Способ отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя



Способ отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя
Способ отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя
Способ отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя
H02P25/08 - Управление или регулирование электрических двигателей, генераторов, электромашинных преобразователей; управление трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками (конструкции пусковых аппаратов, тормозов или других управляющих устройств см. в соответствующих подклассах, например механические тормоза F16D, механические регуляторы скорости G05D; переменные резисторы H01C; пусковые переключатели H01H; системы для регулирования электрических или магнитных переменных величин с использованием трансформаторов, реакторов или дроссельных катушек G05F; устройства, конструктивно связанные с электрическими двигателями, генераторами, электромашинными преобразователями, трансформаторами, реакторами или дроссельными катушками, см. в соответствующих подклассах, например H01F,H02K; соединение или управление

Владельцы патента RU 2637492:

ЧАЙНА ЮНИВЕРСИТИ ОФ МАЙНИНГ ЭНД ТЕКНОЛОДЖИ (CN)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в роторных и линейных вентильных реактивных электродвигателях, содержащих различное число фаз и различную геометрию, для восстановления фронта импульса после его потери. В способе отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя в случае, если датчик положения вентильного реактивного электродвигателя работает без сбоев, в режиме реального времени регистрируют четыре равноотстоящих или обладающих одинаковым наклоном непрерывных фронта импульса, четвертый фронт импульса является текущим фронтом импульса; осуществляют последовательную регистрацию временных интервалов (Т1, Т2, Т3) между двумя соседними фронтами импульсов, таким образом вычисляя интервал времени (Т4) между текущим фронтом импульса и следующим фронтом импульса после текущего фронта импульса; если происходит сбой датчика положения вентильного реактивного электродвигателя и теряется следующий фронт импульса после текущего фронта импульса, восстанавливают следующий фронт импульса после временного интервала (Т4) текущего фронта импульса выходного сигнала датчика положения. 6 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя, в особенности подходящего для отказоустойчивого управления датчиком положения в многофазных, роторных или линейных вентильных реактивных электродвигателях, реализованных во множестве геометрий.

Уровень техники

Датчики положения, которые обеспечивают базис сигналов положения ротора для расчета скорости вращения и изменения фазы двигателя в системах вентильного реактивного электродвигателя, могут отказывать из-за ряда причин, таких как пыль и столкновения и т.д., что приводит к потере фронта импульсов, сбою при изменении фазы двигателя и сбою нормальной эксплуатации. Поэтому очень важно восстанавливать выходные сигналы датчиков положения в системе вентильного реактивного электродвигателя и осуществлять отказоустойчивое управление датчиками положения. Известные способы отказоустойчивого управления для восстановления выходных сигналов датчиков положения не учитывали условий изменяющейся скорости или изменяющегося ускорения/замедления вентильных реактивных электродвигателей. Поэтому восстановленные выходные сигналы датчиков положения имеют большое отклонение в условиях изменяющейся скорости или изменяющегося ускорения/замедления электродвигателей, отражающееся на эффекте отказоустойчивого управления.

Раскрытие сущности изобретения

Техническая проблема

Для того чтобы преодолеть указанные недостатки уровня техники, настоящее изобретение предоставляет способ отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя, который является простым, имеет высокую отказоустойчивую способность и высокую надежность, и может достичь хорошего эффекта.

Техническое решение

Способ отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя, предоставляемого настоящим изобретением, состоит в следующем.

Когда датчики положения в вентильном реактивном электродвигателе работают без сбоев, в выходном сигнале датчиков положения, в режиме реального времени регистрируют четыре последовательных равноотстоящих или обладающих одинаковым наклоном фронта импульса, при этом

четвертый фронт импульса является текущим фронтом импульса, а, в хронологическом порядке,

третий фронт импульса является более ранним, чем четвертый фронт импульса,

второй фронт импульса является более ранним, чем третий фронт импульса,

первый фронт импульса является более ранним, чем второй фронт импульса,

временной интервал между первым фронтом импульса и вторым фронтом импульса обозначен как Т1,

временной интервал между вторым фронтом импульса и третьим фронтом импульса обозначен как Т2,

временной интервал между третьим фронтом импульса и четвертым фронтом импульса обозначен как Т3, а

временной интервал между фронтом импульса, следующим сразу за текущим фронтом импульса, и текущим фронтом импульса обозначен как Т4, который вычисляют по следующим формулам

Если происходит отказ датчика положения вентильного реактивного электродвигателя и потерян фронт импульса, следующий сразу после текущего фронта импульса, то следующий фронт импульса восстанавливается на временном интервале Т4 по истечении времени текущего фронта импульса; таким образом, реализуют отказоустойчивую эксплуатацию датчиков положения в вентильном реактивном электродвигателе.

Положительный эффект:

Способ, предоставляемый в настоящем изобретении, применим для отказоустойчивого управления одним датчиком положения или несколькими датчиками положения в многофазных, роторных или линейных вентильных реактивных электродвигателях, реализованных в различных топологиях, в условиях эксплуатации при постоянной скорости, постоянном ускорении или замедлении, переменном ускорении или замедлении. Когда датчики положения вентильного реактивного электродвигателя работают без сбоев, в выходном сигнале датчиков положения, в режиме реального времени, регистрируют четыре последовательных, равноотстоящих или обладающих одинаковым наклоном, фронта импульса, при этом четвертый фронт импульса является текущим фронтом импульса; интервал времени между каждыми двумя соседними фронтами импульсов определяется последовательно, а интервал времени между фронтом импульса, следующим сразу после текущего фронта импульса, и текущим фронтом импульса рассчитывается в соответствии с временными интервалами. Если происходит отказ датчика положения вентильного реактивного электродвигателя и теряется фронт импульса, следующего сразу после текущего фронта импульса, следующий фронт импульса восстанавливается на этом временном интервале по истечении времени текущего фронта импульса в выходном сигнале датчика положения; таким образом, система вентильного реактивного электродвигателя может осуществлять отказоустойчивую эксплуатацию, даже если происходит отказ датчика положения, и срок службы системы улучшается. В настоящем изобретении восстановленный сигнал положения точен по времени, алгоритм может быть легко реализован, а выходной сигнал отказавшего датчика положения может быть восстановлен посредством выходного сигнала датчика положения, работающего в нормальном режиме. Способ обладает высокой отказоустойчивой способностью и высокой надежностью, дополнительно повышает надежность системы и обладает хорошими перспективами применения.

Описание чертежей

На Фиг. 1 показана схема установки датчиков положения в роторном вентильном реактивном электродвигателе в трехфазной конструкции 12/8.

На Фиг. 2 показана схема обнаружения фронтов импульсов в выходных сигналах и восстановление сигнала датчиков положения в роторном вентильном реактивном электродвигателе в трехфазной конструкции 12/8.

На Фиг. 3 показана схема установки датчиков положения в роторном вентильном реактивном электродвигателе в четырехфазной конструкции 8/6.

На Фиг. 4 показана схема обнаружения фронтов импульсов в выходных сигналах и восстановление сигнала датчиков положения в роторном вентильном реактивном электродвигателе в четырехфазной конструкции 8/6.

На Фиг. 5 показана схема установки датчиков положения в линейном вентильном реактивном электродвигателе в трехфазной конструкции 6/4.

На Фиг. 6 показана схема обнаружения фронтов импульсов в выходных сигналах и восстановление сигнала датчиков положения в линейном вентильном реактивном электродвигателе в трехфазной конструкции 6/4.

Осуществление изобретения

В соответствии с настоящей заявкой, примеры реализации настоящего изобретения будут далее описаны со ссылками на прилагаемые чертежи.

Пример 1.

Как показано на схеме установки на Фиг. 1, три датчика положения Р, Q и R установлены симметрично в роторном вентильном реактивном электродвигателе в трехфазной конструкции 12/8, α угловой интервал а составляет 60°. Когда датчики положения в вентильном реактивном электродвигателе работают без сбоев, как показано на Фиг. 2, в режиме реального времени на выходах датчиков положения регистрируют четыре последовательных, обладающих одинаковым наклоном, фронта импульса Q, Р, R, Q, при этом

четвертый фронт импульса Q, отсчитанный слева, является текущим фронтом импульса, а, в хронологическом порядке,

третий фронт импульса R является более ранним, чем четвертый фронт импульса Q,

второй фронт импульса Р является более ранним, чем третий фронт импульса R,

первый фронт импульса Q является более ранним, чем второй фронт импульса Р,

временной интервал между первым фронтом импульса Q и вторым фронтом импульса Р обозначен как Т1,

временной интервал между вторым фронтом импульса Р и третьим фронтом импульса R обозначен как Т2,

временной интервал между третьим фронтом импульса R и четвертым фронтом импульса Q обозначен как Т3,

временной интервал Т4 между фронтом импульса Р, следующим сразу за текущим фронтом импульса Q, и текущим фронтом импульса Q рассчитывают по следующим формулам

если происходит отказ датчика положения в вентильном реактивном электродвигателе и потерян фронт импульса Р, следующий сразу после текущего фронта импульса Q, то следующий фронт импульса Р восстанавливают на временном интервале Т4 по истечении времени текущего фронта импульса Q; таким образом, реализуют отказоустойчивую эксплуатацию датчиков положения в роторном вентильном реактивном электродвигателе.

Пример 2.

Как показано на Фиг. 3, два датчика положения Р и Q установлены симметрично в роторном вентильном реактивном электродвигателе в четырехфазной конструкции 8/6, а угловой интервал В составляет 75°. Когда датчики положения в вентильном реактивном электродвигателе работают без сбоев, как это показано на Фиг. 4, в режиме реального времени регистрируют четыре последовательных, обладающих одинаковым наклоном, фронта импульса Р, Q, Р, Q, при этом

четвертый фронт импульса Q, отсчитанный слева, является текущим фронтом импульса, а, в хронологическом порядке,

третий фронт импульса Р является более ранним, чем четвертый фронт импульса Q,

второй фронт импульса Q является более ранним, чем третий фронт импульса Р,

первый фронт импульса Р является более ранним, чем второй фронт импульса Q,

временной интервал между первым фронтом импульса Р и вторым фронтом импульса Q обозначен как Т1,

временной интервал между вторым фронтом импульса Q и третьим фронтом импульса Р обозначен как Т2,

временной интервал между третьим фронтом импульса Р и четвертым фронтом импульса Q обозначен как Т3, а

временной интервал Т4 между фронтом импульса Р, следующим сразу за текущим фронтом импульса Q, и текущим фронтом импульса Q рассчитывают по следующим формулам

если происходит отказ датчика положения в вентильном реактивном электродвигателе и потерян фронт импульса Р, следующий сразу после текущего фронта импульса Q, то следующий фронт импульса Р восстанавливают на временном интервале Т4 по истечении времени текущего фронта импульса Q; таким образом, реализуют отказоустойчивую эксплуатацию датчиков положения в роторном вентильном реактивном электродвигателе.

Пример 3.

Как показано на схеме установки на Фиг. 5, три датчика положения Р, Q, R установлены симметрично в линейном вентильном реактивном электродвигателе в трехфазной конструкции 6/4, с расстоянием х между датчиками, равным 30 мм. Когда датчики положения в вентильном реактивном электродвигателе работают без сбоев, как это показано на Фиг. 6, в режиме реального времени на выходных сигналах датчиков положения регистрируют четыре последовательных равноотстоящих фронта импульса Q, Р, R, Q, при этом

четвертый фронт импульса Q, отсчитанный слева, является текущим фронтом импульса, а, в хронологическом порядке,

третий фронт импульса R является более ранним, чем четвертый фронт импульса Q,

второй фронт импульса Р является более ранним, чем третий фронт импульса R,

первый фронт импульса Q является более ранним, чем второй фронт импульса Р,

временной интервал между первым фронтом импульса Q и вторым фронтом импульса Р обозначен как Т1,

временной интервал между вторым фронтом импульса Р и третьим фронтом импульса R обозначен как Т2,

временной интервал между третьим фронтом импульса R и четвертым фронтом импульса Q обозначен как Т3,

временной интервал Т4 между фронтом импульса Р, следующим сразу за текущим фронтом импульса Q, и текущим фронтом импульса Q рассчитывают по следующим формулам

если происходит отказ датчика положения в вентильном реактивном электродвигателе и потерян фронт импульса Р, следующий сразу после текущего фронта импульса Q, то следующий фронт импульса Р восстанавливают на временном интервале Т4 по истечении времени текущего фронта импульса Q; таким образом, реализуют отказоустойчивую эксплуатацию датчиков положения в линейном вентильном реактивном электродвигателе.

Способ, предоставляемый настоящим изобретением, применим для отказоустойчивого управления одним датчиком положения или множеством датчиков положения в вентильных реактивных электродвигателях с тремя датчиками положения в трехфазной конструкции 6/4 или трехфазной конструкции 24/16, вентильных реактивных электродвигателях с четырьмя датчиками положения в четырехфазной конструкции 8/6 или четырехфазной конструкции 16/12, вентильных реактивных электродвигателях с двумя датчиками положения в четырехфазной конструкции 8/6 или четырехфазной конструкции 16/12, роторных или линейных вентильных реактивных электродвигателях и т.д.

Способ отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя, характеризующийся тем, что:

когда датчики положения в вентильном реактивном электродвигателе работают без сбоев, в выходных сигналах датчиков положения в режиме реального времени регистрируют четыре последовательных равноотстоящих или обладающих одинаковым наклоном фронта импульса, при этом

четвертый фронт импульса является текущим фронтом импульса и в хронологическом порядке

третий фронт импульса является более ранним, чем четвертый фронт импульса,

второй фронт импульса является более ранним, чем третий фронт импульса,

первый фронт импульса является более ранним, чем второй фронт импульса,

временной интервал между первым фронтом импульса и вторым фронтом импульса обозначен как Т1,

временной интервал между вторым фронтом импульса и третьим фронтом импульса обозначен как Т2,

временной интервал между третьим фронтом импульса и четвертым фронтом импульса обозначен как Т3,

временной интервал Т4 между фронтом импульса, следующим сразу за текущим фронтом импульса, и текущим фронтом импульса вычисляют по следующим формулам:

если происходит отказ датчика положения вентильного реактивного электродвигателя и потерян фронт импульса, следующий сразу после текущего фронта импульса, то следующий фронт импульса восстанавливают на временном интервале Т4 по истечении времени текущего фронта импульса; таким образом реализуют отказоустойчивую эксплуатацию датчиков положения в вентильном реактивном электродвигателе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании вибрационных электроприводов для перемешивания сыпучих, пастообразных и жидких веществ, в автоматизированных электроприводах механизмов с колебательным движением рабочего органа, вибрационных установках в горной промышленности, строительстве, машиностроении или сельском хозяйстве.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в составе управляющих двигателей-маховиков (УДМ) систем ориентации и стабилизации космических аппаратов (КА) и в областях, где требуется высокоточное управление бесколлекторными электрическими двигателями и устойчивость к сбоям компонентов блока управления.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к бесконтактным моментным приводам на базе синхронных электродвигателей, и может быть использовано при разработке электроприводов для систем автоматического управления летательными аппаратами.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронным двигателем с постоянными магнитами. Техническим результатом является - приведение в действие поворотного электродвигателя в эффективной рабочей точке.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к вентильным электродвигателям. Многополюсный вентильный электродвигатель (фиг.

Изобретение относится к области электротехники и предназначено для применения в системах управления синхронным электродвигателем с постоянными магнитами в зависимости от положения ротора без использования датчика положения ротора, конструктивно связанного с электродвигателем.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в нагнетателях, компрессорах, турбодетандерах газоперекачивающих агрегатов с тяжелыми роторами горизонтального исполнения массой, например, не менее 900 кг.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в стеклоочистителе. Технический результат - уменьшение габаритов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах РЛС (радиолокационная станция), рулевом электроприводе. Техническим результатом является увеличение диапазона регулирования скорости электродвигателя за счет регулирования токов двигателя в полярной системе координат, улучшение эксплуатационных характеристик двигателя и повышение надежности электропривода.

Изобретение относится к машиностроению, а именно к конструкциям многодвигательных электромеханических приводов с микропроцессорным управлением. Технический результат - повышение надежности электромеханического привода.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в бесщеточных электроприводах постоянного тока без использования датчиков. Техническим результатом является уменьшение шума посредством управления вибрацией вследствие колебаний при вращении и в потреблении необходимого только для поддержания вращения тока посредством приближения тока для приведения в действие двигателя к состоянию синхронизации.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к бесконтактным моментным приводам на базе синхронных электродвигателей, и может быть использовано при разработке электроприводов для систем автоматического управления летательными аппаратами.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в системах регулирования частоты вращения, построенных на принципе фазовой синхронизации, в частности электроприводах с широким диапазоном изменения частоты вращения, где в качестве датчика обратной связи используется сельсин, синусно-косинусный вращающийся трансформатор или линейный датчик положения ротора.
Изобретение относится к способу управления линейным электродвигателем, используемым в качестве привода погружного плунжерного насоса для добычи нефти. Технический результат заключается в обеспечении максимальной производительности насосной установки при заданной мощности электродвигателя и в повышении надежности его работы.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в стеклоочистителе. Технический результат - уменьшение габаритов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления синхронной машиной с постоянными магнитами «MSAP». Техническим результатом является обеспечение оптимальной надежности и высокой безопасности.

Изобретение относится к области электропривода устройств, требующих обеспечения повышенной живучести, в частности к области управления трехфазным вентильным электродвигателем имплантируемых электронасосов крови.

Изобретение относится к области ручных приводных инструментов. Технический результат - повышение надежности.

Изобретение относится к контроллеру двигателя, который содержит процессор, выборочно выводящий сигнал включения либо на переключающий элемент верхнего плеча, либо на переключающий элемент нижнего плеча, основываясь на определенном датчиком положения положении, устройства управления затвором, подающие управляющее напряжение на затворы переключающих элементов сдвигом уровня сигнала включения от процессора на переключающий элемент верхнего плеча, и конденсатор в цепи положительной обратной связи, сформированный с возможностью зарядки, когда переключающий элемент верхнего плеча выключен, и выполняющий функции источника напряжения для устройства управления затвором, когда переключающий элемент верхнего плеча включен.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электрическом приводе для бесщеточного двигателя с постоянными магнитами и способу его управления.

Изобретение относится к электротехнике, к быстродействующим электроприводам. Технический результат состоит в обеспечении возможности уменьшения массы электропривода для разгона до заданной скорости на ограниченной длине за счет безынерционного увеличения тягового усилия от нуля до максимальной величины.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в роторных и линейных вентильных реактивных электродвигателях, содержащих различное число фаз и различную геометрию, для восстановления фронта импульса после его потери. В способе отказоустойчивого управления датчиком положения вентильного реактивного электродвигателя в случае, если датчик положения вентильного реактивного электродвигателя работает без сбоев, в режиме реального времени регистрируют четыре равноотстоящих или обладающих одинаковым наклоном непрерывных фронта импульса, четвертый фронт импульса является текущим фронтом импульса; осуществляют последовательную регистрацию временных интервалов между двумя соседними фронтами импульсов, таким образом вычисляя интервал времени между текущим фронтом импульса и следующим фронтом импульса после текущего фронта импульса; если происходит сбой датчика положения вентильного реактивного электродвигателя и теряется следующий фронт импульса после текущего фронта импульса, восстанавливают следующий фронт импульса после временного интервала текущего фронта импульса выходного сигнала датчика положения. 6 ил.

Наверх