SU1495944A1 - Способ настройки моментного вентильного электродвигател - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике. Целью изобретени   вл етс  повышение точности настройки, инвариантной к моменту сухого трени . Способ настройки моментного вентильного электродвигател  заключаетс  в том, что электродвигатель 2 с объектом 14 управлени  устанавливают в стенд 15. На обмотку возбуждени  12 датчика 3 положени  ротора электродвигател  2 подают управл ющее напр жение от источника 13, разворачивают статор датчика 3 относительно статора электродвигател  2 и фиксируют максимум вращающего момента по нулевому показанию измерител  16 напр жени , величина которого определ етс  как разность между измеренными отношением синусной 10 и косинусной 11 обмоток датчика и отношением ЭДС, наводимых в фазах полуобмоток 4,5 и 6,7  корной обмотки электродвигател  2. Согласно способу настройка производитс  при угле Θ коммутации, близком к 90°, т.е. Θ=90°±LN, где LN-углова  ошибка настройки. На угловую ошибку настройки не вли ет сухое трение в опорах. 3 ил.

Description

УЛ-- . 1

-с

-с I

4

3

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к вентильным электродвигател м, и может быть использовано при настройке моментных вентильных электродвигатели при их сборке.

Цель изобретени  - повышение точности настройки, инвариантной к моменту сухого трени ,

На фиг. 1-3 представлена функционна  схема моментного вентильного электродвигател  и стенда, на фиг,2 принципиальна  схема измерительной

части стенда, на фиг.З - принципиаль-15 вают относительно статора синхронно43 и 44 с резисторами 45-53 и конденсаторе 54.

Способ настройки заключаетс  в след-ующем.

Настраиваемый момен-тный вентильный электродвигатель 1 с объектом 14 управлени  устанавливают на стенд 15, На двигатель подают напр жени  путем подкгпочени  напр жени  питани  на / усилители 8 и 9 и управл ющего напр жени  на обмотку 12 возбуждени  датчика 3 положени  ротора. Статор датчика положени  ротора разворачи

па  схема узла вычислени  ЭДС вращени .

Настраиваемый моментный вентиль- ный электродвигатель 1 (фиг,1) содержит двухфазный синхронный электродви- гатель 2, синусно-косинусный датчик . 3 положени  ротора.

Якорна -обмотка двухфазного синхронного электродвигател  может быть вьтолнена из двух синусных полуобмо- ток 4 и 5 и двух косинусных полуобмоток 6 и 7. Якорна  обмотка подключена через усилители 8 и 9 соответственно к синусной 10 и косинусной 1 обмоткам датчика положени  ротора с о.бмоткой 12 возбуждени , котора  подключена к источнику 13 управл ющего напр жени .

С валом синхронного электродвигател  соединен объект 14 управлени  (или его имм татор).

Стенд 15 содержит измерительный прибор 16, делители 17 и 18 напр жений , блок 19 сравнени  и источник 13 управл ющего напр жени .

В случае, если синхронный электро- двигатех.ь 2 выполнен без расщеплени  обмоток на полуобмотки 4,5 и 6,7 в стенд необходимо ввести блок 20, позвол ющий регистрировать ЭДС враще- ни , наведенных в тех ее обмотках, нпример 4 и 6.

Делители 17 и 18 напр жений могут быть вьтоленны, например (фиг.2), на аналоговых блоках 21 и 22 умножени  с подстроечными резисторами 23-36. Блок 19 сравнени  может быть выполнен на операционном усилителе 37 с резисторами 38-42.

Блок 20 выделени  ЭДС вращени  может быть выполнен в виде двух узлов вычислени  ЭДС вращени  (фиг.З) Каждый узел вычислени  ЭДС вращени  вьтолнен на операционных усилител х

го двигател  2 и фиксируют максимум вращающего момента по нулевому показанию измерител  16 напр жени 

MB M9«c,KcSine- (1) После подачи на моментный вентильный двигатель 1 напр жений питани  на обмотку 12 возбуждени  поступает от источника 13 управл ющего сигнала переменное напр жение, оггисываемое выражением

Uy

иV««КС-sin f,,t

(2)

где ffl - опорна  частота модул ции, амплитуда напр жени  управлени .

На выходах синусной 10 и косинусной 11 обмоток датчика положени  ротора возникают напр жени 

и, -- К,-и sin 2ff t-sin(m(.J t +0), Uj K,-4,in.2fff,t-cos(moJt +e),(3)

где wt - угол, поворота ротора электродвигател ;

m - число пар полюсов синхронной машины 2 и ДПР 1, ы - скорость вращени  ротора 3

синхронной мащины 2, 0 - угол между током статора и магнитным потоком ротора двигател , которой; характеризуетс  взаимным расположением статора ЦПР и статора синхронного двигател  2, К - коэффициент трансформации

ДПР.

Пройд  через усилители 8 и 9,эти напр жени  поступают на синусную 4 и косинусную 6 полуобмотки фаз  кор  синхронной машины 2 и образуют в расточке его статора вр ащающеес  магнитное поле, которое создает

вращающий момент двигател , привод щий ротор во вращение. При этом ротор 3 создает в воэдушйом зазоре синхронной машины 2 магнитный поток, описываемый уравнением

ф sin mtJt

(4)

где Фо- магнитный поток посто нного

магнита ротора 3. Магнитный поток ротора наводит в синусной 5 и косинусной 7 полуобмотках фаз  кор  синхронной машины 2 ЭДС, которые равны

d Ф --- )-cos mu) t

Кд.-w-sin (mo) t + 90))

(5)

i

гд е К

-K.- Ui-cos  

(mcJ t +

90),

46

- конструктивный коэффициент

синхронной машины 2, На входы делител  17 поступают напр жени  U и U которые снимаютс  с выходных обмоток датчика 3 положени  ротора. Выходное напр жение делител  при этом равно

, Hi 2иг

и, -K.i

К,

К1 Uj misin 2jr f t.sin(mjO ) (ni u)t + ё

(mwt +в) (6) .

где К - коэффициент передачи делителей 17 и 18 напр жени . На выходе делител  18 формируетс  напр жение, пропорциональное частному от делени  ЭДС 1 и 1. (5), поступающих на его входы

и.

-К,

и,

-K,e-w-sin( ) (raw 90)

A о

t + 90°) .

(7)

Напр жение U з и U поступают на вход сумматора-вычитател  19, выходное напр жение которого пропорционально их разности

и (Uj- и,)

к..

tK -KjCtg (mcjt + 90°) - tR(mwt ,

(8)

где Kj - коэффициент усилени  сумматора-вычитател  19, Преобразовав разность тангенсов,

получают

и К,

Кз

-siDl2o i l

cosTmw t + 90°) cosCmco t

90°У

.(9)

0

5

0

5

0

5

0

Анализ уравнени  (9) показывает, что если б 90°, то на выходе блока 19 сравнени  существует гармонический сигнал, амплитуда которого пропорциональна sin (90°- б), т.е. величина отклонени  угла коммутации от требуемого значени  90 эл.град.,а если е 90, то на выходе блока 19 сравнени  напр жение равно нулю.

Таким образом, если при настройке разворотом статора датчика положе- ни  ротора добитьс  отсутстви  напр жени  на выходе блока 19 сравнени ,то вращающий момент имеет максимальное значение, так как угол коммутации б равен 90 эл.град.

Повьпиение точности настройки имеет место вследствие уменьшени  методической ошибки настройки за счет исключени  ошибки измерени  момента.

В предлагаемом способе настройки сухое трение в опорах не вли ет на погрешность, так как двигатель работает с максимальным вращающим моментом , а не с нулевым, как это. делаетс  в известном способе.

Абсолютна  ошибка измерени  напр жени , как следует из формулы (9) равна

4U5 KjKj.dsin(90 -) . (10)

Согласно способу настройка произ-. водитс  при угле коммутации, близком

ч5

к 90°, так как 0 90 1 Ь„, где углова  ошибка настройки.

Следовательно, абсолютна  ошибка измерени  напр жени 

IdUy Kj-K /lsin (90°- 90 Ь„)

(11)

К

К J L п Из уравнени  (11) получают

0к, )

Как видно из уравнени  (12), углова  ошибка настройки Ь,, если К Кз- .

Таким образом, изобретение позвол ет повысить точность настройки мо- ментного вентильного двигател .

формула изобретени 

Способ настройки моментного вентильного электродвигател , выполнён- Tfioro на базе двухфазного синхронного электродвигател  с датчиком положени  ротора, снабженного обмоткой возбуждени  и синусной и косинусной обмотками, св занными с фазами  кор- I ной обмотки синхронного электродвига- |тел , при котором устанавливают на- I страиваемый электродвигатель с объек- том управлени  в стенд, подают на об

мотку возбуждени  датчика положени  управл ющее напр жение, разворачивают статор указанного датчика отно-, сительно статора электродвигател , фиксируют угловое положение статора датчика, соответствующее максимальному вращающему моменту, и останавливают электродвигатель, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности настройки, инвариантной к моменту сухого трени  после подачи управл ющего напр жени  на обмотку возбуждени  датчика положени  ротора определ ют разность напр жений, характеризующих отношение выходных напр жений синусной и косинусной обмоток датчика положени  ротора и отношение ЭДС вращени , наведенных в  корной обмотке двухфазного синхронного электродвигател , причем фиксацию углового положени  , статора датчика, соответствующего максимальному вращающему моменту, осувдествл ют по нулевому значению : указанной разности напр жений.

Фи9.1

Фие-3

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ настройки моментного вентильного электродвигателя, выполненного на базе двухфазного синхронного электродвигателя с датчиком положения ротора, снабженного обмоткой 20 возбуждения и синусной и косинусной обмотками, связанными с фазами якорной обмотки синхронного электродвигателя, при котором устанавливают настраиваемый электродвигатель с объек- 25 том управления в стенд, подают на об10 мотку возбуждения датчика положения управляющее напряжение, разворачивают статор указанного датчика отно-. сительно статора электродвигателя, фиксируют угловое положение статора датчика, соответствующее максимальному вращающему моменту, и останавливают электродвигатель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки, инвариантной к моменту сухого трения после подачи управляющего напряжения на обмотку возбуждения датчика положения ротора определяют разность напряжений, характеризующих отношение выходных напряжений синусной и косинусной обмоток датчика положения ротора и отношение ЭДС вращения, наведенных в якорной обмотке двухфазного синхронного электродвигателя, причем фиксацию углового положения . статора датчика, соответствующего максимальному вращающему моменту, осуществляют по'нулевому значению указанной разности напряжений.

   Фиг. 2

   Фиг. 3