Способ настройки вентильного электродвигателя Советский патент 1992 года по МПК H02K29/06 

Изобретение относится к электротехнике а именно к электрическим двигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией, осуществляемой с помощью полупроводниковых приборов, т.е к вентильным электродвигателям.

Цель изобретения - повышение точно1- сти настройки

На фиг. 1 представлен пример функциональной схемы вентильного электродвигателя и стенда, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - электрическая принципиальная схема фазочувствительного выпрямителя; на фиг. 2 - эпюры сигналов, поясняющие предлагаемый способ настройки

Вентильный электродвигатель 1 содержит двухфазную синхронную машину 2 с постоянными магнитами на роторе 3 и якорной обмоткой и синусно-косинусный датчик 4 положения ротора (ДПР) Якорная обмотка синхронной машины выполнена из двух синусных полуобмоток 5 и 6 и двух косинусных полуобмоток 7 и 8 и подключена через усилители 9 и 10 соответственно к синусной и косинусной обмоткам 11 и 12 ДПР с обмоткой 13 возбуждения С валом синхронной машины соединен объект 15 управления Стенд 16 содержит измерительный прибор 17. Компаратор 21, фазочувствительный выпрямитель (ФЧВ) 22 и источник управляю Nj

4 ГО

о

(Л

щего напряжения, к которому подключена обмотка 13 возбуждения.

Фазочувствительный выпрямитель 22 содержит операционный усилитель 23, резисторы 24-28, транзистор 29 и конденсатор 30.

Способ настройки заключается в следующем.

Настраиваемый вентильный электродвигатель 1 с объектом 15 управления устанавливают на стенд 16. На двигатель подают напряжения путем подключения напряжения питания на усилители 9 и 10 и управляющего напряжения на обмотку 13 возбуждения ДПР 4. Статор ДПР разворачивают относительно статора синхронного двигателя 2 и фиксируют максимум вращающего момента Мв по нулевому показанию измерителя 17 напряжения.

Вращающий момент вентильного электродвигателя 1 определяется выражением

Тв Мвмакс Sin в,

0)

где та;

1вмакс - максимальное значение момен9 - угол между током статора и магнитным потоком ротора 3.

При подаче на обмотку 13 возбуждения ДПР и напряжения управления Uy на выходах синусной 11 и косинусной 12 обмоток ДПР 4 возникают напряжения

Ui killysin ((о + в ), U2 kiUycos ((О + в ),

где ki - коэффициент передачи ДПР 4;

ш- синхронная частота вращения.

Эти напряжения усиливаются и преобразуются в усилителях 9 и 10 и поступают на синусную 5 и косинусную 7 полуобмотки фаз якоря синхронной машины 2. Образованное в расточке статора вращающееся магнитное поле приводит ротор 3 во вращение. При этом магнитный поток ротора 3 наводит в синусной 5 и косинусной 7 обмотках фаз якоря синхронной машины 2 ЭДС, которые равны

61 Кдв Ш COS О) t, 62 Кдв (О Sin (U t,

где kg& - конструктивный коэффициент синхронной машины 2.

Для определения сдвига по фазе напряжения в синусной обмотке 5 синхронной машины 2 относительно ЭДС вращения, наведенной в косинусной обмотке 7 синхронной машины 2, используется схема, собранная на компараторе 21 и ФЧВ 22.

Компаратор 21 преобразует гармонический сигнал 62 в прямоугольное напряжение Do, используемое как опорное для ФЧВ 22 (фиг.З)

Do Um singsin ft; t

И)

где Um - максимальное напряжение на выходе компаратора 21,

Напряжение 11з, поступающее на синусную обмотку 5 синхронной машины 2, подается также и на вход ФЧВ 22 (фиг. 2 и 3).

На выходе ФЧВ 22 формируется напряжение U22, первая гармоника которого равна

20

U221 &t U3Cos (f i.

(5)

где Кф - коэффициент передачи ФЧВ 22, р - угол между фазами входного и опорного сигналов.

Фильтр, образованный резистором 28 и 25 конденсатором 30, обеспечивает фильтрацию высокочастотных составляющих выходного сигнала.

Если (р 90°, то согласно выражению (5) U22 0. Суть способа настройки вентиль- 30 ного электродвигателя 1 заключается в развороте статора ДПР 4 до обеспечения нулевого напряжения на выходе ФЧВ 22, которое замеряется измерительным прибором 17. При этом фазовЫй угол между на- 35 пряжением на синусной обмотке 5 синхронной машины 2 и ЭДС на косинусной обмотке 7 синхронной машины 2 составляет 90° что и обеспечивает максимальный вращающий момент вентильного электродвига- 40 теля 1.

Повышение точности настройки достигается за счет упрощения измерения фазового сдвига между напряжениями на обмотках синхронной машины 2 и ЭДС, на- 45 веденных в якорной обмотке.

Погрешность настройки определяется

только работой ФЧВ 22. При построении

ФЧВ на операционном усилителе 23 типа

140 УД6А погрешность работы ФЧВ 22 не

50 превышает 2%.

Способ может быть использован в процессе изготовления и эксплуатации электрических машин, работающих в качестве исполнительных вентильных двигателей 55 приводов следящих систем и систем стабилизации различного назначения. Формула изобрете и я Способ настройки вентильного электродвигателя, выполненного на базе двухфазной синхронной машины с датчиком положения ротора, снабженного обмоткой возбуждения и синусной и косинусной обмотками, связанными с фазами якорной обмотки синхронной машины, заключающийся в том, что настраиваемый электродвигатель с объектом управления устанавливают в стенд, подают на обмотку возбуждения датчика положения ротора управляющее напряжение, разворачивают статор указанного датчика относительно статора синхронной машины, фиксируют угловое положение статора датчика, соответ0

ствующее максимальному вращающему моменту, отличающийся тем, что, с целью повышениея точности настройки, после подачи управляющего напряжения на обмотку возбуждения датчика положения ротора, определяют напряжение, характеризующее сдвиг между фазами напряжения синусной обмотки синхронной машины и ЭДС вращения косинусной обмотки синхронной машины, а фиксацию углового положения статора датчика положения ротора осуществляют по нулевому значению указанного напряжения.

Изобретение относится к электротехнике Цель изобретения -повышение точности настройки. Вентильный электродвигатель выполнен на базе двухфазного синхронного электродвигателя сдатчиком положения ротора, снабженного обмоткой возбуждения и синусной и косинусной обмотками, связанными с фазами якорной обмотки синхронного электродвигателя. Вентильный электродвигатель с объектом управления устанавливают в стенд, подают на обмотку возбуждения датчика положения ротора управляющее напряжение, определяют напряжение, характеризующее сдвиг по фазе напряжения в синусной обмотке синхронного электродвигателя и ЭДС вращения, наведенной в косинусной обмотке синхронного электродвигателя, при этом фиксицию углового положения статора датчика положения ротора, соответствующего максимальному вращающему моменту, осуществляют по нулевому значению измеренного напряжения, разворачивают статор датчика положения ротора относительно статора электродвигателя и фиксиуют угловое положение статора датчика, соответствующее максимальному вращающему моменту 3 ил СП с

А/г/

К fa. 9

:

K6jr.il

и,

V,

/

Фиг. 2

u:

Л

/

u.

ч

X

U

гг