Способ настройки моментного вентильного электродвигателя Советский патент 1989 года по МПК H02K29/06 

УЛ-- . 1

-с

-с I

4

3

Изобретение относится к электротехнике, в частности к вентильным электродвигателям, и может быть использовано при настройке моментных вентильных электродвигатели при их сборке.

Цель изобретения - повышение точности настройки, инвариантной к моменту сухого трения,

На фиг. 1-3 представлена функционная схема моментного вентильного электродвигателя и стенда, на фиг,2 принципиальная схема измерительной

части стенда, на фиг.З - принципиаль-15 вают относительно статора синхронно43 и 44 с резисторами 45-53 и конденсаторе 54.

Способ настройки заключается в след-ующем.

Настраиваемый момен-тный вентильный электродвигатель 1 с объектом 14 управления устанавливают на стенд 15, На двигатель подают напряжения путем подкгпочения напряжения питания на / усилители 8 и 9 и управляющего напряжения на обмотку 12 возбуждения датчика 3 положения ротора. Статор датчика положения ротора разворачи

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение точности настройки, инвариантной к моменту сухого трения. Способ настройки моментного вентильного электродвигателя заключается в том, что электродвигатель 2 с объектом 14 управления устанавливают в стенд 15. На обмотку возбуждения 12 датчика 3 положения ротора электродвигателя 2 подают управляющее напряжение от источника 13, разворачивают статор датчика 3 относительно статора электродвигателя 2 и фиксируют максимум вращающего момента по нулевому показанию измерителя 16 напряжения, величина которого определяется как разность между измеренными отношением синусной 10 и косинусной 11 обмоток датчика и отношением ЭДС, наводимых в фазах полуобмоток 4,5 и 6,7 якорной обмотки электродвигателя 2. Согласно способу настройка производится при угле Θ коммутации, близком к 90°, т.е. Θ=90°±LN, где LN-угловая ошибка настройки. На угловую ошибку настройки не влияет сухое трение в опорах. 3 ил.

пая схема узла вычисления ЭДС вращения.

Настраиваемый моментный вентиль- ный электродвигатель 1 (фиг,1) содержит двухфазный синхронный электродви- гатель 2, синусно-косинусный датчик. 3 положения ротора.

Якорная-обмотка двухфазного синхронного электродвигателя может быть вьтолнена из двух синусных полуобмо- ток 4 и 5 и двух косинусных полуобмоток 6 и 7. Якорная обмотка подключена через усилители 8 и 9 соответственно к синусной 10 и косинусной 1 обмоткам датчика положения ротора с о.бмоткой 12 возбуждения, которая подключена к источнику 13 управляющего напряжения.

С валом синхронного электродвигателя соединен объект 14 управления (или его имм татор).

Стенд 15 содержит измерительный прибор 16, делители 17 и 18 напряжений, блок 19 сравнения и источник 13 управляющего напряжения.

В случае, если синхронный электро- двигатех.ь 2 выполнен без расщепления обмоток на полуобмотки 4,5 и 6,7 в стенд необходимо ввести блок 20, позволяющий регистрировать ЭДС враще- ния, наведенных в тех ее обмотках, нпример 4 и 6.

Делители 17 и 18 напряжений могут быть вьтоленны, например (фиг.2), на аналоговых блоках 21 и 22 умножения с подстроечными резисторами 23-36. Блок 19 сравнения может быть выполнен на операционном усилителе 37 с резисторами 38-42.

Блок 20 выделения ЭДС вращения может быть выполнен в виде двух узлов вычисления ЭДС вращения (фиг.З) Каждый узел вычисления ЭДС вращения вьтолнен на операционных усилителях

го двигателя 2 и фиксируют максимум вращающего момента по нулевому показанию измерителя 16 напряжения

MB M9«c,KcSine- (1) После подачи на моментный вентильный двигатель 1 напряжений питания на обмотку 12 возбуждения поступает от источника 13 управляющего сигнала переменное напряжение, оггисываемое выражением

Uy

иV««КС-sin f,,t

(2)

где ffl - опорная частота модуляции, амплитуда напряжения управления.

На выходах синусной 10 и косинусной 11 обмоток датчика положения ротора возникают напряжения

и, -- К,-и sin 2ff t-sin(m(.J t +0), Uj K,-4,in.2fff,t-cos(moJt +e),(3)

где wt - угол, поворота ротора электродвигателя;

m - число пар полюсов синхронной машины 2 и ДПР 1, ы - скорость вращения ротора 3

синхронной мащины 2, 0 - угол между током статора и магнитным потоком ротора двигателя, которой; характеризуется взаимным расположением статора ЦПР и статора синхронного двигателя 2, К - коэффициент трансформации

ДПР.

Пройдя через усилители 8 и 9,эти напряжения поступают на синусную 4 и косинусную 6 полуобмотки фаз якоря синхронной машины 2 и образуют в расточке его статора вр ащающееся магнитное поле, которое создает

вращающий момент двигателя, приводящий ротор во вращение. При этом ротор 3 создает в воэдушйом зазоре синхронной машины 2 магнитный поток, описываемый уравнением

ф sin mtJt

(4)

где Фо- магнитный поток постоянного

магнита ротора 3. Магнитный поток ротора наводит в синусной 5 и косинусной 7 полуобмотках фаз якоря синхронной машины 2 ЭДС, которые равны

d Ф --- )-cos mu) t

Кд.-w-sin (mo) t + 90))

(5)

i

гд е К

-K.- Ui-cos я

(mcJ t +

90),

46

- конструктивный коэффициент

синхронной машины 2, На входы делителя 17 поступают напряжения U и U которые снимаются с выходных обмоток датчика 3 положения ротора. Выходное напряжение делителя при этом равно

, Hi 2иг

и, -K.i

К,

К1 Uj misin 2jr f t.sin(mjO ) (ni u)t + ё

(mwt +в) (6) .

где К - коэффициент передачи делителей 17 и 18 напряжения. На выходе делителя 18 формируется напряжение, пропорциональное частному от деления ЭДС 1 и 1. (5), поступающих на его входы

и.

-К,

и,

-K,e-w-sin( ) (raw 90)

A о

t + 90°) .

(7)

Напряжение U з и U поступают на вход сумматора-вычитателя 19, выходное напряжение которого пропорционально их разности

и (Uj- и,)

к..

tK -KjCtg (mcjt + 90°) - tR(mwt ,

(8)

где Kj - коэффициент усиления сумматора-вычитателя 19, Преобразовав разность тангенсов,

получают

и К,

Кз

-siDl2o i l

cosTmw t + 90°) cosCmco t

90°У

.(9)

0

5

0

5

0

5

0

Анализ уравнения (9) показывает, что если б 90°, то на выходе блока 19 сравнения существует гармонический сигнал, амплитуда которого пропорциональна sin (90°- б), т.е. величина отклонения угла коммутации от требуемого значения 90 эл.град.,а если е 90, то на выходе блока 19 сравнения напряжение равно нулю.

Таким образом, если при настройке разворотом статора датчика положе- ния ротора добиться отсутствия напряжения на выходе блока 19 сравнения,то вращающий момент имеет максимальное значение, так как угол коммутации б равен 90 эл.град.

Повьпиение точности настройки имеет место вследствие уменьшения методической ошибки настройки за счет исключения ошибки измерения момента.

В предлагаемом способе настройки сухое трение в опорах не влияет на погрешность, так как двигатель работает с максимальным вращающим моментом, а не с нулевым, как это. делается в известном способе.

Абсолютная ошибка измерения напряжения, как следует из формулы (9) равна

4U5 KjKj.dsin(90 -) . (10)

Согласно способу настройка произ-. водится при угле коммутации, близком

ч5

к 90°, так как 0 90 1 Ь„, где угловая ошибка настройки.

Следовательно, абсолютная ошибка измерения напряжения

IdUy Kj-K /lsin (90°- 90 Ь„)

(11)

К

К J L п Из уравнения (11) получают

0к, )

Как видно из уравнения (12), угловая ошибка настройки Ь,, если К Кз- .

Таким образом, изобретение позволяет повысить точность настройки мо- ментного вентильного двигателя.

формула изобретения

Способ настройки моментного вентильного электродвигателя, выполнён- Tfioro на базе двухфазного синхронного электродвигателя с датчиком положения ротора, снабженного обмоткой возбуждения и синусной и косинусной обмотками, связанными с фазами якор- I ной обмотки синхронного электродвига- |теля, при котором устанавливают на- I страиваемый электродвигатель с объек- том управления в стенд, подают на об

мотку возбуждения датчика положения управляющее напряжение, разворачивают статор указанного датчика отно-, сительно статора электродвигателя, фиксируют угловое положение статора датчика, соответствующее максимальному вращающему моменту, и останавливают электродвигатель, отличающийся тем, что, с целью повышения точности настройки, инвариантной к моменту сухого трения после подачи управляющего напряжения на обмотку возбуждения датчика положения ротора определяют разность напряжений, характеризующих отношение выходных напряжений синусной и косинусной обмоток датчика положения ротора и отношение ЭДС вращения, наведенных в якорной обмотке двухфазного синхронного электродвигателя, причем фиксацию углового положения , статора датчика, соответствующего максимальному вращающему моменту, осувдествляют по нулевому значению : указанной разности напряжений.

Фи9.1

Фие-3