Способ автофазировки датчика углового положения ротора электродвигателя системы лифтового привода Российский патент 2021 года по МПК B66B11/04 H02P1/04 H02P6/15 

Изобретение относится к области систем управления работой лифтового электропривода в частности к способам повышения точности регулирования скорости электродвигателя.

Надежность и безопасность эксплуатации лифтовых установок во многом зависит от эффективности системы управления лифтового привода, в которой не маловажной является точность определения положения ротора электродвигателя и регулирования скорости вращения.

Для повышения точности регулирования скорости и определения положения ротора применяют датчики углового положения ротора, такие как абсолютный энкодер. Работа системы с абсолютным энкодером требует проведения фазировки при первом вводе оборудования в эксплуатацию.

Автофазировка энкодера – это автоматическая процедура измерения и синхронизации, угла магнитного поля статора электродвигателя с положением ротора, так как для эффективного управления требуются знания об абсолютном положении магнитного поля ротора для точного управления крутящим моментом двигателя.

Из уровня техники известен лифтовый привод производства ABB из руководства по эксплуатации которого известен процесс автофазировки энкодера.

(источник: https://library.e.abb.com/public/ef5007dfd5494222ab337d06485562fb/EN_ACSM1_Motion_FW_J_A4.pdf#page=44&zoom=100,122,114) с. 44

В данном руководстве процесс настройки предусматривает несколько режимов в зависимости от состояния нагрузки. Пользователь выбирает необходимый режим, после чего система выполняет автофазировку. Перечисленные способы не предусматривают прямой контроль работы привода, а также автопроверку результатов, инструкция рекомендует повторить автофазировку, так как результат может быть некорректным.

Также из патента на изобретение US10084399B2 известен способ обнаружение ошибок измерения положения в системе электродвигателя. Согласно изобретению система управления электродвигателем, включает:

датчик положения, сконфигурированный для измерения физического положения ротора электродвигателя; а также оценщик положения, настроенный для подачи на электродвигатель сигнала напряжения заданной частоты, с последующим генерированием оценочного положения магнитного поля ротора на основе сигнала тока обратной связи в ответ на подаваемый сигнал напряжения, после чего компенсируют смещение между физическим положением, измеренным датчиком положения, и фактическим положением магнитного потока ротора на основе расчетного положения.

Принимаем описанный способ в качестве ближайшего аналога.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение является реализация способа автофазировки датчика углового положения (энкодера) ротора электродвигателя повышенной точности.

Технический результат, полученный от реализации изобретения, заключается в повышении точности фазировки датчика углового положения ротора, и повышении эффективности регулирования скорости и момента электродвигателя.

Сущность заявленного изобретения заключается в том, что автофазировку датчика углового положения ротора выполняют в два этапа. На первом этапе выполняют диагностику системы, фиксируют абсолютную фазу датчика углового положения ротора по отношению к магнитному полю статора и синхронизируют фазу датчика углового положения ротора с положением магнитного поля статора. На втором этапе - «контрольном», повторяют действия первого. При этом, по меньшей мере, на первом этапе синхронизацию фазы датчика углового положения ротора с положением магнитного поля статора выполняют в момент кратковременной остановки работы электродвигателя.

Согласно заявленному способу, в ходе диагностики выполняют, по меньшей мере, контроль параметров заданной скорости, контроль наличия элементов системы, контроль заданных параметров электродвигателя.

Также в режиме автофазировки постоянно контролируют работу лифтового привода средствами прямого управления.

Сущность заявленного изобретения поясняется, но не ограничивается приведенными графическими материалами:

Фиг.1 – принципиальная схема лифтовой установки

Фиг.2 – блок схема способа автофазировки датчика углового положения ротора электродвигателя системы лифтового привода.

Согласно заявляемому изобретению формируют схему управления лифтового электропривода, которая обеспечивает управление лифтовой установкой 1 (фиг.1). В одном из возможных вариантов реализации изобретения, лифтовая установка 1 содержит кабину лифта 2, установленную в лифтовой шахте 3. Кабина лифта 2 приводится в движение лебедкой 4 оснащенной синхронным электродвигателем 5, где система управления лебедкой реализована на базе частотно регулируемого лифтового электропривода (ЧРЛП) 6. Система управления лифтового электропривода обеспечивает высокую точность регулирования скорости и тока электродвигателя, что позволяет обеспечить высокий уровень комфорта и безопасность эксплуатации. Преимущественно систему управления реализуют на базе микропроцессорного модуля 7, указанного ЧРЛП 6.

При первом вводе в эксплуатацию лифтовой установки 1 выполняют автофазировку датчика углового положения ротора электродвигателя системы лифтового привода. Перед началом работ ЧРЛП переводят в режим «Автофазировки», после чего оператор активирует данный режим путем нажатия и удержания в нажатом положении кнопки «Пуск» ЧРЛП, таким образом, постоянно контролируют работу лифтового привода средствами прямого управления. Также возможен вариант реализации, при котором удерживают в нажатом состоянии кнопку на пульте управления. Данное решение позволяет обеспечить постоянный контроль автофазировки на всех этапах.

В описанном варианте реализации изобретения предусмотрено два этапа режима автофазировки. Где на первом этапе выполняют диагностику системы, в ходе которой выполняют, по меньшей мере, контроль параметров заданной скорости (величина и направление), контроль наличия элементов системы, таких как датчик углового положения ротора и/или электродвигатель, также выполняют контроль заданных параметров электродвигателя. Также на первом этапе фиксируют абсолютную фазу датчика углового положения ротора по отношению к положению магнитного поля статора. В случае выявления рассогласования более допустимого значения, например, более θ≥10°, выполняют синхронизацию фаз датчика углового положения ротора с положением магнитного поля статора, вводя поправочные значения корректировки угла θ. При этом, по меньшей мере, на первом этапе синхронизацию фазы датчика углового положения ротора с положением магнитного поля статора выполняют в момент кратковременной остановки работы электродвигателя (ЭД).

На втором этапе - «контрольном», повторяют действия первого, для проверки корректности фазировки датчика углового положения ротора, при этом также выполняют кратковременную остановку работы электродвигателя, для проверки рассогласования фазы датчика углового положения ротора с положением магнитного поля статора, в случае необходимости выполняют повторную синхронизацию.

Реализация заявленного изобретения способствует достижению указанного технического результата - обеспечение высокой точности автофазировки датчика углового положения ротора, с рассогласованием фаз не более 10°, за счет чего удается существенно повысить эффективность регулирования скорости электродвигателя.

Изобретение относится к области систем управления работой лифтового электропривода, в частности к способам повышения точности регулирования скорости электродвигателя. Сущность заявленного изобретения заключается в том, что автофазировку датчика углового положения ротора выполняют в два этапа. На первом этапе выполняют диагностику системы, фиксируют абсолютную фазу датчика углового положения ротора по отношению к магнитному полю статора и синхронизируют фазу датчика углового положения ротора с положением магнитного поля статора. На втором этапе - «контрольном», повторяют действия первого. При этом, по меньшей мере, на первом этапе синхронизацию фазы датчика углового положения ротора с положением магнитного поля статора выполняют в момент кратковременной остановки работы электродвигателя. Техническим результатом при реализации заявленного решения является повышение точности автофазировки датчика углового положения ротора и повышение эффективности регулирования скорости и момента электродвигателя. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ автофазировки датчика углового положения ротора электродвигателя системы лифтового привода, согласно которому определяют и устраняют рассогласование параметров датчика углового положения ротора и магнитного поля статора синхронного электродвигателя, отличающийся тем, что автофазировку выполняют в два этапа, где на первом этапе выполняют диагностику системы, фиксируют абсолютную фазу датчика углового положения ротора по отношению к магнитному полю статора и синхронизируют фазу датчика углового положения ротора с положением магнитного поля статора, на втором этапе - «контрольном», повторяют действия первого, при этом, по меньшей мере, на первом этапе синхронизацию фазы датчика углового положения ротора с положением магнитного поля статора выполняют в момент кратковременной остановки работы электродвигателя.

2. Способ автофазировки датчика углового положения ротора электродвигателя системы лифтового привода по п.1, отличающийся тем, что в ходе диагностики выполняют, по меньшей мере, контроль параметров заданной скорости, контроль наличия элементов системы, контроль заданных параметров электродвигателя.

3. Способ автофазировки датчика углового положения ротора электродвигателя системы лифтового привода по п.1, отличающийся тем, что в режиме автофазировки постоянно контролируют работу лифтового привода средствами прямого управления.