SU1767636A1 - Device for remote transfer of drive shaft angle of rotation - Google Patents

Device for remote transfer of drive shaft angle of rotation Download PDF

Info

Publication number
SU1767636A1
SU1767636A1 SU854012751A SU4012751A SU1767636A1 SU 1767636 A1 SU1767636 A1 SU 1767636A1 SU 854012751 A SU854012751 A SU 854012751A SU 4012751 A SU4012751 A SU 4012751A SU 1767636 A1 SU1767636 A1 SU 1767636A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
input
integrator
adder
rotation
Prior art date
Application number
SU854012751A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Михайлович Чушенков
Original Assignee
Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина
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 Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина filed Critical Белорусский государственный университет им.В.И.Ленина
Priority to SU854012751A priority Critical patent/SU1767636A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1767636A1 publication Critical patent/SU1767636A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Multiple Motors (AREA)

Description

1one

(21)4012751/24-07 (22)26.11.85 (46)07.10.92. Бюл. Мг 37(21) 4012751 / 24-07 (22) 11.26.85 (46) 07.10.92. Bul Mg 37

(71)Белорусский государственный университет им. В.И.Ленина(71) Belarusian State University. V.I. Lenin

(72)И.М.Чушенков(72) I.M. Chushenkov

(56)1. Петров Б.А. Манипул торы-Л..Машиностроение , 1984, с. 139.(56) 1. Petrov B.A. Manipul tori-L..Mashinostroenie, 1984, p. 139.

2. Проектирование след щих систем двустороннего действи . Подр д В.С.Кулешова - М., Машиностроение, 1980, с. 141.2. Designing follow-up systems of bilateral action. Podr d.S.Kuleshov - M., Mashinostroenie, 1980, p. 141.

3. Авторское свидетельство СССР № 1176425, Н 02 К 29/06, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ УГЛА ПОВОРОТА ЗАДАЮЩЕГО ВАЛА3. USSR inventor's certificate No. 1176425, H 02 K 29/06, 1984. (54) DEVICE FOR REMOTE TRANSFER OF AN ANCHORING TURNING ANGLE

(57)Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в след щих системах двустороннего действи . Целью изобретени   вл етс  повышение точности(57) The invention relates to electrical engineering and can be used in following two-way systems. The aim of the invention is to improve the accuracy

отражени  нагрузочных моментов. Указанна  цель достигаетс  введением сумматоров 8, интегратора 9 и двух датчиков 10, 11 момента, Датчики 10, 11 установлены соответственно на задающем и исполнительном валах. Выход датчика 10 подключен к одному входу сравнивающего элемента 7, к другому входу которого подключен выход датчика 11. Выход сравнивающего элемента 7 соединен с первым входом сумматора 8 и выходом интегратора 9. Выход интегратора 9 подключен к второму входу сумматора 8, выход которого подключен к управл ющему .входу полупроводникового коммутатора (ПК) 4. Коммутирующий вход ПК 4 св зан с датчиком 3 положени , а с силовыми входами ПК 4 - обмотки статоров синхронных машин 1, 2. В устройстве обеспечиваютс  обратимость по моменту и его знаку и дистанционна  передача угла поворота. 2 ил.reflecting load moments. This goal is achieved by introducing adders 8, integrator 9 and two torque sensors 10, 11, Sensors 10, 11 are installed respectively on the driver and actuator shafts. The output of the sensor 10 is connected to one input of the comparison element 7, to the other input of which the output of the sensor 11 is connected. The output of the comparison element 7 is connected to the first input of the adder 8 and the output of the integrator 9. The output of the integrator 9 is connected to the second input of the adder 8, the output of which is connected to to the semiconductor switch (PC) input 4. The switching input of PC 4 is connected to the 3 position sensor, and to the power inputs of PC 4 - the windings of the stators of synchronous machines 1, 2. The device provides the reversibility of the moment and its sign and distance Ion transfer angle. 2 Il.

СЛ СSL C

М0пM0p

МM

10 х10 x

мm

кto

ЯI

ч.h

ч о VJh about vj

о со оabout with about

Изобретение относитс  к электротехнике и автоматике и может быть использовано в след щих системах двустороннего действи  с вентильными двигател ми и силомо- ментным очувствлением.The invention relates to electrical engineering and automation and can be used in servo two-way systems with valve motors and force-sensing sensing.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности отражени  нагрузочных моментов . . .- The aim of the invention is to improve the accuracy of the reflection of the load moments. . .-

На фиг1. изображена функциональна  схема устройства; на фиг.2 (а, б) -векторные диаграммы, иллюстрируЪщие принципы его работы.In FIG. shows a functional diagram of the device; 2 (a, b) -vector diagrams illustrating the principles of its operation.

Устройство содержит укрепленную на задающем валу синхронную машину 1, исполнительную синхронную машину 2 с дат- чиком 3 положени , полупроводниковый коммутатор 4 с коммутирующим 5 и управл ющим 6 величиной тока входами. К выходу полупроводникового коммутатора 4 параллельно подключены обмотки статоров синхронных машин 1 и 2. С коммутирующим входом 5 коммутатора 4 соединен выход датчика 3 положени . Устройство содержит также сравнивающий элемент 7, сумматор 8, интегратор 9 и два датчика 10,11 момен- та, установленные соответственно на задающем и исполнительном валах. Выход каждого датчика 10, 11 моментов подключен к соответствующему входу сравнивающего элемента 7. Выход сравнивающего элемента 7 подключен к первому входу сумматора 8 и входу интегратора 9. Выход интегратора 9 подключен к второму входу сумматора 8, выход которого подключен к управл ющему входу 6 коммутатора 4.The device contains a synchronous machine 1 fixed on the master shaft, an executive synchronous machine 2 with a 3 position sensor, a semiconductor switch 4 with a switching 5 and 6 current-controlling inputs. The output windings of the stators of synchronous machines 1 and 2 are connected in parallel to the output of the semiconductor switch 4. The output of the position sensor 3 is connected to the switching input 5 of the switch 4. The device also contains a comparing element 7, an adder 8, an integrator 9 and two torque sensors 10.11, mounted respectively on the driver and actuator shafts. The output of each sensor 10, 11 moments is connected to the corresponding input of the comparison element 7. The output of the comparison element 7 is connected to the first input of the adder 8 and the input of the integrator 9. The output of the integrator 9 is connected to the second input of the adder 8, the output of which is connected to the control input 6 of the switch 4 .

На фиг,1 и 2 прин ты следующие обозначени :In FIGS. 1 and 2, the following notation is used:

%, «и - углы поворота задающего и исполнительного валов (роторов синхронных машин);%, “And - angles of rotation of the setting and the Executive shaft (rotors of synchronous machines);

Да - рассогласование валов;Yes - shaft mismatch;

М3, Ми - вращающие моменты задающей 1 и исполнительной 2 синхронных машин (СМ);M3, Mi - torque defining 1 and executive 2 synchronous machines (CM);

Моп, Мн - нагрузочные моменты на за- дающем и исполнительном валах (оператора ) Mop, Mn - load moments on the drive and actuator shafts (operator)

Фрз, Фри, Фсз, Феи - векторы магнитных полей роторов и статоров задающей 1 и исполнительной 2 СМ.Frz, Free, Fsz, Fairy - the vectors of the magnetic fields of the rotors and stators defining 1 and executive 2 CM.

Устройство дистанционной передачи угла задающего вала работает следующим образом.The device for remote transmission of the angle of the drive shaft works as follows.

Магнитное поле статоров СМ 1 и 2 ориентировано перпендикул рно магнитному полю ротора исполнительной СМ 2 Фри благодар  обратной св зи по положению с дат- чика 3 на коммутирующий вход 5 коммутатора 4. Под действием Моп роторThe magnetic field of the CM stators 1 and 2 is oriented perpendicular to the magnetic field of the rotor of the executive CM 2 Free thanks to the position feedback from sensor 3 to the switching input 5 of switch 4. Under the action of the Mop rotor

СМ 1 поворачиваетс  таким образом, чтобы Мз уравновесил М0п. При этом угол (Фрз, Фри) устанавливаетс  равным а, а направлени  М3 и Ми противоположны, как показано на фиг.2. Эффективное значение напр жений питани  статорных обмоток при этом задаетс  выходным сигналом сумматора 8 как сумма разности моментов на валах и интеграла от этой разности, вычисл емых с помощью сравнивающего элемента 7 и интегратора 9. Дл  вращающих моментов, следовательно, можно записать;CM 1 is rotated so that M3 balances M0p. Here, the angle (Fr, Fr) is set to a, and the directions M3 and Mie are opposite, as shown in Fig. 2. The effective value of the stator winding supply voltages is then set by the output signal of the adder 8 as the sum of the moment difference between the shafts and the integral of this difference, calculated using comparing element 7 and integrator 9. For torques, therefore, can be written;

ftft

Мз (Кин / (п Моп-Мн) dt+ оMo (Kin / (n Mop-Mn) dt + o

(1)(one)

+ nMon-MH)sin a±e3+ nMon-MH) sin a ± e3

М,- (Кин / (пМоп-Мн) dt+ оM, - (Kin / (pMop-Mn) dt + o

+ П Моп-Мн) +Ји ,+ P Mop-Mn) + Јi,

где К3, Ки - коэффициенты, определ емые конструкци ми СМ 1 и 2;where K3, Ki are the coefficients determined by the structures of CM 1 and 2;

п - отношение Мн к М0п в установившемс  режиме;n is the ratio of Mn to M0p in the steady state;

БЗ , Ји - противоЗДС СМ 1 и 2 соответственно;BZ, Јi - protivoZDS CM 1 and 2, respectively;

Do-амплитуда питающего напр жени  обмоток статоров СМ 1 и 2;The Do-amplitude of the supply voltage of the stator windings CM 1 and 2;

t-текущее врем .t-current time

Система уравнений записана с помощью фиг. 1 и 2, при этом противоЭДС Еи считаютс  перпендикул рными Фри и Фрз, а знаки + и - соответствуют работе СМ в генераторном и двигательном режимах .The system of equations is written using FIG. 1 and 2, while the counter electromotive force Eu is considered perpendicular to Free and Frz, and the signs + and - correspond to the operation of the CM in the generator and motor modes.

Пусть в начальном состо нииLet in the initial state

пМоп Мн.pMop mn.

(2)(2)

При этом на выходе сравнивающего элемента 7 сигнал равен нулю, и действующее значение питающего напр жени  обмоток задаетс  выходным сигналом интегратора 9. Допустим, что увеличилс  Мн. При этом (см. фиг.2 а) ротор исполнительной СМ 2 поворачиваетс  пр часовой стрелке, что приводит к повороту Феи и ФСз, а следовательно к увеличению М3. Поскольку , при этом на выходе сравнивающего элемента 7 по вл етс  сигнал, выходной сигнал интегратора 9 растет до тех пор, пока не будет выполн тьс  выражение (2). В противном случае валы будут вращатьс  с посто нным ускорением до тех пор, покаAt the same time, at the output of the comparing element 7, the signal is zero, and the effective value of the supply voltage of the windings is given by the output signal of the integrator 9. Suppose that the increase in Mn. At the same time (see Fig. 2 a), the rotor of the executive CM 2 rotates clockwise, which leads to the rotation of the Fairy and FSZ, and therefore to an increase in M3. Since, at the same time, a signal appears at the output of the comparing element 7, the output signal of the integrator 9 grows until the expression (2) is fulfilled. Otherwise, the shafts will rotate with constant acceleration until

оператор увеличением М0п не прекратит вращени . Новое состо ние равновеси  (покой или вращение с посто нной частотой) устанавливаетс  уже при несколько ином значении а из (1), чем в предыдущем случае. Использование сумматора 8 и дополнительной св зи с его входом выхода сравнивающего элемента 7 применено дл  улучшени  динамики системы.the operator does not stop rotation by increasing the M0p. The new equilibrium state (rest or rotation with a constant frequency) is established already at a slightly different value of a from (1) than in the previous case. The use of the adder 8 and the additional connection with its input to the output of the matching element 7 is used to improve the dynamics of the system.

Уменьшение Мн вызывает обратный процесс. Если же, к примеру, возрастает М0п, увеличиваютс  также угол аи сигнал на выходе сумматора 8, что приводит к возрастанию Ми и вращению исполнительного вала в сторону поворота задающего с ускорением до выполнени  (2). Аналогичный процесс происходит и при уменьшении М0п, только вращение происходит в противоположном направлении.Reducing Mn causes the reverse process. If, for example, M0p increases, the angle ai also increases at the output of the adder 8, which leads to an increase in MI and rotation of the actuating shaft in the direction of rotation of the driver with acceleration before execution (2). A similar process occurs with a decrease in M0p, only rotation occurs in the opposite direction.

Если же измен етс  направление Мн, измен етс  и знак сигнала рассогласовани  на выходе сравнивающего элемента 7, и положение равновеси  может быть достигнуто только после инвертировани  управл ющего воздействи  на выходе сумматора 8, т.е. перехода конфигурации полей из показанной на фиг.2, а в показанную на фиг,2,б (или наоборот). Таким образом обеспечиваетс  обратимость по моменту и его знаку, а также дистанционна  передача угла поворота.If, however, the direction Mn is changed, the sign of the error signal at the output of the comparison element 7 also changes, and the equilibrium position can be reached only after inverting the control action at the output of the adder 8, i.e. transition of the field configuration from the one shown in FIG. 2, and to the one shown in FIG. 2, b (or vice versa). In this way, the reversibility of the moment and its sign, as well as the distance transmission of the angle of rotation, is ensured.

Положительный эффект устройства заключаетс  в повышении точности отражени  нагрузочных моментов и ощущени  ихThe positive effect of the device is to improve the accuracy of the reflection of the load moments and the sensation of their

й th

Q фQ f

РЗРЗ

ФсзFsz

0 °

cCfjcCfj

еФриeFree

ФеиThe fairies

-. -.

0L0L

оператором. Он достигаетс  за счет введени  в устройство моментных датчиков и математической обработки их сигналов дл  регулировани  моментов синхронных ма- 5 шин.by the operator. It is achieved by introducing torque sensors into the device and mathematically processing their signals to control the moments of synchronous machines.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  дистанционной переда- 10 чи угла поворота задающего вала, содержащее укрепленную на задающем валу синхронную машину, исполнительную синхронную машину с датчиком положени , по- лупроводниковый коммутатор сA device for remote transmission of the angle of rotation of the drive shaft, containing a synchronous machine mounted on the drive shaft, an executive synchronous machine with a position sensor, a semiconductor switch with 15 коммутирующим и управл ющим входами, к выходам которого параллельно подключены обмотки статоров синхронных машин, а с его коммутирующим входом соединен выход датчика положени , и сравнивающий15 switching and control inputs, to the outputs of which the stator windings of synchronous machines are connected in parallel, and the output of the position sensor is connected to its switching input, and a comparison 20 элемент, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности отражени  нагрузочных моментов, в устройство введены сумматор, интегратор и два датчика момента , установленные соответственно на зада25 ющем и исполнительном валах, выход каждого датчика моментов подключен к соответствующему входу сравнивающего элемента , выход которого подключен к первому входу сумматора и входу интегратора, вы30 ход интегратора подключен к второму входу сумматора; выход которого соединен с управл ющим входом полупроводникового коммутатора.20 element, characterized in that, in order to increase the accuracy of the reflection of the load moments, an adder, an integrator and two moment sensors installed respectively on the driver and executive shafts are inserted into the device, the output of each torque sensor is connected to the corresponding input of the comparison element whose output is connected to the first input of the adder and the input of the integrator, the output of the integrator is connected to the second input of the adder; the output of which is connected to the control input of the semiconductor switch. иand WW
SU854012751A 1985-11-26 1985-11-26 Device for remote transfer of drive shaft angle of rotation SU1767636A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU854012751A SU1767636A1 (en) 1985-11-26 1985-11-26 Device for remote transfer of drive shaft angle of rotation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU854012751A SU1767636A1 (en) 1985-11-26 1985-11-26 Device for remote transfer of drive shaft angle of rotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1767636A1 true SU1767636A1 (en) 1992-10-07

Family

ID=21218129

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU854012751A SU1767636A1 (en) 1985-11-26 1985-11-26 Device for remote transfer of drive shaft angle of rotation

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1767636A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5701065A (en) Method and apparatus for controlling synchronous motor
JPS63503414A (en) A device that remotely transmits the angular position and force between the main axis and the follower axis
US3383574A (en) Brushless direct current motor and torquer
Kieburtz The step motor--The next advance in control systems
US4489266A (en) Circuit and a method for processing amplitude and phase variable multiphase signals, which are required as current or voltage reference to drive synchronous motors
Darie et al. Speed control of the direct current servomotor and the stepper motor with Arduino UNO platform
SU1767636A1 (en) Device for remote transfer of drive shaft angle of rotation
Kuwahara et al. A precision direct-drive robot arm
US4841213A (en) Current and torque feedback system and circuitry for sine-wave controlled brushless servo drive systems
Al-Faruq et al. A comparison between six-step and sine-wave commutation methods for brushless direct current motors
JPH0479240B2 (en)
RU2072107C1 (en) Device for remote transmission of angle of turn of speed-setting shaft
SU1647789A1 (en) Device for transmitting remote shaft rotational angle
US6084398A (en) Rate of rotation measurement using back-EMFS associated with windings of a brushless DC motor
SU1257690A1 (en) Device for remote transmission of turn angle of reference shaft
RU1817201C (en) Device for remote transmission of angle with scaling force applied
Bolgov et al. Detailed simulation model of the two-phase brushless DC motor designed for VFD integration
JPS6359783A (en) Driving method for ac servo control system
Carroll et al. Experimental verification of adaptive and robust trajectory tracking controllers for switched reluctance rotors
JPS6264293A (en) Motor driving circuit
SU1032584A2 (en) Device for control of step electric motor
SU1617550A1 (en) Device for remote transmission of angle value with scaled effort
SU653713A1 (en) Method of calibration of stepping electric motor
GB2083303A (en) Stepper motors
SU1065980A2 (en) Rectifier drive