Способ трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя

Авторы патента:


Способ трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя
Способ трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного 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 2637494:

ЧАЙНА ЮНИВЕРСИТИ ОФ МАЙНИНГ ЭНД ТЕКНОЛОДЖИ (CN)

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления вентильными реактивными электродвигателями. Техническим результатом является расширение диапазона обеспечения плавного крутящего момента. В способе трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя первый набор пороговых значений вращающего момента устанавливают в интервале [0°, θr/4] положений ротора. Второй набор пороговых значений вращающего момента устанавливают в интервале [θr/4, θr/2] положений ротора. Питание подают на смежные фазу А и фазу В для возбуждения. Сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазу А, опережает сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазу В, на θr/4. Весь процесс коммутации из фазы А в фазу В разделен на два интервала. В интервале [0°, θ1] положений ротора фаза А использует второй набор пороговых значений вращающего момента, в то время как фаза В использует первый набор пороговых значений вращающего момента. Критическое положение θ1 автоматически возникает в процессе коммутации, тем самым устраняя необходимость для дополнительных вычислений. Общим вращающим моментом управляют в интервале [Тe+th2low, Тe+th2up]. В интервале [θ1, θr/4] положений ротора фаза А продолжает использовать второй набор пороговых значений вращающего момента, а фаза В продолжает использовать первый набор пороговых значений вращающего момента, а общим вращающим моментом управляют в интервале [Тe+th1low, Тe+th1up]. Это подавляет пульсации вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя и обеспечивает высокую ценность для технических приложений. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента вентильного реактивного электродвигателя и применимо к системе привода четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя.

Уровень техники

Вентильный реактивный электродвигатель привлекает большое внимание благодаря своей простой и прочной конструкции, низкой стоимости изготовления и хорошими рабочими характеристиками регулирования скорости. Тем не менее, его особая конструкция с двумя типами выступающих полюсов и коммутационный тип возбуждающего режима приводят к тому, что в электромагнитном моменте на выходе присутствуют большие пульсации, которые существенно ухудшают использование вентильного реактивного электродвигателя в его областях применения. Поэтому исследователи предложили различные способы для того, чтобы устранить пульсации крутящего момента и при этом обеспечить минимальный расход меди. Эти способы достигают хорошего эффекта в определенном диапазоне скоростей. Тем не менее, когда скорость вращения высока, из-за ограниченного напряжения источника постоянного тока, способность системы контролировать и отслеживать желаемый ток, желаемое потокосцепление и желаемый крутящий момент ухудшаются и становится трудно эффективно устранить пульсации крутящего момента. Более того, из-за ограничения максимального тока обмотки и вольтамперной нагрузки полупроводниковых приборов система вентильного реактивного электродвигателя ограничена сверху по току, а ограничение по току приводит к тому, что плавный крутящий момент вентильного реактивного электродвигателя на выходе может быть обеспечен только в ограниченном диапазоне. Таким образом, все элементы управления плавными крутящими моментами на выходе имеют определенный рабочий диапазон.

Раскрытие сущности изобретения

Задачей настоящего изобретения является устранение проблемы, указанной в уровне техники, и получение способа трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя.

Настоящее изобретение предоставляет способ трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя, при этом способ включает в себя следующие этапы:

а. установку первой группы пороговых значений (th1low, th1zero, th1up) вращающего момента в интервале [0°, θr/4] положений ротора и второй группы пороговых значений (th2low, th2zero, th2up) вращающего момента в интервале [θr/4, θr/2] положений ротора, при этом указанные шесть пороговых значений вращающего момента удовлетворяют следующим условиям:

, при этом

положение 0° ротора является положением с минимальной фазовой индуктивностью,

положение θr ротора является угловым шагом, т.е. одним оборотом ротора, а

θr/2 является половиной оборота ротора;

b. установку возбужденного состояния SA в качестве питания возбужденного состояния фазы А, при этом

возбужденное состояние SA=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А положительное,

возбужденное состояние SA=0 обозначает, что напряжение фазы А нулевое, а

возбужденное состояние SA=-1 обозначает, что напряжение фазы А отрицательное;

установку возбужденного состояния SB в качестве питания возбужденного состояния фазы В, при этом

возбужденное состояние SB=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В положительное,

возбужденное состояние SB=0 обозначает, что напряжение фазы В нулевое, а

возбужденное состояние SB=-1 обозначает, что напряжение фазы В отрицательное; а

Те - желаемый плавный общий вращающий момент;

c. подачу питания на смежные фазу А и фазу В для возбуждений, при этом

сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазе А опережает сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазе В на θr/4 и в этот момент фазу А отключают, фазу В подключают и осуществляют трехуровневое подавление пульсации вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя путем деления процесса коммутации из фазы А в фазу В на два интервала.

Разделение процесса коммутации из фазы А в фазу В на два интервала осуществляют следующим образом:

(1) В интервале [0°, θ1] положений ротора для фазы А используют вторую группу пороговых значений (th2low, th2zero, th2up) вращающего момента, для фазы В используют первую группу пороговых значений (th1low, th1zero, th1up) вращающего момента, критическое положение θ1 автоматически возникает в процессе коммутации, так что не требуется дополнительных вычислений;

(1.1) фазу В цикла проводимости начинают в положении ротора 0°,

устанавливают изначальное возбужденное состояние SB=1, а

ток и вращающий момент фазы В увеличиваются от 0;

возбужденное состояние SA оставляют в изначальном состоянии SA=1, а ток и вращающий момент фазы А увеличивают и увеличивают общий вращающий момент;

(1.2) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2up вращающего момента, возбужденное состояние SA переводят из значения 1 в значение -1 и уменьшают вращающий момент фазы А;

фазу В оставляют в исходном состоянии, а вращающий момент фазы В продолжают увеличивать; так как скорость изменения индуктивности в фазе В и фазовый ток малы в этот момент, то скорость увеличения вращающего момента фазы В меньше, чем скорость уменьшения вращающего момента фазы А, характер изменения общего вращающего момента определен фазой А и общий вращающий момент уменьшен;

(1.3) когда общий вращающий момент впервые уменьшен до значения Те+th1low вращающего момента, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполнены, возбужденные состояния SA и SB остаются в исходных состояниях и продолжают уменьшение общего вращающего момента;

(1.4) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th2zero вращающего момента, в фазе А запускают переход из возбужденного состояния SA=-1 в возбужденное состояние SA=0, и уменьшают вращающий момент фазы А, но скорость уменьшения меньше, чем та, что в возбужденном состоянии SA=-1;

фазу В оставляют в исходном возбужденном состоянии и продолжают увеличивать вращающий момент; в этот момент при условии, что возбужденное состояние SA=0 и возбужденное состояние SB=1, скорость уменьшения вращающего момента фазы А больше, чем скорость увеличения вращающего момента фазы В и общий вращающий момент уменьшен;

(1.5) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th2low вращающего момента, выполняются условия для изменения состояния фазы А, состояние фазы А переходит из возбужденного состояния SA=0 в возбужденное состояние SA=1 и вращающий момент фазы А увеличен;

фазу В оставляют в исходном состоянии и вращающий момент продолжают увеличивать; увеличивают общий вращающий момент;

(1.6) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2zero и затем до Te+th1low, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполняются в обоих случаях, общий вращающий момент продолжают увеличивать;

(1.7) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2up вращающего момента, этапы (1.2)~(1.6) повторяют, и состояние фазы В не переключают, не изменяют и оставляют возбужденным состоянием SB=1;

возбужденное состояние SA фазы А переключают между значениями 1, 0 и -1 и общим вращающим моментом управляют в диапазоне [Te+th2low, Te+th2up], тем самым подавляя пульсации четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [0°, θ1] положений ротора;

(1.8) с увеличением положения ротора, скорость изменения индуктивности и ток фазы В увеличивают до определенного уровня;

после того как достигнуто определенное критическое положение, при возбужденном состоянии SA=0 и возбужденном состоянии SB=1, скорость уменьшения вращающего момента фазы А меньше, чем скорость увеличения вращающего момента фазы В и общий момент увеличен;

(2) в интервале [θ1, θr/4] положений ротора для фазы А продолжают использовать вторую группу пороговых значений (th2low, th2zero, th2up) вращающего момента, а для фазы В продолжают использовать первую группу пороговых значений (th1low, th1zero, th1up) вращающего момента;

(2.1) в положении θ1 ротора общий вращающий момент доводят до значения Te+th2up и состояние в фазе А переключают в возбужденное состояние SA=-1;

фазу В оставляют в возбужденном состоянии SB=1, и в этом положении скорость уменьшения вращающего момента фазы А при отрицательном сигнале питания больше, чем скорость увеличения вращающего момента фазы В при положительном сигнале питания, так что общий вращающий момент уменьшается;

однако эту ситуацию изменяют в дальнейшем; следуя за увеличением положения ротора, несмотря на то что возбужденные состояния фазы А и фазы В остаются неизменными, скорость уменьшения вращающего момента в фазе А в возбужденном состоянии SA=-1 меньше, чем скорость увеличения вращающего момента в фазе В в возбужденном состоянии SB=1, тем самым увеличивают общий вращающий момент;

(2.2) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2up, ни возбужденное состояние SA, ни возбужденное состояние SB не запускают и не изменяют и продолжают увеличивать общий вращающий момент;

(2.3) когда общий вращающий момент доводят до значения Te+th1zero, выполняются условия изменения состояния в фазе В и возбужденное состояние SB переводят в 0 и вращающий момент фазы В уменьшается; фазу А оставляют в исходном возбужденном состоянии SA=-1 и уменьшают общий вращающий момент;

(2.4) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th2up, ни возбужденное состояние SA, ни возбужденное состояние SB не запускаются и не изменяются и общий вращающий момент продолжает уменьшаться;

(2.5) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th1low, выполняются условия изменения состояния в фазе В и возбужденное состояние SB переводят в 1 и вращающий момент фазы В увеличивается;

фазу А оставляют в исходном возбужденном состоянии SA=-1 и увеличивают общий вращающий момент;

(2.6) повторяют этапы (2.2)-(2.5), возбужденное состояние SA оставляют равным -1 и вращающий момент и ток фазы А продолжают уменьшать;

возбужденное состояние SB переключают между 0 и 1 и общим вращающим моментом управляют в интервале [Te+th1low, Te+th1zero], тем самым подавляя пульсации четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале положений ротора [θ1, θr/4];

(2.7) когда ротор находится в критическом положении и вращающий момент фазы В увеличен в возбужденном состоянии SB=0, скорость увеличения больше, чем скорость уменьшения вращающего момента фазы А в возбужденном состоянии SA=-1; в этот момент, общий вращающий момент увеличен;

(2.8) когда общий вращающий момент доведен до значения Te+th1up, производят запуск и изменение состояния фазы В, возбужденное состояние SB переводят из 0 в -1 и вращающий момент фазы В уменьшают;

вращающий момент фазы А продолжают уменьшать и уменьшают общий вращающий момент;

(2.9) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th1zero и затем до Te+th2up, ни возбужденное состояние SA, ни возбужденное состояние SB не запускают и не изменяют и общий вращающий момент продолжают уменьшать;

(2.10) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th1low, возбужденное состояние SB включают и изменяют на 1 и увеличивают вращающий момент фазы В;

фазу А оставляют в исходном состоянии, вращающий момент фазы А продолжают уменьшать и увеличивают общий вращающий момент;

(2.11) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th1zero, возбужденное состояние SB запускают и переводят на 0, а возбужденное состояние SA оставляют равным -1; ситуация в этот момент такая же, как на этапе (2.7);

повторяют этапы (2.7)-(2.11), возбужденное состояние SA оставляют равным -1, возбужденное состояние SB переключают между значениями -1, 0 и 1 и общим вращающим моментом управляют в интервале [Te+th1low, Te+th1up], тем самым подавляя пульсации четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ1, θr/4] положений ротора;

(2.12) когда ротор находится в критическом положении и вращающий момент фазы В больше не увеличивается, а наоборот, уменьшается при возбужденном состоянии SB=0 и возбужденном состоянии SA=-1,

этапы (2.2)-(2.5) повторяют с этого момента и вращающий момент управляется в интервале [Te+th1low, Te+th1zero], тем самым подавляя пульсации четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ1, θr/4] положений ротора.

Положительный эффект:

Благодаря применению упомянутой выше технической схемы, путем установки двух групп пороговых значений вращающего момента и смежных возбужденных состояний фазы А и фазы В, настоящее изобретение обеспечивает переключение между тремя возбужденным состояниями в фазе А и фазе В, в которых возбуждающий сигнал питания положительный, нулевой и отрицательный соответственно, управляет общим вращающим моментом в интервале двух групп пороговых значений вращающего момента, подавляет пульсации четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя и осуществляет плавное управление прямым и переходным вращающим моментом четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя. Характеристики сигнала возбуждающего напряжения, подаваемого на обмотки электродвигателя, и сигнала желаемого напряжения совпадают. Действующее значение тока фазы идентично желаемому значению тока фазы, так что вентильный реактивный электродвигатель выдает пологий вращающий момент в максимальном диапазоне. Настоящее изобретение имеет высокую универсальность, желаемый практический эффект и широкие перспективы применения и применимо к различным типам систем привода четырехфазных вентильных реактивных электродвигателей различных конструкций.

Краткое описание чертежей

На ФИГ. 1 представлена принципиальная схема установки трехуровневых пороговых значений вращающего момента вентильного реактивного электродвигателя по настоящему изобретению;

На ФИГ. 2 (a) представлена принципиальная схема переключения сигнала питания возбужденного состояния фазы В вентильного реактивного электродвигателя по настоящему изобретению;

На ФИГ. 2 (б) представлена принципиальная схема переключения сигнала питания возбужденного состояния фазы А вентильного реактивного электродвигателя по настоящему изобретению;

На ФИГ. 3 представлен сигнал вращающего момента вентильного реактивного электродвигателя по настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

Настоящее изобретение описано ниже посредством представленных вариантов реализации со ссылками на сопутствующие графические материалы:

Согласно ФИГ. 1 для одного четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя приведены следующие определенные этапы:

а. Установка первой группы пороговых значений (th1low, th1zero, th1up) вращающего момента в интервале [θ°, θr/4] положений ротора и второй группы пороговых значений (th2low, th2zero, th2up) вращающего момента в интервале [θr/4, θr/2] положений ротора, при этом указанные шесть пороговых значений вращающего момента удовлетворяют следующим условиям:

, при этом

положение 0° ротора является положением с минимальной фазовой индуктивностью,

положение θr ротора является угловым шагом, т.е. одним оборотом ротора, а

θr/2 является половиной оборота ротора;

b. Согласно ФИГ. 2 установка возбужденного состояния SA в качестве питания возбужденного состояния фазы А, при этом

возбужденное состояние SA=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А положительное,

возбужденное состояние SA=0 обозначает, что напряжение фазы А нулевое, а

возбужденное состояние SA=-1 обозначает, что напряжение фазы А отрицательное;

установка возбужденного состояния SB в качестве питания возбужденного состояния фазы В, при этом

возбужденное состояние SB=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В положительное,

возбужденное состояние SB=0 обозначает, что напряжение фазы В нулевое, а

возбужденное состояние SB=-1 обозначает, что напряжение фазы В отрицательное; а Тe - желаемый плавный общий вращающий момент;

c. Подача питания на смежные фазу А и фазу В для возбуждений, при этом

сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазе А, опережает сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазе В на θr/4 и в этот момент фазу А отключают, фазу В подключают, и процесс коммутации между из фазы А в фазу В разделен на два интервала, как показано на ФИГ. 1:

(1) в интервале [0°, θ1] положений ротора для фазы А используют вторую группу пороговых значений (th2low, th2zero, th2up) вращающего момента, для фазы В используют первую группу пороговых значений (th1low, th1zero, th1up) вращающего момента, критическое положение θ1 автоматически возникает в процессе коммутации, так что не требуется дополнительных вычислений;

(1.1) фазу В интервала проводимости начинают в положении 0° ротора,

устанавливают изначальное возбужденное состояние SB=1, а

ток и вращающий момент В увеличивают от 0;

возбужденное состояние SA оставляют в изначальном состоянии SA=1, а ток и вращающий момент фазы А увеличивают и увеличивают общий вращающий момент;

(1.2) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2up, то возбужденное состояние SA переводят из значения 1 в значение -1 и уменьшают вращающий момент фазы А;

фазу В оставляют в исходном состоянии, а вращающий момент фазы В продолжают увеличивать; так как скорость изменения индуктивности в фазе В и фазовый ток малы в этот момент, то скорость увеличения вращающего момента фазы В меньше, чем скорость уменьшения вращающего момента фазы А, характер изменения общего вращающего момента определен фазой А, и общий вращающий момент уменьшен;

(1.3) когда общий вращающий момент впервые уменьшен до значения Te+th1low, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполнены, возбужденные состояния SA и SB остаются в исходных состояниях, и продолжают уменьшение общего вращающего момента;

(1.4) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th2zero, в фазе А запускают переход из возбужденного состояния SA=-1 в возбужденное состояние SA=0 и уменьшают вращающий момент фазы А, но скорость уменьшения меньше, чем та, что в возбужденном состоянии SA=-1;

фазу В оставляют в исходном возбужденном состоянии и вращающий момент продолжают увеличивать; в этот момент при условии, что возбужденное состояние SA=0 и возбужденное состояние SB=1, скорость уменьшения вращающего момента фазы А больше, чем скорость увеличения вращающего момента фазы В, и общий вращающий момент уменьшен;

(1.5) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th2low, выполнены условия для изменения состояния фазы А, состояние фазы А переходит из возбужденного состояния SA=0 в возбужденное состояние SA=1 и вращающий момент фазы А увеличивается;

фазу В оставляют в исходном состоянии и вращающий момент продолжают увеличивать; увеличивают общий вращающий момент;

(1.6) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2zero и затем до Te+th1low, но условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполнены в обоих случаях, общий вращающий момент продолжают увеличивать;

(1.7) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2up, этапы (1.2)-(1.6) повторяют и состояние фазы В не запускают, не изменяют и оставляют возбужденным состоянием SB=1;

возбужденное состояние фазы А переключают между значениями 1, 0 и -1 и общим вращающим моментом управляют в диапазоне [Te+th2low, Te+th2up], тем самым подавляя пульсации четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [0°, θ1] положений ротора;

(1.8) с увеличением положения ротора скорость изменения индуктивности и ток фазы В увеличивают до определенного уровня;

после того как достигнуто критическое положение, при возбужденном состоянии SA=0 и возбужденном состоянии SB=1, скорость уменьшения вращающего момента фазы А меньше, чем скорость увеличения вращающего момента фазы В и общий момент увеличен;

(2) в интервале [θ1, θr/4] положений ротора для фазы А продолжают использовать вторую группу пороговых значений (th2low, th2zero, th2up) вращающего момента, а для фазы В продолжают использовать первую группу пороговых значений (th1low, th1zero, th1up) вращающего момента;

(2.1) в положении θ1 ротора общий вращающий момент доводят до значения Te+th2up и состояние в фазе А переключают в возбужденное состояние SA=-1;

фазу В оставляют в возбужденном состоянии SB=1 и в этом положении скорость уменьшения вращающего момента в фазе А при отрицательном сигнале питания больше, чем скорость увеличения вращающего момента в фазе В при положительном сигнале питания, так что общий вращающий момент уменьшен;

однако эту ситуацию изменяют в дальнейшем; следуя за увеличением положения ротора, несмотря на то что возбужденные состояния фазы А и фазы В остаются неизменными, скорость уменьшения вращающего момента в фазе А в возбужденном состоянии SA=-1 меньше, чем скорость увеличения вращающего момента в фазе В в возбужденном состоянии SB=1, тем самым увеличивают общий вращающий момент;

(2.2) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2up, ни возбужденное состояние SA, ни возбужденное состояние SB не запускают и не изменяют и продолжают увеличивать общий вращающий момент;

(2.3) когда общий вращающий момент доведен до значения Te+th1zero, выполнены условия изменения состояния в фазе В и возбужденное состояние SB переводят в 0 и вращающий момент фазы В уменьшен;

фазу А оставляют в исходном возбужденном состоянии SA=-1 и уменьшают общий вращающий момент;

(2.4) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th2up, ни возбужденное состояние SA, ни возбужденное состояние SB не запускают и не изменяют и продолжают уменьшать общий вращающий момент;

(2.5) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th1low, выполнены условия изменения состояния в фазе В и возбужденное состояние SB переводят в 1 и вращающий момент фазы В увеличен;

фазу А оставляют в исходном возбужденном состоянии SA=-1 и увеличивают общий вращающий момент;

(2.6) повторяют этапы (2.2)-(2.5), возбужденное состояние SA оставляют равным -1 и вращающий момент и ток фазы А продолжают уменьшать;

возбужденное состояние SB переключают между 0 и 1 и общим вращающим моментом управляют в интервале [Te+th1low, Te+th1zero], тем самым подавляя пульсации четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ1, θr/4] положений ротора;

(2.7) когда ротор находится в критическом положении и вращающий момент фазы В увеличен в возбужденном состоянии SB=0, скорость увеличения больше, чем скорость уменьшения вращающего момента фазы А в возбужденном состоянии SA=-1; в этот момент общий вращающий момент увеличен;

(2.8) когда общий вращающий момент доведен до значения Te+th1up, производят запуск и изменение состояния фазы В, возбужденное состояние SB переводят из 0 в -1 и вращающий момент фазы В уменьшают;

вращающий момент фазы А продолжают уменьшать и уменьшают общий вращающий момент;

(2.9) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th1zero и затем до Te+th2up, ни возбужденное состояние SA, ни возбужденное состояние SB не запускают и не изменяют и общий вращающий момент продолжают уменьшать;

(2.10) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th1low, возбужденное состояние SB включают и изменяют на 1 и увеличивают вращающий момент фазы В;

фазу А оставляют в исходном состоянии, вращающий момент фазы А продолжают уменьшать и увеличивают общий вращающий момент;

(2.11) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th1zero, возбужденное состояние SB запускают и изменяют на 0, а возбужденное состояние SA оставляют равным -1; ситуация в этот момент такая же, как на этапе (2.7);

повторяют этапы (2.7)-(2.11), возбужденное состояние SA оставляют равным -1, возбужденное состояние SB переключают между значениями -1, 0 и 1 и общим вращающим моментом управляют в интервале [Te+th1low, Te+th1up], тем самым подавляя пульсации четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ1, θr/4] положений ротора;

(2.12) когда ротор находится в критическом положении и вращающий момент фазы В в возбужденном состоянии SB=0, а возбужденное состояние SA=-1, общий вращающий момент более не увеличивают, а наоборот, уменьшают;

этапы (2.2)-(2.5) повторяют с этого момента и общим вращающим моментом управляют в интервале [Te+th1low, Te+th1zero], тем самым подавляя пульсации четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ1, θr/4] положений ротора.

Для смежных сигналов питания фазы В и фазы С, когда сигнал питания фазы В опережает на θr/4 сигнал питания фазы С, установка пороговых значений вращающего момента, процесс коммутации и способы переключения и перехода возбужденных состояний фазы В и фазы С аналогичны предыдущему случаю.

Для смежных сигналов питания фазы С и фазы D, когда сигнал питания фазы С опережает на θr/4 сигнал питания фазы D, установка пороговых значений вращающего момента, процесс коммутации и способы переключения и перехода возбужденных состояний фазы С и фазы D аналогичны предыдущему случаю.

Для смежных сигналов питания фазы D и фазы А, когда сигнал питания фазы D опережает на θr/4 сигнал питания фазы А, установка пороговых значений вращающего момента, процесс коммутации и способы переключения и перехода возбужденных состояний фазы D и фазы А аналогичны предыдущему случаю.

Экспериментально измеренный сигнал вращающего момента вентильного реактивного электродвигателя представлен на ФИГ. 3.

1. Способ трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя, включающий в себя следующие этапы:

a. установку первой группы пороговых значений (th1low, th1zero, th1up) вращающего момента в интервале [0°, θr/4] положений ротора и второй группы пороговых значений (th2low, th2zero, th2up) вращающего момента в интервале [θr/4, θr/2] положений ротора, при этом указанные шесть пороговых значений вращающего момента удовлетворяют следующим условиям:

, при этом

положение 0° ротора является положением с минимальной фазовой индуктивностью,

положение θr ротора является угловым шагом, т.е. одним оборотом ротора, а

θr/2 является половиной оборота ротора;

b. установку возбужденного состояния SА в качестве питания возбужденного состояния фазы А, при этом

возбужденное состояние SА=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы А положительное,

возбужденное состояние SА=0 обозначает, что напряжение фазы А нулевое, а

возбужденное состояние SА=-1 обозначает, что напряжение фазы А отрицательное;

установку возбужденного состояния SВ в качестве питания возбужденного состояния фазы В, при этом

возбужденное состояние SВ=1 обозначает, что возбуждающее напряжение фазы В положительное,

возбужденное состояние SВ=0 обозначает, что напряжение фазы В нулевое, а

возбужденное состояние SВ=-1 обозначает, что напряжение фазы В отрицательное; а

Тe - желаемый плавный общий вращающий момент;

c. подачу питания на смежные фазу А и фазу В для возбуждений, при этом

сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазе А, опережает сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазе В, на θr/4 и в этот момент фазу А отключают, фазу В подключают и осуществляют трехуровневое подавление пульсации вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя путем деления процесса коммутации из фазы А в фазу В на два интервала.

2. Способ трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя по п. 1, согласно которому деление процесса коммутации из фазы А в фазу В на два интервала осуществляют следующим образом:

(1) в интервале [0°, θ1] положений ротора для фазы А используют вторую группу пороговых значений (th2low, th2zero, th2up) вращающего момента, для фазы В используют первую группу пороговых значений (th1low, th1zero, th1up) вращающего момента, критическое положение θ1 автоматически возникает в процессе коммутации, так что не требуется дополнительных вычислений;

(1.1) фазу В интервала проводимости начинают в положении 0° ротора,

устанавливают изначальное возбужденное состояние SB=1, а

ток и вращающий момент фазы В увеличивают от 0;

возбужденное состояние SA оставляют в изначальном состоянии SA=1, а ток и вращающий момент фазы А увеличивают и увеличивают общий вращающий момент;

(1.2) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2up вращающего момента, возбужденное состояние SA переводят из значения 1 в значение -1 и уменьшают вращающий момент фазы А;

фазу В оставляют в исходном состоянии, а вращающий момент фазы В продолжают увеличивать; так как скорость изменения индуктивности в фазе В и фазовый ток малы в этот момент, то скорость увеличения вращающего момента фазы В меньше, чем скорость уменьшения вращающего момента фазы А, характер изменения общего вращающего момента определен фазой А и общий вращающий момент уменьшен;

(1.3) когда общий вращающий момент впервые уменьшен до значения Тe+th1low вращающего момента, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполнены, возбужденные состояния SA и SB остаются исходными состояниями, и продолжают уменьшение общего вращающего момента;

(1.4) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th2zero вращающего момента, в фазе А запускают переход из возбужденного состояния SA=-1 в возбужденное состояние SA=0 и уменьшают вращающий момент фазы А, но скорость уменьшения меньше, чем та, что в возбужденном состоянии SA=-1;

фазу В оставляют в исходном возбужденном состоянии и продолжают увеличивать вращающий момент; в этот момент при условии, что возбужденное состояние SA=0 и возбужденное состояние SB=1, скорость уменьшения вращающего момента фазы А больше, чем скорость увеличения вращающего момента фазы В и общий вращающий момент уменьшен;

(1.5) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th2low вращающего момента, выполнены условия для изменения состояния фазы А, состояние фазы А переходит из возбужденного состояния SA=0 в возбужденное состояние SA=1 и вращающий момент фазы А увеличивают;

фазу В оставляют в исходном состоянии и вращающий момент продолжают увеличивать; увеличивают общий вращающий момент;

(1.6) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2zero вращающего момента и затем до значения Te+th1low, условия изменения состояния фазы А и фазы В не выполняются в обоих случаях, общий вращающий момент продолжают увеличивать;

(1.7) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2up вращающего момента, этапы (1.2)-(1.6) повторяют и состояние фазы В не переключают, не изменяют и оставляют возбужденным состоянием SB=1;

возбужденное состояние фазы А переключают между значениями 1, 0 и -1 и общим вращающим моментом управляют в диапазоне [Te+th2low, Te+th2up], тем самым подавляя пульсации вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [0°, θ1] положений ротора;

(1.8) с увеличением положения ротора скорость изменения индуктивности и ток в фазе В увеличивают до определенного уровня;

после того как достигнуто определенное критическое положение, при возбужденном состоянии SA=0 и возбужденном состоянии SB=1, скорость уменьшения вращающего момента в фазе А меньше, чем скорость увеличения вращающего момента в фазе В и общий вращающий момент увеличен;

(2) в интервале [θ1, θr/4] положений ротора для фазы А продолжают использовать вторую группу пороговых значений (th2low, th2zero, th2up) вращающего момента, а для фазы В продолжают использовать первую группу пороговых значений (th1low, th1zero, th1up) вращающего момента;

(2.1) в положении ротора θ1 общий вращающий момент доводят до значения Tе+th2up и состояние в фазе А переключают в возбужденное состояние SA=-1;

фазу В оставляют в возбужденном состоянии SB=1, и в этом положении скорость уменьшения вращающего момента в фазе А при отрицательном сигнале напряжения питания больше, чем скорость увеличения вращающего момента в фазе В при положительном сигнале напряжения питания, так что общий вращающий момент уменьшен;

однако эту ситуацию изменяют в дальнейшем; следуя за увеличением положения ротора, несмотря на то что возбужденные состояния фазы А и фазы В остаются неизменными, скорость уменьшения вращающего момента в фазе А в возбужденном состоянии SA=-1 меньше, чем скорость увеличения вращающего момента в фазе В в возбужденном состоянии SB=1, тем самым увеличивают общий вращающий момент;

(2.2) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th2up вращающего момента, ни возбужденное состояние SA, ни возбужденное состояние SB не запускают и не изменяют и продолжают увеличивать общий вращающий момент;

(2.3) когда общий вращающий момент доведен до значения Te+th1zero вращающего момента, выполнены условия изменения состояния в фазе В и возбужденное состояние SB переводят в 0 и вращающий момент фазы В уменьшен;

фазу А оставляют в исходном возбужденном состоянии SA=-1 и уменьшают общий вращающий момент;

(2.4) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th2up вращающего момента, ни возбужденное состояние SA, ни возбужденное состояние SB не запускают и не изменяют и продолжают уменьшать общий вращающий момент;

(2.5) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th1low вращающего момента, выполнены условия изменения состояния в фазе В и возбужденное состояние SB переводят в 1 и вращающий момент фазы В увеличен;

фазу А оставляют в исходном возбужденном состоянии SA=-1 и увеличивают общий вращающий момент;

(2.6) повторяют этапы (2.2)-(2.5), возбужденное состояние SA оставляют равным -1 и вращающий момент и ток фазы А продолжают уменьшать;

возбужденное состояние SB переключают между 0 и 1 и общим вращающим моментом управляют в интервале [Te+th1low, Te+th1zero], тем самым подавляя пульсации вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ1, θr/4] положений ротора;

(2.7) когда ротор находится в критическом положении и вращающий момент фазы В увеличен в возбужденном состоянии SB=0, скорость увеличения больше, чем скорость уменьшения вращающего момента в фазе А в возбужденном состоянии SA=-1; в этот момент общий вращающий момент увеличен;

(2.8) когда общий вращающий момент доведен до значения Te+th1up вращающего момента, производят запуск и изменение состояния фазы В, возбужденное состояние SB переводят из 0 в -1 и вращающий момент фазы В уменьшают;

вращающий момент фазы А продолжают уменьшать и уменьшают общий вращающий момент;

(2.9) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th1zero вращающего момента и затем до Te+th2up вращающего момента, ни возбужденное состояние SA, ни возбужденное состояние SB не запускают и не изменяют и общий вращающий момент продолжают уменьшать;

(2.10) когда общий вращающий момент уменьшен до значения Te+th1low вращающего момента, возбужденное состояние SB включают и изменяют на 1 и увеличивают вращающий момент фазы В;

фазу А оставляют в исходном состоянии, вращающий момент фазы А продолжают уменьшать и увеличивают общий вращающий момент;

(2.11) когда общий вращающий момент увеличен до значения Te+th1zero вращающего момента, возбужденное состояние SB запускают и переводят в 0, а возбужденное состояние SA оставляют в -1; ситуация в этот момент такая же, как в (2.7);

повторяют этапы (2.7)-(2.11), возбужденное состояние SA оставляют равным -1, возбужденное состояние SB переключают между значениями -1, 0 и 1 и общим вращающим моментом управляют в интервале [Te+th1low, Te+th1up], тем самым подавляя пульсации вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ1, θr/4] положений ротора;

(2.12) когда ротор находится в критическом положении и вращающий момент фазы В в возбужденном состоянии SB=0 и возбужденное состояние SA=-1, общий вращающий момент больше не увеличивают, а наоборот, уменьшают;

этапы (2.2)-(2.5) повторяют с этого момента и общим вращающим моментом управляют в интервале [Te+th1low, Te+th1zero], тем самым подавляя пульсации вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя в интервале [θ1, θr/4] положений ротора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве преобразования мощности, переключающем устройстве, устройстве возбуждения двигателя, нагнетателе воздуха, компрессоре, кондиционере воздуха, холодильнике и морозильном аппарате.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к цепи (16) питания М фазной синхронной машины (14), содержащей: преобразователь (22) постоянного входного тока в многофазный переменный ток; накопительную батарею (47); средство (30) детектирования короткого замыкания до и внутри машины (14); устройство (26) для изоляции машины (14) от перенапряжений и/или перегрузок по току многофазного переменного тока; средство (28) управления преобразователем (22), изолирующим устройством (26) и средством (27) короткого замыкания, выполненным с возможностью соединения М выходов (31) источника питания друг с другом.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройству (1) регулирования для снижения электрических помех в сети (2), которые вызываются колебаниями момента подключенного через инвертор (3) электродвигателя (4).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах преобразования мощности для управления электродвигателем. Секция (20) преобразования выполнена с возможностью преобразования посредством переключения множества переключающих устройств (Sr, Ss, St, Su, Sv, Sw, Sx, Sy, Sz) мощности от источника (6) питания переменного тока в мощность переменного тока, имеющую заданную частоту, для выдачи мощности переменного тока в электродвигатель (5).

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электродвигателях переменного тока для приведения в движение транспортного средства. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электродвигателе переменного тока для приведения в движение железнодорожного вагона. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в исполнительных системах различных механизмов на базе бесконтактных электродвигателей постоянного тока.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в записывающей аппаратуре для поддержания равномерной частоты вращения. .

Изобретение относится к электротехнике. .

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.

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 электроприводах с гистерезисными двигателями. Техническим результатом является уменьшение установленной мощности, уровня электромагнитных помех и упрощение.

Изобретение относится к области электротехники, а именно к электроприводам переменного тока периодического движения, и может быть использовано при создании вибрационных электроприводов сканирования, техники измерения, контроля и управления, для перемешивания сыпучих, пастообразных и жидких веществ, а также в автоматизированных электроприводах механизмов с колебательным движением рабочего органа.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в частотно регулируемых электроприводах (ЧРЭП) в промышленности, бытовой технике и электротранспорте для регулирования числа оборотов асинхронных (однофазных, трехфазных) электродвигателей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления электромагнитным моментом трехфазной синхронной машины с постоянными магнитами.

Привод клапана включает в себя приводной вал для регулирования при эксплуатации клапана между открытым положением и закрытым положением, индукционный двигатель переменного тока для приведения в действие приводного вала, бесконтактный датчик положения, выполненный с возможностью выдачи при эксплуатации сигнала, представляющего угловое положение приводного вала или клапана, и контроллер, выполненный с возможностью управления двигателем переменного тока в соответствии с сигналом, выдаваемым датчиком положения.

Предложен многофазный электрический двигатель, который содержит ротор и статор. Ротор содержит ряд магнитов, ориентированных в направлении статора, содержащего, в свою очередь, множество фазных обмоток, ориентированных в направлении магнитов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления двигательной системой, включающей в себя: преобразователь (13) энергии, сглаживающий конденсатор (12), трехфазный AC двигатель (14) и датчик (14v, 14w) тока.

Изобретение относится к устройству управления транспортным средством. Технический результат – улучшение пусковых свойств.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использованао в системах для сжигания газа. Техническим результатом является демпфирование собственных колебаний системы. В системе с первым и вторым электродвигателями (12, 14) механически связанны между собой ее общим звеном (17). Звено (17) имеет крутильное собственное колебание с собственной частотой, причем за счет первого электродвигателя (12) на звено (17) воздействует первый пульсирующий момент, а за счет второго электродвигателя (14) - второй пульсирующий момент. Согласно изобретению второй электродвигатель (14) расположен по отношению к первому электродвигателю (12) таким образом, что воздействие второго пульсирующего момента на звено (17) приводит к демпфированию возбуждения собственного колебания за счет первого пульсирующего момента. 18 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления вентильными реактивными электродвигателями. Техническим результатом является расширение диапазона обеспечения плавного крутящего момента. В способе трехуровневого подавления пульсаций вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя первый набор пороговых значений вращающего момента устанавливают в интервале [0°, θr4] положений ротора. Второй набор пороговых значений вращающего момента устанавливают в интервале [θr4, θr2] положений ротора. Питание подают на смежные фазу А и фазу В для возбуждения. Сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазу А, опережает сигнал питания, подаваемый для возбуждения на фазу В, на θr4. Весь процесс коммутации из фазы А в фазу В разделен на два интервала. В интервале [0°, θ1] положений ротора фаза А использует второй набор пороговых значений вращающего момента, в то время как фаза В использует первый набор пороговых значений вращающего момента. Критическое положение θ1 автоматически возникает в процессе коммутации, тем самым устраняя необходимость для дополнительных вычислений. Общим вращающим моментом управляют в интервале [Тe+th2low, Тe+th2up]. В интервале [θ1, θr4] положений ротора фаза А продолжает использовать второй набор пороговых значений вращающего момента, а фаза В продолжает использовать первый набор пороговых значений вращающего момента, а общим вращающим моментом управляют в интервале [Тe+th1low, Тe+th1up]. Это подавляет пульсации вращающего момента четырехфазного вентильного реактивного электродвигателя и обеспечивает высокую ценность для технических приложений. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх