Устройство для калибровки вентильного электродвигателя Советский патент 1988 года по МПК H02P6/10 

U

первым входом схемы сравнения 10 и m адресными входами программатора

15,Устройство для калибровки содержит также управляемый генератор импульсов 1.2, реверсивный счетчик 13, преобразователь 18 кода, цифроана- логовый преобразователь 1А, сумматор 17, аналого-цифровой преобразователь

16.Программатор 15 снабжен постоянным запоминающим устройством 19, Вход управляемого генератора импульсов 12 соединен с выходом схемы сравнения 10, а два его выхода соединены с суммирующим и вычитаю.1цик входами реверсивного счетчика 13, выход которого через преобразователь 18 подключен к информационным входам программатора 15 и входам, цифроанало- гового преобразователя 14, подключенного своим выходом к второму вход сумматора 17. Выход сумматора 17

155

подключен к аналоговому входу блока А, а первый вход сумматора 17 соединен с выходом блока управления 11 и входом аналого-цифрового преобразователя 16, соединенного своими выходами с другими п адресньп ш входами программатора 15. Программатор 15 в процессе калибровки осуществляет п ро- граммирование постоянного запоминающего устройства которое после окончания калибровки В1шючается в схему управления. Калибровка заключается в определении двоичного кода корректирующей функции FgCui),; при алгебраическом суммировании аналогового эквивалента которой с входным управляющим сигналом осуществляется ком- п-енсация пульсаций вращающего момента. Функциями FfjCoL) программируется постоянное запоминающее устройство. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является расширение функциональньЕХ возможностей путем обеспечения калибровки вентильного электродвигателя, выполненного на базе синхронной машины как с зубцовым, так и беззуб- цовым статорами. Устройство для калибровки вентильного электродвигателя, вьтолненного на базе синхронной машины 1 с датчиком 2 угол-код и датчиком 3 момента на валу, содержит блок 4 формирования фазных токов, выходы которого через регуляторы фазных токов 5, 6 предназначены для подключения к фазным обмоткам 7, 8 синхронной машины 1. Выход блока задания ,угла поворота 9 соединен с S

1

Изобретение относится К электротехнике, в частности к электроприводам с вентильным электродвигателем постоянного тока, и может быть ис- пользовано при п.остроении систем управления с повышенными требованиями к постоянству вращающего момента исполнительного двигателя.

Целью изобретения является рас- ширение функциональных возможностей путем обеспечения калибровки вентильного электродвигателя, выполненного на базе синхронной машины как с зубцовым, так и беззубцовым ста-

торами.

I

На чертеже изображена функциональная схема .устройства для калибровки вентильного электродвигателя.

Устройство, для калибровки велтиль- ного электродвигателя, вьшолненного на базе синхронной машины 1 с датчиком 2 угол-код и датчиком 3 момента, содержит блок 4 формирования фазных токов, выходы которого подключены к входам регуляторов 5 и 6 фазных токов, выходы которых предназначены для подключения к фазным обмоткам 7 и 8 синхронной мащины 1, блок

9задания угла поворота, выход которого соединен с первым входом схемы

10сравнения, блок 11 управления, управляемый генератор 12 импульсов, реверсивный счетчик 13, цифроана- логовый преобразователь 14 и программатор 15. Вход управляемого генератора 12 импульсов соединен с певым выходом схемы 10 сравнения, а два его выхода соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика 13. Управляющий вход программатора 15 соединен с вторым выходом схемы ТО сравнения, первые

m адресньк входов программатора 15 соединены с выходом блока 9 дания угла поворота, другие п адресных входов программ-;тора 15 соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя 16, соединенного свим входом с выходом блока 11 управления. ,

Устройство дополнительно содержит сумматор 17 и преобразователь 18 кодов, входы .которого соединены с выходами реверсивного счетчика 13, а вьпсоды подключень к входам цифроаналогового преобразователя

14 и информационным выходам прсч рзм- матора 15. Перв)1й вход сумматора 17 соединен с выходом блока 11 управления, второй вход - с выходом циф- роаналогового преобразователя 14, а выход сумматора 17 подключен к входу блока 4 формирования фазных токов.

Устройство для калибровки вентильного электродвигателя работает следующим образом.

Устройство представляет собой цифровую следящую систему, в которой выходной вал синхронной машины 1 отслеживает заданный угол поворота обд , поступающий с блока 9 задания угла при постоянном входном уп- зaвляющeм сигнале Ugj( и постоянном моменте нагрузки Му, const,не зависящем от угла поворота вала. Так как М j const , то, следовательно, вентильньй двигатель в процессе слежения за данным углом должен развивать постоянный вращающий момент. I.

Калибровка вентильного двигателя

заключается в определении корректирующей функции F--(ol), где об двоичный эквивалент угла поворота вала 4L , получаемый на выходе преобразователя 18 кода и учитывающий конструктивные особенности и неидеальности реальной электрической ма- щины и ее схемы управления, которая после преобразования в аналоговую величину с помощью цифроана- логового преобразователя 14 и алгебраического суммирования в сумматоре 17 с входным управляющим сигналом вентильного двигателя Ugj позволяет компенсировать пульсации вращающего момента на всем угле поворота вала Ы. при любом при зубцовом и без- зубцовом (гладком) строении статора синхронной мащины 1. Функгщя F-(о1) с помощью программатора 15 записывается в постоянное запоминающее устройство 19. На валу синхронной машины 1 задается момент нагрузки М, соответствующий среднему моменту, развиваемому вентильным двигателем при поступлении на первый вход сумматора 17 входного управляющего сигнала Ug , который поступает так- е на вход аналого-цифрового преобразователя 16.

С выхода аналого-цифрового преобразователя 16, осуществляющего пре-

17155

образование U в двоичный код U, сигнал поступает на п адресных входов программатора 15, в котором подключается к п адресным входам постоянного запоминающего устройства 19.

Блок 9 задания угла задает положение выходного вала синхронной

.Q машины 1 оСр . Сигнал в двоичном коде otp поступает на m адресных входов программатора 15, где подключается к m адресным входам постоянногд запоминающего устройства 19, а также

5 на первый вход схемы 10 сравнения, которая производит сравнение заданного угла поворота вала вентильного двигателя oio с его действительным значением oi , поступающим на второй

20

вход схемы 10 сравнения с выхода датчика 2 угол - код.

Сигнал рассогласования, соответствующий разности заданного oZ и

действительного cZ. положения выходного вала вентильного двигателя, с первого выхода схемы 10 сравнения поступает на вход управляемого генератора 12 импульсов. Управляемый генератор 12 и myльcoв вырабатывает импульсные сигналы с частотой, зависящей от величины сигнала рассогласования, и в зависимости от его знака направляет их на суммирующий или

вы -1итающий входы реверсивного счетчика 13.

При поступлении импульсов на суммирующий или вычитающий входы реверсивного счетчика 13 меняется код

на его цифровом выходе. Выходной код

реверси-вного счетчика 13 поступает на вход преобразователя 18 кода, выход которого подключен к входам цифроаналогового преобразователя 14

и информационным входам программатора 15. -Преобразователь 18 кода осуществляет преобразование двоичного прямого параллельного кода, поступающего с выхода реверсивного счетчика 13, в смещенный двоиный паралельный код. Это необходимо для обеспечения симметричного знакопеременного режима работы цифроаналогового реобразователя 14, так как компенсация пульсаций вращающего момента

вентильного электродвигателя осуществляется за счет алгебраического суммирования в сумматоре 17 сигнала управления Пц и корректирующего

5

сигнала I -(oI) на п,гходе 1Ц1фроанало- гового прсобра юватещя 14.

Цифроаналогопый преобразователь 14 производит преобразование в аналоговую величину F-(oL) двоичного код на его входе Fj-jCal) . При изменении кода на входе пифроаналогового преобразователя 14, поступающего с выхода преобразоватапя 18 кода, меняется величина сигнала на его выходе Изменение знака на выходе цифроана- логового преобразователя 14 происходит в середине шкалы изменения кода на выходе преобразователя 18 кода.

Сигнал с выхода преобразователя - 18 кода поступает также на информационные входы программатора 15, где опредетяет значение кода, записываемое в постоянное запоминающее устройство 19 по адресу, определяемому информацией, поступающей на m и п адресных входов. Постоянное запоминающее устройство 19 помещается в программатор 15 на время калибровки вентильного электродвигателя.

Сигнал с выхода цифроаналогового преобразователя 14 поступает на вход Сумматора 17, который производит алгебраическое суммирование входного управляющего сигнала-U и выходного сигнала F (ы.) цифроаналогового преобразователя 14.

Сигнал с выхода сумматора 17 поступает на управляюищй вход блока 4 формирования фазньгх токов, который производит преобразование двоичного кода, поступающего с выхода датчика 2 тол - код в двухфазную систему гармонических сигналов, и умножение их на сигнал, поступаю1ций на аналоговый вход.с выхода сумматора 17.- Операции преобразования и умно- .жения в схеме управления блока 4 формирования фазных токов могут осуществляться, . например, с помощью постоянных запоминающих устройств и умно- жаюших цифроаналоговых преобразователей. 1

Сигналы с первого и второго вькодов блока 4 формирования фазных токов подаются соответственно на- первы входы первого 5 и второго 6 регуля- торов тока, которые обеспечивают из- мене1-сие токов в первой 7 и второй В фазных обмотках синхронной машины 1. Изменение токов в фазных обмотках синхронной машины 1 приводит к изменению угла поворота вала вентильного

55 6

двигателя с , что, в свою очередь, приводит к изменению выходного кода датчика 2 угла-код о и уменьшению

сигнала рассогласования на выходе

схемы 10 сравнения.

После установки вала вентильного двигателя в заданное положение, т.е. после того, как угол поворота вала

J стал равен заданному значению аб, на втором выходе схемы 10 сравнения вьфабатывается сигнал равенства углов, которьй п оступает на управляющий вход программатора 15. По этому

сигналу программатор 15 осуществляет программирование постоянного запоминающего устройства 19 кодом F-(ot) , установившимся на выходе преобразователя 18 кода, по адресу, определяемому заданным углом поворота об (первые m адресньк входов) и двоичным зкви- валентом U входного управляющего сигнала и вентильного двигателя (другие п адресных входов).

Таким образом, в устройстве для калибровки вентильного электродвигателя происходит отработка заданного угла оСо поворота выходного вала при постоянном входном управляющем

сигнале U цу и постоянном моменте нагрузки М const, не зависящем от угла поворота вала. Установка вала двигателя в заданное положение осуществляется за счет изменения состояния выходных цифровых цепей преобразователя 18 кода и подбора на его выходе кодовой комбинации Гц (об), при преобразовании которой в аналоговую величину Рг(З-) и последующем апгебраическом суммировании с входным управляющим сигналом и5 в сумматоре 17 и дальнейшей обработке выходного- сигнала сумматора 17 в блоке 4 формирования фазных токов осуществляется

компенсация пульсаций вращающего момента на равновесное состояние рассматриваемой системы и удержание выходного вала вентильного двигателя в заданном положении.

При изменении заданного угла

поворота вала вентильного двигателя . от О до 21 в процессе калибровки осуществляется программирование постоянного запоминающего устройства

19 ма ссивом значений Fr(c/.) при заданных Ug нХарактер и величина пульсаций вра- щающег о момента вентильного двигателя могут изменяться при изменении ве

7

личины управляющего входного сигнала и, Позтому калибровку проводя при нескольких значениях U и соответствующих им моментах нагрузки Мц. Постоянное запоминающее устройство 19 при каждом новом изменении Ug, программируется новым массивом кодовых комбинаций FfjCol)

Ло окончании калибровки цифро- аналоговый преобразователь 14, аналого-цифровой преобразователь 16, сумматор 17 и запрограммированное с помощью программатора 15 постоянное запоминающее устройство 19 включаются в схему управленил вентильного электродвигателя.

Входной управляющий сигнал Ug поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 16 и первый вхо сумматора 17. Первые m адресных вхдов постоянного запоминающего устройства 19 подключаются к вьгходу датчика 2 угол - код, другие п адресных входов постоянного запоминащего устройства 19 подключаются к выходу аналого-цифрового преобразователя 16, а информационные выходы постоянного запоминающего устройства 19 с о единяются с входами цифроаналогового преобразователя 1

Компенсация пульсаций вращающег момента вентильного электродвигателя осуществляется практически в любом режиме его работы, который определяется величиной и характером изменения входного управляющего напряжения Ugj,, Выбор значения корре тирующей функции из постоянного запоминающего устройства 19 -определяется величиной и и углом поворта вала вентильного двигателя с6 а компенсация пульсаций осуществляется в контуре регулирования фазн токов.

Таким образом, устройство для калибровки вентильного двигателя позволяет повысить точность калибровки двигателей, построенных на базе синхронной мащины с зубцовым статором. Это достигается тем, что кор- .ректируЕощий сигнал алгебраически суммируется с входным управляющим сигналом Ug и присутствует на входе блока ,4 формирования фазных токов

ВГОШПИ

Заказ 4076/55

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

независимо от уровня лшравл гюгцих сигналов Ug , что позволяет М1Н 1 -П13Ировать также пульсации зубцовых моментов синхронной ма1Ш1Н1|1.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

Устройство для калибровки вентильного электродвигателя, выполненного на базе синхронной маштны с датчиком угол - код и датчиком момента на валу, содержащее блок формфо- вания фазных токов, вьгходы которого подключены к входам регуляторов фаз- HFjK токов, выходы которых предназначены для подкаючения к фазным обмоткам синхронной машины, блек зпдан1-1Я угла поворота, выход которого соединен с первым входом схемы сравнения, блок управления, управляемый генератор импульсов, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь, программатор, при этом вход угфззляемо- го генератора и myльcoв сосдпнен с первым вькодом сравнения, а два его выхода соединены с суммирующим и вьп-1итаю1Ц 1м входами реверсивного счетчика, управляюигий вход программатора соединен с вторым выходом схемы сравнения, первые гп адресньк входов пpoгpaм iaтopa соединены с вь;- ходом задатчика угла поворота. Другие п адресных входов программатора соединены с выходом аналого-цифрового преобразователя, соединенного входом с выходом блока управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения калибровки вентильного электродвигателя, построенного на базе синхронной ма- пмны как с зубцовым, так и беззубцовым (гладким) статорами,оно дополнительно снабжено сумматором и пре- образователеь кода, входь; которого - соединены с выходами реверсивного счетчика, а выходы подключены к входам цифроаналогового преобразователя и информационным входам программатора, первый вход сумматора соединен с выходом блока ичра пення, второй вход сумматора соединен с выходо цифроаналогового преобразователя, а выход сумматора подключен к входу блока формирования фазных токов.

Тираж 583

Подписное