SU1513602A1 - Method of controlling d.c. electric drive - Google Patents
Method of controlling d.c. electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- SU1513602A1 SU1513602A1 SU874228135A SU4228135A SU1513602A1 SU 1513602 A1 SU1513602 A1 SU 1513602A1 SU 874228135 A SU874228135 A SU 874228135A SU 4228135 A SU4228135 A SU 4228135A SU 1513602 A1 SU1513602 A1 SU 1513602A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- armature
- electric motor
- emf
- value
- Prior art date
Links
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока при необходимости ограничения напряжения на якоре при перегрузках. Цель изоб2The invention relates to electrical engineering and can be used in direct current electric drives if it is necessary to limit the voltage on the armature in case of overload. Target image2
ретения - повышение' КПД электродвигателя и надежности. Способ управления состоит в том, что осуществляют переключение с помощью переключателей 15 и 16 системы управления с. поддержанием заданного значения скорости (ЭДС) при напряжении на якоре, меньшем максимально - допустимого (номинального), на поддержание заданного значения напряжения при достижении напряжением на якоре заданного значения. При этом величину напряжения на якоре определяют как сумму напряжения, пропорционального заданному значению скорости (ЭДС) электродвигателя, и величины падения напряжения на дополнительных полюсах и компенсационной обмотке, измеренной Датчиком 11 в моменть) времени, когда ток якоря достигает максимального значения на интервале проводимости преобразователя. В устройстве, реализующем способ, повьлпается надежность и КПД за счет автоматического изменения тока переключения при температурных изменениях сопротивления якорной цепи. 2 ил.retenium - increase in motor efficiency and reliability. The control method consists in switching by means of control switches 15 and 16 c. maintaining the speed setpoint (EMF) at an anchor voltage less than the maximum allowable (nominal), to maintain the voltage setpoint when the anchor voltage reaches a predetermined value. The magnitude of the armature voltage is defined as the sum of the voltage proportional to the setpoint speed (EMF) of the electric motor, and the magnitude of the voltage drop at the additional poles and the compensation winding measured by Sensor 11 at the time) when the armature current reaches the maximum value at the converter conduction interval. In a device that implements the method, reliability and efficiency are measured by automatically changing the switching current with temperature changes in the resistance of the armature circuit. 2 Il.
1one
33
15136021513602
4four
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в автоматизированных электроприводах постоянного тока при управ- $ лении в функции ЭДС при необходимости ограничения напряжения на якоре электродвигателя при перегрузках.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used in automated DC motors with control as a function of EMF if it is necessary to limit the voltage at the armature of an electric motor during overloads.
На фиг. 1 показана функциональная схема электропривода, реализующего способ; на фиг.2 - графики реализуемых электроприводом зависимостей ЭДС и напряжения на якоре электродвигателя от тока нагрузки электродвигателя, 15FIG. 1 shows a functional diagram of the electric drive implementing the method; figure 2 - graphs implemented by the drive dependencies of the EMF and the voltage at the armature of the motor from the load current of the motor, 15
Электропривод (фиг.|) содержит электродвигатель 1 постоянного тока, подключенный к тиристорному преобразователю 2, в цепь управления которого включены последовательно соединен- 20 ные регулятор ЭДС 3 и регулятор 4 тока якоря, а также датчик 5 напряжения на якоре, датчик 6 ЭДС, один вход которого соединен с выходом датчика 5 напряжения на якоре, блок 7 задания 25 ЭДС электродвигателя, блок 8 задания номинального напряжения на якоре, сумматор 9 и датчик 10 тока, подключенный к входу регулятора 4 тока. Электропривод содержит также датчик 30 11 величины падения напряжения на дополнительных полюсах и компенсационной обмотке, блок 12 запоминания, блок 13 определения времени достижения током якоря максимального значе- 35 ния на интервале проводимости вентильного преобразователя, компаратор 14 и переключатели 15 и 16., -при этом выход датчика 11 величины падения напряжения на дополнительных полюсах и 40 компенсационной обмотке соединен с информационным входом блока 12 запоминания, управляющий вход которого соединен с выходом блока 13 определения времени достижения током якоря 45 максимального значения на интервале проводимости вентильного преобразователя, подключенного своим входом к выходу датчика 10 тока якоря, выход блока 12 запоминания соединен с вторым входом датчика 6 ЭДС и с первым входом сумматора 9, второй вход которого подключен к выходу блока 7 задания ЭДС, выход сумматора через компенсатор 14 связ-ан с управляющими $$The electric drive (Fig. |) Contains a DC motor 1 connected to a thyristor converter 2, the control circuit of which includes a series-connected 20 EMF regulator 3 and an armature regulator 4, as well as an armature voltage sensor 5, an EMF sensor 6, one the input of which is connected to the output of the armature voltage sensor 5, the unit 7 for setting the 25 EMF of the electric motor, the unit 8 for setting the nominal armature voltage, the adder 9 and the current sensor 10 connected to the input of the current regulator 4. The actuator also contains a sensor 30 11 for the magnitude of the voltage drop at the additional poles and the compensation winding, the memory unit 12, the unit 13 for determining the time of the armature current reaching the maximum value 35 at the conduction interval of the converter converter, the comparator 14 and the switches 15 and 16. The sensor output 11 of the magnitude of the voltage drop at the additional poles and 40 of the compensation winding is connected to the information input of the storage unit 12, the control input of which is connected to the output of the time detection unit 13 In order for the armature 45 to reach the maximum value in the conduction interval of the valve converter connected by its input to the output of the armature current sensor 10, the output of the storage unit 12 is connected to the second input of the EMF sensor 6 and to the first input of the adder 9, the second input of which is connected to the output of the task block 7 EMF, the output of the adder through the compensator 14 link-en with managers $$
входами переключателей 15 и 16, размыкающий к<?нтакт переключателя 16 подключен к выходу блока 7 задания ЭДС, его замыкающий контакт соединенthe inputs of the switches 15 and 16, opening to <? the touch of the switch 16 is connected to the output of the block 7 task EMF, its closing contact is connected
с выходом блока 8 задания номинального напряжения на якоре, выход этого переключателя связан с первым входом регулятора 3 ЭДС, второй вход которого соединен с выходом переключателя 16, размыкающий контакт которого подключен к выходу датчика 6 ЭДС, а замыкающий контакт - к выходу датчика 5 напряжения на якоре.with the output of the block 8 setting the nominal voltage at anchor, the output of this switch is connected to the first input of the regulator 3 EMF, the second input of which is connected to the output of the switch 16, the disconnecting contact of which is connected to the output of the sensor 6 of the EMF, and the closing contact to the output of the sensor 5 voltage on anchored.
Графики 17-24 (фиг.2) показывают изменение Е двигателя ЭДС и напряжения на якоре и в функции относи1«Charts 17-24 (Fig.2) show the change in E of the motor EMF and the voltage at the anchor and as a function ot1
тельного значения тока якоря --—.anchor current armature - -.
I нI n
Величины и„ и Е „ соответствуют номи~Values and „and Е„ correspond to numbers ~
Μ пΜ n
нальным значениям напряжения и ЭДС электродвигателя.voltage and emf of the electric motor.
Графики 17, 19, 21 и 23 показывают изменения ЭДС электродвигателя Е, графики 18, 20, 22 и 24 - изменение напряжения на якоре и.Graphs 17, 19, 21 and 23 show the changes in the EMF of the electric motor E, graphs 18, 20, 22 and 24 show the change in the voltage at the anchor and.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Напряжение на выходе датчика 11 Ди, пропорционально падению напряжения на добавочных полюсах и компенсационной обмотке электродвигателя 1The voltage at the output of the sensor 11 Di, is proportional to the voltage drop at the additional poles and the compensation winding of the electric motor 1
- г«Ел. ‘ 4.--//-, (1)- g " E l. '4 .-- // -, (1)
где Р.дк, Ьдк - активное сопротивление и индуктивность добавочных полюсов и компенсационной обмотки электродвигателя 1, Это напряжение поступает на информационный вход блока 12 запоминания.wherein RD k Lq k - the resistance and inductance of the additional poles and compensation windings of the motor 1, this voltage is supplied to the data input of memory block 12.
Блок 13 вырабатывает короткие импульсы напряжения ίΐ^ в моменты времени, соответствующие достижению током якоря максимального значения на интервале проводимости вентильного преобразователя 2, которые поступают на управляющий вход блока 12 запоминания. В моменты поступления импульсов 1'^ в блоке 12 записывается сигнал, имеющийся на его информационном входе, который сохраняет свое значение до следующего момента измерения, соответствующего максимальному значению тока якоря на следующем интервале проводимости вентильного преобразователя 2.Unit 13 generates short voltage pulses ίΐ ^ at times corresponding to the armature current reaching the maximum value in the conduction interval of the converter 2, which is fed to the control input of the memory unit 12. At the moments of receipt of pulses 1 '^ in block 12, a signal is recorded at its information input, which remains at its next value until the next measurement moment corresponding to the maximum value of the armature current at the next conduction interval of the converter converter 2.
В моменты поступления импульсов ,, Д1яIn the moments of receipt of impulses,
и. значение —ζ— равно нулю, поэтомуand. the value of - is zero, so
X ЙЕX YE
в блоке 12 записывается сигнал, пропорциональный падению напряжения вin block 12, a signal is recorded that is proportional to the voltage drop in
активном сопротивлении добавочных по5active resistance incremental po5
15136021513602
люсов и компенсационной обмотке электродвигателя КдLucov and compensation winding of the electric motor Cd
При температурных изменениях сопротивления якорной цепи Р. 5, обуслов- $ ленных нагревом этой цепи током нагрузки, а такж$ изменениями температуры окружающей среды, сопротивление КДк изменяется практически по такому же закону, как и сопротивление обмотки якоря. Поэтому напряжение, которое записывается в блоке 12 в моменты поступления импульсов , пропорционально величине падения напряжения в активном сопротивлении якор- ,5 ной цепи 1яКд.When temperature changes the resistance of the armature circuit R. 5 , due to the heating of this circuit by the load current, as well as changes in the ambient temperature, the resistance K Dk changes almost according to the same law as the resistance of the armature winding. Therefore, the voltage, which is recorded in block 12 at the moments of arrival of pulses, is proportional to the magnitude of the voltage drop in the active impedance of the armature, 5 nd circuit 1 я Cd.
Это напряжение поступает на вход сумматора 9, к которому подведено также напряжение, пропорциональное заданному значению ЭДС (скорости) 20This voltage is fed to the input of the adder 9, which is also connected to a voltage proportional to the specified value of the EMF (speed) 20
двигателя К^, Еу. Напряжение выхода сумматора 9 , определяемое уравнениемengine K ^, Ey. The output voltage of the adder 9, defined by the equation
и, = Κμ(Ε^ + 1ЯК„), (2)and, = Κ μ (Ε ^ + 1 Я К „), (2)
поступает на вход компаратора 14. При соблюдении неравенстваenters the input of the comparator 14. Subject to inequality
2525
е> + хякя < ин (3)e> + x i to i <i n (3)
напряжение на выходе компаратора 14 равно нулю. При этом через размыкающие контакты переключателей 15 и 16 к входу регулятора ЭДС 3 подведены напряжение задания ЭДС (скорости) электродвигателя от блока 7 и напряжение с выхода датчика ЭДС 6. Осу- 35 ществляется поддержание заданного блоком 7 значения скорости электродвигателя, которое Пропорционально заданной величине ЭДС Еу.the voltage at the output of the comparator 14 is zero. At the same time through the disconnecting contacts of switches 15 and 16 to the input of the EMF regulator 3 the voltage of the EMF setting (speed) of the motor from block 7 and the voltage from the output of the EMF sensor 6 are supplied. Hey.
По мере роста тока нагрузки I* напряжение на выходе сумматора 9 возрастает и при достижении равенстваAs the load current I * increases, the voltage at the output of the adder 9 also increases when equality is reached
(4)(four)
на выходе компаратора 14 появляется напряжение, поступающее на управляющие входы переключателей 15 и 16.the output of the comparator 14 appears voltage supplied to the control inputs of the switches 15 and 16.
4545
Через замыкающие контакты этих переключателей к входам регулятора ЭДС .подводятся напряжение с выхода блока 8 задания максимально допустимого (номинального) напряжения на якоре двигателя и напряжение с выхода датчика 5 напряжения. Схема управления переключается с поддержания заданного значения ЭДС (скорости) электродвигателя на поддержание заданного значения напряжения на якоре дви-, гателя.Through the closing contacts of these switches to the inputs of the EMF regulator. Voltage is supplied from the output of block 8, the task of the maximum allowable (nominal) voltage at the armature of the engine and the voltage from the output of voltage sensor 5. The control circuit switches from maintaining the setpoint value of the electromotive force (speed) of the electric motor to maintaining the setpoint value of the voltage at the motor armature.
При напряжениях, соответствующих неравенствуAt voltages corresponding to the inequality
Ι,,Ε, > (5)Ι ,, Ε,> (5)
осуществляется поддержание заданного номинального значения напряжения на якоре электродвигателя.The specified rated voltage at the armature of the motor is maintained.
Согласно равенству (4) ток переключения определяется зависимостьюAccording to equality (4), the switching current is determined by the dependence
Т = T =
1 п К 1 n To
к я to me
Поскольку к сумматору 9 подводится сигнал, пропорциональный величине падения напряжения в активном сопротивлении якорной цепи то приSince the adder 9 is supplied with a signal proportional to the magnitude of the voltage drop in the active resistance of the armature circuit, when
температурных изменениях сопротивления этой цепи К я ток переключения Iг, автоматически изменяется в соответствии с уравнением (6).temperature changes of the resistance R I circuit switching current Id automatically changed in accordance with the equation (6).
Изменение ЭДС электродвигателя осуществляют уточненным методом, который позволяет исключить влияние на результаты измерения ЭДС самоиндукцииThe change of the EMF of the electric motor is performed by the specified method, which allows to exclude the influence on the results of measuring the EMF of self-induction
„ т <Д1я„T <Day
обмотки якоря —----и температур” а Сwindings of an anchor —---- and temperatures ”a С
ных изменений сопротивления якорной цепи Кя. Согласно этому методу к датчику ЭДС 6 подводится напряжение с выхода датчика 5 напряжения, из которого вычитается напряжение выхода блока 12 запоминания, которое пропорционально падению напряжения в активном сопротивлении цепи якоря. Напряжение на выходе датчика 6 пропорционально ЭДС электродвигателя Е.GOVERNMENTAL armature circuit resistance to the changes myself. According to this method, a voltage is supplied from the output of the voltage sensor 5 to the EMF sensor 6, from which the output voltage of the storage unit 12 is subtracted, which is proportional to the voltage drop in the active resistance of the armature circuit. The voltage at the output of the sensor 6 is proportional to the EMF of the motor E.
Графики 17 и 18 (фиг.2) показывают изменение в функции тока якоря 1я ЭДС электродвигателя Е (график 17) и напряжения и (график 18) при задании номинальной скорости вращения электродвигателя, т.е. при заданном значении ЭДС Еу, = Ен и номинальной температуре обмоток якорной цепи электродвигателя, соответствующей сопротивлению якорной цепи К я = Graphs 17 and 18 (Fig. 2) show the change in the function of the armature current 1 i EMF of the electric motor E (plot 17) and voltage and (plot 18) when setting the nominal speed of rotation of the motor, i.e. for a given value of EMF Eu, = E n and the nominal temperature of the windings of the armature circuit of the electric motor, corresponding to the resistance of the armature circuit K i =
Согласно уравнению (6)* переключение переключателя 15 на поддержание номинального напряжения на якоре электродвигателя и = ин происходит в этом случае при токе переключенияAccording to equation (6) * switch 15 to maintain the nominal voltage at the armature of the motor and = and n occurs in this case at the switching current
=·Ϊη·= · Η ·
Графики 19 и 20 (фиг.2) показываютCharts 19 and 20 (figure 2) show
изменение ЭДС Е (график 19) и напряжения и (график 20) также при зада1513602the change in the EMF E (graph 19) and voltage and (graph 20) also with the target 1513602
нии номинальной скорости вращения электродвигателя η = пя(Е^, = Ен), но при холодном состоянии обмоток якорной цепи, когда Кях < Εί(|'. В этом случае ток переключения возрастает, до значения Ithe nominal speed of rotation of the motor η = n i (E ^, = E n ), but when the armature circuit windings are cold, when K yah << ί (| '. In this case, the switching current increases, up to
па’pa ’
т.е. увеличиваетсяthose. increases
зона значении тока нагрузки, при которых обеспечивается поддержание заданного значения номинальной скорости электродвигателя:the zone value of the load current at which to maintain the specified value of the nominal speed of the motor:
Графики 21 (для ЭДС Е) и 22 (для напряжения и) соответствуют заданию на пониженную скорость вращения электродвигателя пгп^ (т.е. Ε^Ζ<ΕΜ).Graphs 21 (for emf E) and 22 (i.e. Ε ^ Ζ <Ε Μ) (voltage and) correspond to the instructions to a lower motor speed ^ mn.
Согласно уравнению (6) при снижении (по сравнению с графиками 17 и 18) задания ЭДС электродвигателя до значения ЕAccording to equation (6), with a decrease (compared with graphs 17 and 18) of the EMF setting of the electric motor to the value E
У-*·Y- * ·
4н » 4 n
ток перёключенияswitching current
Графики 23 (для ЭДС Е) и 24 (для напряжения и) соответствуют заданию г ЭДС Е|2 и сопротивлению якорной цепи Κχχ < Кци, при котором ток переключе20Graphs 23 (for EMF E) and 24 (for voltage and) correspond to the task g EMF E | 2 and the armature resistance Κ χχ <Kci, at which the switch current20
ния увеличивается до значения Iincreases to i
Как видно из графика (фиг.2), температурные изменения сопротивления якорной цепи вызывают автоматическое изменение тока переключения (при уменьшении ток переключения ΪΗ увеличивается), обеспечивающее максимально возможное значение токаAs can be seen from the graph (figure 2), the temperature changes of the resistance of the armature circuit cause an automatic change of the switching current (with a decrease in the switching current Ϊ Η increases), providing the maximum possible current value
пм ·pm ·
2525
30thirty
го значения ЭДС Е у Благодаря этому расширяется область значений токов нагрузки, в пределах которой поддерживается заданная скорость электродвигателя, т.е. обеспечивается полное использование предельных возможностей электропривода постоянного тока при перегрузках. Соответственно 'повышается степень использования мощности электродвигателя и, следовательно, его КПД.This value of the EMF E y due to this expands the range of values of the load currents, within which the given motor speed is maintained, i.e. Full utilization of the limiting possibilities of a DC electric drive during overloads is ensured. Accordingly, the degree of utilization of the power of the electric motor and, consequently, its efficiency increases.
Вместе с тем автоматическое регулирование тока переключения при температурных изменениях сопротивления якорной цепи исключает присущие известному устройству недостатки - возможность увеличения скорости двигателя после переключения системы управления на поддержание номинального напряжения на якоре двигателя, а также возможность увеличения напряжения на якоре свыше номинального значения, поскольку согласно уравнению (4) переключение системы управления на поддержание номинального напряжения на якоре электродвигателяAt the same time, automatic control of switching current when temperature changes the resistance of the armature circuit eliminates the drawbacks inherent in the known device — the possibility of increasing the motor speed after switching the control system to maintaining the nominal voltage at the motor anchor, as well as the possibility of increasing the armature voltage above the nominal value, 4) switching the control system to maintain the rated voltage at the armature of the electric motor
3535
4040
4545
5050
5555
осуществляется при номинальном напряжении на якоре ϋ = ии.carried out at the rated voltage at the anchor ϋ = and and .
Исключение указанных недостатков повышает надежность работы электропривода.The elimination of these drawbacks increases the reliability of the drive.
Описанная схема устройства, реализующего рассматриваемый способ управления электроприводом постоянного тока, позволяет повысить КПД электродвигателя при одновременном увеличении надежности и благодаря автоматическому изменению тока переключения при температурных изменениях сопротивления якорной цепи, поскольку это обеспечивает расширение области значений токов нагрузки, в пределах которых обеспечивается использование предельной мощности электродвигателя, и исключает возможность повышения его скорости сверхзаданных значений и напряжения на якоре сверх номинального значения.The described scheme of the device that implements the considered method of controlling the electric drive of direct current allows to increase the efficiency of the electric motor while simultaneously increasing reliability and due to the automatic change of the switching current when the temperature changes the resistance of the armature circuit, since this ensures the expansion of the range of load current values within which the maximum power of the electric motor is used , and excludes the possibility of increasing its speed overspecified values armature voltage in excess of the nominal value.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874228135A SU1513602A1 (en) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | Method of controlling d.c. electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU874228135A SU1513602A1 (en) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | Method of controlling d.c. electric drive |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1513602A1 true SU1513602A1 (en) | 1989-10-07 |
Family
ID=21297660
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU874228135A SU1513602A1 (en) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | Method of controlling d.c. electric drive |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1513602A1 (en) |
-
1987
- 1987-04-13 SU SU874228135A patent/SU1513602A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7554279B2 (en) | Method for operating an electronically commutated motor, and motor for carrying out a method such as this | |
| US7414425B2 (en) | Damping control in a three-phase motor with a single current sensor | |
| US10236808B2 (en) | Systems and methods for determining motor parameters | |
| Lin et al. | Pulsewidth modulation technique for BLDCM drives to reduce commutation torque ripple without calculation of commutation time | |
| US9787229B2 (en) | Method of operating a single-stranded electronically commutated motor from a DC voltage source, and motor for carrying out such a method | |
| JP5144315B2 (en) | Drive circuit for brushless DC motor | |
| US6661192B2 (en) | Controlling a brushless DC motor | |
| US5627447A (en) | Method and apparatus for detecting current delay angle from motor terminal voltage | |
| JPH11178389A (en) | Generation damping system for electric motor | |
| US6150789A (en) | Stepper motor control | |
| US4542323A (en) | Direct current motor without commutator | |
| SU1513602A1 (en) | Method of controlling d.c. electric drive | |
| US20100207568A1 (en) | Rotary electric machine and method for controlling same | |
| EP2919378A1 (en) | Synchronous motor drive system | |
| US3699413A (en) | Power drive circuit for inductive loads | |
| KR200302114Y1 (en) | Protection device of brushless motor controller | |
| US6137248A (en) | Sensing load and/or speed changes in a switched reluctance motor through current chopping | |
| US12113405B2 (en) | Method for driving a single-phase electric motor and single-phase electric motor | |
| US6906480B2 (en) | Regulator control circuit and method | |
| WO1979000355A1 (en) | Control system for a d.c. motor | |
| JPH10117494A (en) | Dc motor control circuit with current-limit device | |
| SU985912A1 (en) | Device for automatic control of induction motor in frequency braking mode | |
| SU1007160A1 (en) | Stabilized thyratron electric motor | |
| RU2227362C2 (en) | Valve inverter | |
| KR890001045B1 (en) | Prevention circuit of induction motor for over-voltage |