SU902159A1

SU902159A1 - Device for improving switching of commutator dc electric motor

Info

Publication number: SU902159A1
Application number: SU802915512A
Authority: SU
Inventors: Алексей Иванович Скороспешкин; Леонид Яковлевич Макаровский; Виталий Алексеевич Прудников; Эдуард Галактионович Чеботков; Валентин Васильевич Трошин
Original assignee: Куйбышевский политехнический институт им.В.В.Куйбышева
Priority date: 1980-04-25
Filing date: 1980-04-25
Publication date: 1982-01-30

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ КОММУТАЦИИ КОЛЛЕКТОРНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО(54) DEVICE FOR IMPROVED COMMUTATION OF THE PERMANENT COLLECTOR ELECTRIC MACHINE

1one

Изобретение относитс к электромашиностроению , к устройствам дл улучшени коммутации коллекторных электрических машин.The invention relates to electrical engineering, to devices for improving the commutation of collector electric machines.

Известно устройство дл улучшени коммутации электрической машины посто нного тока с волновой обмоткой кор . Дл повышени точности настройки дополнительных полюсов в этом устройстве измер ют разность токов в щетках одинаковой пол рности в номинальном режиме работы: один раз при токе отпитки, равном нулю, а второй раз при токе отпитки, рав-. ном 6-10% тока кор 1.A device is known for improving the commutation of a DC electric machine with a wave winding of a core. To improve the accuracy of setting additional poles in this device, the difference in currents in the brushes of the same polarity in the nominal mode of operation is measured: once with a drift current equal to zero, and a second time with a drift current equal to. nom 6-10% current box 1.

Существенным недостатком устройства вл етс то, что оно не позвол ет автоматически настраивать коммутацию на середину безыскровой зоны при изменении режима работы машины и характера коммутации .A significant drawback of the device is that it does not allow automatic adjustment of the switching to the middle of the sparking-free zone when changing the mode of operation of the machine and the nature of the switching.

Известны также устройства дл улучшени коммутации коллекторных электрических машин, содержаш.ие управл емый усилитель, подключенный к дополнительным полюсам, элементы дл управлени усилителем, выполненные в виде датчиковAlso known are devices for improving the commutation of collector electric machines, containing a controlled amplifier connected to additional poles, elements for controlling the amplifier, made in the form of sensors.

ТОКАCURRENT

тока, которые установлены на цепи щеток одноименной пол рности, а также сумматор , подключенный между датчиками тока и управл емым усилителем 2.current, which are installed on the circuit of brushes of the same polarity, as well as an adder, connected between current sensors and controlled amplifier 2.

Недостатком устройств вл етс то, что вл сь регул тором пр мого действи , они имеют низкую динамическую точность, котора к тому же зависит от насыщени машины .The drawback of the devices is that they are a direct action regulator, they have a low dynamic accuracy, which also depends on the saturation of the machine.

Цель изобретени - повыщение динамической точности за счет компенсации The purpose of the invention is to increase the dynamic accuracy due to compensation

10 вли ни насыщени машины на показатели переходных процессов.10 The effect of machine saturation on transient performance.

Указанна цель достигаетс тем, что устройство, содержащее управл емый усилитель мощности, подключенный к обмотке дополнительных полюсов, датчик добавочного тока коммутации и элементы дл управлени усилителем мощности, снабжено двум нуль-органами и двум регул торами с настройкой на опти.мальное быстро ° действие, входы указанных регул торов подключены к датчику добавочного тока коммутации , а выход каждого из регул торов св зан со входом управл емого усилител мощности посредством нуль-органа, входыThis goal is achieved by the fact that a device containing a controlled power amplifier, connected to the winding of additional poles, a sensor of auxiliary switching current and elements for controlling the power amplifier, is equipped with two zero-organs and two regulators with an optimum speed setting, the inputs of these regulators are connected to the sensor of the additional switching current, and the output of each of the regulators is connected to the input of the controlled power amplifier by means of a zero-organ, the inputs

которых подключены к датчику корнО1о тока машины.which are connected to the machine’s current KornO1 sensor.

В качестве датчика корного тока использованы магнитные диоды, подключенные ко входу онераниоиного усилител .Magnetic diodes connected to the input of an amplifier are used as the short-circuit current sensor.

При работе машины с корными тока ми, ненревыи1ающими номинальное значение , .машина работаег на линейной чаети кривой на.магничивани , насыщение не сказываетс , а посто нные времени доиолнительны .х полюсов и вихревых токов имеют небольшие значени . При работе машины с корными токами, нревышаюшими номинальное значение, вплоть до точки упора, машина работает на «колене кри вой намагничивани , сказываетс ее насыш ,ение, а указанные посто нные вре.мени имеют наименьшие значени .When the machine operates with core currents that do not disturb the nominal value, the machine operates on a linear part of the magnetisation curve, the saturation does not affect, and the constant times are additional times the poles and eddy currents have small values. When a machine operates with core currents that exceed the nominal value, up to the stop, the machine operates on the "knee of the magnetization curve, its elevation increases, and the indicated time constants have the smallest values.

В иредлагаемо.м изобретении автоматически перестраивают коррекцию в зависимости от величины корного тока маилины при управлении током донолнительных полюсов дл настройки коммутации на ее)едину безыскровой зоны.In the invention, the invention automatically rebuilds the correction depending on the magnitude of the core current of the Mailina while controlling the current of the additional poles to adjust the switching to its single sparkless zone.

На чертеже представлена блок-схем;.: устройства.The drawing shows block diagrams;.: Devices.

Устройство состоит из унравл емого уеплител 1 .монхности, от которого иолучает питание обмотка 2 добавочных полюсов. Н.ч вход усилител 1 .мощности посредством нуль-органов 3 и 4 подключены два корректирующих звена 5 и 6. За счет охвата операционного усилител активио-емкоетной св зью корректирующее 5 имеет нроиор ни опально-интегральную зависимость в|)1ходного на)1р же П1 от входного. Корректирующее звено 6 и.меет npO iopционально-интеграл ьно-дпффере1 циальную зависимость выходного напр жени от входного . Коллекторна электрическа мапгинаThe device consists of an equiprable monolithic 1 heater, from which the winding of 2 additional poles obtains power. N. H. The input of the amplifier 1. The power through the zero-organs 3 and 4 are connected two corrective links 5 and 6. Due to the coverage of the operational amplifier, the active-capacitive link corrective 5 has the nori opal-integral dependence in the P1 from the input. Corrective link 6 and .npO ioptional-integral nno-differential1 output voltage dependence on input. Collector Electrical Mapgina

7снабжена элементами 8 уирав.К.чи , измер ющими величину добавочного гока н ком.мутируем о и секции .А,лгебр;.тческог суммирование сигналов элементов 8 управлени с сигналом пропорциональным току в обмотке 2 производитс во входной цепи корректирующих звеньев 5 и 6. В качестве элементов 8 управлени используют любые известные датчики добавочного тока коммутации и в частости, бесконтактные.7 is supplied with elements 8 uirav.Ch.i, measuring the value of additional gokom.mutyrami and section .A, lgebras; As control elements 8, any known sensors of additional switching current and, in particular, non-contact sensors are used.

8 корную цепь машины 7 включены магнитные диоды 9, сигналы с которых алгебраически суммируютс на входе операционного усилител 10. Двойной ко.мплект магнитных диодов необходи.м потому, что ток кор мен ет свое направление при п версе и в зависимости от режима работы машины 7. Магнитный диод преобразует напр женность магнитного пол , создаваемого , но которому протекает корный ток, в сигнал посто нного тока. Магнитные диоды 9 совместно с оиерапионны.м усилителем 10 составл ют датчик корного тока. Выходное напр жение операционного усилител 10 пропорционально величине корного тока машины 7.8 the core circuit of the machine 7 includes magnetic diodes 9, the signals from which are algebraically summed at the input of the operational amplifier 10. The double set of magnetic diodes is necessary because the current of the core changes its direction during polarization and depending on the mode of operation of the machine 7 The magnetic diode converts the intensity of the magnetic field generated, but with which the core current flows, into a DC signal. The magnetic diodes 9, together with the optical amplifier 10, constitute a core current sensor. The output voltage of the operational amplifier 10 is proportional to the magnitude of the core current of the machine 7.

Управл емый усилитель 1 мощности настраиваетс таким образом, что при пр молинейной коммутации, когда сигнал с элементов 8 управлени , характеризующих величину добавочного тока при ускоренной или за.медленной ком.мутации, равен нулю, усилитель 1 мощности обеспечивает начальный ток в обмотке 2, соответствующий настройке дополнительных полюсов на середину зоны безыскровой работы. При изменении характера коммутации измен етс сигнал с управл ющих элементов 8, который через корректирующее звено 5 или 6 подаетс во входную цепь управл емого уси;1ител 1 мо1цпости. Регулирование тока в обмотке 2 усилителем 1 происходит до тех пор, пока пе обеспечитс автоматическа настройка машины 7 на середину безыскровой зоны. Выбор корректирующего звена 5 или 6 с соответствующими парамет )ами осу|цествл етс дву.м нуль-органами 3 п 4 в зависимости от величины корного тока машины 7. Выходное напр жение датчика корного тока, состо щего из магнитных диодов 9 и операционного усилител И), нропорциопально величине корного тока машины 7. Выходной сигнал датчика siKCpHoro тока разрешает передачу сигнала с эле.ментов 8 управлени , измер ющих величину добавочного тока ко.ммутируемой секции на вход управл емого усилител 1 .M(MiuiocTn через корректирующее звено 5 и.- 6 посредством нуль-органов 3 или 4. Ирм |)аботе маищны с корными токами, |;е |ревып1ак цимп иоминальное значение, машина )аботает на линейной части кривой нама1-ничивани , а посто нные времени дополпительпых полюсов и вихревых токов и.меют наибольшие значени . Выходное напр жение датчика корного тока имеет такое )чепис, что срабатывает нуль-орган 3. 1Ю1К1К)чаи кор)ектируюн,ее звено 6 ко входу I лющносги. При этом нуль-орган 4 находитс в отключенном состо нии, а корректирующее звено 5 отключено от входа усилител 1 мощности. Корректирующее звено 6, и.меющее пропорционально-интегрально-дифференциальную зависимость выходного напр жени от входного, настраиваетс таким образом, чтобы компенсировать посто нную времени усилител 1 мощности и носто нную времени дополнительных полюсов совместно с посто нной времени вихревых токов, причем, последние в указанной области корных токов имеют паибольнше значени . При работе мацщн с корными токами, нревыщающими номинальное значение, машина работает на «колене кривой на.магничивани , сказываетс ее насыщение, а посто нные времени дополнительных полюсов и вихревых токов имеют иаименьшие значени . В этой обласги нагрузочных токов выходное напр жениеThe controllable power amplifier 1 is adjusted in such a way that during direct switching, when the signal from the control elements 8, characterizing the magnitude of the additional current at an accelerated or slow commutation, is zero, the power amplifier 1 provides the initial current in the winding 2 corresponding to setting up additional poles in the middle of the spark-free work zone. When the nature of the commutation changes, the signal from the control elements 8 changes, which through the corrective link 5 or 6 is fed into the input circuit of the controlled force; 1, the capacitor 1 capacity. Current is controlled in winding 2 by amplifier 1 until the automatic adjustment of machine 7 to the middle of the sparking zone is not provided. The choice of the corrective element 5 or 6 with the corresponding parameters is made by two m 2 null organs 3 p 4 depending on the magnitude of the core current of the machine 7. The output voltage of the core current sensor consisting of magnetic diodes 9 and the operational amplifier ), the proportional magnitude of the core current of the machine 7. The output signal of the current sensor siKCpHoro permits the transmission of a signal from control elements 8, measuring the value of the additional current of the commuting section to the input of the controlled amplifier 1 .M 6 through m zero-organs 3 or 4. Irm |) working with the main currents, |; e | rempactic nominal value, machine) works on the linear part of the namming curve, and the time constant of the additional polar poles and eddy currents and. value. The output voltage of the current-current sensor has such a chapis that the null organ 3 is triggered. 1S1K1K) the tea is corroded, its link is 6 to the input I of the switch. In this case, the zero-organ 4 is in the disconnected state, and the corrective link 5 is disconnected from the input of the power amplifier 1. Corrective element 6, and the proportional-integral-differential dependence of the output voltage on the input voltage, is adjusted in such a way as to compensate for the time constant of power amplifier 1 and the time delay of the additional poles together with the time constant of eddy currents core current areas are of a minor importance. When the machine operates with crustal currents snoring above the nominal value, the machine operates on the "knee of the magnetization curve, its saturation is affected, and the time constant of the additional poles and eddy currents have the smallest values. In this area of load current, the output voltage

Claims

Claim

1. Device for improving the switching of a collector electric DC machine, comprising a controlled power amplifier connected to an additional pole winding, an additional switching current sensor and elements for controlling a power amplifier, characterized in that, in order to increase dynamic accuracy by compensating for the influence of machine saturation , it is equipped with two null-elements, and two regulators with a tuning for optimal performance, the inputs of these regulators are connected to an additional current sensor switching, and the output of each of the regulators is connected to the input of a controlled power amplifier by means of a zero-organ, the inputs of which are connected to the anchor current sensor of the machine.

2. The device according to p. 2, characterized in that as an anchor current sensor

20 used magnetic diodes connected to the input of the operational amplifier.