SU1713068A1 - Method of controlling dc motor torque - Google Patents

Method of controlling dc motor torque Download PDF

Info

Publication number
SU1713068A1
SU1713068A1 SU894764942A SU4764942A SU1713068A1 SU 1713068 A1 SU1713068 A1 SU 1713068A1 SU 894764942 A SU894764942 A SU 894764942A SU 4764942 A SU4764942 A SU 4764942A SU 1713068 A1 SU1713068 A1 SU 1713068A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
signal
input
output
motor
engine
Prior art date
Application number
SU894764942A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Михайлович Пересада
Игорь Леонидович Бакшеев
Original Assignee
Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
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 Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции filed Critical Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции
Priority to SU894764942A priority Critical patent/SU1713068A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1713068A1 publication Critical patent/SU1713068A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системахуправлени  электроприводами посто нного тока. Целью изобретени   вл етс  повышение точности регулировани  момента. Устройство, реализующее способ регулировани  момента двигател  посто нного тока последовательного возбуждени , содержит нелинейный регул тор 1 момента, выход которого подключен ко входу преобразовател  18, Регулирование динамики электропривода определ етс  линейным дифференциальным уравнением первого пор дка за счет введени  в нелинейный регул тор 1 момента двух умножителей 11 и 13 и двух функциональных преобразователей 6 и 10. 2 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in a control system of direct current electric drives. The aim of the invention is to improve the accuracy of torque control. A device that implements a method for controlling the torque of a DC motor of sequential excitation contains a nonlinear torque controller 1, the output of which is connected to the input of converter 18, the regulation of the dynamics of the electric drive is determined by the first order linear differential equation by introducing two multipliers into the nonlinear regulator 1 of torque 11 and 13 and two functional converters 6 and 10. 2 ill.

Description

слcl

сwith

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в системах управлени  электроприводами посто нного тока.The invention relates to electrical engineering and can be used in control systems of direct current electric drives.

Цель изобретени  - повышение точности регулировани  момента.The purpose of the invention is to improve the accuracy of torque control.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства управлени , которое реализует данный способ регулировани ; на фиг. 2 -ее эквивалентна  линейна  модель. FIG. 1 shows a functional diagram of a control unit that implements this control method; in fig. 2 is equivalent linear model.

Устройство управлени  двигателем посто нного тока последовательного возбуждени  содержит нелинейный регул тор момента 1, состо щий из первого усилител  2, на вход 3 которого подаетс  напр жение задани , выход первого усилител  2 св зан с первым входом первого сумматора 4, выход которого соединен с входом второго усилител  5, первого функционального элемента 6, первый вход которого св зан с выходом второго усилител  5, а выход - с первым входом второго сумматора 7, третьего сумматора 8, первый вход которого св зан с выходом второго сумматора 7, и третьего усилител  9, выход которого св зан с вторым входом третьего,сумматора 8, причем на вход третьего усилител  9, который св зан с входом второго функционального элемента 10, вторым входом первого начального элемента 6 и входом первого умножител  11, подаетс  сигнал 12 тока  кор , выход второго функционального элемента 10 св зан с третьим входом первого функционального элемента 6, вторым входом первого умножител  11 и первым входом второго умножител  13, выход первого умножител  11 подключен к входу четвертого усилител  14, выходной сигнал которого подаетс  на второй вход первого сумматора 4, на второй вход второго умножител  13 подаетс  сигнал 15 скорости вращени  двигател  посто нного тока, выход второго умножител  13 св зан с входом п того усилител  1.6, выход которого подключен к второму входу второго сумматора 7. Поскольку напр жение, выдаваемое нелинейным регул тором момента недостаточно дл  управлени  двигателем, то необходимо ввести преобразователь с коэффициентом усилени  Кпр. Одна,ко дл  приведени  в соответствие этих двух напр жений перед преобразователем необходимо ввести звено с коэффициентомThe direct current motor control unit contains a nonlinear moment regulator 1 consisting of the first amplifier 2, at input 3 of which a reference voltage is applied, the output of the first amplifier 2 is connected to the first input of the first adder 4, the output of which is connected to the input of the second the amplifier 5, the first functional element 6, the first input of which is connected with the output of the second amplifier 5, and the output with the first input of the second adder 7, the third adder 8, the first input of which is connected with the output of the second totalizer and 7, and the third amplifier 9, the output of which is connected to the second input of the third adder 8, and to the input of the third amplifier 9, which is connected to the input of the second functional element 10, the second input of the first initial element 6 and the input of the first multiplier 11, is fed the current signal 12 core, the output of the second functional element 10 is connected with the third input of the first functional element 6, the second input of the first multiplier 11 and the first input of the second multiplier 13, the output of the first multiplier 11 is connected to the input of the fourth amplifier 14, the output the signal of which is fed to the second input of the first adder 4, the second input of the second multiplier 13 is given a signal 15 of the rotational speed of the direct current motor, the output of the second multiplier 13 is connected to the input of the fifth amplifier 1.6, the output of which is connected to the second input of the second adder 7. Since Because the voltage supplied by the nonlinear torque control is not enough to control the motor, it is necessary to introduce a converter with a gain CRF. One, in order to match these two voltages, it is necessary to enter a link with a factor before the converter

1/Кпр.1 / CRC.

Выходной сигнал 17 нелинейного регул тора момента 1 подаетс  на вход преобразовател  18, выходной сигнал 19 которого, а именно напр жение Ufl(t), прикладываетс  к двигателю 20.The output signal 17 of the non-linear torque controller 1 is fed to the input of the converter 18, the output signal 19 of which, namely the voltage Ufl (t), is applied to the motor 20.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Уравнение динамики двигател  посто нного тока с последовательным возбуждением имеет вид:The equation of the dynamics of a DC motor with sequential excitation is:

и  1  В  + -„ - +and 1 V + - „- +

+ WB +КФ( )й),(1)+ WB + KF () nd), (1)

где и  - напр жение, прикладываемое к двигателю;where and is the voltage applied to the engine;

1  - ток  корной цепи двигател ;1 - engine current circuit current;

Р 2 суммарное сопротивление  корной цепи;P 2 is the total resistance of the core chain;

суммарна  индуктивность  корной обмотки; total inductance of the root winding;

WB - число витков обмотки возбуждени ;/WB is the number of turns of the field winding; /

Ф(1 )-поток двигател ,  вл ющийс  нелинейной функцией тока  кор ;F (1) is the motor flow, which is a nonlinear function of the current in the core;

К- конструктивный коэффициент двигател ;K - engine design factor;

О)- углова  скорость двигател .O) - angular speed of the engine.

Момент, развиваемый двигателем, определ етс  уравнением;The moment developed by the engine is determined by the equation;

) ;);

и  1 Н  + (1 г +and 1 H + (1 g +

.w.,.w.,

д 1 d 1

dtdt

Анализ уравнени  (3) позвол ет сделать вывод о том, что индуктивность  корной цепи (1 2- + W, коэффициентAn analysis of equation (3) allows us to conclude that the inductance of the core circuit (1 2- + W, coefficient

К-ФО ) измен ютс  в св зи с насыщением магнитной системы, поэтому посто нна  времени  корной цепи, определ ема  какThe Q-FO) varies due to the saturation of the magnetic system, therefore the time constant of the core chain, defined as

T (i )L ,+ ,,T (i) L, + ,,

противоЭДС Е КФ( момент двигател  М К-Ф(1 )   вл ютс  нелинейными функци ми тока  кор .The back EMF E KF (motor torque MK-F (1)) are nonlinear functions of the current in the core.

Дифференциальное уравнение (2), записанное относительно момента двигател  имеет вид;Differential equation (2), written relative to the engine torque has the form;

.,.dФJVl.,. dФJVl

dM dtdM dt

(Ht(Ht

dtdt

X 1 +Ф(1 )).X 1 + F (1)).

Claims (2)

(4) Из уравнени  (3) наход т -;- и подставл ют в (4) +W Ф(О У1 V dt + в , , J X х(и -1 -К 2: -КФ(1 )й); К(1 )х х(и -  Р у-КФ(1 )су),(6) (1 ) - 1 +Ф( ): Ti xa., + w.l iJ l нелинейный коэффициент. dM 1 /.. .. (Мз-М) - ( Км Уэм - КО ( 1  ) 1  ) . где Т- эквивалентна  посто нна  времени регулировани  момента; Км- коэффициент, св зывающий заданный момент Мз с напр жением УЭМ. Приравн в правые части уравнени  (6) и (8), получают закон управлени  и (г) (Мз-М)(К V9(ifl))+ + 1 Р (4) From equation (3), they find -; - and are substituted in (4) + W F (O U1 V dt + in,, JX x (and -1 -K 2: -KF (1) d)); К (1) х х (и - Р у-КФ (1) су), (6) (1) - 1 + Ф (): Ti xa., + Wl iJ l non-linear coefficient. DM 1 / .. (Ms-M) - (Km Wem - KO (1) 1). Where T is equivalent to the constant time of regulation of the moment; Km is the coefficient relating the given moment of M3 to the voltage of the EME. Equation to the right of Eq. (6) and (8), get the control law and (d) (Mz-M) (K V9 (ifl)) + + 1 Р 2.+ КФ(1 )йЛ Таким образом, если к двигателю приложено напр жение, измен ющеес  во времени в соответствии с (9), то динамика момента определ етс  линейным дифференциальным уравнением первого пор дка (8). 1 В исходном положении напр жение 19 преобразовател  18 равно О, поэтому ток  кор  и скорость вращени  двигател  20 посто нного Тока также равны 0. При поступлении на вход .3 на входе усилител  2 сигнала задани  формируетс  сигнал, пропорциональный заданному моменту Мз UMS-USM Км. 5 10 15 20 25 30 35 45 ° 55 Так как в начальный момент времени сигнал 12 тока  кор  и сигнал 15 скорости вращени  равны нулю, то на выходах элементов 14, 16, 10 и 9 сигналы также отсутствуют . Сигнал UMS проходит через сумматор 4 и поступает на вход усилител  5, на выходе которого формирует сигнал UMS/, который подаетс  на первый вход функционального элемента б, на двух других входах в этот момент времени сигналы отсутствуют . Поскольку функци  Х ) равна О, то ()) 00, на выходе функциональг ного элемента 6 формируетс  сигнал, амплитуда которого зависит от исполнени  и схемы элемента 6 (в случае применени  операционных усилителей амплитуда выходного сигнала равна напр жению питани  операционных усилителей). Выходной сигнал элемента 6 проходит через сумматоры 7 и 8 без изменений и подаетс  на вход преобразовател  18. Поскольку в данном случае коэффициент усилени  преобразовател  выбран равным единице, то входное напр жение 19 преобразовател  18 прикладываетс  к двигателю 20. Двигатель 20 начинает вращатьс , следовательно по вл ютс  сигнал 12 тока  кор  и сигнал 15 скорости двигател  20, отличие от нул . По вл етс  сигнал и на выходе функционального элемента 10. На выходе усилител  14 по вл етс  сигнал момента им К-ФО )-1 . Этот сигнал подаетс  на второй вход сумматора 4, на выходе которого формируетс  сигнал Ui имз-им UsM -Км-КФО )  . Этот сигнал проходит через усилитель 5 и поступает на вход функционального элемента 6. Поскольку на два других входа этого элемента поступают сигналы 12 тока  кор  и сигнала с выхода функционального элемента 10, то на выходе элемента 6 формируетс  сигнал и2(изм-Км-КФО )1 ) (Ку(1 )) (13) )-функци , определ ема  в (7). Сигнал U2 подаетс  на первый входсумматора 7, на второй вход которого подаетс  сигнал ЭДС двигател , сформированный с ломощью второго умножител  13 и усилител  16 в виде иЕ к-ФО Уд На выходе сумматора 7 получаетс  сигиз и2+иЕ (изм-Км-КФО )-1 ) -Y X х(К95( ))+КФО )(М. Этот сигнал подаетс  на первый вход сумматора 8, на другой вход которого подаетс  сигнал с выхода усилител  9, определ емый как UR -  К . На выходе сумматора 8 формируетс  сигнал, который через преобразователь 18 прикладываетс  к двигателю 20. Таким образомформируетс  напр жение, при котором динамика момента определ етс  линейным дифференциальным уравнением (8) первого пор дка. Способ позвол ет с высокой точностью регулировать момент и существенно упрощает управление. Формула изобретени  Способ регулировани  момента двигател  посто нного тока последовательного возбуждени , при котором измер ют ток  корной цепи, определ ют разность между заданным и действительным моментами двигател  и формируют управл ющее напр жение , прикладываемое к двигателю, о тл и чающийс  тем, что, с целью повышени  точности регулировани  момента, дополнительно определ ют противоЭДС двигател , поток двигател , мгновенное значение индуктивности  корной цепи, как функцию тока  кор , и управл ющее напр жение формируют в виде суммы трех слагаемых , первое из которых - противоЭДС двигател , второе -суммарное падение напр жение в  корной цепи, а третье определ етс  в соответствии с соотношением dФ(i ) U(t)-(M3-M ) -(KLC gij 1  + -HФ(l ))(L ,+We-(l)-)где Мз - заданный момент; М-действительный момент; т- эквивалентна  посто нна  времени регулировани  момента; К- конструктивный коэффициент двигател ; ФО ) - поток двигател ; 1  - ток  корной цепи; dФ(i ) --у.-- - мгновенное значение индуктивности  корной цепи; суммарна  индуктивность  корной цепи; WB - число, витков обмотки возбуждени .2. + KF (1) yL Thus, if a voltage is applied to the motor, varying in time in accordance with (9), then the moment dynamics is determined by the linear first-order differential equation (8). 1 In the initial position, the voltage 19 of the converter 18 is equal to O, therefore the core current and the rotational speed of the DC motor 20 are also 0. When a input signal is received at input .3, a signal is formed that is proportional to a given moment Мз UMS-USM Km . 5 10 15 20 25 30 35 45 ° 55 Since at the initial moment of time the signal 12 of the current cor and the signal 15 of the rotation speed are zero, there are also no signals at the outputs of elements 14, 16, 10 and 9. The UMS signal passes through the adder 4 and is fed to the input of the amplifier 5, the output of which forms the signal UMS /, which is fed to the first input of the functional element b, and there are no signals at the other two inputs at this time. Since function X) is equal to O, then ()) 00, a signal is generated at the output of functional element 6, the amplitude of which depends on the design and circuit of element 6 (in the case of operational amplifiers, the amplitude of the output signal is equal to the power supply voltage of operational amplifiers). The output signal of the element 6 passes through the adders 7 and 8 unchanged and is fed to the input of the converter 18. Since in this case the gain of the converter is chosen equal to one, the input voltage 19 of the converter 18 is applied to the motor 20. The engine 20 begins to rotate, therefore The signal 12 of the current core and the signal 15 of the speed of the engine 20 are different from zero. A signal appears at the output of the functional element 10. At the output of the amplifier 14, a signal of the moment named K-FO) -1 appears. This signal is applied to the second input of the adder 4, at the output of which a signal Ui is generated, named after UsM (KMF). This signal passes through the amplifier 5 and enters the input of the functional element 6. Since the two other inputs of this element receive the signals 12 of the current core and the signal from the output of the functional element 10, the output of the element 6 generates a signal u2 (meas-Km-KFO) 1 ) (Qu (1)) (13)) -function, defined in (7). The signal U2 is fed to the first input of the accumulator 7, the second input of which is supplied by the motor EMF signal, formed with the power of the second multiplier 13 and the amplifier 16 in the form of EE to FO-RF Ud. 1) -YX x (K95 ()) + QF) (M. This signal is fed to the first input of adder 8, to another input of which a signal is output from the output of amplifier 9, defined as UR - K. At the output of adder 8, a signal is generated which, via converter 18, is applied to motor 20. Thus, a voltage is formed at which the The torque pattern is determined by the first-order linear differential equation (8). The method allows to control the torque with high accuracy and greatly simplifies control. Formula of the invention A method for controlling the torque of a DC motor of sequential excitation, at which the current of a corona circuit is measured, the difference between the set and the actual moments of the engine and form a control voltage applied to the engine, o t and the fact that, in order to improve the accuracy of torque control, in addition, the engine's anti-electromotive force is determined, the motor flux, the instantaneous value of the inductance of the core circuit, as a function of the core current, and the control voltage are formed as the sum of three terms, the first of which is the motor counter-electromotive force, the third is determined in accordance with the ratio of ФF (i) U (t) - (M3-M) - (KLC gij 1 + -HF (l)) (L, + We- (l) -) where M3 is the specified moment; M-real moment; t is equivalent to the time constant of torque control; K - engine design factor; FD) - engine flow; 1 - current of the root circuit; dФ (i) - у .-- is the instantaneous value of the inductance of the core chain; total inductance of the core chain; WB is the number of turns of the field winding. cfius.Zcfius.Z
SU894764942A 1989-12-07 1989-12-07 Method of controlling dc motor torque SU1713068A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894764942A SU1713068A1 (en) 1989-12-07 1989-12-07 Method of controlling dc motor torque

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894764942A SU1713068A1 (en) 1989-12-07 1989-12-07 Method of controlling dc motor torque

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1713068A1 true SU1713068A1 (en) 1992-02-15

Family

ID=21482518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894764942A SU1713068A1 (en) 1989-12-07 1989-12-07 Method of controlling dc motor torque

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1713068A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ключёв В.И. Теори электропривода. - М.: Энергра.томиздат, 1985, с. 145. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4019107A (en) D. C. motor control system
US4879501A (en) Constant speed hydrostatic drive system
Andeen Analysis of pulse duration sampled-data systems with linear elements
SU1713068A1 (en) Method of controlling dc motor torque
JPS63501399A (en) Control circuit for electric motors
US4328447A (en) DC Motor speed regulator
CA2031580A1 (en) General purpose low cost digital amplitude regulator
JPS6170154A (en) Transducer means detecting movement of part
EP0369011B1 (en) Multiphase multiplier
DE102017114381A1 (en) Power generation system including a generator and method of operating such power generation system
SU663052A1 (en) Dc electric drive with minimizing losses in motor
DE3221093A1 (en) Arrangement for a pulsed voltage variation
Yunshi et al. Neural network based parameters identification and adaptive speed control of AC drive system
CA1041168A (en) Control unit for a converter
CA2031542A1 (en) Low cost digital amplitude regulator
SU723748A1 (en) Device for regulating current limiting of electric drives
SU921011A1 (en) Device for stabilizing dc motor speed
Kucuk et al. Artificial neural networks and inductance vector based sensorless torque estimation in switched reluctance motor drive
SU1636978A1 (en) Device for controlling thyratron motor based on synchronous machine
SU1627488A1 (en) Device for adjusting tension at winding long material
SU1495968A1 (en) Ac electric drive wyith extremum control
SU1125722A2 (en) Device for measuring rotational speed and current of armature of d.c. motor with pulse control
RU2046528C1 (en) Method for controlling follow-up pulsed converter
SU1274103A1 (en) D.c.electric drive
SU838563A1 (en) Method of measuring slip of asynchronous motor with phase-wound rotor