Спосіб налаштування вентильного електродвигуна

 

Пропонований спосіб відноситься до електричних машин з безконтактною комутацією і призначений для установки в процесі виготовлення та експлуатації електричних машин, що працюють в якості виконавчих моментних електродвигунів з необмеженим кутом повороту в складі електроприводів систем автоматичного регулювання.

Вентильний електродвигун містить дві електричні машини: безколекторний двигун постійного струму (ДБ) і датчик положення (ДП), ротори яких механічно зв'язані між собою, а косинусні і синусні обмотки ДП і ДБ пов'язані між собою через відповідні підсилювачі косинусного та синусного каналів.

Відомий спосіб налаштування вентильного електродвигуна [1], що полягає в розвороті статора ДП двигуна відносно статора ДБ до досягнення максимуму обертаючого моменту настроюваного двигуна. Для випробування моментних характеристик вентильного двигуна використовується установка з пружинним компенсатором. Установка дозволяє знімати залежність моменту від кута повороту ротора при постійному вхідному сигналі та залежність моменту від вхідного сигналу при незмінному кутовому положенні ротора.

Недоліком способу являмоментного вентильного електродвигуна, прийнятий за прототип і описаний в [2]. Двигун ДП-ДБ, механічно пов'язаний з об'єктом управління, встановлюють настроювальний стенд, що забезпечує поворот ротора ДП-ДБ і статора ДП, подачу напруги і керуючого напруги, перетворення і вимірювання сигналів.

Спосіб дозволяє підвищити точність настройки і полягає в подачі керуючого напруги на вхідну обмотку ДП (обмотку збудження), при цьому на одну з обмоток управління ДБ подають пульсуюча напруга, розгортають ротор ДП-ДБ до положення, що відповідає нульовому значенню ЕРС, наведеної в іншій обмотці управління ДБ, розгортають статор ДП на кут, при якому сигнал з однією з вихідних обмоток ДП дорівнює нулю, а напруга з фазочутьєвого випрямляча посиленого сигналу з іншого вихідний обмотки ДП - позитивно.

Спосіб налаштування, описаний в [2], не виявляє неідентичність каналів вентильного електродвигуна, яка обумовлює залежність обертаючого моменту від кута повороту і, тим самим, впливає на стабільність швидкості обертання двигуна.

Завданням винаходу є забезпечення кутовий стабільності моменту двигуна.

Технічний результат досягається тим, що вентильний ѳласно винаходу, повертають ротор ДП кутові положення, при яких сигнали з вихідних обмоток ДП дорівнюють нулю, при цьому подають на відповідні додаткові входи підсилювачів косинусного та синусного каналів сигнал зміщення, забезпечуючи нульові значення сигналів на косинусном і синусном каналах підсилювача, вимірюють пускові моменти ДБ, стосовно цих моментів до вхідного сигналу визначають коефіцієнти передачі, потім опору регулювальних резисторів R3c(k)підсилювачів вибирають так, щоб відношення опорів регулювальних резисторів косинусного та синусного каналів було дорівнює зворотному відношенню коефіцієнтів передачі цих каналів.

На фіг. 1 наведена схема вентильного електродвигуна, використовуваного для реалізації заявленого способу, де прийняті позначення: 1 - обмотка збудження ДП, 2 - ротор ДП, 3 - ротор ДБ, 4 (5) - синусний (косинусні) вихідна обмотка ДП, 6 (7) - синусний (косинусні) обмотка управління ДБ (ОУз(до)). Кожен з підсилювачів косинусного та синусного каналів являє собою послідовне з'єднання підсилювача-перетворювача та підсилювача потужності: 8 (9) - підсилювач-перетворювач синусового (косинусного) каналу (УПз(до)), 10 (11) - підсилювач по� ДП, з вихідних (сигнальних) обмоток знімаються напругиUдпзіUдпkвідповідно пропорційні синуса і косинусу електричного кута повороту ротора ДП. Ці напруги подаються на УПзі УПk, де вони підсилюються напруги, випрямляються і надходять в ОУзі ОУkчерез підсилювач потужності РОЗУМзі РОЗУМk. Струмиiдбзіiдбk, що протікають в обмотках двигуна, взаємодіють з магнітним полем ПМ і створюють обертаючий момент на необмеженій куті повороту ротора ДБ.

На фіг. 2 наведена схема РОЗУМз(РОЗУМk), виходом сполученого з висновками ОУз(ОУk). РОЗУМ кожного каналу містить підсилювач У1, інвертується входом через резистор R1 з'єднаний з виходом УП відповідного каналу. Вихід підсилювача У1 через підсилите�единен через резисторRдбз(Rдбk) з загальною шиною, а через регулювальний резистор R3 - з інвертується входом підсилювача У1, з'єднаного через резистор R2 з додатковим входом РОЗУМз(РОЗУМk), що є додатковим входом підсилювача синусового (косинусного) каналу, підключеним до джерела сигналу зміщенняUзмз(Uзмk).

Струмiдбз(iдбk) і напругаUдбз(Uдбk) ght="7" width="8" />(Rдбk) визначаються за формулами:

де Rдб<(R1 і R3), R3 - регулювальний резистор.

Така система дозволяє отримати постійний обертаючий момент на необмеженій куті повороту ротора ДП-ДБ за рахунок подачі в ОУ струмів, величина яких пропорційна синуса і косинусу електричного кута повороту ротора ДП-ДБ і синусоїдальним розподілу індукції по розточці статора ДБ.

Однак, при різних коефіцієнтах передачі каналів і наявності зміщення нуля в підсилювачах, мають місце пульсації обертаючого моменту і, тим самим, нестабільність швидкості обертання ротора ДП-ДБ, сутність якої полягає в наступному:

При обертанні ротора ДП-ДБ виконується умова

при цьому Мдвдп-дб·Uдп, де Мα- момент опору, що залежить від швидкості обертання ДП-ДБ,дп-дб- коефіцієнт передачі ДП-ДБ, Uдп- сигнал змінного струму на обмотці збудження ДП.

З умови (3) випливає, що якщо коефіцієнт Кдп-дбне постійний, тоді при обертанні двигуна повинен измеsub>дп-дбпри обертанні ДП-ДБ обумовлено наступним:

Сигнали на вихідних обмотках ДП описуються рівняннями

деДодпc- коефіцієнт передачі синусної обмотки ДП,Додпk- коефіцієнт передачі косинусної обмотки ДП, n - число пар полюсів на роторі ДБ, α - кут повороту ротора ДП-ДБ, nα - електричний кут повороту ротора ДП-ДБ.

Сигнали на статорних ОУ двигуна (ДБ) описуються рівняннями

деДоупc- коефіцієнт передачі УПз,Доупk- коефіцієнт передачі УПk,Доумc- коефіцієнт передачі РОЗУМз,Доумk� визначається з виразу

деДодбз- коефіцієнт передачі синусної обмотки ДБ,Додбk- коефіцієнт передачі косинусної обмотки ДБ.

Вираз (6) з урахуванням (4) і (5) має вигляд

При ідентичності синусового і косинусного каналів вентильного двигуна вираз (7) приймає вигляд

З виразу (8) випливає, що при ідентичності каналів момент Мдвне залежить від кута повороту ротора ДП-ДБ.

Проте з виразу (7) випливає, що при розходженні коефіцієнтів передачі каналівДодпдбзіДодпдбk, момент Мдвзалежить від кута повороту ротора ДП-ДБ. У цьому випадку, згідно з умовою (3), відсутності своєчасного збільшення сигнал Uдпзмінюється сіли на виході РОЗУМзі РОЗУМk(фіг. 1) є залишкові сигнали,(Uдбз)проприUдбз=0і(Uдбk)проприUдбk=0, а саме «нульові» струми (1) в ОУ двигуна ДБ, вираз (7) приймає вигляд:

При цьому з урахуванням виразів (1) і (2) маємо

деKумз=R3cR1c- коефіцієнт передачі РОЗУМз,Kумk=R3kRnum="31">(Uупз)про- електричне зміщення нуля в синусном каналі, наведене до виходу УПз,(Uупk)про- електричне зміщення нуля в косинусном каналі, наведене до виходу УПk,Uзмз- сигнал зсуву, що подається для обнулення(Uдбз)про,Uзмk- сигнал зсуву, що подається для обнулення(Uдбk)про.

На фіг. 3 наведена структурна схема двоканального веі каналів (ДодпдбзіДодпдбk) і наявність «нульового» струму (1) у ОП. Тут:(Uупз)Σ=Uупc+(Uупз)про,(Uдбз)Σ=Uдбc+(Uдбз)про,(Uупk)Σ=Uупk+(Uу display="block">(Uдбk)Σ=Uдбk+(Uдбk)про

Пропонований спосіб налаштування вентильного електродвигуна (ДП-ДБ) передбачає проведення наступних операцій:

1. Встановлюють ДП-ДБ в настроювальний стенд, забезпечує загальмований режим.

2. Подають напругу живлення на підсилювачі синусового і косинусного каналу.

3. Подають керуюча напруга Uдпна вхідні обмотку ДП, повертають статор ДП відносно статора бесколлекторного двигуна (ДБ) і фіксують кутове положення статора ДП, відповідне максимуму пускового обертаючого моменту двигуна.

4. Розгортають ротор ДП на кут, при якому сигналUдпз=0.

5. Подають сигналUзмcна додатковий вхід підсилювача з)про=0і вимірюють пусковий момент ДБ при нерухомому роторі.

6. Визначають коефіцієнт передачі косинусного каналуДодпдбkпо відношенню виміряного моменту до напруги Uдп.

7. Розгортають ротор ДП на кут, при якому сигналUдпk=0.

8. Подають сигналUзмkна додатковий вхід підсилювача РОЗУМз, при якому сигнал(Uдбk)про=0і вимірюють пусковий момент ДБ при нерухомому роторі.

9. Визначають коефіцієнт передачі синусового каналуДодпдбc

Таким чином, заявлений спосіб налаштування вентильного електродвигуна, що включає установку двигуна в настроювальний стенд, подання керуючої напруги на вхідну обмотку датчика положення (ДП), поворот статора ДП відносно статора бесколлекторного двигуна (ДБ) і фіксацію кутового положення статора ДП, відповідного максимуму пускового обертаючого моменту двигуна. Відмітна особливість способу полягає в тому, що встановлюють ротор ДП кутове положення, при якому сигнал з синусної вихідний обмотки ДП дорівнює нулю, подають сигнал зміщення на додатковий вхід підсилювача синусового каналу, при якому залишковий сигнал на його виході дорівнює нулю, вимірюють пусковий момент косинусного каналу двигуна і по відношенню моменту до керуючого напруги на вхідний обмотці ДП визначають коефіцієнт передачі косинусного каналу, встановлюють ротор ДП в інше кутове положення, при якому сигнал з косинусної вихідний обмотки рівний нулю, подають сигнал зміщення на додат пусковий момент синусового каналу двигуна і по відношенню моменту до керуючого напруги на вхідний обмотці ДП визначають коефіцієнт передачі синусового каналу, і задають опору регулювальних резисторів підсилювачів косинусного та синусного каналів так, щоб відношення опорів регулювальних резисторів косинусного та синусного каналів було дорівнює зворотному відношенню коефіцієнтів передачі цих каналів.

Отже, заявлений спосіб дозволяє усунути неідентичність каналів, обумовлену різницею коефіцієнтів передачі каналів і електричним зсувом нуля в підсилювачах і тим самим усунути пульсації моменту при обертанні вентильного двигуна.

Джерела інформації

1. Столів Л. В., Зиков Б. Н. Моментні двигуни з постійними магнітами. - М: Енергія, 1977, стор 98-100.

2. SU 1275677 А1. Опубл. 07.12.86. Спосіб налаштування моментного вентильного електродвигуна.

Спосіб налаштування вентильного електродвигуна, що включає установку двигуна в настроювальний стенд, подання керуючої напруги на вхідну обмотку датчика положення (ДП), поворот статора ДП відносно статора бесколлекторного двигуна (ДБ) і фіксацію кутового положення статора ДП, відповідного максимуму пускового обертаючого моменту двигуна, що відрізняється тим, що встановлюють ротор ДП кутове положення, при якому сигнал з синусної виходн�му залишковий сигнал на його виході дорівнює нулю, вимірюють пусковий момент косинусного каналу двигуна і по відношенню моменту до керуючого напруги на вхідний обмотці ДП визначають коефіцієнт передачі косинусного каналу, встановлюють ротор ДП в інше кутове положення, при якому сигнал з косинусної вихідний обмотки рівний нулю, подають сигнал зміщення на додатковий вхід підсилювача косинусного каналу, при якому залишковий сигнал на його виході дорівнює нулю, вимірюють пусковий момент синусового каналу двигуна і по відношенню моменту до керуючого напруги на вхідний обмотці ДП визначають коефіцієнт передачі синусового каналу, і задають опору регулювальних резисторів підсилювачів косинусного та синусного каналів так, щоб відношення опорів регулювальних резисторів косинусного та синусного каналів було дорівнює зворотному відношенню коефіцієнтів передачі цих каналів.



 

Схожі патенти:

Інверторне пристрій і спосіб керування інвертором

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане для управління інверторним пристроєм. Технічним результатом є збільшення терміну служби перемикаючих елементів. Інверторне пристрій у своїй основі включає в себе інвертор (3), компонент (12, 26, 27) детектування швидкості обертання і компонент (9) управління. Інвертор (3) включає в себе безліч пар перемикаючих елементів (Q1-Q6). Компонент (9) управління управляє станом включення-виключення перемикаючих елементів (Q1-Q6), щоб перетворювати постійний струм від джерела (1) енергії постійного струму в змінний струм, поперемінно виконуючи перше і друге управління, коли швидкість обертання двигуна (4), сполученого з перемикаючими елементами, більше, ніж запропонована швидкість обертання. Перше управління включає перемикальні елементи (Q1, Q3, Q5), які безпосередньо сполучені з позитивним електродом джерела енергії, і вимикає перемикальні елементи (Q2, Q4, Q6), які безпосередньо з'єднані з негативним електродом джерела енергії. Друге управління включає перемикальні елементи (Q2, Q4, Q6), які безпосередньо з'єднані з негативним електродом, і вимикає перемикаю�

Частотно-фазова система регулювання швидкості обертання електродвигуна

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використана в швидкодіючих системах регулювання зі стабілізацією швидкості обертання двигуна. Технічним результатом є підвищення стійкості, продуктивності і надійності і зниження вартості пристрою. В частотно-фазову систему регулювання швидкості обертання електродвигуна введений регулятор керуючого напруги для формування двофазного напруги керування, що і забезпечило значне підвищення стійкості та продуктивності системи. 3 іл.

Шестифазний вентильно-индукторний двигун з мінімальними шумами, вібраціями та пульсаціями моменту, спосіб і пристрій керування

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в електроприводах різних механізмів і виконавчих пристроях автоматичних систем

Трифазний високошвидкісний вентильно-индукторний двигун з мінімальними шумами, вібраціями та пульсаціями моменту, спосіб і пристрій керування

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в електроприводах різних механізмів і виконавчих пристроях автоматичних систем

Трифазний вентильно-индукторний двигун з мінімальними шумами, вібраціями та пульсаціями моменту, спосіб і пристрій керування

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в електроприводах різних механізмів і виконавчих пристроях автоматичних систем

Система управління електромагнітним підвісом ротора

Винахід відноситься до області машинобудування і може бути використане в роторних механізмах на електромагнітних опорах

Спосіб керування вентильним двигуном та слідкуюча система для його здійснення

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в будь слідкуючої системи з вентильним двигуном

Привід пристрою регулювання напруги силового трансформатора під навантаженням

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане для приведення в дію контактних систем пристроїв регулювання напруги силових трансформаторів під навантаженням

Спосіб забезпечення живучості трифазного вентильного двигуна на основі явнополюсной синхронної машини

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в широко регульованих вентильних двигунах

Безконтактний електродвигун постійного струму

Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до області електричних машин з безконтактної комутацією обмоток статора електродвигуна постійного струму і може бути використано в системах перетворювальної техніки, наприклад, у электровентиляторах постійного струму

Електрична машина для многопоточной електромеханічної трансмісії

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в многопоточной безступінчатим електромеханічної трансмісії. Технічний результат полягає у створенні електричної машини з примусовим рідинним охолодженням, що володіє високими енергетичними показниками, з низьким рівнем шуму. Нерухома частина електричної машини складається з шихтованном магнітопровода, набраного з окремих сталевих ізольованих пластин і з'єднаних в пакет з допомогою зварних швів, виконаних на зовнішній стороні магнітопровода. Магнітопровід закріплений в корпусі за допомогою шліцьового з'єднання, виконаного з центруванням по бічних поверхнях. У корпусі є охолоджуюча магістраль, розташована в середній частині магнітопровода на зовнішній стороні. Між корпусом та магнітопроводом статора є кільцева охолоджувальна камера, розділена шліцами на ізольовані один від одного кругові сектори, в які подається охолоджувальна рідина з охолоджуючої магістралі. Обертова частина включає магнітопровід, маточину і задаючий диск датчика кутового положення ротора, що має кругову зубцовую поверхню у формі усіченого конуса. 3 н. і 12 з.п. ф-ли, 2 іл.

Система на гібридних магнітних підшипниках

Винахід відноситься до галузі електромашинобудування і може бути використано в якості підвісу ротора електричних машин. Технічний результат: підвищення строку служби, енергоефективності системи. Система на магнітних підшипниках містить вал, ротор, статор, встановлений в сорочці охолодження, корпус, підшипникові щити, осьовий електромагнітний підшипник, пасивні радіальні магнітні підшипники, радіальний демпфер, датчики радіального і осьового положення ротора. Додатково введено осьової пасивний демпфер, що складається з кільцевого постійного магніту, намагніченого в осьовому напрямку, встановленого в торцевій поверхні вала, і мідного кільця, встановленого в підшипниковому щиті. Радіальний демпфер виконаний пасивним, що складається з кільцевого постійного магніту з радіальної намагніченістю і мідної втулки. Датчики радіального положення ротора виконані у вигляді датчиків Холла, встановлених перпендикулярно до зовнішньої поверхні мідної втулки, а датчики осьового положення ротора виконані у вигляді датчиків Холла, встановлених перпендикулярно торцевої поверхні мідного кільця. 1 іл.

Аксіальний безконтактний двигун-генератор

Винахід відноситься до електротехніки, зокрема до електричних машин постійного струму. Пропонований аксіальний безконтактний двигун-генератор містить корпус і ротор, на якому встановлено постійний аксіальний многополюсний магніт індуктора подвозбудителя і аксіальні обертаються магнітопроводи збудника і основного генератора. При цьому згідно даного винаходу в корпусі з боку багатополюсного постійного магніту індуктора подвозбудителя встановлений бічній аксіальний магнітопровід з однієї активної торцевою поверхнею з багатофазної обмоткою в пазах. Постійний магніт індуктора подвозбудителя виконаний з датчиками положення ротора, кожен з яких складається з чутливого елемента, закріпленого на постійному багатополюсному магніті індуктора подвозбудителя по зовнішньому радіусу, і сигнальної обмотки, встановленою за допомогою штанги на внутрішній поверхні корпусу на лінії перетину площини, перпендикулярної осі обертання ротора і проходить через осі симетрії чутливих елементів, з внутрішньою поверхнею корпусу. Кожна сигнальна обмотка рівновіддалена від сусідніх сигнальних обмоток. В нижній частині корпуса встановлений блок ної двох функцій: перетворення механічної енергії обертання в електричну енергію постійного струму високої якості і перетворення електричної енергії постійного струму в механічну енергію обертання при одночасному підвищенні надійності роботи електричної машини, спрощення технології її виробництва і зниження вартості. 2 іл.

Ротаційна електрична машина

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використано в обертових електричних машинах. Технічним результатом є підвищення технологічності електричної машини. Ротаційна електрична машина містить: каркас, що включає в себе першу частину кожуха для розміщення електронного компонента, і другу частину кожуха, сформовану як єдине ціле з першою частиною кожуха, для розміщення ротора і статора; тримач, що включає в себе перше з'єднувальний отвір, поєднане з першою частиною кожуха, і друге з'єднувальний отвір, поєднане з другою частиною кожуха. Відповідно до цієї обертової електричної машиною може бути покращено ефективність роботи робітника. 9 з.п. ф-ли, 7 іл.

Генератор постійного струму

Винахід відноситься до області електротехніки і стосується особливостей конструктивного виконання генераторів постійного струму вентильно-індукторного типу. Технічний результат, що досягається при використанні цього винаходу, полягає в спрощенні схеми збудження генераторів постійного струму вентильно-індукторного типу при одночасному зменшенні його габаритів. Пропонований генератор постійного струму містить якір і ротор з явнополюснимі серцевиною і різною кількістю полюсів якоря і ротора, силові обмотки, що складаються з декількох котушок, включені між собою паралельно на навантаження через розділові діоди, кожна з яких розташована на своїй групі полюсів, а також обмотки збудження (ІВ) та постійні магніти. При цьому, відповідно до винаходу, у перерізі (перетинах) сердечника якоря, що відділяє (відокремлюють) групу (групи) полюсів з однаковим відносно напрямку включення розділових діодів напрямком намотування котушок від решти сердечника, розташовані постійні магніти, спрямовані своїми полюсами зустрічно один до одного. Включаючи ІВ послідовно з навантаженням, можна або посилити вихідний сигнал, або погасити його, отримавши круто падаовать вихідна напруга. Основна особливість пропонованого генератора постійного струму полягає в тому, що генерація здійснюється тільки у період розмикання полюсів, при якому струм навантаження завжди подмагничивает вихідне магнітне полі, і в тому, що магнітопроводи сердечників ротора і статора виконані так, що при обертанні ротора магнитопроводность його не змінюється. 3 іл.

Шестифазний вентильно-индукторний двигун з мінімальними шумами, вібраціями та пульсаціями моменту, спосіб і пристрій керування

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в електроприводах різних механізмів і виконавчих пристроях автоматичних систем

Трифазний високошвидкісний вентильно-индукторний двигун з мінімальними шумами, вібраціями та пульсаціями моменту, спосіб і пристрій керування

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в електроприводах різних механізмів і виконавчих пристроях автоматичних систем

Трифазний вентильно-индукторний двигун з мінімальними шумами, вібраціями та пульсаціями моменту, спосіб і пристрій керування

Винахід відноситься до області електротехніки і може бути використане в електроприводах різних механізмів і виконавчих пристроях автоматичних систем

Вентильно-индукторний генератор

Винахід відноситься до області електротехніки, а саме - до керованим електрогенератора, і може бути використано в енергетиці, промисловості та на транспорті

Привід обертання хвилевідно-щілинної антени

Винахід відноситься до антенної техніки, а саме до приводів антенних систем, і може бути використане в засобах локації, в суднових навігаційних радіолокаційних станціях (СН РЛС)

Машина для випробувань під навантаженням

Винахід відноситься до галузі випробувань джерел живлення, таких як генератори змінного струму під навантаженням. Технічний результат: виконання випробування під навантаженням за допомогою простого регулювання. Сутність: машина включає в себе шість блоків опорів, шість охолоджуючих вентиляторів, ізолятори між блоками опорів та охолоджуючими вентиляторами і сполучні кабелі. Кожен з блоків опорів включає в себе кілька ступенів груп опорів, розташованих у напрямку Z. Кожна з груп утворена з кількох стрижневих опорів, паралельних напрямку X, з'єднаних послідовно і розташованих з заданими інтервалами в напрямку Y. Шість охолоджуючих вентиляторів звернені до блоків опорів в напрямку Z. Сполучні кабелі є кабелями, які використовуються для послідовного роз'ємного з'єднання сусідніх груп опорів в напрямку Y двох сусідніх блоків опорів в напрямку Y з інтервалом між ними не менше другого відстані. Кожен з ізоляторів має розмір, що відповідає номінальній напрузі цільового джерела живлення при випробуванні джерела живлення під навантаженням, котоследовательно сполучені опору двох сусідніх блоків опорів в напрямку Y з інтервалом між ними не менше другого відстані. 2 н. і 7 з.п. ф-ли, 11 іл.
Up!