Устройство для управления положением ротора линейного синхронного двигателя Советский патент 1982 года по МПК H02P7/62 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ РОТОРА ЛИНЕЙНОГО СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления линейным синхронным двигателем.

Известно устройство для управления рельсовым транспортным средством с линейным синхронным двигателем, содержащее обмотку бегущего поля статора, находящуюся на путепроводе, с мотку возбуждения, расположенную на экипаже, статический преобразователь частоты для питания статора, вычислительное устройство для определения угла сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора, использующее величины, тока, напряжения и частоты, и регулятор, задающий управляющий сигнал в зависимости от угла сдвига поля ротора относительно поля статора, которь1й подается на статический преобразователь частоты l.

Однако в этом устройстве управление положением осуществляется

путем воздействия на статорные цепи двигателя, что вызывает значительные изменения мощности и обуславливает необходимость значительного завышения установочной мощности статического преобразователя частоты в целях повышения устойчивости. Кроме того, отсутствие контроля поперечных смещений ротора ухудшает безопас,Q ность движения, а исполнение характеризуется высокой сложностью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления положением

5 ротора линейного синхронного двигателя с обмоткой на роторе, подключенной к выходу усилителя мощности, содержащее блок сравнения, регулятор и датчик -поперечного смещения

20 ротора С2}.

Однако в этом устройстве при действии внешних возмущений (встречный ветер, нисходящие потоки воздуха, изменение параметров индуктивной связи) угол сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора изменяется, что может привести к неустойчивости функционирования все системы в целом. Учитывая, что, с целью экономии активных материалов статора, линейный синхронный двигатель выполняют с малым коэффициентом запаса по статической устойчивости, задача обеспечения устойчивости целиком возлагается на систему управления.

Цель изобретения - повышение , устойчивости двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что ,в устройство для управления положением ротора линейного синронного двигателя, содержащее последовательно соединенные блок задающего сигнала, блок сравнения, регултор, усилитель мощности, обмотку ротора и датчик поперечного смещения ротора, введены датчик продольного смещения ротора, блок вычисления квадратного корня, сумматор и два квадратора, подключенные входами к соответствующим датчикам смещения ротора, а выходами ко входам сумматора, выход которого через блок вычисления квадратного корня соединен со вторым входом блока сравнения.

Вновь введенные элементы наряду с демпфированием поперечных колебаний позволяют поддерживать заданный угол сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора при наличии внешних возмущений при движении экипажа. При этом в одноконтурной структуре обеспечивается управление одновременно по двум переменным (продольному и поперечному смещениям ротора) посредством организации f 6ратной связи от модуля их геометри-. ческой суммы. Объединение управления положением ротора по обоим направлениям в одном-контуре соответствует одной и той же динамике системь по обеим переменным, что позволяет соответствующей настройкой регулятора обеспечить высокое быстродействие и повышенную устойчивость системы в целом.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для управления положением ротора.

Устройство содержит последовательно соединенные блок задающего сигнала 1, блок сравнения 2, регулятор 3 усилитель мощности k, обмотку ротора 5 двигателя, датчик поперечного смещения ротора 6, вырабатывающий сигнал, пропорциональный поперечному смещению ротора и продольного смещения ротора 7 измеряющий угол сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора, ;выходы которых присоединены соответственно ко входам квадраторов 8 и 9. Выходы квадраторов соединены .со входами сумматора ТО, выход которого подключен К блоку вычисления квадратного корня 11, а выход

5 последнего соединен со вторым .входом блока сравнения 2.

Устройство работает следующим образом.

Блок задающего сигнала 1 вырабатывает командный сигнал, который через блок сравнения 2, пропорциональноинтегральный регулятор 3, усилитель

5 мощности 4, передается на обмотку ротора 5, создающую электромагнит- ное поле, соответствующее командному, сигналу. Для обеспечения быстродействующей и устойчивой отработки управляющей обмоткой задающего сигнал а организуется следующая отрицательная обратная связь. Сигналы с выходов поперечного 6 и продольного 7 датчиков, пропорциональные соответственно поперечному и продольному смещению экипажа относительно равновесного оптимального положения, при котором угол сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора равен 90 эл.град., а попереч0

ное смещение равно нулю, подаются на квадраторы 8 и 9- Сформированные в блоках 8 и 9 квадраты сигналов, пропорциональных продольному и поперечнГому смещению, суммируются в сумматоре 10 и вводятся в блок вычисления квадратного корня 11. Сигнал, пропорциональный модулю геометрической суммы продольного и поперечного смещений, полученный на выходе

блока 1 , сравнивается с задающим сигналом в блоке сравнения 2, вырзгбатывающем необходимый командный сигнал. Соответствующей нас-тройкой пропорционально-интегрального регуS лятора 3 обеспечивается необходимое быстродействие и астатическая устойчивость системы управления положением ротора. Формула изобретения Устройство для управления положа нием ротора линейного синхронного двигателя с обмоткой на роторе, под ключенной к выходу усилителя мощности, содержащее блок сравнения, регулятор и датчик поперечного смещения ротора, от. личающее с я тем, что, с целью повышения устойчивости двигателя, введены дат чик продольного смещения ротора, блок вычисления квадратного корня. 936 5 10 66 сумматор и два квадратора, подключённые входами к соответствующим датчикам смещения ротора, а выходами ко входам сумматора, выход которого через блок вычисления квадратного корня соединен со вторым входом блока сравнения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США tf , кл. Н 02 Р 5/00, 1975. . 2. Патент Франции № , кл. Н 02 К ij1/02 1979.