Способ калибровки электрической машины бесконтактного двигателя постоянного тока

 

Изобретение относится к электротехнике , к бесконтактным двигателям постоянного тока, и может быть использовано в регулируемых электроприводах с повышенными требованиями к постоянству вращающегося момента электрической машины. Цель изобретения - повьшение точности за счет уменьшения погрешности вычисления значения фазных токов. Для этого фазные токи измеряют в функции угла поворота ротора, поочередно подключая каждую из фазных обмоток электрической машины двигателя к источнику постоянного тока. Информация об угле поворота ротора 3 с преобразователем 4 вал-код по цепи 9 поступает на вход вычислительного устройства (ВУ) 8, туда же поступает сигнал с измерителя 6 момента. ВУ 8 формирует и запоминает зависимость вращающего момента машины от.угла поворюта ротора 3 при питании обмотки 18 от источника 16 постоянного тока . Далее по цепи 13 ВУ 8 подает коQ (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

Л0„„122994 (51) 4 Н 02 Р 8/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3811425/24-10 (22) 30. 10.84 (46) 07.05.86. Бюл. Ф 17 (71) Рязанский радиотехнический институт и Московский завод "Машиноаппарат" (72) Ю.М.Беленький, В.Н.Князев, В.П.Миловзоров, М.M.Èèíêèí и В.Б.Никулин (53).621.3!3.58:531.781(088.8) (56) Бродовский В.Н., Иванов Е.С.

Приводы с частотно-токовым управлением. — N.: Энергия, 1974.

Авторское свидетельство СССР

М- 653713, кл. Н 02 P 8/00, 1978.. (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ МАШИНЫ БЕСКОНТАКТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

ПОСТОЯННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике, к бесконтактным двигателям постоянного тока, и может быть ис1

Х пользовано в регулируемых электроприводах с повышенными требованиями к постоянству вращающегося момента электрической машины. Цель изобрете" ния — повышение точности за счет уменьшения погрешности вычисления значения фазных токов. Для этого фазные токи измеряют в функции угла поворота ротора, поочередно подключая каждую из фазных обмоток электрической машины двигателя к источнику постоянного тока. Информация об угле поворота ротора 3 с преобразователем 4 вал-код по цепи 9 поступает на вход вычислительного устройства (ВУ) 8, туда же поступает сигнал с измерителя 6 момента. ВУ .8 формирует и запоминает зависимость вращающего момента машины от.угла поворота ротора 3 при питании обмот- ки 18 от источника 16 постоянного то ка. Далее по цепи 13 ВУ 8 подает ко1229943

BC >(1 > ау„с)

М „2 a « 1 а

3v Ф) ь

З4 (<6) (2) (4) где а

i (oc1

S (5) q;(к) манду на коммутатор 14, который подключает к источнику 16 постоянного тока по цепям 19 и 15 вывод фазной обмотки 20. ВУ 8, используя полуИзобретение относится к электротехнике в частности к бесконтактным двигателям постоянного тока, и может быть использовано в регулируемых электроприводах с повышенными требованиями к постоянству вращающего момента от угла поворота ротора.

Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения погрешности вычисления значений фазных токов, Пульсации вращающего момента бесконтактного двигателя постоянногб тока, вызванные взаимодействием высших гармонических составляющих. полей статора и ротора и технологическими погрешностями изготовления электрической машины можно исключить, питая фазные обмотки электрической машины двигателя токами, форму которых рассчитывают по формуле

j=l 2 3 k=1 2 3 а для трехфазной электрической машины с симметричным питанием фазных обмоток угол поворота ротора; мгновенные значения токов в фазных обмотках электрической машины; зависимости мгновенных значений потокосцеплений фазных обмоток статора с полем ротора; заданное значение среднего момента на валу двигателя. ченные зависимости, рассчитывает формы токов обмоток 18 и 20 в зависимости от угла поворота ротора 3.

1 ил.

Для трехфазной электрической машины с раздельным питанием фазных обмо« ток j=l 2,3, для двухфазной машины

j=1 2.

Мгновенное значение вращающего момента электрической машины определяется по формуле а,. 1,,) и() = о

1де п — число фаз машины.

Функции потокосцеплении .дч ()

305 в общем случае определяют не только

1 распределением витков фазных обмо- ток и индукции ротора по расточке машины, но и всеми неидеальностями и технологическими откЛонениями реальной электрической машины от рассчетного варианта.

Определяют зависимость потокосцепления каждой фазной 6бмотки реальной электрической машины с полем ротора в функции угла поворота, затем, в зависимости от типа машины вычисляют формы фазных токов по одной из формул (1), (2) и запитывают фазные обмотки этими токами, при этом пульсации вращающего момента, вызванные взаимодействием высших гармонических составляющих полей статора и ротора и технологическими отклонениями реальной электрической машины, устраняются.

Вращающий момент, создаваемый од"

35 ной из фазных обмоток, определяется по формуле

1 >4 (È

М (eL)= — — - — — . (). 2 3g.

Ю

При i (ac)=const

1 дщ (са) — — — =М (ра) э

4> Поэтому, если запитать фазную обмотку электрической машины постоянным током и измерять вращакяций момент на валу в функции угла пово1229943 рота ротора, то полученная зависимость вращающего момента тождественна зависимости потокосцепления фазной обмотки с полем ротора в функ ции угла. поворота ротора.

На чертеже изображена схема, rioясняющая предлагаемый способ калибровки электрической машины бесконтактного двигателя постоянного тока (процесс калибровки двухфазной магнитоэлектрической синхронной маши.ны) .

На основании 1 установлен приводной механизм 2, выходной вал которого жестко соединен с ротором. 3 электрической машины. Ротор 3 элек трической машины связан с входным валом преобразователя 4 вал-код, ;установленным на основании 1, а статор 5 электрической машины подключен к измерителю 6 вращающего момента, который установлен на основании 1.

Измеритель 6 вращающего момента обеспечивает при измерении неподвижное положение статора 5 относительно основания 1. Это условие выполняется при использовании измерителей момента компенсационного типа, которые обеспечивают требуемую точ:ность измерения.

Вход приводного механизма 2 по цепи 7 соединен с первым выходом вычислительного устройства 8, первый вход которого по цепи 9 соединен с. выходом преобразователя 4 валкод, а второй вход по цепи 10 соединен с выходом измерителя вращакщего мбмента. Второй выход вычислительного устройства 8 по цепи ll соединен с входом печатающего устройства

l2, а третий выход по цепи 13 - с первым входом коммутатора 14, второй вход которого по цепи 15 соединен с первым выходом источника 16 постоянного тока.

Первый выход коммутатора 14 по цепи 17 соединен с первым выводом первой фазной обмотки 18, а второй выход по цепи 19 — с первым выводом второй фазной обмотки 20.

Вторые выводы первой и второй фазных обмоток соединены вместе и по цепи 21 подключены к второму выходу источника !6 постоянного тока..

Калибровка электрической машины бесконтактного двигателя постоянного тока осуществляется следующим образом.

По сигналу с вычислительного устройства 8, поступающему по цепи 13 коммутатор 14 подключает первый вывод первой фазной обмотки 18 по цепям 17 и 15 к первому выводу источника !6 постоянного тока. Фазная обмотка запитывается постоянным током.

По цепи 7 вычислительное устройство выдает сигнал управления на вход приводного механизма 2, который отключившись, вращает ротор 3 электрической машины. Информация об угле поворота ротора 3 с преобразователем

4 вал-код по цепи 9 поступает на перBblH Bxop вычислнтельногo устройст-. ва 8.

0 моменте, развиваемом электрической машиной; судят по реакции статора 5, измеряемой с помощью изме- .

20 рителя 6 момента. Выходной сигнал с измерителя 6 момента по цепи 10 поступает на второй вход вычислительного устройства 8.

Вычислительное устройство 8 фор25 мирует и запоминает зависимость вращающего момента электрической машины от угла поворота ротора 3 при питании первой фазной обмотки 18 от источника 16 постоянного тока.

ЗО По окончании одного оборота ротора 3 заканчивается процесс измерения для первой фазной обмотки 18. После этого вычислительное устройство

8 по цепи 13 подает команду на коммутатор 14, который отключает пер5 вый вывод первой фазной обмотки 18 от первого выхода источника 16 постоянного тока и подключает к нему по цепям 19 и 15 первый вывод второй фазной обмотки 20. Процесс измерения повторяется, вычислительное устройство 8 формирует и запоминает зависимость врацакщего момента электрической машины от угла поворота ро.

45 тора 3 при питании второй фазной .обмотки 20 от источника 16 постоянного 1ока.

После второго оборота ротора 3 заканчивается процесс измерения для

50 второй фазной обмотки 20.

По окончании измерений вычислительное устройство 8 по цепи 7 отключает приводной механизм.

В результате измерений в вычис55 лительном устройстве формируются и запоминаются зависимости вращакщих моментов от угла поворота ротора .при питании каждой из фазных обмоток

1229943 б погрешностями изготовления и монтажа и взаимодействием высших гармонических полей статора и ротора, чт э улучшает технико-эксплуатационные характеристики электропривода на его основе.

Формула изобретения ка

Составитель А. Пашков

Редактор Н.Марголина Техред М.Ходанич Корректор Л. Патай

Заказ 2458/58

Тираж б31 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

% постоянным током, тождественные в соответствии с формулой (5) функциям потокосцеплений фазных обмоток. При этом учитывают все конструктивные особенности и неидеальности (технологические погрешности изготовления и монтажа) реальной электрической машины.

Вычислительное устройство 8, используя полученные зависимости для вращающих моментов от угла поворота ротора при питании каждой из фазных обмоток постоянным током, в соответствии сформулой(2)рассчитывает формы токов впервой 18 ивторой 20 фазных ,обмотках в зависимости от угла поворота ротора 3 и по цепи 11 выдает результат на печатающее устройство 12.

Способ калибровки электрической машины бесконтактного двигателя постоянного тока позволяет минимизировать пульсации вращакщего момента, обусловленные технологическими

Способ калибровки электрической машины бесконтактного двигателя постоянного тока, заключающийся в изме ренин зависимости фазных токов от положения вала двигателя, о т л и15 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности за счет уменьшения погрешности вычисления значений фазных токов, фазные токи измеряют в функции угла поворота ротора, поочередно подключая каждую из фазных обмоток электрической машины двигателя к источнику постоянного то