SU1417155A1 - Устройство дл калибровки вентильного электродвигател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  расширение функциональньЕХ возможностей путем обеспечени  калибровки вентильного электродвигател , выполненного на базе синхронной машины как с зубцовым, так и беззуб- цовым статорами. Устройство дл  калибровки вентильного электродвигател , вьтолненного на базе синхронной машины 1 с датчиком 2 угол-код и датчиком 3 момента на валу, содержит блок 4 формировани  фазных токов , выходы которого через регул торы фазных токов 5, 6 предназначены дл  подключени  к фазным обмоткам 7, 8 синхронной машины 1. Выход блока задани  ,угла поворота 9 соединен с S

Description

U

первым входом схемы сравнени  10 и m адресными входами программатора

15,Устройство дл  калибровки содержит также управл емый генератор импульсов 1.2, реверсивный счетчик 13, преобразователь 18 кода, цифроана- логовый преобразователь 1А, сумматор 17, аналого-цифровой преобразователь

16.Программатор 15 снабжен посто нным запоминающим устройством 19, Вход управл емого генератора импульсов 12 соединен с выходом схемы сравнени  10, а два его выхода соединены с суммирующим и вычитаю.1цик входами реверсивного счетчика 13, выход которого через преобразователь 18 подключен к информационным входам программатора 15 и входам, цифроанало- гового преобразовател  14, подключенного своим выходом к второму вход сумматора 17. Выход сумматора 17

155

подключен к аналоговому входу блока А, а первый вход сумматора 17 соединен с выходом блока управлени  11 и входом аналого-цифрового преобразовател  16, соединенного своими выходами с другими п адресньп ш входами программатора 15. Программатор 15 в процессе калибровки осуществл ет п ро- граммирование посто нного запоминающего устройства которое после окончани  калибровки В1шючаетс  в схему управлени . Калибровка заключаетс  в определении двоичного кода корректирующей функции FgCui),; при алгебраическом суммировании аналогового эквивалента которой с входным управл ющим сигналом осуществл етс  ком- п-енсаци  пульсаций вращающего момента . Функци ми FfjCoL) программируетс  посто нное запоминающее устройство . 1 ил.

1

Изобретение относитс  К электротехнике , в частности к электроприводам с вентильным электродвигателем посто нного тока, и может быть ис- пользовано при п.остроении систем управлени  с повышенными требовани ми к посто нству вращающего момента исполнительного двигател .

Целью изобретени   вл етс  рас- ширение функциональных возможностей путем обеспечени  калибровки вентильного электродвигател , выполненного на базе синхронной машины как с зубцовым, так и беззубцовым ста-

торами.

I

На чертеже изображена функциональна  схема .устройства дл  калибровки вентильного электродвигател .

Устройство, дл  калибровки велтиль- ного электродвигател , вьшолненного на базе синхронной машины 1 с датчиком 2 угол-код и датчиком 3 момента , содержит блок 4 формировани  фазных токов, выходы которого подключены к входам регул торов 5 и 6 фазных токов, выходы которых предназначены дл  подключени  к фазным обмоткам 7 и 8 синхронной мащины 1, блок

9задани  угла поворота, выход которого соединен с первым входом схемы

10сравнени , блок 11 управлени , управл емый генератор 12 импульсов, реверсивный счетчик 13, цифроана- логовый преобразователь 14 и программатор 15. Вход управл емого генератора 12 импульсов соединен с певым выходом схемы 10 сравнени , а два его выхода соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 13. Управл ющий вход программатора 15 соединен с вторым выходом схемы ТО сравнени , первые

m адресньк входов программатора 15 соединены с выходом блока 9 дани  угла поворота, другие п адресных входов программ-;тора 15 соединены с выходом аналого-цифрового преобразовател  16, соединенного свим входом с выходом блока 11 управлени . ,

Устройство дополнительно содержит сумматор 17 и преобразователь 18 кодов, входы .которого соединены с выходами реверсивного счетчика 13, а вьпсоды подключень к входам цифроаналогового преобразовател 

14 и информационным выходам прсч рзм- матора 15. Перв)1й вход сумматора 17 соединен с выходом блока 11 управлени , второй вход - с выходом циф- роаналогового преобразовател  14, а выход сумматора 17 подключен к входу блока 4 формировани  фазных токов .

Устройство дл  калибровки вентильного электродвигател  работает следующим образом.

Устройство представл ет собой цифровую след щую систему, в которой выходной вал синхронной машины 1 отслеживает заданный угол поворота обд , поступающий с блока 9 задани  угла при посто нном входном уп- зaвл ющeм сигнале Ugj( и посто нном моменте нагрузки Му, const,не завис щем от угла поворота вала. Так как М j const , то, следовательно , вентильньй двигатель в процессе слежени  за данным углом должен развивать посто нный вращающий момент. I.

Калибровка вентильного двигател 

заключаетс  в определении корректирующей функции F--(ol), где об двоичный эквивалент угла поворота вала 4L , получаемый на выходе преобразовател  18 кода и учитывающий конструктивные особенности и неидеальности реальной электрической ма- щины и ее схемы управлени , котора  после преобразовани  в аналоговую величину с помощью цифроана- логового преобразовател  14 и алгебраического суммировани  в сумматоре 17 с входным управл ющим сигналом вентильного двигател  Ugj позвол ет компенсировать пульсации вращающего момента на всем угле поворота вала Ы. при любом при зубцовом и без- зубцовом (гладком) строении статора синхронной мащины 1. Функгщ  F-(о1) с помощью программатора 15 записываетс  в посто нное запоминающее устройство 19. На валу синхронной машины 1 задаетс  момент нагрузки М, соответствующий среднему моменту, развиваемому вентильным двигателем при поступлении на первый вход сумматора 17 входного управл ющего сигнала Ug , который поступает так- е на вход аналого-цифрового преобразовател  16.

С выхода аналого-цифрового преобразовател  16, осуществл ющего пре-

17155

образование U в двоичный код U, сигнал поступает на п адресных входов программатора 15, в котором подключаетс  к п адресным входам посто нного запоминающего устройства 19.

Блок 9 задани  угла задает положение выходного вала синхронной

.Q машины 1 оСр . Сигнал в двоичном коде otp поступает на m адресных входов программатора 15, где подключаетс  к m адресным входам посто нногд запоминающего устройства 19, а также

5 на первый вход схемы 10 сравнени , котора  производит сравнение заданного угла поворота вала вентильного двигател  oio с его действительным значением oi , поступающим на второй

20

вход схемы 10 сравнени  с выхода датчика 2 угол - код.

Сигнал рассогласовани , соответствующий разности заданного oZ и

действительного cZ. положени  выходного вала вентильного двигател , с первого выхода схемы 10 сравнени  поступает на вход управл емого генератора 12 импульсов. Управл емый генератор 12 и myльcoв вырабатывает импульсные сигналы с частотой, завис щей от величины сигнала рассогласовани , и в зависимости от его знака направл ет их на суммирующий или

вы -1итающий входы реверсивного счетчика 13.

При поступлении импульсов на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 13 мен етс  код

на его цифровом выходе. Выходной код

реверси-вного счетчика 13 поступает на вход преобразовател  18 кода, выход которого подключен к входам цифроаналогового преобразовател  14

и информационным входам программатора 15. -Преобразователь 18 кода осуществл ет преобразование двоичного пр мого параллельного кода, поступающего с выхода реверсивного счетчика 13, в смещенный двоиный паралельный код. Это необходимо дл  обеспечени  симметричного знакопеременного режима работы цифроаналогового реобразовател  14, так как компенсаци  пульсаций вращающего момента

вентильного электродвигател  осуществл етс  за счет алгебраического суммировани  в сумматоре 17 сигнала управлени  Пц и корректирующего

5

сигнала I -(oI) на п,гходе 1Ц1фроанало- гового прсобра юватещ  14.

Цифроаналогопый преобразователь 14 производит преобразование в аналоговую величину F-(oL) двоичного код на его входе Fj-jCal) . При изменении кода на входе пифроаналогового преобразовател  14, поступающего с выхода преобразоватап  18 кода, мен етс  величина сигнала на его выходе Изменение знака на выходе цифроана- логового преобразовател  14 происходит в середине шкалы изменени  кода на выходе преобразовател  18 кода.

Сигнал с выхода преобразовател  - 18 кода поступает также на информационные входы программатора 15, где опредет ет значение кода, записываемое в посто нное запоминающее устройство 19 по адресу, определ емому информацией, поступающей на m и п адресных входов. Посто нное запоминающее устройство 19 помещаетс  в программатор 15 на врем  калибровки вентильного электродвигател .

Сигнал с выхода цифроаналогового преобразовател  14 поступает на вход Сумматора 17, который производит алгебраическое суммирование входного управл ющего сигнала-U и выходного сигнала F (ы.) цифроаналогового преобразовател  14.

Сигнал с выхода сумматора 17 поступает на управл юищй вход блока 4 формировани  фазньгх токов, который производит преобразование двоичного кода, поступающего с выхода датчика 2 тол - код в двухфазную систему гармонических сигналов, и умножение их на сигнал, поступаю1ций на аналоговый вход.с выхода сумматора 17.- Операции преобразовани  и умно- .жени  в схеме управлени  блока 4 формировани  фазных токов могут осуществл тьс , . например, с помощью посто нных запоминающих устройств и умно- жаюших цифроаналоговых преобразователей . 1

Сигналы с первого и второго вькодов блока 4 формировани  фазных токов подаютс  соответственно на- первы входы первого 5 и второго 6 регул - торов тока, которые обеспечивают из- мене1-сие токов в первой 7 и второй В фазных обмотках синхронной машины 1. Изменение токов в фазных обмотках синхронной машины 1 приводит к изменению угла поворота вала вентильного

55 6

двигател  с , что, в свою очередь, приводит к изменению выходного кода датчика 2 угла-код о и уменьшению

сигнала рассогласовани  на выходе

схемы 10 сравнени .

После установки вала вентильного двигател  в заданное положение, т.е. после того, как угол поворота вала

J стал равен заданному значению аб, на втором выходе схемы 10 сравнени  вьфабатываетс  сигнал равенства углов, которьй п оступает на управл ющий вход программатора 15. По этому

сигналу программатор 15 осуществл ет программирование посто нного запоминающего устройства 19 кодом F-(ot) , установившимс  на выходе преобразовател  18 кода, по адресу, определ емому заданным углом поворота об (первые m адресньк входов) и двоичным зкви- валентом U входного управл ющего сигнала и вентильного двигател  (другие п адресных входов).

Таким образом, в устройстве дл  калибровки вентильного электродвигател  происходит отработка заданного угла оСо поворота выходного вала при посто нном входном управл ющем

сигнале U цу и посто нном моменте нагрузки М const, не завис щем от угла поворота вала. Установка вала двигател  в заданное положение осуществл етс  за счет изменени  состо ни  выходных цифровых цепей преобразовател  18 кода и подбора на его выходе кодовой комбинации Гц (об), при преобразовании которой в аналоговую величину Рг(З-) и последующем апгебраическом суммировании с входным управл ющим сигналом и5 в сумматоре 17 и дальнейшей обработке выходного- сигнала сумматора 17 в блоке 4 формировани  фазных токов осуществл етс 

компенсаци  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 21 в процессе калибровки осуществл етс  программирование посто нного запоминающего устройства

19 ма ссивом значений Fr(c/.) при заданных Ug нХарактер и величина пульсаций вра- щающег о момента вентильного двигател  могут измен тьс  при изменении ве

7

личины управл ющего входного сигнала и, Позтому калибровку провод  при нескольких значени х U и соответствующих им моментах нагрузки Мц. Посто нное запоминающее устройство 19 при каждом новом изменении Ug, программируетс  новым массивом кодовых комбинаций FfjCol)

Ло окончании калибровки цифро- аналоговый преобразователь 14, аналого-цифровой преобразователь 16, сумматор 17 и запрограммированное с помощью программатора 15 посто нное запоминающее устройство 19 включаютс  в схему управленил вентильного электродвигател .

Входной управл ющий сигнал Ug поступает на вход аналого-цифрового преобразовател  16 и первый вхо сумматора 17. Первые m адресных вхдов посто нного запоминающего устройства 19 подключаютс  к вьгходу датчика 2 угол - код, другие п адресных входов посто нного запоминащего устройства 19 подключаютс  к выходу аналого-цифрового преобразовател  16, а информационные выходы посто нного запоминающего устройства 19 с о един ютс  с входами цифроаналогового преобразовател  1

Компенсаци  пульсаций вращающег момента вентильного электродвигател  осуществл етс  практически в любом режиме его работы, который определ етс  величиной и характером изменени  входного управл ющего напр жени  Ugj,, Выбор значени  корре тирующей функции из посто нного запоминающего устройства 19 -определ етс  величиной и и углом поворта вала вентильного двигател  с6 а компенсаци  пульсаций осуществл етс  в контуре регулировани  фазн токов.

Таким образом, устройство дл  калибровки вентильного двигател  позвол ет повысить точность калибровки двигателей, построенных на базе синхронной мащины с зубцовым статором . Это достигаетс  тем, что кор- .ректируЕощий сигнал алгебраически суммируетс  с входным управл ющим сигналом Ug и присутствует на входе блока ,4 формировани  фазных токов

ВГОШПИ

Заказ 4076/55

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

независимо от уровн  лшравл гюгцих сигналов Ug , что позвол ет М1Н 1 -П13Ировать также пульсации зубцовых моментов синхронной ма1Ш1Н1|1.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  калибровки вентильного электродвигател , выполненного на базе синхронной маштны с датчиком угол - код и датчиком момента на валу, содержащее блок формфо- вани  фазных токов, вьгходы которого подключены к входам регул торов фаз- HFjK токов, выходы которых предназначены дл  подкаючени  к фазным обмоткам синхронной машины, блек зпдан1-1Я угла поворота, выход которого соединен с первым входом схемы сравнени , блок управлени , управл емый генератор импульсов, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, программатор , при этом вход угфззл емо- го генератора и myльcoв сосдпнен с первым вькодом сравнени , а два его выхода соединены с суммирующим и вьп-1итаю1Ц 1м входами реверсивного счетчика, управл юигий вход программатора соединен с вторым выходом схемы сравнени , первые гп адресньк входов пpoгpaм iaтopa соединены с вь;- ходом задатчика угла поворота. Другие п адресных входов программатора соединены с выходом аналого-цифрового преобразовател , соединенного входом с выходом блока управлени , отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет обеспечени  калибровки вентильного электродвигател , построенного на базе синхронной ма- пмны как с зубцовым, так и беззубцовым (гладким) статорами,оно дополнительно снабжено сумматором и пре- образователеь кода, входь; которого - соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы подключены к входам цифроаналогового преобразовател  и информационным входам программатора , первый вход сумматора соединен с выходом блока ичра пенн , второй вход сумматора соединен с выходо цифроаналогового преобразовател , а выход сумматора подключен к входу блока формировани  фазных токов.

   Тираж 583

   Подписное