Устройство для настройки моментного вентильного электродвигателя Советский патент 1990 года по МПК H02P6/00 H02K29/06 

3

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электродвигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией, т.е. к вентильным электродвигателям, и предназначено для настройки в процессе изготовления и эксплуатации электрических машин, работающих в качестве исполнительных моментных двигатепей приводов следящих систем и систем . Стабилизации различного назначения.

Целью изобретения является сокращение времени настройки и повышен Точности настройки моментного вен- ильного электродвигателя (МВД) . 1 На чертеже представлена функциональная схема устройства для настроки МВД.

Настраиваемый МВД содержит электромеханический преобразователь 1 с двухфазной обмоткой 2 якоря и ротором-индуктором 3, два усилителя 4 и Два датчика 5 тока.

Устройство для настройки МВД со- Держит датчик 6 угла, задатчик 7 угла, датчик 8 момента, задатчик 9 vso- мента, сумматор 10, интегратор 11, синхронный детектор 12, интегратор 13, сумматор 14, Аункциональный преоразователь 15, перемножители 16 и 17 Јенератор 18 опорного напряжения, ключ 19, управляющее устройство 2(3, Счетчик 21 импульсов, запоминающее устройство 22.

Ротор-индуктор 3 механически свя- |зан с валами датчика 6 угла, задатчи |са 7 угла и датчика 8 момента, выход Которого подключен к входу сумматора 10, второй, инвертирующий, вход которого соединен с выходом задатчика 9 момента, а выход подключен к входа интегратора 11 и синхронного детектора 12, соединенного последовательно по входу-выходу с интегратором 13 сумматором 14 и функциональным преоб разователем 15. Выходы последнего подключены соответственно к входам перемножителей 16 и 17, вторые входы которых подключены к выходу интегратора 11, а выходы - к входам первого я второго усилителей 4, а также к информационным входам запоминающего устройства 22, Выходы усилителей 4 подключены к соответствующим фазам обмотки 2 якоря через входы датчиков 5 тока, выходы которых подключены к вторым входам усилителей 4.

Выход генератора 18 опорного напряжения подключен к электроду

0

s

5

Ю

35

4045

50

55

опорного напряжения синхронного детектора 12 и второму входу сумматора

14через ключ 19. Его управляющий электрод соединен с первым выходом управляющего устройства 20, второй и третий выходы которого подключены соответственно к синхронизирующему входу запоминающего устройства 22, входом счетчика 21 импульсов и эадат- чика 9 момента. Выход счетчика 21 импульсов подключен к адресному входу запоминающего устройства 22, информационные входы которого соединены с выходами датчика 6 угла, задатчика 9 момента и перемножителей

16 и 17.

Функциональный преобразователь

15реализует на своих выходах функции - sinp и cosp при входном сигнале р . Запоминающее устройство 22 можег содержать аналого-цифровые преобразователи для перевода аналоговых сигналов на информационных входах в цифровую форму.

Устройство для настройки МВД работает следующим образом.

С помощью задатчика 7 угла ротор- индуктор 3 разворачивается до определенного угла оЈ . Задатчик 9 момента выдает начальное значение требуемого момента М0. На выходе счетчика 21 импульсов устанавливается начальное значение адреса А для запоминающего устройства 22.

I

Настройка МВД осуществляется по

периодам, каждый из которых состоит ит трех этапов л На первом этапе управляющее устройство 20 вырабатывает на первом выходе импульс, открывающий ключ 19. К выходному сигналу интегратора 13 прибавляется переменное опорное напряжение U0 и с выхода сумматора 14 на вход функционального преобразователя 15 поступает сигнал ф UQ . С его выходов сигналы -sinВ, cosjb поступают на входы пере- мнохителей 16 и 17, на вторые входы которых поступает сигнал с выхода интегратора 11. Сигналы 1д 1щ i Im cosp поступают на входы усилителей 4, охваченных глубокой отрицательной обратной связью с помощью датчиков 5 тока и питающих фазы обмотки 2 якоря токами i

ift; .

Преобразователь 1 развивает электромагнитный момент М, содержащий постоянную составляющую, отличную от требуемого момента М0,и переменную

составляющею, имеющую частоту опорного напряжения Uo и амплитуду, пропорциональную ЭМ/Эр. Датчик 8 момента вырабатывает сигнал, пропорциональный моменту М, который сравнивается с требуемым моментом И0 на сумматоре 10. С его выхода сигнал 6М М-Мо поступает на инверсный вход интегратора, вырабатывающего сигнал Ijn из условия равенства требуемого момента И0 постоянной составляющей М и не реагирующего на его переменную составляющую, и вход синхронного детектора 12, вырабатывающего сигнал, пропорциональный частной производной ЭМ/9р и поступающий на вход интегратора 13. На его выходе получается сигнал согласно уравнению

J т

9м

где Т - постоянная времени интегратора 13,

которое соответствует максимизации момента М по углу р по принципу синхронного детектирования в экстремальных регуляторах.

В результате получаются значения 1щ РО соответствующие требуемому моменту Me при минимальном значении I(Yi, или значения 1ц , решением задачи

.о

являются

М(сА, ift , iB) M0; i1 +iЈ c min.

(1)

15804956

ные значения фазных якоря

i fft(Me,); il -fft(Me,oC.).

Сигнал ам используется в двух целях. Его постоянная (гладкая) составляющаяs предназначена для выполнения равенства путем изменения интегратором 11 значения IH, а переменная составляющая - для максимизации момента М при Im const. Благодаря сумматору 10 на

синхронный детектор 12 поступает

сигнал с малой постоянной составляющей, что повышает качество работы синхронного детектора 12. Применение функционального преобразователя 15

с двумя выходами позволяет осуществить оптимизацию по двум аргументам ift , IB при наличии ограничения типа равенства с помощью одного синхронного детектора. Применение управляющего устройства 20 и счетчика 21 импульсов позволяет автоматизировать процесс изменения требуемого момента и адреса записи в запоминающее устройство, что ускоряет процесс настРОЙКИ.

Управляющее устройство может быть выполнено в виде генератора импульсов , счетчиков импульсов и дешифратора. Перемножители, сумматоры, ключи, синхронные детекторы, интеграторы выпускаются серийно в виде интегральных микросхем.

Изобретение относится к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией. Цель изобретения является сокращение времени настройки и повышение точности. Настраиваемый моментный вентильный электродвигатель содержит преобразователь 1 с двухфазной обмоткой 2 якоря и ротором-индуктором 3, два усилителя 4 и два датчика тока. Устройство для настройки моментного вентильного электродвигателя имеет датчик 6 угла, задатчик 7 угла, датчик 8 момента, задатчик 9 момента, сумматор 10 , интегратор 11, синхронный детектор 12, интегратор 13, сумматор 14, функциональный преобразователь 15, перемножители 16 и 17, генератор 18 опорного напряжения, клч 19, управляющее устройство 20, счетчик 21 импульсов, запоминающее устройство 22. Благодаря сумматору на синхронный детектор поступает сигнал с малой постоянной составляющей, что повышает качество работы синхронного детектора. Применение функционального преобразователя с двумя выходами позволяет осуществить оптимизацию по двум аргументам I а, I в при наличии ограничения типа равенства с помощью одного синхронного детектора. Применение управляющего устройства и счетчика импульсов позволяет автоматизировать процесс изменения требуемого момента и адреса записи в запоминающее устройство, что ускоряет процесс настройки. 1 ил.

На втором этапе управляющее устройство 20 вырабатывает на втором выходе импульс С, поступающий на синхронизирующий вход (вход разрешения записи) запоминающего устройства 22 и обеспечивающий запись по адреФормула изобретения

40

Устройство для настройки момент- ного вентильного электродвигателя, включающего в себя электромеханический преобразователь с ротором-индуксу А значений cl, М0, i , 1&, посту- 45 тором и якорем, каждая фаза двухфаз- пающих с датчика 6 угла, задатчика ной обмотки которого подключена к

9 момента и перемножителей 16 и 17.

На третьем этапе управляющее устройство 20 выдает с третьего выхода импульс, увеличивающий содержимое А счетчика 21 импульсов на единицу и перестраивающий задатчик М0 момента на новое значение. После настройки МВД при всех требуемых значениях Но с помощью задатчика 7 угла ротор-индуктор 3 устанавливается в новое угловое положение и настройка повторяется. В результате в запоминающем устройстве 22 записываются оптимальвыходу соответствующего управляемого источника тока, управляющие входы источников соединены с выходом датчи- „, ка угла поворота ротора через функциональный преобразователь, содержащее генератор опорных импульсов, выход которого связан через управляемый ключ с опорным входом синхронного детектора и с первым входом сумматора, выход синхронного детектора связан через интегратор с вторым входом сумматора, выход которого подключен к входу синусио-косинусного функцио55

Формула изобретения

40

выходу соответствующего управляемого источника тока, управляющие входы источников соединены с выходом датчи- ка угла поворота ротора через функциональный преобразователь, содержащее генератор опорных импульсов, выход которого связан через управляемый ключ с опорным входом синхронного детектора и с первым входом сумматора, выход синхронного детектора связан через интегратор с вторым входом сумматора, выход которого подключен к входу синусио-косинусного функцио

нального преобразователя, синусный выход которого связан через первый перемножитель с управляющим входом первого источника тока, а косинусный через второй перемножнтель - с управляющим входом второго источника тока, импульсное управляющее устройство, выполненное с возможностью поочередного формирования импульсов на его первом, втором и третьем выходах, первый выход которого соединен с управляющим входом ключа, второй выход - с входом разрешения записи дополнительного устройства, третий выход - через счетчик - с его адресным входом, с двумя информационными входами соединены ч«рез аналого- цифровые преобразователи выходы соответствующих перемножителей, ас

третьим информационным входом соединен выход датчика угла поворота, и датчик момента, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени настройки, оно снабжено вторым интегратором, вторым сумматором, задатчиком момента, первый вход второго сумматора соединен с выходом датчика момента , второй вход - с выходом за- датчика момента и с четвертым информационным входом запоминающего устройства, управляющий вход задатчкка момента соединен с третьим выходом управляющего устройства, выход второго сумматора соединен с входом синхронного детектора и через второй интегратор с вторыми входами обоих перемножителей.