Способ настройки моментного вентильного электродвигателя

 

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электрическим двигателям постоянного тока с бескон актной коммутацией. Цель изобретения - повышение точности настройки при одновременном упрощении настроечного стенда. Способ настройки двигателя, включающего в себя ротор 2, статор с обмотками якоря 3 и 4 и синусно-косинус- W с

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (И) дц 4 Н 02 . 26/00, 29/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТРЙ (21) 3880883/24-07 (22) 09.04 ° 85 (46) 07.02.87. Бюл. У 5(72) В.С.Смирнов (53) 621.313.2 (088.8) (56) Столова Л.И. и др, Моментные двигатели с постоянными магнитами.

М.: Энергия, 1977, с. 98-100.

Авторское свидетельство СССР

В 881545, кл. G 01 ? 3/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 1008857, кл. Н 02 К 26/00, 1982. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ МОМЕНТНОГО

ВЕНТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электрическим двигателям постоянного тока с бескон1 актной коммутацией.

Цель изобретения — повышение точности настройки при одновременном упрощении настроечного стенда. Способ настройки двигателя, включающего в себя ротор 2, статор с обмотками якоря 3 и 4 и синусно-косинус-1288833 ный датчик положения ротора 6, содержит операции установки настраива-, емого электродвигателя с объектом управления в стенд 9, подачи на датчик положения ротора питающего напряжения, разворота статора датчика относительно статора двигателя и фиксации углового положения статора датчика, соответствующего максимуму вращающего момента по угловому поИзобретение относится к электрическим машинам, а именно к электрическим двигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией, и предназначено дпя настройки в процессе 5 изготовления и эксплуатации электрических машин, работающих в качестве исполнительных моментных двигателей систем автоматического управления.

Цель изобретения — повышение точности настройки при одновременном упрощении настроечного стенда.

На фиг.l представлен пример функциональной схемы моментного вентилЫного двигателя (МВД) и настроечного

15 стенда, реализующего известный способ; на фиг.2-4 — диаграммы, поясняющие работу предлагаемого технического решения, на фиг.5 — вариант стенда по предлагаемому способу в

20 случае применения, синусно-косинусного вращающего трансформатора (СКВТ) в качестве датчика положения ротора (ДПР).

Предлагаемый способ настройки моментного вентильного двигателя заключается в следующем.

Устанавливают электромеханический узел (фиг. l), включающий в себя синх.ронный двигатель с постоянными магнитами на роторе 2 и обмотками синусной 3 и косинусной 4 якоря, расположенными на статоре под углом

90 эл. град., а также объект управления 5 и ДПР 6 с расположенными на нем статорной 7 и ведущей синусной

8 обмотками, причем ротор 2 кинематически соединен с объектом 5 управления и осью ДПР 6 в настроечный стенд 9, состоящий из источника 10

40 ложению, соответствующему полной остановке электродвигателя. Синусную обмотку синхронного двигателя подключают к источнику номинального и максимального напряжения, а фиксацию максимума вращающего момента осуществляют по минимуму напряжения иа сунусной обмотке датчика положения ротора . 5 иле питающего напряж...:.ия ДПР, источника

ll номинального постоянного напряжения, источника 12 максимального постоянного напряжения, переключающей кнопки 13 и вольтметра 14.

Подают на синусную обмотку 3 синхронного двигателя 1 номинальное постоянное напряжение от источника

11 и питающее напряжение на вход

ДПР 6 от источника 10 и подключают вольтметр 14 к синусной обмотке 8

ДПР 6..

Кратковременно путем нажатия переключающей кнопки 13 на синусную обмотку 3 синхронного двигателя I подают максимальное напряжение от источника 12.

Разворачивают статор ДПР 6 относительно статора синхронного двигателя 1 до момента достижения минимума напряжения по вольтметру 14.

При подаче номинального напряжения от источника 11 на синусную обмотку 3 синхронного двигателя 1 возникает вращающий момент

М = KFcF sin = Ms„sinlg, где M „- максимальный вращающий момент;

F — магнитодвижущая сила

Г (МДС) в воздушном зазоре, создаваемая ротором синхронного двигателя;

F — МДС в воздушном зазоре, создаваемая синусной обмоткой статора синхронного двигателя; — угол между векторами Р, и Fp, К вЂ” коэффициент пропорционально сти.

1288833

Под действием вращающего момента (М 5 ) ротор 2 синхронного двигателя

1 поворачивается до тех пор, пока угол 06, а следовательно, и М не станет равным нулю. Это произойдет в том случае, когда магнитные силовые линии потока F будут скольв эить вдоль силовых линий потока Р (фиг.2).

В реальном объекте из-за наличия трения ротор 2 поворачивается до значения М = О, а до величины угла пС *псп (фиг.4), обусловленного напряжением трогания U синхронного двигателя 1 с нагрузкой 5 и определяемого по формуле:

° ПтР

М., arcsin -- -- °

Пном

15

Для уменьшения величины Ко, а следовательно, и повышения точности настройки на синусную обмотку 3 синхронного двигателя 1 необходимо кратковременно подать максимальное наI пряжение 11 от источника 12 с . 25 помощью переключающей кнопки 13.

Длительность подачи напряжения U s должна удовлетворять условию к = (Ь-10)т„ где Т . — постоянная времени двига- 30 теля с учетом инерционной нагрузки, с тем, чтобы не было перегрева двигателя.

Поскольку напряжение Б р в дви- 35 гателе с нагрузкой сохраняется, а величина приложенного напряжения

Ав > U„„» To ротор 2 двига полнительно довернется и уменьшит угловую ошибку выставки датчика ДПР в предлагаемой антенне до величины

° U t в акс а ь.п

"Ав

Таким образом, точность выставки нулевого положения ротора в предла- ф5 гаемом способе повьппается.

Если настроенный таким образом электромеханический узел ИВД включить совместно с электронным узлом, т.е. синусиую и косинусную обмотки 5О

ДПР 6 подключить через усилители к соответствующим статорным обмоткам синхронного двигателя 1, то напряжение на синусной обмотке 3 будет равно нулю, так как при настройке разворотом статора ДПР 6 мы добились минимума напряжения в синусной обмотке ДПР 6, а в косинусной — максимума.

При этом вращающий момент равен

М = Мв sin(90 gî ), Поскольку йастройкой добиваются значения< Д + О,то вращающий момент, развиваемый дви гат еле м при р аботе, будет максимален.

Если в качестве ДПР используется индукционный датчик, например синусно-косинусный вращающийся трансфор.матор (СКВТ), то минимальные напряжения на его синусной и косинусной обмотках (фиг.3) чередуются .через

180 эл, град., т.е при настройке возможен ложный нуль. Для исключения этого конец статорной 7 обмотки ДПР

6 соединить с началом синусной 8 обмотки. После проведения 3-й операции настройки ИВД необходимо переключатель стенда поставить в положение "Cos". При этом вольтметр 14 подключается к началу обмотки возбуждения и концу синусной обмотки

ДПР 6, а постоянное питающее напряжение переключается с синусной обмотки 3 двигателя l на косинусную 4.

Под действием вращающего момента двигатель l повернется на 90 эл. град. и напряжение П„на косииусной 4 и обмотке ДПР 6 станет минимальным (точка а, фиг.3) а на синусной 8максимальным. Если ДПР находится в истинном нуле (точка а, фиг.3), то, как следует иэ фиг.3, показания вольтметра, измеряющего сумму напряжений U + U, должны увеличиться, а если в ложном (точка о фиг.3) уменьшиться.

Если датчик находится в,ложном нуле, необходимо переключатель поставить в положение "sin" и разверо нуть статор ДПР на 180 до минимального показания по прибору.

Сравнение известного и предлагаемого настроечных стендов показывает, что настроечное оборудование в предлагаемом способе значительно упрощается за счет исключения двух усилителей и инвертора, а настройка облегчается и ускоряется за счет отсутствия операции на настройке усилителей, необходимой при известном способе.

Формула изобретения

Способ настройки моментного вентильного электродвигателя, включающего в себя ротор, статор с обмоткой якоря и синусно-косинусный датчик

1288833

30 положения ротора, содержащий операции установки настраиваемого электродвигателя с объектом управления в стенд, подачи на датчик положения ротора питающего напряжения, разворота статора датчика относительно статора двигателя и фиксации угловогЬ положения статора датчика, 1 соответствующего полной остановке электродвигателя, о т л и ч а ю—

1 шийся тем, что, с целью повышения точности настройки при одновременном упРощении настроечного стенда, синусную обмотку двигателя

5 поочередно подключают к источнику номинального и максимапьного напряжений, а фиксацию максимума вращающего, момента осуществляют по минимуму напряжения на синусной обмотке датчика положения ротора.

Составитель С.Шутова

Техред И.Попович Корректор Е.Рошко

Редактор С.Патрушева

Заказ 7819 54 Тираж 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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