SU1721780A1

SU1721780A1 - Scanning electric drive

Info

Publication number: SU1721780A1
Application number: SU904757018A
Authority: SU
Inventors: Константин Петрович Власов; Аркадий Васильевич Черкашин; Станислав Александрович Чеканов; Александр Сергеевич Чеканов
Original assignee: Харьковский институт инженеров коммунального строительства
Priority date: 1990-08-07
Filing date: 1990-08-07
Publication date: 1992-03-23

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к электроприводам колебательного движени . Цель изобретени - повышение точности слежени и позиционировани . Электропривод управлени сканирующим электроприводом содержит блок управлени 1 с каналами грубой 2 и точной 3 установки, соединенный с обмотками статора , блоком задани движени 11 и датчиком 15 положени ротора. Канал грубой установки включает в себ коммутаторы 4,5 блоков шунтов, блоки 6, 7 шунтов и узел 8 управлени коммутаторами блоков шунтов, причем блоки 6, 7 шунтов соедин ютс с двум обмотками 12, 13 статора, включенными встречно между собой и последовательно с источником посто нного напр жени ; а треть обмотка 16 статора соединена с каналом 3 управлени точной установкой, выполненного в виде сравнивающего узла, блока 10 точного регулировани и датчика 15 положени ротора. 1 ил.The invention relates to electrical engineering, in particular, to oscillating-motion electric drives. The purpose of the invention is to improve the accuracy of tracking and positioning. The drive control of the scanning drive comprises a control unit 1 with coarse 2 channels and an exact 3 installation, connected to the stator windings, motion reference unit 11 and the rotor position sensor 15. The coarse installation channel includes switches of 4.5 blocks of shunts, blocks 6, 7 of shunts and node 8 of control of switches of blocks of shunts, and blocks 6, 7 of shunts are connected to two stator windings 12, 13 connected oppositely to each other and in series with the source constant voltage; and the third stator winding 16 is connected to the control channel 3 of the precise setting, made in the form of a comparison unit, the fine control unit 10 and the rotor position sensor 15. 1 il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при создании систем сканировани на базе трехфазных микродвигателей с ротором из посто нных магнитов, например, моментных бесконтак-1- тных.The invention relates to electrical engineering and can be used to create scanning systems based on three-phase micromotors with a rotor made of permanent magnets, for example, noncontact-momentary torque magnets.

Известен сканирующий электропривод с асинхронным двигателем, содержащий преобразователь частоты, в который введены фазовый детектор, делители частоты и преобразователь напр жение - частота, соединенный выходом с входами делител детектора. Недостатком известного электропривода вл етс отсутствие возможности управлени законом, движени в процессе сканировани и сложность конструкции , св занна с наличием преобразовател частоты.A scanning electric drive with an asynchronous motor is known, which contains a frequency converter, into which a phase detector, a frequency divider and a voltage-frequency converter are connected, connected by an output to the inputs of a divider detector. The disadvantage of the known electric drive is the lack of control over the law, movement in the scanning process and the complexity of the design associated with the presence of a frequency converter.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату вл етс сканирующий электропривод с двигателем, прин тый в качестве прототипа и содержащий блок управлени , состо щий из каналов грубой и точной установки, канал грубой установки включает реверсивный счетчик, с выходами которого соединены последовательно включенные программируемые за- поминающие устройства, цифроаналоговые преобразователи, регул торы тока, формирующие требуемые законы изменени фазных токов, канал точной установки содержит контур электронного демпфировани , св занный с датчиком положени ротора . Однако в системе точность слежени и позиционировани определ етс ценой шагового электродвигател .The closest in technical essence and the achieved result is a motor scanning motor drive, adopted as a prototype and containing a control unit consisting of coarse and accurate installation channels, the coarse installation channel includes a reversible counter, with outputs of which serially connected programmable devices are connected. comforters, digital-to-analogue converters, current regulators that form the required laws for changing phase currents, the channel of accurate installation contains an electronic circuit damping associated with the rotor position sensor. However, in the system, the accuracy of tracking and positioning is determined by the price of the stepper motor.

I I

ГОGO

Цель изобретени - повышение точности слежени и позиционировани .The purpose of the invention is to improve the accuracy of tracking and positioning.

Указанна цель достигаетс тем, что канал управлени грубой установкой угла поворота трехфазного двигател выполнен в виде коммутаторов блоков шунтов, блоков шунтов и узла управлени коммутаторами блоков шунтов, канал управлени точной установкой угла поворота выполнен в виде сравнивающего узла и блока точного регулировани угла поворота, вход узла управлени коммутаторами блоков шунтов соединен с блоком задани движени , а один из выходов соединен с одним из коммутаторов блока шунтов, соедин ющим один из .блоков шунтов с одной из обмоток, другой выход соединен с вторым коммутатором блока шунтов, соедин ющим второй блок шунтов с второй обмоткой, причем эти обмотки соединены встречно между собой и последовательно с источником посто нного напр жени , один из входов сравнивающего узла соединен с блоком задани движени , другой вход соединен с датчиком положени ротора, а выход - с входом блока точного регулировани угла поворота , выход которого соединен с третьей обмоткой статора. Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый -электропривод отличаетс выполнением канала управлени грубой установки в виде коммутаторов блоков шунтов, блоков шунтов и узла управлени коммутаторами блоков шунтов и канала управлени |очной установкой в виде сравнивающего узла, блока точного регулировани и датчика положени ротора и соединением блоков шунтов с двум обмотками статора , включенными встречно между собой и последовательно с источником посто нного напр жени , а третьей обмотки статора с каналом управлени точной установкой .This goal is achieved by the fact that the control channel of a coarse installation of the angle of rotation of a three-phase motor is made in the form of switches of blocks of shunts, blocks of shunts and a control unit of switches of blocks of shunts, the control channel of precise setting of the angle of rotation is made in the form of a comparison node and a unit of precise angle of rotation, the input of control switches of the shunt blocks are connected to a motion task unit, and one of the outputs is connected to one of the shunt block switches connecting one of the shunt blocks to one of the a coil, another output is connected to the second switch of the shunt block connecting the second block of shunts to the second winding, these windings are connected oppositely to each other and in series with the source of constant voltage, one of the inputs of the comparing node is connected with the rotor position sensor, and the output with the input of the unit for precise adjustment of the angle of rotation, the output of which is connected to the third stator winding. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed α-drive is characterized by the implementation of the control channel of a coarse installation in the form of switches of blocks of shunts, blocks of shunts and a control node of switches of blocks of shunts and control channel | blocks of shunts with two stator windings connected in opposite directions to each other and in series with a constant voltage source, and a third stator winding with a channel control of accurate installation.

Сущность изобретени заключаетс в том, что возмущающие воздействи , вызванные нестабильностью напр жени , мо- - ментами трени , разбросом температурных характеристик, компенсируютс изменением магнитного потока третьей обмотки статора .The essence of the invention is that the disturbing effects caused by voltage instability, moments of friction, variation in temperature characteristics, are compensated by a change in the magnetic flux of the third stator winding.

Изобретение по сн етс чертежом.The invention is illustrated in the drawing.

Сканирующий электропривод содержит трехфазный двигатель с блоком управлени 1, состо щим из канала управлени грубой установкой угла поворота 2 и канала управлени точной установкой угла по- во.рота 3, канал управлени грубой установкой угла поворота 2 выполнен в виде коммутаторов блоков шунтов 4,5, блоков шунтов 6, 7 и узла управлени коммутаторами .блоков шунтов 8, канала управлени точной установкой угла поворота 3 выполнен в виде сравнивающего узла 9 и блока точногр регулировани угла поворота 10,The scanning drive contains a three-phase motor with a control unit 1 consisting of a control channel with a coarse angle of rotation 2 and a control channel with an exact angle of rotation 3, the control channel with a coarse angle of rotation 2 is made in the form of switches of shunts blocks 4.5, blocks of shunts 6, 7 and the control unit of switches of blocks of shunts 8, the control channel for precise setting of the angle of rotation 3 is made in the form of a comparison node 9 and a block of exact adjustment of the angle of rotation 10,

вход узла управлени коммутаторами блоков шунтов 8 соединен с блоком задани движени 11, а один из выходов соединен с одним из коммутаторов блока шунтов 4, соедин ющим один из блоков шунтов 6 сthe input of the control unit of the commutators of the shunt blocks 8 is connected to the motion task unit 11, and one of the outputs is connected to one of the switches of the shunts block 4, which connects one of the shunts 6 blocks

0 одной из обмоток 12, другой выход соединен с вторым коммутатором блока шунтов 5, соедин ющим блок шунтов 7 с второй обмоткой 13, эти обмотки соединены встречно между собой и последовательно0 of one of the windings 12, the other output is connected to the second switch of the block of shunts 5 connecting the block of shunts 7 to the second winding 13, these windings are connected opposite each other and in series

5 с источником посто нного напр жени 14. один из входов сравнивающего узла 9, соединен с блоком задани движени 11, другой вход соединен с датчиком положени ротора 15. а выход - с входом блока5 with a constant voltage source 14. One of the inputs of the comparison node 9, is connected to the motion reference unit 11, the other input is connected to the rotor position sensor 15. And the output is connected to the input of the block

0 точного регулировани угла поворота 10. выход которого соединен с третьей обмоткой статора 16.0 precise adjustment of the angle of rotation 10. the output of which is connected to the third winding of the stator 16.

Электропривод работает следующим образом.The drive works as follows.

5В зависимости рттребуемого направлени вращени узел управлени коммутаторами блока шунтов 8 через коммутаторы блоков шунтов 4, 5 измен ет сопротивление блоков шунтов 6, 7. Эти сопротивлени го0 раздо меньше сопротивлени обмоток статора 12, 13. При равенстве сопротивлений блоков шунтов 6, 7 ось пол находитс в начальном состо нии. Увеличение сопротивлени блока шунтов б или 7 приводит5B depending on the direction of rotation required, the control unit of the switches of the shunt block 8 through the switches of the shunt blocks 4, 5 changes the resistance of the shunt blocks 6, 7. These resistances are less than the resistance of the stator windings 12, 13. With the same resistance of the shunt blocks 6, 7, the axis of the field is in the initial state. An increase in block resistance of b or 7 leads

5 соответственно к уменьшению или увеличению магнитного потока обмоток 12 и 13, что позвол ет отклон ть ось магнитного пол в пределах регулировани ±30°. Ось пульсаг ций магнитного потока обмотки 16 направ0 лена ортогонально оси пульсаций магнитного потока обмоток 12 и 13 при равенстве токов в них, поэтому малое его изменение оказывает существенное вли ние. Управление этим потоком осуществл етс 5, respectively, to a decrease or increase in the magnetic flux of the windings 12 and 13, which allows the axis of the magnetic field to deviate within an adjustment range of ± 30 °. The axis of pulsations of the magnetic flux of the winding 16 is directed orthogonally to the axis of the pulsations of the magnetic flux of the windings 12 and 13 when the currents in them are equal, therefore its small change has a significant effect. This flow is controlled

5 блоком точного регулировани угла поворота 1.0 и вырабатываетс после сравнени в сравнивающем узле 9 сигналов с блока задани движени 11 и датчика положени ротора 15.5 by the unit for precise adjustment of the angle of rotation 1.0, and is produced after comparing the comparison unit 9 with the signals from the motion reference unit 11 and the rotor position sensor 15.

0 Применение предлагаемого электропривода повышает точность слежени и позиционировани , предоставл возможность управлени законом движени внутри интервала сканировани , получени закона0 The application of the proposed electric drive improves the accuracy of tracking and positioning, providing the ability to control the law of motion within the scanning interval, obtaining the law

5 движени , близкого к линейному при неконтролируемых возмущени х (нестабильность напр жени , момент трени , разброс температурных характеристик и т.д.). Не предъ вл етс жестких требований к блокам управлени .5 motion that is close to linear with uncontrolled disturbances (voltage instability, friction moment, temperature variation, etc.). There are no stringent control block requirements.

Claims

The invention includes a three-phase scanning motor drive with a control unit that includes coarse and precise angle control channels connected to the stator windings and the rotor position sensor of the electric motor, in order to improve the tracking accuracy and positioning. the motion task unit, the coarse-mounted control channel yffia is made in the form of two blocks of shunts, their switches and the switch control unit, the control channel is precisely set

This angle of rotation is made in the form of a comparing unit and a unit for precise control of the angle of rotation, the input of the control unit of the switches is connected to the motion reference unit, and its outputs are connected to the inputs of switches that connect the shunt blocks with two stator windings connected counter-sequentially, one The inputs of the comparing unit are connected to the motion reference unit, the second input is connected to the rotor position sensor, and the output is connected to the input of the precise angle control unit, the output of which is connected to the stator winding.