SU1515273A1

SU1515273A1 - Устройство дл настройки моментного вентильного электродвигател

Info

Publication number: SU1515273A1
Application number: SU874210235A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Юрьевич Афанасьев
Original assignee: Казанский Авиационный Институт Им.А.Н.Туполева
Priority date: 1987-03-16
Filing date: 1987-03-16
Publication date: 1989-10-15

Abstract

Изобретение относитс к эл.машинам, а именно к электродвигател м с бесконтактной коммутацией. Настраиваемый моментный вентильный двигатель (МВД) 1 содержит синхронный электродвигатель 2 с двухфазной обмоткой 3 кор и с ротором-индуктором 4, датчик угла поворота 5 ротора, два усилител 6, два датчика 7 тока. Устройство дл настройки МВД имеет задатчик 8 угла, датчик момента 9, синхронный детектор 10, интегратор 11, сумматор 12, синусно-косинусный функциональный преобразователь 13, перемножители 14, 15, генератор 16 пр моугольных импульсов. Благодар введению в устройство дл настройки МВД, имеющее структуру экстремального регул тора с синхронным детектированием, полупроводникового ключа 17, импульсного управл ющего устройства 18, двух счетчиков импульсов 19, 20, двух аналого-цифровых преобразователей 21, 22 и запоминающего устройства 23 с четырьм информационными входами автоматизирован процесс фиксации оптимальных значений токов и установки значений амплитуды системы токов кор , что сокращает врем настройки МВД. 2 ил.

Description

СП

СП L

Изобретение относитс к электрическим машинам, а именно к электрическим двигател м посто нного тока с бесконтактной коммутацией, Тое. к мо- ментным вентильным электродвигател м (МВД), и предназначено дл настройки в процессе изготовлени и эксплуатации электрических машин, работающих в качестве исполнительных момеитных двигателей приводов след щих систем и систем стабилизации различного назначени о

Цель изобретени - сокращение времени настройки МВД,

На фиг.1 представлена функциональна схема устройства дл настройки МВД; на фиг.2 - функциональна схема МВД с функциональным преобразователем ..

Настраиваемый МВД 1 содержит электромеханический преобразователь 2 с двухфазной обмоткой 3 кор и с ротором-индуктором 4, датчик 5 угла поворота ротора, два усилител 6, два датчика 7 тока.

Устройство дл настройки МВД имеет задатчик 8 угла, датчик 9 момента, синхронный детектор 10, интегратор 11, сумматор 12, синусно-косинусный функциональный преобразователь 13, перемножители 14, 15 генератора 16 пр моугольных импульсов, полупроводниковый ключ 17, импульсное управл ющее устройство 18 с трем выходами, счетчики 19, 20 импульсов, аналого- цифровые преобразователи 21, 22, запоминающее устройство 23 с четырьм информационными входами„

Ротор-индуктор 4 механически св зан с роторами датчика 5 угла, задат- чика 8 угла и датчика 9 момента. Его выход подключен к входу синхронного детектора 10, выход которого подключен ко входу интегратора 11, его выход подключен ко входу сумматора 12, выход которого подключен к входу си- нусно-косинусного преобразовател 13, его выходы подключены к входам перем-г

ножителей 14, 15, выходы к(1торых под45

Синхронньм электродвигатель 2 развивает электромагнитный момент М, заключены соответственно к аиалого-цифро- вис щий от угла поворота ротора-индуктора 4, определ емого задатчиками 8 угла, от амплитуды 1 системы то- ков обмотки 3 кор и от угла ft

вым преобразовател м 21, 22, а также к входам соответствующих усилителей 6, их выходы пoдкJпoчeны к фа мам обмотки 3 кор через входы датчиков 7 тока, выходы которых подключены к вторым инвертирующим входам усилителей 6. Выход генератора 16 пр мпугольМ М (ot,

if

V b)«M (ci, 1„,(Ь„)±

0

ных импульсов подключен через полупроводниковый ключ 17 к электроду опорного напр жени синхронного де- тектора 10 и к второму входу сумматора 12. Выходы импульсного управл ющего устройства 1.8 подключены соответственно к управл ющему входу полупроводникового ключа 17, к входу разре0 шени записи запоминающего устройства 23 и к входам счетчиков 19, 20 Их выходы подключены соответственно к вторым входам перемножителей 14,15 и к адресному входу запо1 1инающего

5 устройства 23, информационные входы которого подключены к выходам датчика 5 угла, датчика 9 момента и ана- логоцифровых преобразователей 21, 22 Устройство дл настройки МВД работает следующим образом.

Импульсное управл ющее устройство 18 выдает с первого выхода импульс, открывающий полупроводниковый ключ 17, через который бипол рные импульсы одинаковой длительности и амплитуды поступают от генератора 16 на электрод опорного напр жени синхронного детектора 10 и на второй вход сз матора 12, на первый вход которого подаетс сигнал с интегратора 11, равный среднему значению i угла . Сигнал + pu,p) поступает на вход синусно-косинусного функционального преобразовател 13, на выходах которого формируютс сигналы , cos |3 . Они перемножаютс с выходным сигналом счетчика 19 импульсов, имеющим смысл амплитуды 1 системы токов обмотки 3 кор , пе- 15о С

5

30

5

0

ремножител ми 14, поступают сигналы

их выходов

. о

1,

- i sin/j), i; I,

COSi

в

на входы усилителей 6, охваченных глубокой отрицательной обратной

св зью по току с помощью датчиков 7 тока и обеспечивающих протекание по фазам обмотки 3 кор токов i. it i° i i°Л A

ft - B

Синхронньм электродвигатель 2 развивает электромагнитный момент М, завис щий от угла поворота ротора-индуктора 4, определ емого задатчиками 8 угла, от амплитуды 1 системы то- ков обмотки 3 кор и от угла ft

М М (ot,

if

V b)«M (ci, 1„,(Ь„)±

(О

Этот момент измер етс датчиком 9 момента. Сигнал М поступает на вхо синхронного детектора 10, вырабатывающего сигнал, пропорциональный частной производной 9M/3fo . Этот сигнал подаетс на вход интегратора I1, вырабатьгаающего среднее значение fbg угла 3 согласно уравнению dPo 1 Эм dt Т р где Т - посто нна времени интегратора II.

Согласно принципу синхронного детектировани в экстремальных регул торах уравнение (1) определ ет движение к точке максимума электромагнитного момента М по углу , По окон- чан ии первого этапа и отключении сигнала Р)ц на выходах перемножителей 14 15 получаютс оптимальные значени

.0 .0

токов if, 1 , соответствующих максимуму электромагнитного момента М при фиксированных значени х oi и 1.

Величины I и ftg вл ютс пол рными коордшштами точки на плоскости с декартовыми координатами 1д, ig. Пол рные координаты удобны при настройке вентильного электродвигател так как амплитуда 1 может фиксироватьс , а искомой переменной при оптимизации вл етс угол jb. Синусно- косинусный функциональный преобразователь здесь используетс дл перехода от пол рной системы координат к декартовой системе. Отметим что п независимый аргумент при максимизации электромагнитного момента, а не угол поворота ротора.

На втором этапе импульсное управл ющее устройство 18 вырабатьшает на втором выходе импульс, поступакщий на вход разрешени записи запоминающего устройства 23 о С выходов датчи- угла, датчика 9 момента и аналого-цифровых преобразователей 21, 22 поступают значени угла cL поворота ротора, электромагнитного момента М и оптимальных токов 1°, i на ин- формационны.е входы запоминающего устройства 23, в котором они записываютс по адресам, соответствующим сигналу с выхода счетчика 20, подаваемому на адресный вход запоминающего устройства 23.

На третьем этапе импульсное управл ющее устройство 18 вырабатьшает импульс на третьем выходе, который

д ,

,

15152736

поступает на входы счетчиков 19, 20, увеличива т содержимое на единицу. Содержимое счетчика 19 определ ет новое значение амплитуды

1 системы

гП

45

50

токов обмотки 3 кор , а содержимое счетчика 20 новые адреса дл записи данных в запоминающем устройстве 23. За третьим этапом следует первый,

10 второй и т„До По достижении амплитудой 1 предельного дл данного МВД значени выполн етс перестройка за- датчика 8 угла на новое значение угла oi, поворота ротора, установка счетчи15 ка 19 в начальное состо ние, выполн ютс этапы первый, вторюй и т.д. Содержимое счетчика 20 при переходе к повой серии этапов продолжает нарастать . Заканчиваетс настройка после

20 перебора всех требуемых значений угла Ы. поворота ротора и значений амплитуды If системы токов.

Записанные в запоминающем устрой;0 А

&

позстве 23 значени od, М, ij

25 вол ют построить функциональный преобразователь дл оптимального управлени токами МВД.

Настроенный МВД (фиг.2) работает следующим образом.

30 На первый вход функционального преобразовател 24 поступает сигнал, соответствующий углу вС поворота ротора-индуктора 4, а на второй вход - сигнал, пропорциональный требуемому

35 электромагнитному моменту М. По этим сигналам функциональный преобразователь 24 вырабатьшает оптимальное зна чение i, i° токов кор , которые

поступают на. входы усилителей 6, ох- 0 ваченных глубокой отрицательной обратной св зью по току с помощью датчиков 7 тока и обеспечивающих протекание по фазам обмотки 2 кор токов

.о .о

1 г Т 1 гг 1

1ft - 1-д IB 6 Синхронный электродвигатель 2 развивает электромагнитный момент, равный требуемому значению М, при минимальной мощности потерь в обмотке 3 кор

Минимум мощности потерь в обмотке 3 кор при требуемом значении электромагнитного момента М достигаетс в св зи с эквивалентностью задач

55

М max;

I const;

rf

и

I min; М const, a также в св зи с равенством

г (i

i) ri:

A 4 C

мгновен ое значение мощности

потерь в обмотке 3 кор ; активное сопротивление одной фазы обмотки 3 кор

Таким образом, в устройстве автоматизирован процесс фиксации опткмаль-ю ных значений токов и установки значений амплитуды системы токов кор , что сокращает врем настройки МВД„

Claims

Формула изобретени 15

Устройство дл настройки момент- ного вентильного электродвигател , включающего в себ ротор-индуктор, статор с двухфазной обмоткой кор , кажда фаза которой подключена к выходу регулируемого источника тока, управл ющий вход каждого из усилителей св зан с выходом датчика углового положени ротора через функциональный преобразователь, содержащее задатчик угла и датчик вращающего момента , св занные с ротором электромеханического преобразовател , сумматор , два перемножител , запоминающее устройство, два аналого-цифровых пре- Орразовател , генератор пр моугольных импульсов, управл ющее устройство, один из выходов которого св зан с входом разрешени записи запоминающего устройства, синусно-косинусный функциональный преобразователь, синусный и косинусный выходы которого соединены с первыми входами первого и второго перемножителей, выходы которых соединены с управл ющими входами первого и второго источников то0

5

0

5

0

ка соответственно, выход датчика угла поворота ротора св зан с одним из информационных входов запоминающего устройства, отличающеес тем, что, с целью повышени точности и сокращени времени настройки, оно снабжено синхронным детектором,вторым счетчиком импульсов, интегратором , полупроводниковым ключом, управл ющее устройство выполнено с возможностью поочередного формировани импульсов на трех его выходах, запоминающее устройство выполнено с четырьм информационными входами, с одним адресным входом и с входом разрешени записи, выход датчика момента подключен к входу синхронного детектора, выход которого подключен к входу интегратора, его выход подключен к первому входу сумматора, выход которого Подключен к входу синус- но-косинусного функционального преобразовател , выход генератора пр моугольных импульсов подключен через полупроводниковый ключ к второму входу сумматора и к электроду опорного напр жени синхронного детектора,второй и третий выходы импульсного управл ющего устройства подключены соответственно к управл ющему входу полупроводникового ключа и к входам счетчиков импульсов, выход первого из них подключен к вторым входам перемножителей , а выход второго счетчика - к адресному входу запоминающего устройства, выходы перемножителей подключены к входам аналого-цифровых преобразователей, их выходы и выход датчика момента - к информационным входам запоминающего устройства

м

Фиг2