Способ калибровки многофазного электродвигателя

 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к измерениям характеристик шаговых двига- . телей, и может быть использовано при калибровке шаговых двигателей с целью определения степени соответствия реальных ипаспортных параметровдвигателей. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем использования способа применительно к шаговому двигателю. Способ заключается в определении зависимости фазных токов от положения ротора, для чего определяют потокосцепления обмоток двигателя в функции токов в обмотке и угла поворота ротора, по полученным данным для всех заданных положений ротора определяют величину магнитной коэнергии. Затем вычисляют значение жесткости установки ротора как функции токов в обмотках двигателя для каждого заданного положения ротора по известной величине коэнергии системы , подают в обмотки токи, соответствующие заданной жесткости, контролируют установку ротора в заданное положение и при наличии отклонения положения ротора от заданного корректируют величину токов в обмотках. 2 ил. se

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (П) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4246419/24-07 (22) 18.05.8? (46) 15.10.88. Бюл. В 38 (71) Московский энергетический институт (72) Б.А.Ивоботенко, А.В.Павлов, А.И.Хитров и А.Г.Пискунов (53) 621.313.525 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 653713, кл. Н 02 P 8/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Р 1229943, кл. Н 02 P 8/00, 1986. (54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ МНОГОФАЗНОГО

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к измерениям характеристик шаговых двига- . телей, и может быть использовано при . калибровке шаговых двигателей с целью определения степени соответствия реальных и паспортных параметров двигателей. Целью изобретения -является дц 4 Н 02 P 8/00 Н 02 К 37/00 расширение функциональных возможностей путем использования способа применительно к шаговому двигателю.

Способ заключается в огределении зависимости фазных токов от положения ротора, для чего определяют потокосцепления обмоток двигателя в функции токов в обмотке и угла поворота ротора, по полученным данным для всех заданных положений ротора определяют величину магнитной коэнергии. Затем вычисляют значение жесткости установки ротора как функции токов в обмотках двигателя для каждого заданного положения ротора по известной величине коэнергии системы, подают в обмотки токи, соответствующие заданной жесткости, контролируют установку ротора в заданное положение и при наличии отклонения положения ротора от заданного корректируют величину токов в обмотках.

2 ил.

1431031

Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для автоматизированного определения характеристик шагового двигателя.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем использования способа применительно к шаговому двигателю. с

На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего способ калибровки двухфазного магнитоэлектричес-!

Мого шагового двигателя (ШД) типа

ДШИ-200; на фиг.2 - алгоритм калибровки.

На основании 1 установлен приводной двигатель 2, выходной вал которого жестко соединен с ротором ШД 3. !

Второй выход вала ШД связаи с валом кодового датчика 4 положения. На валу ШД установлен электромагнит)ый фиксатор 5.

Управление ходом калибровки осуществляется вычислительным устройством (ВУ) 6, в качестве которого может быть использована микроЭВИ

"HERA-60", а в качестве устройств сопряжения с объектом и датчиками сИгналов — блоки в международном с гандарте KAHAK.

Калибровка осуществляется следующим образом.

Предварительно проводят эксперименты по определению потокосцеплений обмоток ШД. Для этого по сигналу ВУ

6 включают приводной двигатель 2 и приводят во вращение с постоянной скоростью вал шагового двигателя при отсутствии тока в его обмотках.

Регистрируют зависимость ЭДС фазных обмоток ШД от положения ротора

E, = Е,(Ю Е.„= Е,(0) ° где Е, и E„ — ЭДС фазных обмоток двухфазного ПЩ ДШИ-200

Π— угловое положение ротора.

Затем ВУ 6, используя полученные зависимости, определяют значение потокосцеплений каждой из фазных обмоток статора с полем ротора при отсутствии тока в фазных.обмотках статора. После этого отключают.приводной двигатель 2, устанавливают ротор ПД в первое калибруемое положение и включают электромагнитный фиксатор 5в ВУ 6 формирует скачок напряжения заданной амплитуды на каждую из фаз двигателя поочередно и регистрирует переходную характеристику тока каждой из фаз двигателя.

По результатам измерения переходной характеристики находят изменение потокосцепления каждой из фазных обмоток ШД при изменении тока в ней, используя соотношение од,(с),8)= J (V-TR)dt, (1) о где ь()! (ij (9)

- изменение потокосцепления, обусловленное изменением фазного тока;

" амплитуда скачка напряжения; — номер фазы статора; — время аппаратной регистрации переходной характеристики.

Опыты повторяют для и положений ротора на одном полюсном делении.

По результатам измерения потокосцепления обмоток получают 2п-зависимостей вида

q,(i,,O,) = q),(9,)+ а<р (»,, 8,), Vg (4 R 1) с»() " 42(2»

° ° о ° в в о ° о ° ° ° °

y, (i,, 0„) = 4>, (В„)+ dq,(i „0„), я Оп) Ч 1(9),.)+Ь Y (»q „) (2) g (i,0,) где (, (9,) и lP (9;) — потокосцепления первой и второй обмоток статора с полем )отора при отсутствии токов в обмотках статора;

cp,(i,,8;) — потокосцепление первой об50 МоТхН при 0; =

=const — потокосцепление второй обмотки.

55 С учетом полученной совокупности зависимостей определяются коэффициенты Apg, Bpg аппроксимирующей формулы вида

1431031

4>,(1,0) = I (,> Apg cos (g0) +

Р=о t--o

+ Bpg sin (gg) (3)

5 где Apg, Bpg — коэффициенты полинома, полученные по результатам интерполяции экспериментальных кривых потокосцепления, Р, Q = 0,1,... — коэффициенты, учитывающие нелинейный характер кривой намагничивания и нали10 чие высших гармоник.

Известно, что магнитную коэнергию системы можно определить„ зная потокосцепления обмоток и используя

20 соотношение

1„1

M„ ii,,i,83=

0о г=

25 (4) .

\<

=1 Ep, ii,,G)di, + JQ(i 0)di о

О где W „ (i i,Î) — магнитная коэнергия системы.

Жесткость установки ротора находят с учетом соотношения т х (iq iz 0). (5)

У Э gg2

Зависимости К (1,, i,,6) для

35 различных значений О; =canst рассчитывают, используя аппроксимирующую формулу (3) и известные соотношейия (4) и (5). По результатам вычислений в памяти ВУ 6 формируют зависимости К (1,, 1 ) для каждого значения 6,, показанные в виде таблиц на фиг.2, где также представлен алгоритм калибровки Щц.

В зависимости от требований к режиму работы шагового двигателя (позиционирование или режим работы бесконтактным двигателем постоянного тока) задают жескость кривой момента из таблиц (фиг.2), определяют величиA@0 ны токов „и i< . BY 6 подает заданные токи в обмотки N). Контролируют по .датчику положения установку ротора в заданное положение.

В случае наличия ошибки, превышающей заданное значение, производят корректировку токов с учетом расчетных значений таблиц (фиг.?) так, чтобы для режима позиционирования коэнергия системы была минимальной, жесткость кривой момента соответствовала заданной, а для режима работы бесконтактным двигателем постоянного тока коэнергия была максимальной, s жесткость близкой к нулю. Посколь.-:у токи предварительно вычислены, то корректировка токов, обусловленная погрешностью вычисления и конструкп-.вньн: особенностями изготовления ЛД, не является многоинтерациопной.

При о.гсутствии ошибки в положе»ие pcTopd ЩД BY 6 производит запоминание кодов уставок таков в обмотк;х ЕД для. заданного положения ротора и код положения датчика угла поворота 4. Згn! .сь кодов токов и положения ротора s TInìëòü Бу 6 осуществляется для всех точек калибговки.

По результатам калибровки по сигналу ВУ 6 о л.;ествляется программирование посто".ííîãî запоминающего устройства, которое затем поno. и,— зуют при микропроцессорном управлении шаговым электроприводом.

Предлагаемый способ калибровки позволяет повысить точность калибровкп, улучшить технические показатеян привода: мшн .мизпровать пульсации вращающего момента, повысить точност-о позиционирования, обеспечить равномерность микроперемещений.

Наиболее эффектпвен предлагаемый способ Ip»i применении в автоматиированных си=темах научы;тх.исследований (ACIIH) с использованием средств вычислительной техники. формула изобретения

Способ калибровки многофазного электродвигателя, состоящий в том, что вращают ро:op двигателя с постоянной частотой, определяют зависимость потокосцеплений фазных обмоток от положения ротора, подают номинальное напряжение на фазные обмотки, измеряют фазные токи, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования его применительно к шаговому двигателю, перед подачей номинального напряжения фикси- . руют ротор в зад -.:.ном положении, по измеренным фазным токам и напряжению

5 143 определяют зависимость потокосцепления от фазных токов интегрированием по времени разности напряжения и активного падения напряжения на фазной обмотке и вычисляют коэнергию магнитной системы двигателя- для каждого заданного положения, определяют дифференцированием коэнергии по углу статическую жесткость установки ро1031 тора для каждого заданного положения, расфиксируют ротор, подают в фазные обмотки токи, соответствующие заданной жесткости, контролируют установку ротора в заданное положение, при отклонении положения от заданного корректируют фазн е токи и после устранения отклонения регистрируют установившиеся значения токов.

1431031 е е4

° ° °

4 ° °

° ° ° о э °

° ° е е °

Составитель В.Алфимов

Техред Л.Олийнык

Корректор О.Кравцова

Редактор И.Касарда

Тираж 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 5350/55

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. р

П оектная 4