Устройство для определения положения и величины магнитного потока в зазоре электрической машины переменного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союа Советских

Социалистических

Республик (»>789953

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. саид-ву (22) Заявлено 10О4.78 (21) 2602586/18-21 (51}М. Кл.

С, 01 R 33/06 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (5З} У4К 621. 317. .421(088,8) Опубликовано 2312я0 Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 25,1280 (72) Авторы изобретения

М. Н. А нисимов, В. С. Калашникова и В. Г. Супонова (71) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЯ И ВЕЛИЧИНЫ

МАГНИТНОГО ПОТОКА В ЗАЗОРЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОИ МАШИНЫ

ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к магнитным измерениям и может быть hc>>oJlbзовано в системах частотного управления электрическими машинами переменного тока. 5

Известен электромашинный датчик положения, состоящий из трехфазной машины с фазным ротором и решающего блока.

Трехфаэная машина с фаэным рото- 10 ром посажена непосредственно на вал синхронного двигателя и питается со стороны статора напряжением повышенной частоты. На стороне ротора напря>кение снимается, но уже модулиро- 15 ванное частотой вращения синхронного двигателя. Напряжение ротора, а также трехфаэное напряжение, подаваемое на статор, подводится к решающему блоку который работает как демодулятор и 20 выдает трехфазный сигнал, фаза которого определяет положение ротора синхронного двигателя 17

Недостатком этого датчика являе. - 25 ся высокая стоимость, трудоемкость сочленения с ваном, необходимость редуктора, сложность преобразования сигналов и неточность регулирования, связанная с неучетом насыщения и ЗО сложного распределения потока в машине.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, состоящее из двух датчиков Холла, сдвинутых на 90 эн. град. и электронного блока, формирующего две составляющие CO4 g нас>т > единичного вектора, который постоянно следует за направлением поня СЦ, Недостатком этого устройства является то, что оно рассчитано на синусоидальную форму кривой распределения основного потока и для синхронных машин с явновыраженными полюсами, где поток несинусоидален, имеет низкую точность.

Цель изобретения — повышение точности определения положения и величины магнитного потока путем выделения первой гармонической составляющей из распределения потока в зазоре электрической машины.

Укаэанная цель достигается тем, что в устройство для определения положения и величины магнитного потока в зазоре электрической машины переменного тока, содержащее 2 датчика Холла, расположенные на расточке статора машины, и усилители, вве789951 дены четыре датчика Холла и дна сумматора, причем четыре входа одного сумматора соединены через усилители с выходами соответственно первого, второго, третьего и четвертого датчиков Холла, а четыре входа другого сумматора соединены через усилители с выходами соответственно третьего, четвертого, пятого и шестого датчиков

Холла, угловое расстояние между точками установки нечетных датчиков Холла равно З;,дуговое расстояние между точками установки четных датчиков Холла относительно точек установки нечетных датчиков равно у где у,, р„ равны соответственно половине периода третьей и пятой 15 гармоник магнитного потока.

На фиг. 1 изображена схема расположения датчиков Холла по расточке статора электрической машины; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняю-;у щие способ исключения третьей гармоники; на фиг. 3 — структурная схема предлагаемого устройства.

На фигурах приняты следующие обозначения. 1 — 6 — точки измерения магнитного потока датчиками Холла в зазоре электрической машины; половина периода третьей гармоники; половина периода пятой гармоники; ai — угол между началом отсчета и точкой 1 установки первого датчика Холла; х,s — координатные оси;

Ф„ - Ф вЂ” поток, измеренный, соответственно н точках 1-6 датчиками Холла;

Ф",ф.,е -соответственно первая гармоника потока, третья гармоника пото- 35 ка, суммарный поток, содержащий перную и третью гармоники; 71 в 76 дачики Холла, установленные в точках

1-6 8 — 8 усилители; 9,10 — суме

Ь мат оры. 40

Устройство работает следующим образом.

Изменения основного потока воздушного зазора н разных точках по окружности расточки статора представляют собой периодические функции угла поворота ротора, одинаковые по форме, отличающиеся на постоянный коэффициент по амплитуде в зависимости от того, где производится измерение, в пазу или на зубце, и сдвинутые в пространстве на 60 эп. град. Исследования измерений основного. потока показывают, что кривые основного потока имеют пятую и третью гармонические составляющие. Если замерить поток в 55 трех точках 1,3,5 статора сдвинутых друг относительно друга на 60 эп.град., т. е. на угол, соответствующий половине периода третьей гармоники, то суммы измерений, сделанных в точках

1 и 3 (фиг. 1)и соответственно в точках 3 и 5, дадут кривую изменения вектора основного потока, не имеющую .третьей гармоники. Если измерить поток еще в трех точках 2,4,6, сдвинутых между собой на 60 эп. град. и на

36 эп. град., т. е. на полонину периода пятой гармонической, относительно первой тройки точек измерения, то суммы измерений, сделанных в точках

1,3,2,4 и соответственно 3,5,4,6 дадут кривые изменения составляющих вектора первой гармоники потока в зазоре, т. е. не содержат пятую и третью гармонические составляющие.

Сдвиг между кооррдинатными осями равен в данном случае 60 эп. град., т. е. расстоянию между датчиками в первой группе (фиг. 1>.

Суммирование измерений, сделанных датчиками в точках 1,3,2,4 и соответственно для другой оси в точках

3,5,6,4 дает составляющие по двум осям, которые не будут иметь третьей и пятой гармоник (фиг. 3).

Технико-экономический эффект изобретения связан с улучшением точности регулирования, что позволяет уменьшить расход электроэнергии и поднять производительность агрегатов.

Так как область применения предложения — мощный частотно-регулируемый электропривод размольных агрегатов для руды, цемента, мощные насосные и вентиляционные установки, металлургический электропривод, указанный эффект составляет не менее 0,5 мпн. руб. в год.

Формула изобретения

Устройство дпя определения положения и величины магнитного потока в зазоре электрической машины переменного тока, содержащее 2 датчика

Холла, расположенные на расточке статора машины, и усилители, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения, в него введены четыре датчика Холла и два сумматора, причем четыре входа одного сумматора соединены через усилилители с выходами соответственно первого, второго, третьего и четвертого датчиков Холла, четыре нхода другого сумматора соединены через усилители с выходами соответственно третьего, четвертого, пятого и шестого датчиков Холла, угловое расстояние между точками установки нечетных датчиков

Холла ранно 1,а угловое расстояние между точками установки четных датчиков Холла относительно точек установки нечетных датчиков равно з где и у равны соответственно

1 половине периода третьей и пятой гармоник магнитного потока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. "Brown Boweri Мл tt", 1970.57.

9 3.

2. Патент ФРГ Р 1941312, кл. 01 25/00, прототип

789951.

Составитель М. Клыков

Редактор A. Шандор Техред С.Мигунова Корректор М. Демчик

Заказ 9 29 76 Тираж 019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал GGH "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4