SU1418880A1 - Thyratron electric motor - Google Patents

Thyratron electric motor Download PDF

Info

Publication number
SU1418880A1
SU1418880A1 SU864084864A SU1418880DA SU1418880A1 SU 1418880 A1 SU1418880 A1 SU 1418880A1 SU 864084864 A SU864084864 A SU 864084864A SU 1418880D A SU1418880D A SU 1418880DA SU 1418880 A1 SU1418880 A1 SU 1418880A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
winding
inputs
rotor
synchronous machine
Prior art date
Application number
SU864084864A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Сергеевич Астахов
Сергей Александрович Батоврин
Людмила Михайловна Епифанова
Ирина Викторовна Житенская
Александр Геннадьевич Микеров
Александр Владимирович Яковлев
Original Assignee
Предприятие П/Я А-7162
Предприятие П/Я М-5381
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 Предприятие П/Я А-7162, Предприятие П/Я М-5381 filed Critical Предприятие П/Я А-7162
Application granted granted Critical
Publication of SU1418880A1 publication Critical patent/SU1418880A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике . Целью изобретени   вл етс  повышение энергетических показателей путем снижени  потреблени  тока и повьппеиие линейности регулировочных характеристик. В вентильный электродвигатель введен тахогенератор I7 посто нного тока, механически св занный с ротором 2 синхронной машины 1 и модул тор (М) 18. Датчик 10 положени  (Ш) снабжен квадратурной обмоткой возбуждени  19. Выход тахоге- нератора I7 подключен к сигнальному входу М 18, опорньв входом соединенному с выходом источника I2 опорного напр жени . Выход М 18 соединен с обмоткой 19. В результате обеспечиваетс  обратна  св зь по частоте вращени  вентильного электродвигател  через обмотку 19 ДП 10. Это позвол ет учесть запаздывание в цеп х управлени  синусной 3 и косинусной 4 обмотками синхронной машины 1. Кажда  цепь управлени  составлена из последовательно соединенных между собой фазочувствительного выпр мител  15 The invention relates to electrical engineering. The aim of the invention is to increase the energy performance by reducing current consumption and increasing the linearity of the adjustment characteristics. A tachogenerator I7 of direct current mechanically connected to the rotor 2 of the synchronous machine 1 and the modulator (M) 18 is inserted into the valve electric motor. Position sensor 10 (W) is equipped with a quadrature excitation winding 19. The output of the tachometer I7 is connected to the signal input M 18 , an input connected to the output of the source I2 of the reference voltage. The output M 18 is connected to the winding 19. As a result, the rotational speed of the valve motor is provided through the winding 19 of the PD 10. This allows for a delay in the control of the sinus 3 and the cosine 4 windings of the synchronous machine 1. Each control circuit is composed of interconnected phase-sensitive rectifier 15

Description

хx

QO ОСQO OS

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к электродвигател м , и может быть испольэовано дл  регулировани  частоты вращени  электродвигател  при непрерывной коммутации .The invention relates to electrical engineering, in particular to electric motors, and can be used to control the frequency of rotation of an electric motor during continuous commutation.

Цель изобретени  - повышение энергетических показателей путем снижени  тока потреблени  и повьппение линейности регулировочных характеристик .The purpose of the invention is to increase the energy performance by reducing the current consumption and increasing the linearity of the adjustment characteristics.

На чертеже изображена функциональна  схема вентильного электродвигател .The drawing shows a functional diagram of a valve motor.

Вентильный электродвигатель содержит двухфазную синхронную машину 1 с посто нными магнитали на роторе 2 и обмоткой  кор , синусна  3 и косинусна  А секции, которой подключеиз соответственно через усилители 5 и 6 мощности к выходам первого 7 и второго 8 блоков умножени  с двум  входами . Первые входы блоков 7 и 8 умножени  подключены к выходу задатчи- ка 9 частоты вращени . С ротором 2 кинематически св зан датчик 10 положени , обмотка 11 возбуждени  которого подключена к выходу источникаThe valve motor contains a two-phase synchronous machine 1 with permanent magnets on the rotor 2 and the core, sinus 3 and cosine A section windings, which are connected via power amplifiers 5 and 6, respectively, to the outputs of the first 7 and second 8 multipliers with two inputs. The first inputs of multiplication units 7 and 8 are connected to the output of the rotational frequency control 9. With the rotor 2, a position sensor 10 is kinematically coupled, the excitation winding 11 of which is connected to the source output.

12опорного .напр жени , а синусна 12vorno .naprazheniya, and sine

13и косинусна  14 выходные обмотки соединены соответственно с вторыми входами блоков 7 и 8 умножени  через фазочувствительные выпр мители 15 и 16. Опорные входы фазочувствительных вьтр мителей 15 и 16 подключены к выходу источника 12 опорного напр жени .13 and cosine 14, the output windings are connected to the second inputs of multiplication units 7 and 8, respectively, through phase-sensitive rectifiers 15 and 16. The reference inputs of phase-sensitive devices 15 and 16 are connected to the output of the source 12 of the reference voltage.

Кроме того, электродвигатель содежит тахогенератор 17 посто нного тока и модул тор 18, а датчик 10 положени  ротора выполнен с квадратурной обмоткой 19 возбуждени , подключенны к выходу модул тора 18, сигнальный вход которого подключен к выходу та- хогенератора 17, а опорный вход - к выходу источника 12 опорного напр жени . Тахогенератор 17 кинематически св зан с ротором 2 синхронной машины 1 .In addition, the electric motor contains a tachogenerator 17 of direct current and a modulator 18, and the rotor position sensor 10 is made with a quadrature excitation winding 19 connected to the output of the modulator 18, the signal input of which is connected to the output of the generator 17, and the reference input to the output of the source 12 of the reference voltage. The tacho generator 17 is kinematically connected with the rotor 2 of the synchronous machine 1.

Электродвигатель работает следующим образом.The motor works as follows.

Подают опорное напр жение U от источника 12 переменного тока и напр жение 1 уставки частоты вращени . Рассмотрим случай, когда запаз- дьгеание в цеп х управлени  вентильного электродвигател  ничтожно мало, т.е. , и напр жение на квадратурную обмотку 19, возбуждени  не подаетс . При этом на обмотках 13 и 14 датчика 10 положени  формируютс  на- пр жени  1, и и, переменного тока, огибающие которых выдел ютс  фазочув- ствительньсми выпр мител ми 15 и 16 в видеThe reference voltage U is supplied from the AC source 12 and the voltage 1 of the rotational speed reference. Let us consider the case when the delay in the control circuits of a valve electric motor is negligible, i.e. and the voltage across the quadrature winding 19 is not energized. In this case, the windings 13 and 14 of the sensor 10 of the position form voltage 1, and, alternating current, the envelopes of which are separated by phase-sensitive rectifiers 15 and 16 as

.п г5 K,,jK,, A,,sin0; ,,K,A,,,. п г5 K ,, jK ,, A ,, sin0; ,, K, A ,,,

(1)(one)

где K, - коэффициент передачиwhere K, is the transfer coefficient

фазочувствительных выпр мителей 15 и 16;phase sensitive rectifiers 15 and 16;

ол амплитуда опорного напр жени  Upf, ;ol is the amplitude of the reference voltage Upf,;

е Р Lf - электрический угол по- J ворота датчика 10 положени  и св занного с ним ротора 2;e P Lf is the electrical angle, J, of the gate of the sensor 10 of the position and of the rotor 2 associated with it;

( - механический угол поворота;(- mechanical rotation angle;

Р - число пар полюсов; К - коэффициент трансформа- ции датчика 10 положени  со стороны основной обмотки 11 возбуждени .P is the number of pairs of poles; K is the transformation coefficient of the position sensor 10 on the side of the main excitation winding 11.

Тогда блоки 7 и 8 умножени  форми- руют выходные напр жени , которые после усилени  в усилител х 5 и 6 поступают на синусную 3 и косинусную 4 обмотки  кор  синхронной машины 1 в видеThen blocks 7 and 8 of the multiplication form output voltages, which, after amplification in amplifiers 5 and 6, go to the sine 3 and the cosine 4 windings of the core of the synchronous machine 1 as

UJ-KS К,гК„А„„и, sine ; (2) U4-Kt K,K,A,«U, cose ,UJ-KS K, GK „A„ „and, sine; (2) U4-Kt K, K, A, “U, cose,

где - коэффициент передачи усилителей 5 и 6 мощности. Так как в данном случае прин то, что посто нна  времени индуктивностью обмотки  кор  можно пренебречь и токи в обмотках 3 и 4 имеют видwhere - the transmission coefficient of the amplifiers 5 and 6 power. Since in this case it is assumed that the time inductance of the core winding is constant can be neglected and the currents in the windings 3 and 4 have the form

,, sine ; cose ,,, sine; cose,

(3)(3)

4 с V4 with V

где ,, К ,A,JE;where ,, K, A, JE;

R - активное сопротивление обмоток 3 и 4,R is the active resistance of the windings 3 and 4,

В соответствии с принципом действи  вентильного электродвигател  токи ij и i образуют магнитодвижущую силу (МДС) статора, взаимодействие которой с МД( ротора приводит к по влению вращающего момента, вызывающего вращение ротор э 2 с частотой Я , пропорциональной амплитуде напр жений на синусной 3 и косинусной 4 обмотках  кор In accordance with the principle of the valve motor, the currents ij and i form the magnetomotive force (MDS) of the stator, the interaction of which with the MD (the rotor leads to the appearance of a torque that causes rotation of the rotor e 2 with a frequency H proportional to the amplitude of the stresses on the sine 3 and cosine 4 windings core

3U3U

Я-.к мАз-к,и,, (МI -k. MAz-k, and ,, (M

где конструктивный параметр синхронной машины 1;where constructive parameter of synchronous machine 1;

оп   op

При этом, как следует из (3), коэффициент К{; и фазы токов в секци х обмотки  кор  не завис т от частоты вращени , поэтому такой вентильный электродвигатель обладает оптимальными характеристиками и не нуждаетс  во введении угла р опережени  коммутации . Это  вл етс  следствием отсутстви  эапаздьшани  в цеп х управлени  (),At the same time, as follows from (3), the coefficient K {; and the phases of the currents in the winding sections of the core do not depend on the rotation frequency, therefore such a valve motor has optimal characteristics and does not need to enter the switching angle p. This is a consequence of the lack of spanning in the control circuits (),

При наличии запаздьшани  в реальных цеп х управлени , т.е. при Тк О, дл  оптимизации характеристик вентильного электродвигател  необходимо введение угла ft опережени  коммутацииIf there is a delay in real control circuits, i.e. at Tk Oh, to optimize the characteristics of a valve electric motor, it is necessary to introduce a switching angle ft

Дл  введени  угла опережени  коммутации измер ют частоту П вращени  ротора 2 тахогенератором 17 преобразуют ее с помощью модул тора 18 в напр жение переменного тока U,gH подают на квадратурную обмотку 19 возбуждени  синусно-косинусного вращающегос  трансформатора в виде напр жени To introduce the switching advance angle, the rotational frequency R of the rotor 2 is measured by a tachogenerator 17, transformed by a modulator 18 into an alternating current voltage U, gH, and applied to the quadrature winding 19 of the sine-cosine rotating voltage transformer.

,jK,,fl,(5), jK ,, fl, (5)

где К JJ и К , - коэффициенты передачи where K JJ and K, - transfer coefficients

модул тора 18 и тахо- генератора 17 соответственно .modulator 18 and tacho generator 17, respectively.

При питании двух взаимно перпендикул рных обмоток 11 и 19 возбуждени  напр жени  в обмотках 13 и 14 . синусно-косинусного вращающегос  трансформатора в соответствии с его принципом действи  равныWhen powering two mutually perpendicular windings 11 and 19 of the excitation voltage in the windings 13 and 14. sine-cosine rotary transformer in accordance with its principle of action are equal

,Uon sine -К,,и„ COS0 ; ,,. ,, и „соэе +K,,U,jSin е ,, Uon sine -K ,, and „COS0; ,,. ,, and „soe + K ,, U, jSin e,

где К ,- коэффициент трансформацииwhere K, - transformation ratio

датчика 10 положени  со стороны квадратурной обмотки 19 возбуждени .sensor 10 position on the side of the quadrature winding 19 excitation.

Фазочувствительные вьтр мители 15 и 16 вьодел ют огибающие этих напр женийPhase-sensitive devices 15 and 16 make envelopes of these voltages

,,j(K,,AonSine -VJ (K,, +К,,, j (K ,, AonSine -VJ (K ,, + K,

.„„sine ,c6s9 );. „„ Sine, c6s9);

.„cose +K,,u,5sine). „Cose + K ,, u, 5sine)

(7(7

где U,j- амплитуда огибающей напр жени  и f.where U, j is the amplitude of the voltage envelope and f.

8880488804

При выводе соотношений () предполагаетс , что Фазочувствительные выпр мители 15 и 16 безынерционны, а их запаздывание, вход щие в общую посто нную времени Т, условно отнесено к посто нной времени усилителей 5 и 6 мощности и обмотки  кор  синхронной машины 1,When deriving relations (), Phase-sensitive rectifiers 15 and 16 are assumed to be inertia-free, and their delay, included in the common time constant T, is conventionally related to the time constant of the power amplifiers 5 and 6 and the windings of the synchronous machine core 1,

1Q Использу  известные тригонометрические соотношени , выражени  (7) преобразуют:1Q Using the known trigonometric relations, expressions (7) transform:

1515

U,j -А sin(e-p) ; U,t А cos(e-) ,U, j —A sin (e-p); U, t And cos (e-),

(8)(eight)

где f, - угол опережени  коммутации,where f, is the switching angle,

,9 arctg ---1 - и„;(9), 9 arctg --- 1 - and „; (9)

л рп . l rp.

20 .K,K,,f7|i.20 .K, K ,, f7 | i.

(10)(ten)

После блоков 7 и 8 умножени  сигналы равныAfter blocks 7 and 8 multiply the signals are equal

U-,AU.jsin(0 -р) ; ,,cos(e-(3),U-, AU.jsin (0 -p); ,, cos (e- (3),

(10(ten

Далее эти сигналы проход т через усилители 5 и 6 мощности и преобра- зуютс  в токи ij и i секций 3 и 4 обмотки  кор .Further, these signals pass through power amplifiers 5 and 6 and are converted into currents ij and i of sections 3 and 4 of the winding box.

В этих узлах сосредоточено все запаздывание цепей управлени , которое можно учесть передаточной функцией с посто нной времени Т, имеющей, например , дл  секции 3 обмотки  кор  видIn these nodes, all the control circuit lags are concentrated, which can be taken into account by the transfer function with a constant time T, having, for example, for section 3 of the winding core

( 12) ( 12)

W3(P)|, .W3 (P) |,.

40 где ,40 where,

R - сопротивление секции; Р - оператор Лапласа,R - section resistance; P - Laplace operator,

В соответствии со свойствами пере- 45 даточных функций амплитуда тока в секции 3 равнаIn accordance with the properties of transfer functions, the amplitude of the current in section 3 is equal to

(13)(13)

I3 U7/ W3 (J ) . а его фаза сдвинута на угол V 50 v-arpb ), (U)I3 U7 / W3 (J). and its phase is shifted by the angle V 50 v-arpb), (U)

где U-,A-Uy - амплитуда напр жени  на входе усилител  5; ( Wj (ju)) I - амплитудно-частотна  55характеристика (АЧХ);where U-, A-Uy is the voltage amplitude at the input of amplifier 5; (Wj (ju)) I - amplitude-frequency characteristic (AFC);

arg Wj(ju)) - фазочастотиа  характеристика (ФЧХ);arg Wj (ju)) - phase response characteristic (PFH);

и) ::р Л - частота сигнала на входе усилител  5.and) :: p L - frequency of the signal at the input of the amplifier 5.

АЧХ и ФЧХ передаточной функции 512) равныFrequency response and phase response transfer function 512) are equal

|W(JU5)| | W (JU5) |

К,TO,

iurViurV

arg Wj ( Juj) arctg Ты.arg Wj (Juj) arctg You.

Следовательно, с учетом (П)ток в секции 3 обмотки  кор  принимает видTherefore, taking into account (P) the current in section 3 of the winding core takes the form

i3-KcU,,sin(6-/s+v).(15)i3-KcU ,, sin (6- / s + v). (15)

Аналогично дл  тока в секции4Similarly for current in section 4

i,,KcU,,cos(e-(5+V),(16)i ,, KcU ,, cos (e- (5 + V), (16)

1Д18880(,1Д18880 (,

(З)., т.е. вли ние запаздывани  в цепи управлени  устран етс .(H)., I.e. the effect of lag in the control circuit is eliminated.

Таким образом, введение обратной 5 св зи по частоте вращени  вентильного электродвигател  через квадратурную обмотку возбуждени  датчика положени  позвол ет компенсировать запаздывание в цепи управлени  при лю- 10 бой частоте вращени . Это приводит к повьшению линейности регулировочных характеристик и повышению энергетических показателей путем снижени  тока потреблени .Thus, the introduction of feedback 5 according to the frequency of rotation of the valve electric motor through the quadrature excitation winding of the position sensor makes it possible to compensate for the delay in the control circuit at any frequency of rotation. This leads to an increase in the linearity of the adjustment characteristics and an increase in the energy performance by reducing the current consumption.

1515

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Формула изобретени Invention Formula гдеWhere , АОП r.7Kt9Ui8 ч2 , AOP r.7Kt9Ui8 P2 V arctg Tif-i.V arctg Tif-i. С учетом 5 , а также принима  во внимание выражение (л)РпП, преобразуют выражени  (17), (18) и (9)Taking into account 5, and also taking into account the expression (l) RP, transform expressions (17), (18) and (9) 2525 К lb lf: i il- Ji+())K lb lf: i il- Ji + ()) Vl+TVp п1 1 оп Vl + TVp P1 1 op .ii).ii) it arctg it arctg (arctp(arctp К( К igКт7 K (K igKt7 Я,I, Из выражений (19)-(21) следует, что в общем случае рассматриваемый вентильный электродвигатель не обладает оптимальными характеристиками, так как фазы токов () секций и коэффициент щени  S1 .From expressions (19) - (21) it follows that in the general case the valve motor under consideration does not have optimal characteristics, since the phases of the currents () of the sections and the coefficient S1. Однако если выбрать параметры вентильного электродвигател  из соотношени However, if you select the parameters of the valve motor from the ratio Вентильный электродвигатель, со- /jy-j держащий двухфазную синхронную маши20 ну с посто нными магнитами на ротореValve motor with / jy-j holding a two-phase synchronous machine with permanent magnets on the rotor и обмоткой  кор , синусна  и косинус- (Q на  секции которой подключены соответственно через усилители мощности к выходам первого и второго блоков умножени  с двум  входами, первые входы которых подключены к выходу за- датчика частоты вращени , датчик положени , кинематически св занный с ротором синхронной машины, обмоткаand the core, sine and cosine winding (Q on the sections of which are connected respectively through power amplifiers to the outputs of the first and second multiplication units with two inputs, the first inputs of which are connected to the output of the rotational speed sensor, kinematically connected to the synchronous rotor machines, winding 30 возбуждени  которого подключена к выходу источника опорного напр жени , а синусна  и косинусна  выходные обмотки соединены соответственно с вторыми входами блоков умножени  через30, whose excitation is connected to the output of the voltage source, and the sine and cosine output windings are connected respectively to the second inputs of the multiplication units via 35 фазочувствительные выпр мители, опорные входы которых подключены к выходу источника опорного напр жени , отличающийс  тем, что, с целью повышени  энергетических по (20) (21)35 phase-sensitive rectifiers, the reference inputs of which are connected to the output of the source of the reference voltage, characterized in that, in order to increase the power inputs by (20) (21) Kj. завис т от частоты вра-40 казателей путем снижени  тока потреблени  и повышени  линейности характеристик , введен тахогенератор посто нного тока и модул тор, а датчик положени  выполнен с квадратурной об- моткой возбуждени , подключенной к ti - -t выходу модул тора,- сигнальный входKj. depends on the frequency of the turnaround by reducing the current consumption and increasing the linearity of the characteristics; a tachogenerator of the direct current and a modulator are introduced, and the position sensor is made with a quadrature excitation winding connected to the ti -t output of the modulator; которого подключен к выходу т хогене- ратора, а опорный вход - к выходу источника опорного напр жени , и тахогенератор кинематически св зан с ротором синхронной машины.which is connected to the output of the generator and the reference input to the output of the source of the reference voltage, and the tachogenerator is kinematically connected with the rotor of the synchronous machine. .5Г ТР К   Apr,.5G TR K Apr, то, как следует из (19)-(21),then, as follows from (19) - (21), К,,5К,, A, const,.K ,, 5K ,, A, const ,. Поэтому выражени  (15) и ( токов секций 3 и А принимаютTherefore, expressions (15) and (currents of sections 3 and A accept 16) вид16) view (22)(22) (23) дл (23) for 5050
SU864084864A 1986-07-09 1986-07-09 Thyratron electric motor SU1418880A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864084864A SU1418879A1 (en) 1986-07-09 1986-07-09 Thyratron electric motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1418880A1 true SU1418880A1 (en) 1988-08-23

Family

ID=21244159

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864084864A SU1418879A1 (en) 1986-07-09 1986-07-09 Thyratron electric motor
SU864084864A SU1418880A1 (en) 1986-07-09 1986-07-09 Thyratron electric motor

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864084864A SU1418879A1 (en) 1986-07-09 1986-07-09 Thyratron electric motor

Country Status (1)

Country Link
SU (2) SU1418879A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 1241400, кл. Н 02 Р 6/02, 1986. За вка JP № 59-18955, кл. Н 02 Р 6/00, 1977. *

Also Published As

Publication number Publication date
SU1418879A1 (en) 1988-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5701065A (en) Method and apparatus for controlling synchronous motor
US4134055A (en) Inductor type synchronous motor driving system
US5182508A (en) Reconfigurable AC induction motor drive for battery-powered vehicle
Honsinger Steady-state performance of reluctance machines
Chiba et al. Analysis of no-load characteristics of a bearingless induction motor
ATE286318T1 (en) DC PERMANENT MAGNET MACHINE WITH INTEGRATED RECONFIGURABLE WINDING CONTROL
WO2022161375A1 (en) Rotor magnetic pole modulation-type induction hybrid excitation brushless motor and power generation system
US4467262A (en) Polyphase motor drive system with balanced modulation
US4306182A (en) Polyphase motor drive system with balanced modulation
JPH08256455A (en) Rotor of synchronous electric motor
US2813239A (en) Two-speed single-phase motors
Matsuo et al. Current sensorless field oriented control of synchronous reluctance motor
SU1418880A1 (en) Thyratron electric motor
Niemelä Position sensorless electrically excited synchronous motor drive for industrial use based on direct flux linkage and torque control
Luo et al. A synchronous/permanent magnet hybrid AC machine
US20010002777A1 (en) Single phase autonomous generator with DC excitation
Brockhurst Performance equations for dc commutatorless motors using salient-pole synchronous-type machines
Lawhorn et al. A comparative study of constant power operation techniques for low inductance machines
Chan et al. Study of starting performances of switched reluctance motors
Murty Fast response reversible brushless dc drive with regenerative braking
RU165864U1 (en) REVERSIBLE ADJUSTABLE SWITCH OF THE SINGLE-PHASE ASYNCHRONOUS MOTOR AT THE POWER SUPPLY FROM THE THREE-PHASE NETWORK
SU1640808A1 (en) Device for sensing angular position of shaft of two-phase synchronous motor with magnetically unbalanced rotor
RU2025037C1 (en) A c electric motor drive
US3780362A (en) Method for control of a brushless motor
Oguchi et al. A Stabilized Doubly Fed Motor with a Separately Controlled Current Source Converter