СПОСОБ ВЗАИМНОЙ УСТАНОВКИ СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ И СИНУСНО-КОСИНУСНОГО ВРАЩАЮЩЕГОСЯ ТРАНСФОРМАТОРА Российский патент 1997 года по МПК H02P7/42 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах промышленных роботов.

В настоящее время промышленность выпускает электроприводы с синхронным двигателем (СД) марки ДБМ и синусно-косинусными вращающимися трансформаторами (СКВТ) марки ВТ. Для правильной работы электроприводов необходимо производить начальную взаимную выставку СД и СКВТ. Начальная выставка упомянутых машин характеризуется тем, что при совпадении оси возбуждения СД (ось магнита на роторе) с осью его косинусной обмотки статора ось косинусной обмотки СКВТ должна совпадать с осью его цепи возбуждения. Чтобы производить начальную выставку СД и СКВТ, необходимо уметь измерять и изменять угловое положение названных осей. Для регулирования положения магнитных осей СД и СКВТ в конструкции исполнительного элемента электропривода предусматривается возможность механического независимого разворота статоров (роторов) СД и СКВТ.

Известен способ измерения взаимного углового положения двух валов с помощью сельсинной пары (л. 1).

Для реализации этого способа необходимо разместить пару сельсинов в исполнительном элементе привода. Такая реализация неоправданно усложняет конструкцию исполнительного элемента и является существенным недостатком известного способа.

Наиболее близким аналогом является способ взаимной установки синхронного двигателя и синусно-косинусного вращающегося трансформатора, размещенных на общем валу нагрузки, при котором подают постоянный ток в первую фазную обмотку синхронного двигателя на время синхронизации поля ротора с полем статора и с последующим жестким закреплением вала на нагрузки и разворотом статора синусно-косинусного вращающегося трансформатора по результатам измерения переменного напряжения на одной из его обмоток ( л.2).

Недостатком такого способа начальной установки является невысокая точность, так как реальный исполнительный элемент имеет значительный момент трения и при самосинхронизации постоянным напряжением не удается выставить ось поля ротора точно по оси поля обмотки статора. Погрешность выставки может достигать тридцати электрических градусов.

Целью изобретения является повышение точности взаимной установки СД и СКВТ.

Указанная цель достигается тем, что после самосинхронизации поля ротора с полем статора синхронного двигателя подают на его первую фазную обмотку переменное напряжение, измеряют напряжение на второй фазной обмотке, вращают вал нагрузки до тех пор, пока измеренное напряжение не станет близким к нулю, после чего осуществляют указанные фиксацию вала нагрузки и разворот статора СКВТ.

Изобретение поясняется следующим образом.

В процессе самосинхронизации поля ротора с полем статора СД из-за трения в исполнительном механизме между осями полей ротора и статора остается значительный угол до 30 электрических градусов.

Для точного совмещения осей полей ротора и статора СД используют наличие коэффициента взаимоиндукции между фазными обмотками СД и его зависимостью по закону синуса двойного угла от углового положения ротора, т.е. используют свойство СД работать в качестве бесконтактного датчика напряжения, получаемого с одной из обмоток статора и изменяющегося по закону синуса двойного угла поворота ротора при запитке другой обмотки статора переменным напряжением.

В соответствии с этим после самосинхронизации постоянным напряжением на одну из обмоток СД подают переменное напряжение, а на другой обмотке измеряют напряжение. Медленно вращая общий вал нагрузки в ту или другую сторону, сводят измеряемое напряжение к нулю либо к минимально возможному значению, после чего жестко закрепляют общий вал нагрузки.

При таком способе получается высокая точность совпадения осей поля статора и ротора даже в случае существенного трения в исполнительном элементе, так как это трение преодолевается настройщиком, а не в процессе самосинхронизации.

Дальнейшая взаимная ориентация СД и СКВТ производится в соответствии с известным способом (л.2). На обмотку возбуждения СКВТ подают напряжение высокой частоты и разворачивают статор (ротор) до тех пор, пока на требуемой обмотке статора СКВТ не будет найден минимум напряжения.

Отметим, что при реализации описанного способа для некоторых марок СД и СКВТ целесообразно измеряемые напряжения предварительно подать на фазочувствительные выпрямители и на их выходах определять минимумы (нули) измеряемых напряжений.

Были произведены взаимные установки синхронных двигателей ДБМ-120, ДБМ-150, ДБМ-185 и СКВТ марок ВТ-40, ВТ-60, ВТ-80 и ВТ-120. Погрешность взаимной установки находилась в пределах одного электрического градуса.

Использование: в электроприводе. Сущность: в способе взаимной установки синхронного двигателя и синусно-косинусного вращающегося трансформатора, установленных на общем валу нагрузки после синхронизации поляротора синхронного двигателя с полем его статора подают на его первую фазную обмотку переменное напряжение, изменяют напряжение на второй фазной обмотке, вращают вал нагрузки до момента, когда измеряемое напряжение станет равную нулю, и осуществляют фиксацию вала нагрузки и разворот статора синусно-косинусного вращающегося трансформатора. В результате повышается точность установки и упрощается техническая реализация.

Способ взаимной установки синхронного двигателя и синусно-косинусного вращающегося трансформатора, размещенных на общем валу нагрузки, при котором подают постоянный ток в первую фазную обмотку синхронного двигателя на время синхронизации поля ротора с полем статора с последующим жестким закреплением вала нагрузки и разворотом статора синусно-косинусного вращающегося трансформатора по результатам измерения переменного напряжения на одной из его обмоток, отличающийся тем, что после синхронизации поля ротора с полем статора синхронного двигателя подают на его первую фазную обмотку переменное напряжение, измеряют напряжение на второй фазной обмотке, вращают вал нагрузки до тех пор, пока измеряемое напряжение не станет равным нулю, после чего осуществляют упомянутые фиксацию вала нагрузки и разворот статора синусно-косинусного вращающегося трансформатора.