Устройство для настройки моментного вентильного электродвигателя

 

Изобретение относится к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией. Цель изобретения является сокращение времени настройки и повышение точности. Настраиваемый моментный вентильный электродвигатель содержит преобразователь 1 с двухфазной обмоткой 2 якоря и ротором-индуктором 3, два усилителя 4 и два датчика тока. Устройство для настройки моментного вентильного электродвигателя имеет датчик 6 угла, задатчик 7 угла, датчик 8 момента, задатчик 9 момента, сумматор 10 , интегратор 11, синхронный детектор 12, интегратор 13, сумматор 14, функциональный преобразователь 15, перемножители 16 и 17, генератор 18 опорного напряжения, клч 19, управляющее устройство 20, счетчик 21 импульсов, запоминающее устройство 22. Благодаря сумматору на синхронный детектор поступает сигнал с малой постоянной составляющей, что повышает качество работы синхронного детектора. Применение функционального преобразователя с двумя выходами позволяет осуществить оптимизацию по двум аргументам I а, I в при наличии ограничения типа равенства с помощью одного синхронного детектора. Применение управляющего устройства и счетчика импульсов позволяет автоматизировать процесс изменения требуемого момента и адреса записи в запоминающее устройство, что ускоряет процесс настройки. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ.

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4269406/24-07 (22) 29.06.87 (46) 23.07.90. Бюл. Ф 27 (71) Казанский авиационный институт им.А.Н.Туполева (72) А.!О.Афанасьев и З.A.Íàñûðîâ (53) 621.,313.392 (088.8) (5á) Столов JI.È. и Зыков Б.Н. Г1оментные двигатели с постоянными магнитами. — Г1.: Энергия, 1977, с.98-100.

Авторское. свидетельство СССР

М"- 1515273, кл. Н 02 К 29/06, 16.03.87. (54) УСТРО11СТВО ДЛЯ IIACTPOlfIGI Г!ОГ1ЕНТ—

НОГО ВЕ!!ТИЛЬНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электрическим машинам с бесконтактной коммутацией. Целью изобретения является сокращение времени настройки и повышение точности. Настраиваемый моментный вентильный электродвигатель содержит преобразователь 1 с двухфазной обмоткой 2 якоря и ротором-индуктором 3, два усилителя 4 и два датчика тока. Устройство для настройки моментного вентильного электродвигателя

„„80„„1580495 A 1 (gy)g Н 02 К 29/06, Н 02 P 6/02

2 имеет датчик 6 угла, задатчик 7 угла, датчик 8 момента, задатчик 9 момента, сумматор 10, интегратор 11, синхронный детектор 12, интегратор 13, сумматор 14, функциональный преобразователь 15, перемножители 16 и 17, генератор 18 опорного напряжения, ключ 19, управляющее устройство 20, счетчик 21 импульсов, запоминающее устройство 22. Благодаря сумматору на синхронный детектор поступает сигнал с малой постоянной составляющей, что повышает качество работы синхронного детектора. Применение

Аункционального преобразователя с двумя выходами позволяет осуществить оптимизацию по двум аргументам д, при наличии ограничения типа равенства с помощью одного синхронного детектора. Применение управляющего устройства и счетчика импульсов позволяет автоматизировать процесс изменения требуемого момента и адре- са записи в запоминающее устройство, что ускоряет процесс настройки. ил.

1580495

Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электродвигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией, т.е ° к вентильным электродвигателям, и предназначено для настройки в процессе изготовления и эксплуатации электрических машин, работающих в качестве йсполнительных моментных двигателей

10 приводов следящих систем и систем .стабилизации различного назначения.

Целью изобретения является сокращение времени настройки и повышение

1очности настройки моментного вен ильного электродвигателя (МВД).

k5

На чертеже представлена функцио-, йальная схема устройства для настройки МВД.

Настраиваемый МВД содержит электро20 механический преобразователь 1 с двухфазной обмоткой 2 якоря и ротором-игщуктором 3, два усилителя 4 и два датчика 5 тока.

Устройство для настройки МВД со25

Держит .датчик 6 угла, задатчик ? угла, датчик 8 момента, задатчик 9 момента, сумматор 10, интегратор 11, синхронный детектор 12, интегратор

13, сумматор 14, функциональный преобразователь 15, перемножители 16 и 17, генератор 18 опорного напряжения, ключ 19, управляющее устройство 20, :четчик 21 импульсов, запоминающее устройство 22.

Ротор-индуктор 3 механически свя- 35 ван с валами датчика 6 угла, задатчи а 7 угла и датчика 8 момента, выход

Которого подключен к входу сумма. тора

:10, второй, инвертирующий, вход ко горого соединен с выходом задатчика 9 момента, а выход подключен к входам интегратора 11 и синхронного детектора 12, соединенного последовательно по входу-выходу с интегратором 13, сумматором 14 и функциональным преоб- 45 разователем 15. Выходы последнего

- подключены соответственно к входам перемножителей 16 и 17, вторые входы которых подключены к выходу интегратора 11, а выходы — к входам первого и второго усилителей 4, а также к информационным входам запоминающего устройства 22, Выходы усилителей 4 подключены к соответствующим фазам обмотки 2 якоря через входы датчиков

5 тока, выходы которых подключены к вторым входам усилителей 4.

Выход генератора 18 опорного напряжения подключен к электроду опорного напряжения синхронного детектора 12 и второму входу сумматора

14 через ключ 19, Его управляющий электрод соединен с первым выходом управляющего устройства 20, второй и третий выходы которого поцключены соответственно к сннхронизирующему входу запоминающего устройства 22, входом счетчика 21 импульсов и задатчика 9 момента. Выход счетчика 21 импульсов подключен к адресному входу запоминающего устройства 22, информационные входы которого соединены с выходами датчика 6 угла, задатчика 9 момента и перемножителей

16 и 17.

Функциональный преобразователь

15 реализует на своих выходах функции — sinI» u cosP при входном сигнале ° Запоминающее устройство 22 мо,кет содержать анало" î-цифровые преобразователи для перевода аналоговьгх сигналов на HHAopMBIJHQHHllx входах в цифровую форму.

Устройство для настройки ИБД работает следующим образом.

С помощью задатчика 7 угла роториндуктор 3 разворачивается до ог;ределенного угла oh . Задатчик 9 момента выдает начальное значение требуемого момента М, На выходе счетчика 21 импульсов устанавливается начальное значение адреса А для запоминающего устройства 2?.

Настройка МВД осуществляется по периодам, каждый из .которых состоит из трех этапов. Hà первом этапе управляющее устройство 20 вьграбатывает на первом выходе импульс, открывающий ключ 19. К выходному сигналу интегратора 13 прибавляется переменное опорное напряжение Uo и с выхода сумматора 14 на вход функционального преобразователя 15 поступает сигнал р-- Рс»+ Uo. С его выходов сигналы

-sin/, cosf5 поступают на входы перемножителей 16 и 17, на вторые входы которых поступает сигнал с выхода интегРатоРа 11 ° Сигналы io =-Iггг siпP;

° o и

i =I cosP поступают на входы усили— телей 4, охваченных глубокой отрицательной обратной связью с помощью датчиков 5 тока и питающих фазы обмотки 2 якоря токами

Преобразователь 1 развивает электромагнитный момент М, содержащий постоянную составляющую, отличную от требуемого момента И„ и переменную

5, . 1580495 составляющую, именую частоту опорного напряжения U и амплитуду, пропорциональную ЭИЯ . Датчик 8 момента вырабатывает сигнал, пропорциональный моменту М, который сравнива5 ется с требуемым моментом Мр на сумматоре 10. С его выхода сигнал ЬМ=

=И-Ио поступает на инверсный вход интегратора, вырабатывающего сигнал

I> из условия равенства требуемого момента Мо постоянной составляющей

М и не реагирующего на его переменную составляющую, и вход синхронного детектора 12, вырабатывающего сигнал, пропорциональный частной производной Э И/Э и поступающий на вход интегратора 13. На его выходе получается сигнал ре согласно уравнению ные значения фазных токов обмотки 2 якоря

Сигнал ВМ используется в двух целях. Его постоянная (гладкая) составляющая предназначена для выполнения равенства И=И путем изменения интегратором 11 значения I а переменная составляющая — для максимизации момента М при Е„р

= const. Благодаря сумматору 10 на синхронный детектор 12 поступает сигнал с малой постоянной составляющей, что повышает качество работы синхронного детектора 12. Применение функционального преобразователя 15 с двумя выходами позволяет осуществить оптимизацию по двум аргументам

ig, is при наличии ограничения типа равенства с помощью одного синхронного детектора. Применение управляющего устройства 20 и счетчика 21 импульсов позволяет автоматизировать процесс изменения требуемого момента и адреса записи в запоминающее устройство, что ускоряет процесс настройки.

Управляющее устройство может быть выполнено в виде генератора импульсов, счетчиков импульсов и дешифратора. Перемнож-ютели, сумматоры,. ключи, синхронные детекторы, интеграторы выпускаются серийно в виде интегральных микросхем..

dPo 1 с)М

dt т 3g

М(, 1Д, is) ™o 3

+1 Ф min, Я где Т вЂ” постоянная времени интегратора 13, которое соответствует максимизации момента И по углу Р по принципу синхронного детектирования в экстремальных регуляторах.

В результате получаются значения

I Po, соответствующие требуемому моменту Мо при минимальном значении .о .о

I или значения дя, i являются решением задачи

= (Меь ) ь 31- ь(МОЮ °

На втором этапе управляющее устройство 20 вырабатывает на втором выходе импульс "С", поступающий на синхроииэирующий вход (вход разреше- ния записи) запоминающего устройства

22 и обеспечивающий запись по адре° o .о су А значений с(, М, i, i q, поступаюших с датчика 6 угла, задатчика

9 момента и перемножителей 16 и 17.

На третьем этапе управляющее устройство 20 выдает с .третьего выхода импульс, увеличивающий содержимое

А счетчика 21 импульсов на единицу и перестраивающий задатчик М момента на новое значение. После настройки

МВД при всех требуемых значениях Иф с помощью задатчика 7 угла ротор-индуктор 3 устанавливается в новое угловое положение и настройка повторяется. В результате в запоминающем устройстве 22 записываются оптималь10

Формула изобретения

Устройство для настройки моментного вентильного электродвигателя, включающего в себя электромеханический преобразователь с ротором-индуктором и якорем, каждая фаза двухфазной обмотки которого подключена к выходу соответствующего управляемого источника тока, управляющие входы источников соединены с выходом датчика угла поворота ротора через функциональный преобразователь, содержащее генератор опорных импульсов, выход которого связан через управляемый ключ с опорным входом синхронного детектора и с первым входом сумматора, выход синхронного детектора связан через интегратор с вторым входом сумчатора, выход которого подключен к входу синусио-косинусного функцио1580495

Составитель А. Санталов

Техред Л.Олийнык

Корректор М.Самборская

Редактор И.Иулла

Заказ 2019 Тираж 441 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 нального преобразователя, синусный выход которого связан через первый перемножитель с управляющим входом первого источника тока а косинусный

Э 5 через второй перемножитель — с управляющим входом второго источника тока,, импульсное управляющее устройство, выполненное с воэможностью поочередного формирования импульсов, на его первом, втором и третьем выхо1

: дах, первый выход которого соединен с угравляющим входом ключа, второй . выход — с входом разрешения записи дополнительного устройства, третий выход — через счетчик — с era адресным входом, с двумя информационными входами соединены через аналогоцифровые преобразователи выходы соответствующих перемножителей, а с 20 третьим информационным входом соединен выход датчика угла поворота, и датчик момента, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени настройки, оно снабжено вторым интегратором, вторым сумматором, эадатчиком момента, первый вход второго сумматора соединен с выходом датчика момента, второй вход — с выходом задатчика момента и с четвертым информационным входом запоминающего устройства, управляющий вход "-адатчнка момента соединен с третьим выходом управляющего устройства, выход второго сумматора соединен с входом синхронного детектора и через второй интегратор с вторьпm входами обоих перемножителей.