока в фазах синхронной машины 1. Ток первой 7 и второй 8 фазных обмоток синхронной машины 1 измер ютс  соответственно первым 9 и вторым 10 датчиками тока, выходы которых подключены к вторым входам соответственно первого регул тора 5 тока и второго регул тора 6 тока. В общем случае число выходов блока 4 формировани  фазных токов и число регул торов тока и датчиков тока соответствует числу фазных обмоток синхронной машины 1 .

Кроме того, устройство.содержит умножающий цифроаналоговьй преобразователь 11, аналого-цифровой преобразователь 12, блок 13 задани  угла поворота, программатор 14, схему 15 сравнени , ут равл емьш генератор 16 импульсов, реверсивный счетчик: .17, а программатор 14 содержит посто нное запоминающее устройство 18.

Выход блока 19 управлени  соединен с аналоговым входом умнолчающего цифроаналогового преобразовател  1, выход которого подключен к аналоговому управл ющему входу блока 4 формировани  фазных токов и на вход аналого-цифрового преобразовател  12. Выход блока 13 задани  угла соединен с первыми т-адресньп ш входами

программатора 14, на другие п-адрес- ные входы которого подаетс - выходной сигнал аналого-цифрового преобразова тел  12, и с первым входом схемы 15 сравнени , второй вход которой подключен к выходу датчика 2 угол-код. Первый вькод схемы 15 сравнени  соединен с входом управл емого генерато- ра 16 импульсов, а второй выход схемы 15 сравнени  подключен к утграв- л ющему входу программатора 14. Первый и второй входы управл емого генератора 16 импульсов соединены соответственно с суммирующш и вычитающим входами реверсивного счетчика 17,, цифровой выход которого соединен с цифровым входом умножающего цифро- аналогового преобразовател  11 и ин- формационными входами программато- ра 14.

В программаторе 14 находитс  пос- то нноезапоминающее устройство 18, первые m адресных входов которого подключены к первым т, а другие п адресных входов - к другим п адресным входам программатора 14. Инфор мационные входы программатора 4 соединены с информационными выходами посто нного запоминаюш.его устройства 18 так 5 чтобы осуществл ть его программирование.

Устройство дл  калибровки пред- . ставл ет собой цифровую след щую

систему, в которой выходной вал вен- тильного двигател  отслеживает заданный угол поворота о поступающий с блока 13 задани  угла, при посто нном входном управл ющем сигнале Ugx

и посто нном моменте нагрузки М,, не завис щем от угла поворота вала. Так как Мц - const, то очевидно, что и вентильный двигатель в процессе слежени  за заданным углом о должед

развивать посто нный вращающий момент .

Калибровка вентильного двигател  заключаетс  в определении корректирующей функции Fjj (Ы) , где - двоичньй эквивалент угла поворота вала bi , получаемый на выходе реверсивного с счетчика 17 и учитывающий неидеаль- ности реальной электрической машины и ее схемы управлени , при умножеНИИ на которую входного управл ющего сигнала вент1-шьного двигател  Ug происходит компенсаци  пульсаций вращающего момента на всем углу поворота вала при Ug . Функци 

F-(S) с помощью программатора 14 письшаетс  в посто нное запоминающее устройство 18.

Устройство дл  калибровки вентилного электродвигател  работает следующим образом,

С помощью датчика 3 момента на валу синхронной машины 1 создаетс  момент нагрузки Мц, соответствующий среднему моменту, развиваемому вентильным двигателем при поступлении на его управл ющий вход (аналоговый вход умножающего цифроанало- гового преобразовател  11) входного управл ющего сигнала Ug,который поступает также на вход аналого-цифрового преобразовател  12. В качестве датчика момента может использоватьс , например, шкив с грузом.

С выхода аналого-цифрового преобразовател  12, рсуществл ющего пре- образование U. в двоичный код U, сигнал поступает на п адресных входов программатора 14, в котором подключаетс  к п адресным входам посто нного запоминающего устройства 18.

Блок 13 задани  угла задает положение выходного вала вентильного двигател  oi . Сигнал в двоичном коде йд поступает на m адресных вхог- дов программатора 14, где подключаетс  к m адресньм входам посто нного запоминающего устройства 18, а также на первый вход схемы 15 сравне1 зани , котора  производит сравнение за-35 цифроаналогового преобразовател  П

данного угла поворота вала вентильного двигател  Йд и его действительного значени  Ы-, поступающего на второй вход схемы 15 сравнени  с выхода датчика 2 угол-код.

40

Операции преобразовани  и умножени  схеме управлени  блока 4 формировани  фазных токов могут осуществл тьс , например, с помощью посто нного запоминающего устройства и управл ющего цифроаналогового преобразовател .

Сигнал рассогласовани , соответствующий разности заданного 5 и действительного S. положени  выходного вала вентгшъного двигател , с первого выхода схемы 15 сравнени  поступает на вход управл емого

о

генератора 16 импульсов, первый и второй выходы которого подключены соответственно к суммирующему и вы- читающаму входам реверсивного счетчика 17. Управл емый генератор 6 импульсов вырабатьшает импульсньй сигнал с частотой, завис щей от величины сигнала рассогласовани , и в зависимости от его знака направл ет их на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 17,

358060 /0

f5

20

25

30

При поступлении 1-1Мпз льсов с выхода управл емого генератора 16 импульсов на суммирующий и-пи вычитающий входы реверсивного счетчика 17 мен етс  код на его цифрово выходе . За счет изменени  кода на выходе реверсивного счетчика 17, поступающего на .цифровой вход т 1ножаю- щего цифроаналогового преобразовател  1 1 , производ щего умножение посто нного управл ющего входного сигнала вентильного двигател  U на величину, пропорциональную значению двоичного кода на его цифровом входе., происходит измеь;ение его выходного сигнала.

Сигнал с выхода реверсивкого счетчика 17 поступает .также на инфор- мационнь е входы программатора 14, где определ ет значение кода, записываемого а посто нное запоминающее устройство 18 по адресу, определ емому информацией, поступающей на т- и п-адресные входы.

Сигнал с выхода умножающего цифро- аналогового преобразовател  11 поступает на управл ющий вход блока 4 формировани  фазных токов, которьш производит преобразование двоичного кода, иост пающего с вьп-сода датчика 2 угол-код, в двухфазную систему гармонических сигналов и умножение их на сигнал, поступающий на аналоговый вход с выхода умнол ающего

0

5

0

5

Операции преобразовани  и умножени  в схеме управлени  блока 4 формировани  фазных токов могут осуществл тьс , например, с помощью посто нного запоминающего устройства и управл ющего цифроаналогового преобразовател .

Сигналы с первого л второго выходов блока 4 формировани  токов подаютс  соответственно на первые входы первого 5 и второго 6 регул торов тока, которые обеспечивают изменение токов в первой 7 и второй 8 фазных обмотках синхронной машины I. Сигналы обратной св зи по току снимаютс  с первого 9 и второго 10 датчиков тока и подаютс  на вторые входы соответственно регул торов 5 и 6 тока. Изменение токов в фазных обмотках синхронной машины 1 приводит к изменению угла поворота вала вентильного двигател  , что в свою очередь приводит к изменению выходного коц.а

датчика угол-код и уменьшению сигнала рассогласовани  на выходе схемы 15 сравнени .

После установки вала вентильного двигател  в заданное положение, т.е. после того, как угол поворота валао стал равен заданному значению 5ц , на втором выходе схемы 15 сравнени  вы- рабатьгоаетс  сигнал равенства углов, которьш поступает на управл ющий вход программатора 14. По этому сигналу программатор:14 осуществл ет программирование посто нного запоминающего устройства 48 кодом Fj; (iji), установившемс  на выходе реверсивного счетчика 17, по адресу, определ емому заданным углом поворота Ы. (первые m адресных входов и двоичным эквивалентом U входного управл ющего сигнала вентильного двигател  ииу(другие п адресных входов).

Таким образом, в устройстве дл  калибровки вентильного электродвигател  ггроисходит отработка заданного угла йр поворота выходного вала при посто нном входном управл ющем сигнале двигател  Ug и посто нном моменте нагрузки Нц const, не завис щем от угла поворота вала. Установка вала двигател  в заданное положение осуществл етс  за счет изменени  состо ни  выходных цифровых цепей реверсивного счетчика 17 и подбора на его выходе кодовой комбинации, при умножении на которую входного управл ющего сигнала и дальнейшей его обработкой в схеме формировани  токов осуществл етс  компенсаци  вли ни  пульсаций вращающего момента на равновесное состо ние рассматриваемой системы и удержание выходного вала вентильного двигател  в заданном положении.

При изменении заданного угла поворота вала вентильного двигател  от О до 2 рад в процессе калибровки осуществл етс  программирование посто нного запоминающего устройства 18 массивом значений F (oZ) при заданных Ug и М

н

Так как характер и величина пульсаций вращающего момента вентильного двигател  могут измен тьс  при изменении величины управл ющего входного сигнала U ,то калибровку i. провод т при нескольких значени х Ug и соответствующих -им моментах нагрузки Мц. Посто нное запоминающее устройство 18 при каждом новом изменении U программируетс  новым массивом кодовых комбинаций Fij(ci).

После окончани  калибровки умножающего цифроаналогового преобразовател  11, аналого-цифрового преобра зовател  12 запрограммированное с помощью программатора 14 посто нное

запоминающее устройство 18 включаетс  в схему управлени  вентильного электродвигател .

Входной управл ющий сигнал поступает на вход аналого-цифрового

преобразовател  12 и аналоговый вход умножающего цифроаналогового преобразовател  I1, выход которого подключаетс  к аналоговому входу схемы 4 формировани  фазных токов. Первые

m адресных входов посто нного запоминающего устройства подключаютс  к выходу датчика 2 угол-код, другие п адресных входов посто нного запоминающего устройства 18 подключаютс 

к выходу аналого-цифрового преобразовател  12, а информационные -выходы посто нного запоминающего устройства 18 соедин ютс  с цифровыми входами управл ющего цифроаналогового преобразовател  11.

Компенсаци  пульсаций вращак}щего момента вентильного двигател  осуществл етс  практически в тИобом режиме его работы, который определ етс  величиной и характером изменени  входного управл ющего сигнала Ug . Выбор значени  корректирующей функ- ции из посто нного запоминающего устройства 18 определ етс  величиной и х и углом поворота вала вентильного двигател  ос, а компенсаци  пульсаций осуществл етс  в контуре регулировани  фазных токовл

Таким образом, в процессе калибровки с помощью предлагаемого устройства с требуемой точностью можно осуществить компенсацию пульсаций вращающего момента вентильного двигател  во всем диапазоне изменени 

входных сигналов. Точность компенсации задаетс  числом разр дов датчика 2 угол-код, аналого-цифрового преобразовател  I2 и числом адресных

входов посто нного запоминающего устройства 18, определ ющих дискретность компенсации пульсаций момента по углу поворота вала 5 и величине входного управл ющего сигнала Ug ,

а также числом выходных разр дов реверсивного счетчика 17, числом цифровых входов умножающего цифроанало- гового преобразовател  11 и числом информационных шин посто нного запоминающего устройства 18, определ ющих точность -калибровки вентильного двигател .

Фор мула изобретени 

Устройство дл  калибровки вентильного электродвигател , вьтолненного

на базе синхронной машины с датчиком угол-код и датчиком момента на валу, содержащее блок формировани  фазных токов, выходы которого через регул торы фазных токов предназначены дл  подключени  к фазным обмоткам синхронной машины, датчики токов синхронной машины, выходами подключенные к вторым входам регул торов фазньгк токов, блок задани  угла поворота, выход которого соединен с первым входом скемы сравнени , блок управлени , отличающеес  тем, что, с целью повьшени лточности калибровки за счет уменьшени  пульсаций вращающего момента, ввеСоставитель В.Тарасов Редактор Н.Т- ттица Техред l.ДидьikКорректЬр В«Бут га

Заказ 6006/55Тираж 659 Подписное

ВНИШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открьйий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб. , д .4-/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул, Щзоектна , 4

58060

дены управл емый генератор импульсов, реверсивный счетчик, умножающий циф- роаналоговый преобразователь, аналого-цифровой преобразователь, программатор , при этом вход управл емого генератора импульсов соединен с первым выходом схемы сравнени , а два его выхода соединены с суммирую Q щим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход которого подключен к цифровому входу зт 1ножающего цифроаналогового преобразовател , аналоговый вход которого соединен

15 с бло Лом управлени  и входом анало- го-{1ифрового преобразовател , управл ющий вход программатора соединен с вторым выходом схемы сравнени , первые m адресных входов програм20 матора соединены с выходом задатчика угла поворота, другие п адресных входов программатора соединены с выходом аналого-цифрового преобразовател , а информационные входы программатора соединены с выходом реверсивного

25

счетчика, выход умножающего цифро- аналогового преобразовател  соединен с входом блока формировани  фазных токов.

Claims (1)

1. Формула изобретения Устройство для калибровки вентильного электродвигателя, выполненного на базе синхронной машины с датчиком угол-код и датчиком момента на валу, содержащее блок формирования фазных токов, выходы которого через регуляторы фазных токов предназначены для подключения к фазным обмоткам синхронной машины, датчики токов синхронной машины, выходами подключенные к вторым входам регуляторов фазных токов, блок задания угла поворота, выход которого соединен с' первым входом схемы сравнения, блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышениям точности калибровки за счет уменьшения пульсаций вращающего момента, введены управляемый генератор импульсов, реверсивный счетчик, умножающий цифроаналоговый преобразователь, ана' лого-цифровой преобразователь, программатор, при этом вход управляемого генератора импульсов соединен с первым выходом схемы сравнения, а два его выхода соединены с суммирую10 щим и вычитающим входами реверсивного счетчика, выход которого подключен к цифровому входу умножающего цифроаналогового преобразователя, аналоговый вход которого соединен 15 с блоком управления и входом аналого-Ь,ифрового преобразователя, управляющий вход программатора соединен с вторым выходом схемы сравнения, первые m адресных входов програм20 матора соединены с выходом задатчика угла поворота, другие η адресных входов программатора соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, а информационные входы программатора ²⁵ соединены с выходом реверсивного счетчика, выход умножающего цифроаналогового преобразователя соединен с входом блока формирования фазных токов.