Способ регулирования углового положения ротора двигателя двойного питания
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1524153
Автор: Бронов
Текст
ОЮЗ СОВЕТСКИ ОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИК ЛЯъцрНоя ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ К АВТОРС СВИДЕТЕЛЬСТВУ ически лит.9 (088,8)тельство СССРР 7/46, 1986,льство СССРР 7/46,1987.ВАНИЯ УГЛОВОГОГАТЕЛЯ ЛвойНОГ осится к электроиспользованооростных следячилой ил. о тока с испо фиг.1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР( 54) СПОСОБ РЕГУЛИРОПОЛОЖЕНИЯ РОТОРА ДВИПИТАНИЯ(57) Изобретение отнтехнике и может бытьпри создании низкоскщих систем переменно нительным двигателем двоиного питания, Целью изобретения является повышение точности регулирования углового положения ротора двигателя двой ного питания, Существо способа заключается в том, что на многофазные обмотки 2 и 3 двигателя двойного питанияподают питающие напряжения одинаковой частоты и для регулирования углового положения ротора изменя ют дискретно фазовый сдвиг между этими напряжениями и дополнительно частоты напряжений в пределах элементарного шага поворота ротора по результатам сравнения модуля ошибки по углу поворота с вычисленной велиэлементарного шага, 1 э,п,ф-лыМакс имищииец оррект Подписи ираж рственного комит 113035, Москв ельский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 1 роизводствен Заказ 7053/ВНИИПИ Госуд а по изобрет Ж, Раушс фиг 5 иям и открытиям при ГКНТ СССРя наб., д, 4/5Изобретение относится к электротехнике и может быть использованопри создании низкоскоростных следящих систем переменного тока с испол 5нительным двигателем двойного питания,Цель изобретения - повьппение точности регулирования углового положения ротора двигателя двойного питания,На фиг.1 представлена Функциональная схема электропривода на базе индукторного двигателя двойного питания, показьвающая один иэ возможныхвариантов реализации способа; нафиг. 2-5 - векторные диаграммы, поясняющие сущность способа регулирования,Сущность регулирования угловогоположения ротора двигателя двойногопитания заключается в следующем,Регулируемыми параметрами двигателя двойного питания являются параметры вращенйя (угол поворота и угловая скорость ротора), а также уголнагрузки, равный углу между осью ротора и обобщенным вектором питающихнапряжений. Связь между углом нагрузки, угловой скоростью ротора и.угловыми частотами первых гармоникпитающих напряжений выражается с помощью следующего дифференциальногоуравнения;а 3-- =КЫ - (у -Ы)Ы Р Р (фгде 6 - угол нагрузки;У Р - угловая скорость ротора;К Р - коэффициент электрической 4 Оредукции (для двигателядвойного питания на основе асинхронного двигателя с Фазным ротором равенчислу пар полюсов, а дляиндуктивного двигателядвойного питания - числузубцов ротора);Ы, иЫ - угловые частоты первых Гар моник соответственно первого и второго питающихнапряжений,Питающие напряжения представляют собой последовательности тактовых импульсов, модулированных по ширине или амплитуде в соответствии с синусоидальным законом, Поэтому изменение во времени и пространстве векторов первого и второго питающих напряжений осуществляется дискретно - с приходом каждого следующего тактового импульса. Величина фазовой дискреты определяется долей периода первой гармоники питающих напряжений, приходящейся на один тактовый импульс:360о)(2)где Щ, - величина фазовой дискреты;и - число тактовых импульсовв периоде первой гармоники питающих напряжений,При отсутствии регулирования (в установившемся режиме) производная угла нагрузки й 3/йС = О, и тогда величина угловой скорости ротора Ы Р выражается через угловые частоты питающих напряжений Я, и Я следующим образом:, - ЯЫ 3)КРТак как угловые частоты первых гармоник питающих напряжений равны между собой, т,е, Сд, = Я = Ято согласно (3) в установившемся режиме угловая скорость ротора ЯР равна нулю и двигатель двойного питания находится в режиме синхронного стояния, Интегрируя уравнение (1), можно получить уравнение для угла нагрузки, 1иэ которого вытекает следующее выражение для угла поворота ротора:где ц - угол поворота ротора;Ц, иСР - текущие значения фаз соответственно первого и второго питающих напряжений (ихпервых гармоник);6 Ц - фазовый сдвиг между первыми вторым питающим напряжениями (их первыми гармониками),Измерение всех углов и фаз производится относительно одной общей осистатора,Из выражения (4) следует, что,изменяя фазовый сдвиг Ьц , можно регулировать угол поворота ротора .(РВ случае широтно-модулированнътх или5 ) 5241 амплитудно-модулированных питающих напряжений изменение фазового сдвига между ними возможно только с дискретностью, определяемой выражением (2) Поэтому перемещение ротора двигателя двойного питания в этом случае также будет дискретным с величиной элементарного шага(5)где ю(, - величина элементарного шага поворота ротора.Величина элементарного шага поворота ротора о 6 во многих практических случаях весьма мала, однаковсе же конечна и определяет пределточности позиционирования двигателядвойного питания, В предлагаемом 20способе предусмотрена воэможность регулирования углового положения ротора в пределах элементарного шага поворота ротора за счет изменения угланагрузки лри изменении частот первых 25гармоник питающих напряжений,Когда от внешнего источника задающего сигнала приходит задание переместить ротор двигателя двойного питания на некоторый требуемый угол,система управления электроприводом изменяет фазовый сдвиг пропорциональнотребуемому углу поворота и коэдх 5 ициенту электрической редукции с дискретностью, соответствующей выражению (2),Ротор двигателя начинает перемещаться с дискретностью, определяемой выражением (5). В первый момент регулирования ошибка по углу поворота имеетнаибольшее значение, но в процессе40перемещения ротора она уменьшается.В какой-то момент времени модульошибки по углу поворота становитсяменьше величины элементарного шага1 определяемого выражением (5), итогда изменение фазового сдвига дажена одну дискрету (а меньшее изменение фазового сдвига невозможно) приведет к проскакиванию ротором заданного углового положения, Поэтому в этотмомент прекращают изменение фазового сдвига. Согласно выражению (4)угол поворота ротора определяется нетолько величиной фазового сдвига ДЦ),но и величиной угла нагрузки 3 ,который равен углу между осью ротора иобобщенным вектором питающего напряжения. Понятие обобщенного векторапитающего напряжения в случае двига 53 6теля двойного питания имеет следующий смысл. Фактически существуют двавектора питающих напряжений - векторпервого питающего напряжения и вектор второго питающего напряжения,образованные многофазными системамипитания соответственно первой и второй многофаэных обмоток двигателядвойного питания. Каждый иэ этих векторов напряжения создает свой вектортока, а вектор тока - магнитодвижущую силу (МДГ) соответствующей обмотки. Любое перемещение ротора осуществляется в конечном счете вследствие совместного действия этих МДС.Поскольку магнитное поле едино, тосуммарное поле, образованное от. двухразличных первичных источников - векторов первого и второго питающих напряжений - можно представить как поле,созданное одним условным источником -обобщенным вектором питающих напряжений, Угловое положение обобщенноговектора питающих напряжений равно фазовому сдвигу Дд , а угловая скоростьперемещения в пространстве равна разности углвовых скоростей векторовпервого и второго питающих напряжений.Если величина наименьшего возможного приращения фазового сдвига (фаэовойдискреты) оказывается больше необходимого для точного дорегулирования угла поворота ротора, то дляэтих целей используют зависимостьугла нагрузки от частот первых гармоник питающих напряжений, которая имеет следующий вид:3(С) : агсз 5.п-- КмМе =Ц Я бч Ь 2м еЫ(С) б Ь,Ь,","1 Ъгде (, - угловая частота первыхгармоник питающих напряжений с учетом того, что у,Я И,; У и Уамплитуды соответственнопервого и второго питающихнапряжений (их первых гармони );Ь и - индуктивности соответственно первой и второй обмоток двигателей двойного питания; Ь, - взаимная индуктивность между первой и второй обмотками двигателя двойного питания;15241т 1- ; /ь;М - статический момент на валусдвигателяК - коэффициент пропорциональмности, зависящий от коэффициента электрической редукции, числа фаз обмоток и системы используемых единиц.Из выражения (6) следует, что,изменяя частоты первых гармоник питающих напряжений, можно регулироватьугол нагрузки о и в конечном счетеугол поворота ротора (Р в соответствии с выражением (4) Изменять частоты первых гармоник питающих напряжений следует на одинаковую величину, чтобы двигатель двойного питания все время оставался в режимесинхронного стояния, При наличии контура отрицательной обратной связи поуглу поворота величина изменения частот первых гармоник питающих напряжений всегда автоматически выбрана точной такой, чтобы свести ошибку по уг 25лу поворота к нулю, Это обеспечивается самим принципом регулирования поотклонению,Однако в двигателе двойного питания угол нагрузки может иметь различный знак в зависимости от знака статического момента на валу двигателя,Это означает, что в некоторых случаях возможно изменение знака обратнойсвязи по углу поворота - вместо 35стабилизирующей отрицательной обратная связь может стать дестабилизирующей положительной и двигатель станетнеуправляемым, Рассматриваемый способ предусматривает меры, исключающие такую возможность,Чтобы определить направление изменения частот первьпс гармоник питающих напряжений измеряют знак угла 45 нагрузки и сравнивают его со знаком ошибки по углу поворота, Алгоритм определения направления изменения частот первых гармоник питающих напряжения иллюстрируется векторными диаграммами (фиг.2-5). На диаграммах в осях Яи Б, связанных со статором, показаны О - обобщенный вектор питающих напряжений; В - действительное положение оси ротора;7 - требуемое положение оси ротора;оо - угол нагрузки; Ц) - требуемый угол поворота; ЯР - действительный угол поворота; Щр- ошибка по углу 53поворота; ЬС - угол поворота обобщенного вектора питающих напряжений(фазовый сдвиг), 1 Чтрихпунктирнымилиниями показаны возможные положенияобобщенного вектора питающих напряжений 11, обусловленные применением широтной или амплитудной модуляции посинусоидальному закону, Каких-то промежуточных положений вектор П занимать не может, Дпя конкретности число тактовых импульсов в периоде первых гармоник питающих напряжений принято равным п =- 18, а коэффициентэлектрической редукции , = 1 В этомРслучае величина фазовой дискреты всоответствии с выражением (2)цр,= 2 О,а величина элементарного шага поворота ротора равна величине фазовой дискреты,На фиг. 2-5 показано положение ротора двигателя двойного питания иобобщенного вектора напряжения Г втот момент, когда величина модуляошибки по углу поворота6 Р сталаменьше величины элементарного шагаповорота ротора Ф, , который в данном конкретном случае равен фазовойдискрете (так как коэффициент электрической редукции К = 1), Видно,что,если переместить вектор 11 еще на одну дискрету, то ось ротора Б проскочит требуемое угловое положение (ось7, Поэтому прекращают изменениефазового сдвига (перемещение обобщенного вектора питающих напряжений П)и начинают изменять частоту первыхгармоник питающих напряжений И, .Дляопределения направления изменениячастоты Я, сравнивают знак ошибкипо углу поворота, которую определяютсогласно выражениюсо знаком угла нагрузки, который вычисляют по формуле(8)Возможны различные сочетания знаков в зависимости от направления перемещения ротора двигателя и знака статического момента на валу,На фиг,2 показан случай, когда перемещение ротора происходит в положительном направлении (против часовой стрелки). Статический момент на валу двигателя является тормозным и действует в отрицательном направлении (по часовой стрелке).В этом случае ошибка по углу поворо-,та Ь(р всегда положительна, а уголнагрузки 3 отрицателен, Иэ диаграммы (Фиг.2) следует, что для дотягивания ротора до требуемого углового положения (ось 7,) следуетуменьшить угол нагрузки 3 , чтообеспечивается в соответствии с выражением (6) уменьшением частотыпервых гармоник питающих напряжений(о фНа фиг.3 показан случай, когда перемещение ротора происходит, как ив предыдущем случае, в положительномнаправлении (против часовой стрелки), а статический момент на валудвигателя является вращающим и действует в положительном направлении(против часовой стрелки), в отличие20от предыдущего случая. При этом ошибка по углу поворота Ь( всегда полоРжительна, как и в предыдущем случае,а угол нагрузки, в отличие от предыдущего случая, также положителен, 25Иэ диаграммы (Фиг,3) следует, чтодля дотягивания ротора до требуемогоуглового положения (ось 7,) необходимо увеличить угол нагрузки о( , чтообеспечивается в соответствии с выражением (6) увеличением частоты первых гармоник питающих напряжений Ы,На Фиг.4 показан случай, когда перемещение ротора происходит, в отличие от предыдущих двух случаев, в отрицательном направлении (по часовойстрелке). Статический момент на валу двигателя является вращающим идействует в отрицательном направлении (по часовой стрелке). При этомошибка по углу поворота Ъц всегда40Ротрицательна, угол нагрузки 3 тожеотрицателен, Иэ диаграммы (фиг,4)следует, что для дотягивания роторадвигателя до требуемого углового положения (ось Е) необходимо увеличить45угол нагрузки оо , что обеспечивается в соответствии с выражением (6)увеличением частоты первых гармоникпитающих напряжений Я,На фиг, 5 показан случай, когдаперемещение ротора, как и в предыдущем случае, происходит в отрицательном направлении (по часовой стрелке),но статичесКий момент на валу двигателя является тормозным и действует 55в положительном направлении (противчасовой стрелки), При этом ошибкапо углу поворота Ь( всегда отрицательна, как и в предыдущем случае,а угол нагрузки 3 , в отличие отпредыдущего случая, положителен. Издиаграммы (фиг.4) следует, что длядогягивания ротора двигателя до требуемого углового положения (ось Е)необходимо уменьшить угол нагрузкичто обеспечивается в соответствиис выражением (6) уменьшением частоты первых гармоник питающих напряжений ЯТаким образом, рассмотрены все возможные сочетания знаков ошибки по,углу поворота и угла нагрузки и показано, что изменять частоту первых гармоник питающих напряжений следует в соответствии с предложенным алгоритмом:при совпадении знаков частота должнаувеличиваться, а при противоположныхзнаках уменьшаться,Электропривод (Фиг,1) содержитдвигатель 1 двойного питания с многофазными (в данном случае трехфаэными) первой 2 и второй 3 обмотками,подключенными к выходам соответственно инверторов 4 и 5, К входам регулировки частоты инверторов 4 и 5подключен выход блока 6 задания частот питающих напряжений. К входамрегулировки фазы инверторов 4 и 5 подключены соответственно первый и второй выходы регулятора 7 фаз, третийвыход которого соединен с входом блока 8 вычисления элементарного шага,К первому входу блока 9 вычисленияошибки по углу поворота подключен выход блока 1 О задания угла поворота,а к второму входу блока 9 вычисления ошибки по углу поворота - выходдатчика 11 угла поворота, механически связанного с ротором двигателя 1двойного питания, Выход блока 9 вычисления ошибки по углу поворотаподключен к входу блока 12 взятия модуля, а также к первым входам логического блока 13 и блока 4 задания фазового сдвига, К вторым входам логического блока 13 и блока 14 заданияФазового сдвига подключен соответственно первый и второй выходы блока5 сравнения, К третьему входу логического блока 13 подключен выход определителя 16 знака угла нагрузки, входкоторого соединен с выходом датчика17 угла нагрузки, содержащего фазовыйдетектор 18, выход которого являетсявыходом датчика 17 угла нагрузки, исумматор 19, выход которого соединенс первым входом Фазового детектора18, К первому входу сумматора 19 подключен выход сигнальной обмотки 20,расположенной в пазах второй обмотки3 двигателя 1 двойного питания, Квторым входам фазового детектора 18и сумматора 19 подключена одна изфаз второй обмотки 3 двигателя 1двойного питания, Выход логическогоблока Т 3 соединен с входом регулятора 21 частоты, выход которого подключен к входу блока 6 задания частот питающих напряжений,Электропривод работает следующимобразом,Инверторы 4 и 5 формируют трехфазные напряжения переменного тока сширотно-импульсной или амплитудно-импульсной модуляцией по синусоидальному закону, Это означает, что векторкаждого из питающих напряжений изменяется во времени скачками (дискретно), при этом величина дискреты равна доле периода первой гармоники питающих напряжений, приходящейся наодин тактовый импульс, Частоты первых гармоник обоих питающих напряжений всегда одинаковы, так как заданы от одного блока 6 задания частотпитающих напряжений, Поэтому Фазовыйсдвиг между ними при отсутствии егопринудительного регулирования всегдаостается постоянным. Кроме входоврегулировки частоты, инверторы 4 и 5имеют также входы регулировки Фазы,через которые обеспечивается принудительное изменение Фазового сдвигамежду первыми гармониками питающихнапряжений. Блок 1 О задания угла по 40ворота Формирует на своем выходе сигнал, соответствующий величине требуемого угла поворота ротора двигателя 1 двойного питания, который сравнивается с величиной действительно 45го угла поворота ротора, измеряемого с помощью датчика 11 угла поворота, механически связанного с роторомдвигателя 1 двойного питания, Еслисигнал рассогласования ошибка поуглу поворота, который вычисляетсяблоком 9 вычисления ошибки по углуповорота, равен нулю, то управляющиевоздействия на инверторы 4 и 5 не подаются и двигатель 1 двойного питания находится в неподвижном состоянии в режиме синхронного стояния,таккак частоты первых гармоник обоихпитающих напряжений, поступающих от инверторов 4 и 5, в точности одина -ковы, Если сигнал на выходе блока 10задания угла поворота изменяется,чтоозначает задание на отработку некоторого углового перемещения ротора двигателя 1 двойного питания, то на выходе блока 9 вычисления ошиб;.и по углу поворота Формируется сигнал рассогласования того или иного знака, Этотсигнал поступает на вход блока 12взятия модуля, который определяетабсолютную величину ошибки по углуповорота, а также на первые входы логического блока 13 и блока 14 задания Фазового сдвига, Регулятор 7 Фазобеспечивает принудительное изменение текущих Фаз питающих напряженийтаким образом, чтобы между ними создался фазовый сдвиг, пропорциональныйошибке по углу поворота и коэффициенту электрической редукции К, Таккак двигатель 1 двойного питания питается широтно-модулированным или амплитудно-модулированным напряжениемпо обеим обмоткам, то изменение фазового сдвига производится дискретно.Величина Фазовой дискреты заложена врегуляторе 7 Фаэ и ее значение стретьего выхода регулятора 7 Фаэ поступает на вход блока 8 вычисленияэлементарного шага, в котором величина Фазовой дискреты делится на коэфФициент электрической редукции Кр.На выходе блока 8 вычисления элементарного шага Формируется сигнал,соответствующий величине элементарногошага поворота ротора, который сравнивается с помощью блока 15 сравненияс модулем ошибки по углу поворота,полученным с выхода блока 12 взятиямодуля, Если модуль ошибки по углуповорота больше величины элементарного шага поворота ротора, то блок 15сравнения формирует на своих выходахсигналы, которые разрешают работу блока 14 задания фазового сдвига и запрещают работу логического блока 13.Блок 14 задания фазового сдвига определяет величину и знак фазового сдвига, необходимого для перемещения ротора двигателя 1 двойного питания натребуемый угол согласно сигналу ошибки по углу поворота, поступающему свыхода блока 9 вычисления ошибки поуглу поворота, В соответствии с заданием на изменение фазового сдвига регулятор 7 Фаз принудительно изменяет текущие фазы питающих напряжений,14 1524153 О 55 получаемых от ицверторон 4 и 5 по некоторой заложенной зярацее программе, таким образом, чтобы обеспечитьперемещение ротора двигателя 1 двойного питания на требуемьп угол поворота (иначе говоря, чтобы уменьшитьошибку по углу поворота до минимума).Когда ротор двигателя 1 двойного ии -тания поворачивается на угол, близкийк требуемому углу поворота, в какойто момент времени модуль ошибки поуглу поворота становится меньше неличины элементарного шага поворотаротора и блок 15 сранцения формируетна своих выходах сигналы, запрещающиедальнейшее изменение Фазового сдвига(для блока 14 задания фазового сдвига) и разрешающее изменение частотыпервых гармоник питающих напряжений(для логического блока 13). Направление изменения частоты первых гармоник питающих напряжений определяетсялогическим блоком 13 ио сигналам,полученным с выхода блока 9 вычисления ошибки ио углу поворота и с выхода определителя 1 б знака угла нагрузки. При совпадении знакон ошибки поуглу поворота и угла нагрузки регулятор 21 частоты задает для блока 6 30задания частот питающих напряженийпрограмму увеличения частот первыхгармоник питающих напряжений, а принесовпадении знаков обеспечивает уменьшение частот первых гармоник питающих напряжений, Процесс изменения частот первых гармоник продолжается до тех пор, пока ошибка по углу поворота не станет ранной нулю, Так как регулировка частот первых 40 гармоник питающих напряжений осуществляется от одного регулятора 21 частоты и одного блока 6 задания частот питающих напряжений для обоих инверторов 4 и 5, то частоты первых гар моник питающих напряжений изменяются на одинаковую величину и по одному и тому же закону, что обеспечивает нахождение двигателя 1 двойного питания в синхронизме н течение все 50 го процесса регулирования,Для определения знака угля нагрузки используется сигнал об угле нагрузки, полученный от датчика 17 угла нагрузки с применением сигнальной обмотки 20, расположенной в пазах второй обмотки 3 двигателя 1 двойного питания, Фактически блок 15 сравнения осуществляет переключение сигнала обратной связи по углу поворота ротора с регулятора 7 Лаз на регулятор 21 частоты, т,е. замкнутый контур регулиронания положения с воздействием на фазы питающих напряжений заменяется замкнутым контуром регулирования положения с воздействием ця частоты первых гармоник питающих напряжений,Гистему управления электропривода (фиг,1) можно представить также как двухканальную систему с грубым (фазоным) и точным (частотным) каналами регулирования, Точность позиционированин н результате введения канала регулирования изменением частоты питающих напряжений увеличивается,так как появляется возможность регулировать угловое положение ротора двигателя днойного питания в пределах элементарного шага поворота ротора.Используемое в данном случае частотное регулирование не имеет ничего общего с обычным частотным регулированием, так как в данном случае изменяются обе частоты первых гармоник на одинаковую величину и по одинаковому закону. При обычном частотном регулировании задают некоторую разность частот, При частотном регулировании непосредственно регулируется угловоеположение ротора двигателя двойногопитания, а при обычном частотном регулировании - угловая скорость,Все блоки электропривода (фиг,1)могут быть выполнены по известнымсхемам или представляют собой типовыеузлы, блоки, устройства, Инверторы4 и 5 выполняются по мостовой схеме(для широтно-импульсной модуляции)либо по схеме с выходным транЬформатором и секционированной первичнойобмоткой (для амплитудно-импульсноймодуляции), у которой коммутация секций осуществляется с помощью силовыхвентилей (например, транзисторных),Блок 6 задания частот питающих напряжений представляет собой преобразователь напряжение - частота или код частота в зависимости от того, аналоговая или циЛровая система управленияиспользуется в электроприноде, В качестве датчика 11 угла поворота можетбыть использован синусокосинусный вращающийся трансформатор или промьппленный кодовый датчик угла с выходнымсигналом в виде параллельного кода,пропропионального действительному уг 1524153лу поворота, функции блока 1 П задания угла поворота может выполнять, например управляющая вычислительная машина более высокого уровня управления, Блок 9 вычисления ошибки по уг 5 лу поворота представляет собой дифференциальный усилитель постоянного тока (в простейшем случае операционный усилитель) или цифровой сумматор на типовых микросхемах в типовом включении, Блок 12 взятия модуля является обычным выпрямителем, В цифровой системе управления можно использовать обычный регистр, не записьвая в него знаковый разряд кода ошибки по углу поворота, Блок Я вычисления элементарного шага в случае аналоговой системы управления представляет собой масштабный усилитель с коэффициентом передачи, равным 1/КР. Блок 15 сравнения в простейшем случае представляет собой аналоговьп или цифровой компаратор, так как главной его функцией является опре деление того, какой из сигналов на его входах больше (сигнал модуля ошибки по углу поворота ротора или сигнал, соответствующий элементарному шагу поворота ротора), а величина рассогласования не имеет значения, Блок 14 задания фазового сдвига является цифровым или аналоговым коммутатором с коэдхЬициентом передачи,равным коэффициенту электрической редук 35 ции К . Первый вход блока 14 задаРния фазового сдвига является информационным, на него поступает сигнал ошибки по углу поворота ротора,коммутируемый затем на вход регулятора 4 О 7 фаз, а второй вход блока 14 задания фазового сдвига является управляющим. Сигнал на этом входе разрешает или запрещает коммутацию сигнала с информационного входа на выход,Логический блок 13 также является аналогичным или цифровым коммутатором с логикой на управляющих входах и коэффициентом передачи плюс или минус единица (в зависимости от50 знаков сигналов на первом и третьем входах) или ноль (в зависимости от сигнала на втором входе). Первый вход логического блока 13 является информационным: сигнал ошибки по углу поворота, поступающий на этот вход, коммутируется блоком 13 на вход регулятора 21 частоты. Но коэффициент передачи может быть равным плюс единица или минус единица в зависимости от того, противоположныипи одинаковы соответственно знакиошибки по углу поворота и углу нагрузки, Разрешение на коммутацию дается сигналом на втором входе блока13, поступающим с выхода блока 15сравнения,Регулятор 21 частоты представляет собой усилитель постоянного токас цепями коррекции, выбираемыми всоответствии с теорией автоматического управления (для аналоговой системы управления) или микропроессор(для цифровой системы управления),Регулятор 7 фаз является задатчикоминтенсивности (аналоговым или цифровым) и выполняется в виде программного устройства, Например, он можетбыть выполнен на однокристальной микро-ЭВМ с постоянным запоминающимустройством, в которое предварительно записана программа изменения фазпитающих напряжений в зависимости отзнака ошибки по углу поворота ротора,Например, если ошибка по углу поворота ротора положительна, может изменяться фаза питающего напряжения,получаемого от инвертора 4, а если отрицательна изменяется фаза питающего напряжения, получаемого от инвертора 5 (все зависит от того, какоенаправление принимается условно заположительное и каков порядок чередования фаз на выходах инверторов4 и 5)В постоянное запоминающееустройство регулятора 7 фаз записьвается также величина фазовой дискреты, которая потом используется блоком 8 вычисления элементарного шагадля определения элементарного шагаповорота ротора.Определитель 1 б знака угла нагрузки выполняется в виде нуль-компаратора (цифрового или аналогового).Датчик 17 угла нагрузки может бытьвыполнен (фиг,1) с использованиемсигнальной обмотки 20, уложенной впазы второй обмотки 3 двигателя 1двойного питания, применяемого обычно в электроприводах с индукторнымидвигателями двойного питания,Особенностью использования датчика угланагрузки является то, что к немупредъявляются относительно невысокие требования по точности измерения, так как необходима информациятолько о знаке угла нагрузки, а не оего величине, Угол нагрузки в реальных электроприводах обычно находитсяов пределах 40-50 ,т,е, имеет величину, существенно отличающуюся от нуля,поэтому снижаются такие требованияк точности определения 16 знака угланагрузки (нуль-компаратора,Таким образом, предлагаемый способпозиционирования за счет введения11 1110точного канала регулирования изменением частот питающих напряженийобеспечивает повышение точности позиционирования в сравнении с известным,так как позволяет регулировать угловое15положение ротора двигателя двойногопитания в пределах элементарного шага поворота ротора,Формула изобретения201, Способ регулирования углового положения ротора двигателя двойного питания с двумя многофазными обмотками, при котором на указанные обмотки подают соответственно первое и второе многофазные питающие напряжения переменного тока в виде последовательности модулированных по ширине или амплитуде в соответствии с синусоидаль 30 ным законом тактовых импульсов с одинаковыми частотами первых гармоник, устанавливают требуемый угол поворота ротора, измеряют действительный угол поворота ротора и по полученной ошибке регулируют угол поворота изменени- З 5 ем Фазового сдвига между указанными питающими напряжениями на величину, пропроциональную требуемому углу поворота ротора : коэффициенту электрической редукции и кратную фаэовой дискрете, которую определяют как долю периода первой гармоники питающихнапряжений, приходящуюся на один тактовый импульс, отличающийс я тем, что, с целью повышения точности, определяют модуль ошибки поуглу поворота и сравнивают его с величиной элементарного шага поворотаротора, определенной в результатеделения величины Фазовой дискретына коэффициент электрической редукции, и, когда модуль ошибки по углуповорота становится меньше величиныэлементарного шага поворота ротора,прекращают изменение фазового сдвига между первым и вторым питающиминапряжениями и начинают изменять частоты первых гармоник, питающих напряжений на одинаковую величину такимобразом, чтобы ошибка по углу поворота ротора стала равной нулю, послечего переходят к регулированию наинтервале следующей Фаэовой дискретыдо полной отработки всего фазовогосдвига и соответствующего ему углового поворота ротора двигателя двойного питания. 2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что перед началом изменения частот первых гармоник питающих напряжений измеряют знак угланагрузки. двигателя двойного питания,который сравнивают со знаком ошибкипо углу поворота, и при одинаковыхзнаках угла нагрузки и ошибки по углу поворота увеличивают частоты первых гармоник питающих напряжений,а при противоположных знаках угланагрузки и ошибки по углу поворотауменьшают частоты первых гармоник питающих напряжений,
СмотретьЗаявка
4230014, 14.04.1987
КРАСНОЯРСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
БРОНОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02P 7/46
Метки: двигателя, двойного, питания, положения, ротора, углового
Опубликовано: 23.11.1989
Код ссылки
<a href="https://patents.su/10-1524153-sposob-regulirovaniya-uglovogo-polozheniya-rotora-dvigatelya-dvojjnogo-pitaniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ регулирования углового положения ротора двигателя двойного питания</a>
Предыдущий патент: Устройство для регулирования частоты вращения тягового электродвигателя
Следующий патент: Устройство для испытания электромашинного преобразователя переменного тока в переменный повышенной частоты
Случайный патент: 1, 1-дивинил-2, 2-биимидазолил, как сшивающий агент при сополимеризации с 1-винилимидазолом