SU1601729A2 - Method of controlling single-winding motor of oscillating motion - Google Patents

Method of controlling single-winding motor of oscillating motion Download PDF

Info

Publication number
SU1601729A2
SU1601729A2 SU884603749A SU4603749A SU1601729A2 SU 1601729 A2 SU1601729 A2 SU 1601729A2 SU 884603749 A SU884603749 A SU 884603749A SU 4603749 A SU4603749 A SU 4603749A SU 1601729 A2 SU1601729 A2 SU 1601729A2
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
winding
motor
emf
voltage
polarity
Prior art date
Application number
SU884603749A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Семенович Гершберг
Сергей Иосифович Вольский
Татьяна Сергеевна Мишина
Виктор Константинович Федоров
Олег Степанович Обертун
Игорь Ричардович Подзолов
Original Assignee
Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Предприятие П/Я Г-4371
Одесский Политехнический Институт
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 Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе, Предприятие П/Я Г-4371, Одесский Политехнический Институт filed Critical Московский авиационный институт им.Серго Орджоникидзе
Priority to SU884603749A priority Critical patent/SU1601729A2/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1601729A2 publication Critical patent/SU1601729A2/en

Links

Landscapes

  • Control Of Linear Motors (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике, в частности к управлению электрическими машинами и может быть использовано при создании приводов компрессоров и насосов. Цель изобретени  - повышение стабильности величины рабочего хода подвижной части двигател . Способ управлени  однообмоточным двигателем колебательного движени  заключаетс  в том, что периодически измен ют пол рность питающего напр жени . При этом в каждом полупериоде изменени  питающего напр жени  прерывают питание обмотки двигател , после прекращени  тока обмотки измер ют ЭДС на обмотке, фиксируют момент изменени  ее знака и в этот момент включают питание обмотки напр жением противоположной пол рности, затем измер ют производную от ЭДС на обмотке двигател  и интервал времени между этими моментами, перемножают измеренные величины между собой, сравнивают полученное произведение с его эталонным значением и поддерживают их равенство путем регулировани  амплитуды питающего напр жени . 2 ил.The invention relates to electrical engineering, in particular to the control of electrical machines and can be used to create drives for compressors and pumps. The purpose of the invention is to increase the stability of the magnitude of the working stroke of the moving part of the engine. A method of controlling a single-winding motor of oscillating motion is to periodically change the polarity of the supply voltage. Moreover, in each half-period, the changes in the supply voltage interrupt the power supply to the motor winding, after the current stops, the EMF is measured on the winding, the instant of change of its sign is recorded, and at this moment the power is turned on by the voltage of the opposite polarity, then the EMF derivative is measured on the winding the motor and the time interval between these moments, multiply the measured values among themselves, compare the resulting product with its reference value and maintain their equality by adjusting the amplitude of the pit present voltage. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к управлению электрическими машинами, в частности дл  безредукторного привода поршневых насосов и компрессоров и  вл етс  усовершенствованием изобретени  по авт. св. Ns 1398063.The invention relates to the control of electric machines, in particular for a gearless drive of piston pumps and compressors and is an improvement of the invention according to the authors. St. Ns 1398063.

Цель изобретени  - повышение стабильности величины рабочего хода подвижной части двигател .The purpose of the invention is to increase the stability of the magnitude of the working stroke of the moving part of the engine.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства , реализующего способ,- на фиг. 2 - временные диаграммы.FIG. 1 shows a block diagram of a device implementing the method; FIG. 2 - time diagrams.

Способ управлени  однообмоточным двигателем колебательного движени  за- ключаетс  в том, что периодически измен ют пол рность питающего напр жени , при этом в каждом полупериоде изменени  питающего напр жени  прерывают питание обмотки двигател , после прекращени  тока обмотки измер ют ЭДС на обмотке, фиксируют момент изменени  ее знака и в. этот момент включают питание обмотки напр жением противоположной пол рности, измер ют производную от ЭДС на обмотке двигател  и интервал времени между этими моментами, перемножают измеренные величины между собой, формируют сигнал, равный эталонному значению произведени  указанных величин, сравнивают полученное произведение с эталонным и поддерживают их равенство путем регулировани  амплитуды питающего напр жени . Переключение пол рности напр жени  питани  двигател  в моменты достижени The method of controlling a single-winding motor of oscillatory motion consists in periodically changing the polarity of the supply voltage, with each half-period of change in the supply voltage interrupting the power supply to the motor winding, after the current winding stops, the EMF is measured on the winding, and the moment of its change is recorded sign and c. this moment includes supplying the winding with a voltage of opposite polarity, measuring the derivative of the EMF on the motor winding and the time interval between these moments, multiplying the measured values with each other, forming a signal equal to the reference value of the product of these values, comparing the resulting product with the reference one and maintaining them equality by adjusting the amplitude of the supply voltage. Switching the polarity of the supply voltage of the engine at

его подвижной частью крайних положений обеспечивает резонансный режим работы, а регулирование амплитуды питающего напр жени  позвол ет стабилизировать величину рабочего хода подвижной части двигател , что повышает КПД и стабильность рабочих характеристик систем в измен ющихс  услови х работы.its movable part of the extreme positions provides the resonant mode of operation, and the regulation of the amplitude of the supply voltage allows stabilizing the magnitude of the working stroke of the movable part of the engine, which increases the efficiency and stability of the operating characteristics of the systems in varying operating conditions.

Устройство дл  питани  электродинамического двигател  привода колебательных систем содержит регул тор 1 посто нного напр жени  и подключенный к нему однофазный мост с 1слючевыми элементами 2-5 и шунтирующими диодами 6-9, к выходу которого подсоединена нагрузка - электродинамический двигатель 10 с дифференцирующим звеном 11 и датчиком 12 пол рности напр жени  на его клеммах, выход которого через блок 13 управлени  подключен к управл ющим входам формировател  14 сигналов управлени , дифференцирующего звена 11 и таймера 15, при этом выходы формировател  14 соединены с ключевыми элементами 2-5 и входом обратной св зи блока 13 управлени , выходы дифференцирующего звена 11 и таймера 15 подключены к входам перемножител  16., Управл ющий вход регул тора 1 соединен с выходом компаратора 17, входы которого подключены к выходам перемножител  16 и источника 18 эталонного напр жени .A device for powering an electrodynamic motor of an oscillating system drive contains a constant voltage regulator 1 and a single-phase bridge connected to it with 1-switch elements 2-5 and shunt diodes 6-9, the output of which is connected to a load — an electrodynamic motor 10 with differentiating element 11 and a sensor 12 polarity of the voltage at its terminals, the output of which through the control unit 13 is connected to the control inputs of the driver 14 of the control signals, the differentiating link 11 and the timer 15, while the outputs of the pho The impeller 14 is connected to the key elements 2-5 and the feedback input of the control unit 13, the outputs of the differentiating element 11 and the timer 15 are connected to the inputs of the multiplier 16. The control input of the regulator 1 is connected to the output of the comparator 17, the inputs of which are connected to the outputs of the multiplier 16 and source 18 reference voltage.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Однофазный мост обеспечивает преобразование посто нного напр жени  на выходе регул тора 1 в переменное пр моугольное с нулевой ступенью напр жение питани  электродинамического двигател  10 путем поочередного замыкани  ключевых элементов 2-5 по сигнала м Ua и UB калиброванной длительности (Т), заведомо меньшей половины периода собственных колебаний (То) автоколебательной системы возвратно-поступательного движени , с паузой между ними AT + Дг, Длительность Т задаетс  так, что до момента изменени  направлени  движени  подвижной части двигател  регул тор напр жени  отсоединен от его клемм и переходный процесс снижени  тока двигател  1дв (интервал Л Т) закончен.A single-phase bridge converts a constant voltage at the output of regulator 1 into an alternating rectangular, zero-phase supply voltage for an electrodynamic motor 10 by alternately closing key elements 2-5 by a signal m Ua and UB of a calibrated duration (T), which is less than half the period natural oscillations (To) of a self-oscillating system of reciprocating motion, with a pause between them AT + Dg, Duration T is set so that until the moment of movement change of the moving part of the motor Atel voltage regulator is disconnected from its terminal and the transient reduction of the current engine 1dv (interval T A) is over.

Поочередное формирование сигналов управлени  однофазным мостом (Ua и UB) начинаетс  по командам блока 13 в моменты изменени  пол рности ЭДС обмотки двигател , которые соответствуют крайним положени м его подвижной части и фиксируютс  по изменению пол рности сигнала на клеммах двигател  при отсутствии питающего его напр жени  (нулева  ступень), блоком 13 с помощью выходного сигнала Уд датчика 12 пол рности. Выходной сигнал Uy блока 13, подаваемый на управл ющие входы формировател  14, дифференцирующего звена 11 и таймера 15, имеет форму короткого импульса положительной или отрицательной пол рности в зависимости от направлени  изменени  пол рности ЭДСThe alternate generation of single-phase bridge control signals (Ua and UB) starts at the commands of unit 13 at the moments of polarity change of the EMF of the motor winding, which correspond to the extreme positions of its moving part and are fixed by changing the polarity of the signal at the motor terminals when there is no supply voltage ( zero stage), in block 13 using the output signal Ud of the polarity sensor 12. The output signal Uy of the block 13 supplied to the control inputs of the former 14, the differentiating link 11 and the timer 15 has the form of a short pulse of positive or negative polarity depending on the direction of the polarity of the emf

обмотки двигател  и соответственно выходного сигнала Уд датчика 12, повтор ющего пол рность сигнала на клеммах двигател  Удв. Пол рность управл ющего импульса Uy определ ет один из двух выходов формировател  14, на который поступает его сигнал, что исключает нарушение очередности замыкани  ключевых элементов моста.motor windings and, accordingly, the output signal Od of the sensor 12, which repeats the polarity of the signal at the terminals of the motor Udv. The polarity of the control pulse Uy determines one of the two outputs of the driver 14, which receives its signal, which eliminates the violation of the sequence of closure of the key elements of the bridge.

Одновременно с сигналами управлени  однофазным мостом ни выходе формировател  14, независимо от пол рности выходных импульсов блока 13, начинаетс  формирование сигналов обратной св зи Uoc калиброванной длительности (Т+ Ас), в течение которой изменени  пол рности сигналаSimultaneously with the control signals of the single-phase bridge or the output of the driver 14, regardless of the polarity of the output pulses of block 13, the formation of feedback signals Uoc of a calibrated duration (T + Ac) begins, during which the polarity of the signal changes

на клеммах двигател  блоком 13 не фиксируютс . Интервал А t должен выбиратьс  из услови :at the terminals of the engine unit 13 is not fixed. The interval A t must be chosen from the condition:

30thirty

-T

которое исключает вли ние переходного процесса выключени  двигател  на работу устройства и обеспечивает включение соответствующих ключевых элементов 2-5 моста при крайних положени х подвижной части двигател .which eliminates the effect of the transient engine shutdown on the operation of the device and ensures the inclusion of the corresponding key elements 2-5 of the bridge at the extreme positions of the moving part of the engine.

В эти моменты дифференцирующим звеном 11 и таймером 15 измер ютс  производна  от ЭДС на обмотке двигател  и интервал времени между этими моментами, перемножителем 16 измеренные величины перемножаютс  между собой, компаратором 17 полученное произведение сравниваетс  с сигналом, равным эталонному значению произведени  указанных величин , от источника 18 эталонного напр жени , и выходной сигнал компаратора поступает на управл ющий вход регул тораAt these moments, the differentiating link 11 and the timer 15 measure the derivative of the EMF on the motor winding and the time interval between these moments, the multiplied values are multiplied by the multiplier 16, the comparator 17 compares the resulting product with a signal equal to the reference value of the specified values from source 18 the reference voltage, and the output of the comparator is fed to the control input of the regulator

1 напр жени  питани  двигател .1 motor supply voltage.

При формировании напр жени  питани  электродинамического двигател , например , в интервале от О до То/2 (фиг. 2) управл ющим сигналом Ua формировател When forming the supply voltage of the electrodynamic motor, for example, in the range from 0 to To / 2 (Fig. 2), the control signal Ua of the driver

14 в течение времени Т открыты ключевые элементы 2 и 5, и регул тор 1 напр жени  оказываетс  подключен соответствующей пол рностью к клеммам двигател  10. Под действием приложенного напр жени  Упит14 during the time T, the key elements 2 and 5 are open, and the voltage regulator 1 is connected with the corresponding polarity to the terminals of the engine 10. Under the action of the applied voltage Upit

в обмотке двигател  протекает ток 1д8, который , взаимодейству  с магнитным полем возбуждени , создает электромагнитную силу, привод щую в движение подвижную часть двигател .A 1d8 current flows in the motor winding, which, interacting with the excitation magnetic field, generates an electromagnetic force driving the moving part of the motor.

В момент времени ti, соответствующий моменту окончани  сигнала Ua, ключевые элементы 2 и 5 закрываютс . Энерги , запасенна  индуктивностью обмотки двигател , в течение времени АТ переходного процесса его выключени  (до момента ta) рекуперируетс  в питающую цепь в виде спадающего тока 1дв через шунтирующие диоды 7 и 8. Напр жение на клеммах двигател  (Unep) при этом дважды (в моменты ti и t2 начала и окончани  переходного процесса) мен ет свою пол рность. Сигналы об этом с датчика 12 пол рности блоком 13 управлени  не фиксируютс  (импульсы Uy, фиг. 2, показанные пунктирными лини ми), поскольку последний блокирован сигналом обратной св зи Uoc формировател  14 до момента гз, перекрывающего врем  переходного процесса АТ.At time ti, corresponding to the end of signal Ua, the key elements 2 and 5 are closed. The energy stored by the inductance of the motor winding during the time of the transient AT for its shutdown (up to the moment ta) is recovered into the supply circuit in the form of a falling current 1dv through the shunt diodes 7 and 8. The voltage at the motor terminals (Unep) is doubled (at times ti and t2 of the beginning and end of the transient process changes its polarity. The signals from the polar sensor 12 by the control unit 13 are not recorded (pulses Uy, Fig. 2, shown by dashed lines), since the latter is blocked by the feedback signal Uoc of the former 14 until the moment rz overlapping the transient time AT.

В момент времени t2 ток двигател  спадает до нул . Поскольку подвижна  часть двигател  продолжает движение в магнитном поле возбуждени , на интервале А г он работает как генератор, пол рность ЭДС обмотки которого е повтор етс  выходным сигналом датчика 12, а момент t4 ее изменени , соответствующий крайнему положению подвижной части двигател  фиксируетс  блоком 13.At time t2, the motor current drops to zero. Since the moving part of the engine continues to move in the magnetic field of excitation, in the interval A g it works as a generator, the polarity of the EMF of the winding of which is not repeated by the output signal of the sensor 12, and the time t4 of its change corresponding to the extreme position of the moving part of the engine is fixed by the block 13.

Под воздействием импульса управлени  Uy в момент времени t4 на выходах формировател  14 по вл ютс  сигнал UB открыти  ключевых элементов 3 и 4 и сигнал обратной св зи Uoc дл  блока 13. Пол рность подключени  регул тора напр жени  к клеммам двигател  оказываетс  противоположной и его подвижна  часть начинает движение к другому крайнему положению. Таким образом обеспечиваетс  фиксаци  моментов достижени  крайних положений подвижной частью электродинамического двигател  и подключение в эти моменты питающего напр жени  к клеммам двигател  с поочередно измен ющейс  пол рностью. Произведение измеренных в этот же момент t4 величин производной от ЭДС на обмотке двигател  (em ) и интервала времени между началами соседних полупериодов питающего напр жени  (То/2) поддерж /заетс  посто нным путем регулировани  амплитуды питающего двигатель напр жени  под воздействием выходного сигнала компаратора 17 на управл ющий вход регул тора 1 посто нного напр жени .Under the influence of the control pulse Uy, at time t4, the outputs of the former 14 show the signal UB to open the key elements 3 and 4 and the feedback signal Uoc for unit 13. The polarity of the voltage regulator connected to the motor terminals is opposite and its mobile part starts moving to another extreme position. Thus, fixing of the moments of reaching the extreme positions by the moving part of the electrodynamic engine and connection of the supply voltage to the motor terminals with alternating polarity at these moments is provided. The product of the values of the derivative of the emf at the motor winding (em) measured at the same time and the time interval between the beginnings of the adjacent half-periods of the supply voltage (To / 2) is maintained / constant by adjusting the amplitude of the voltage supplying the motor under the influence of the output signal of the comparator 17 to the control input of the constant voltage regulator 1.

Поддержание заданной величины указанного произведени  при любых услови х работы позвол ет стабилизировать на заданном уровне величину рабочего хода по- движной части двигател , котора  в соответствии с математическим выражением закона электромагнитной индукцииMaintaining a given value of the specified product under any conditions of operation allows stabilizing at a given level the magnitude of the stroke of the engine's movable part, which, in accordance with the mathematical expression of the law of electromagnetic induction

.Vm.Vm

оказываетс  пропорциональной этому про- изведению, определ  сь соотношениемis proportional to this product, determined by the ratio

с - о Em I о . TOs - about Em I about. TO

В AT

где Еш - амплитуда ЭДС (движени ) на обмотке двигател , закон изменени  которой во времени имеет вид:where Yesh is the amplitude of the EMF (motion) on the motor winding, the law of which changes over time is:

е EmSlnurt,e EmSlnurt,

99

а производна  в момент изменени  знака ЭДС равна ее амплитудеand the derivative at the time of changing the sign of the emf is equal to its amplitude

25 ei EmCosGrt | ал л:25 ei EmCosGrt | al l:

Е E

; t

В - магнитна  индукци  в рабочем зазоре магнитной системы двигател ; i - длина обмотки двигател ;B - magnetic induction in the working gap of the magnetic system of the engine; i is the length of the motor winding;

30 (y-максимальна  величина скорости подвих .ной части двигател ;30 (y-maximum value of the speed of a subspecies part of the engine;

S/2 - амплитуда рабочего хода подвижной части двигател ;S / 2 - the amplitude of the working stroke of the moving part of the engine;

ш 2л: /То - кругова  частота собствен- 35 нь1х колебаний системь.w 2n: / That is the circular frequency of the own oscillations of the system.

Регулирование амплитуды напр жени  питани  двигател  позвол ет измен ть амплитуду ЭДС на его обмотке (Em) и поддерживать тем самым неизменными величины 40 указанного произведени  и рабочего хода подвижной части двигател .Adjusting the amplitude of the motor supply voltage allows you to vary the amplitude of the EMF on its winding (Em) and thereby maintain the same value of 40 of the specified product and the working stroke of the moving part of the engine.

Процесс формировани  напр жени  питани  электродинамического двигател  в интервале времени от То/2 до То аналогичен 45 описанному, и далее все процессы в схеме периодически повтор ютс .The process of forming the voltage of the electrodynamic motor power in the time interval from To / 2 to To is similar to 45 described, and then all the processes in the circuit are periodically repeated.

Предлагаемый способ управлени  повышает по сравнению с известным стабильность величины рабочего хода подвижной 0 части однообмоточного двигател  привода колебательных систем и способен обеспечить ее с требуемой точностью, повыша  стабильность рабочих характеристик систем , благодар  поддержанию заданной ве- 5 личины произведени  амплитуды ЭДС на его обмотке и длительности полупериодаThe proposed control method increases, in comparison with the known stability, the magnitude of the working stroke of the movable part of a single-winding motor of an oscillating system and is able to provide it with the required accuracy, increasing the stability of the system performance, by maintaining the specified value of the EMF amplitude on its winding and half-life duration

собственных колебаний системы в широком диапазоне изменений нагрузки, напр жени  источника питани  и условий окружающей среды.natural oscillations of the system in a wide range of load variations, supply voltage and environmental conditions.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ управлени  однообмоточным двигателем колебательного движени  по авт. св. № 1398063, отличающий с-  тем, что, с целью повышени  стабильности величины рабочего хода подвижной части двигател , измер ют производную от ЭДСThe control method of a single-winding motor oscillating motion on the author. St. No. 1398063, distinguished by the fact that, in order to increase the stability of the magnitude of the working stroke of the moving part of the engine, the derivative of the emf is measured на обмотке двигател  в моменты изменени  знака ЭДС и интервал времени между этими моментами, перемножают измеренные величины между собой, сравнивают полученное произведение с его эталонным значением и поддерживают их равенство путем регулировани  амплитуды питающего напр жени .on the motor winding at the moments of change of the EMF sign and the time interval between these moments, multiply the measured values among themselves, compare the product with its reference value and maintain their equality by adjusting the amplitude of the supply voltage.
SU884603749A 1988-11-09 1988-11-09 Method of controlling single-winding motor of oscillating motion SU1601729A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884603749A SU1601729A2 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Method of controlling single-winding motor of oscillating motion

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884603749A SU1601729A2 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Method of controlling single-winding motor of oscillating motion

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU1398063 Addition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1601729A2 true SU1601729A2 (en) 1990-10-23

Family

ID=21408653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884603749A SU1601729A2 (en) 1988-11-09 1988-11-09 Method of controlling single-winding motor of oscillating motion

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1601729A2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР N21398063. кл. Н 02 Р 7/62. 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5784267A (en) Quasi-sine wave and stepped square wave AC to AC converter
EP0762596A1 (en) Motor vehicle alternator
US4066938A (en) Input current modulation to reduce torque pulsations in controlled current inverter drives
KR20050016863A (en) Linear compressor and control apparatus thereof
SU1601729A2 (en) Method of controlling single-winding motor of oscillating motion
RU2396696C2 (en) Alternating current drive
SU1654964A1 (en) Method for wound-rotor asynchronous motor control
RU2099850C1 (en) Slip-ring motor control process
SU1398063A1 (en) Method of controlling single-winding oscillatory motor
NL2030729B1 (en) Transformer voltage regulating device based on power electronic technology
SU1415400A1 (en) Method of controlling two-phase induction motor in oscillatory mode
RU2530532C1 (en) Asynchronous motor soft start-up device
SU1241391A1 (en) Device for braking variable-frequency synchronous electric motor
SU1251273A1 (en) Induction electric drive with extremum control
SU1610582A1 (en) Device for loading d.c. motor
RU38253U1 (en) SYNCHRONOUS PULSE EXCITATION DEVICE
RU24568U1 (en) DEVICE FOR MEASURING AND REGULATING AN ANGLE OF STABILITY OF SYNCHRONOUS MACHINES
Alagur et al. Speed Control of Induction Motor by V/F Method Using Fuzzy Technique
SU1073870A1 (en) Method of controlling double-supply electric motor
SU1403301A1 (en) Voltage inverter control method
SU1631689A1 (en) Method for control of oscillatory electric drive with asynchrounous motor
SU1621136A1 (en) Method of controlling revolutions of double-power motor
SU1737690A1 (en) Electric drive
RU2014720C1 (en) Method of starting and self-starting of synchronous motor
JPH05137365A (en) Dc braking method