Устройство для управления положением ротора линейного синхронного двигателя

ОЛ ИСАНИЕИЗОВРЕТЕ Н ИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ Сеез СеввтсиикСецнапнстнчвскнкРвспубпии ц 936336(5 )М. Кл,Н 02 Р 7/62 фуаарстюей каенпет СССР ае делам взааретенкВ н вткрытвй,84(088.8) Дата опубликования описания 16.06. 82 в, Ю.П. Коськин, Н.Д, Поляхови В.В. Путов(72) Авторы изобретени ера Заявитель лектротехни(Ленина) ии ордена Ленин им. В.И, Ульяно 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕ РОТОРА ЛИНЕЙНОГО СИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ1Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано д управления линейным синхронным двиг телем.Известяо устройство для управлен рельсовым транспортным средством с линейным синхронным двигателем, содержащее обмотку бегущего поля статора, находящуюся на путепроводе, обмотку возбуждения, расположенную на экипаже, статический преобразователь частоты для питания статора, вычислительное устройство для определения угла сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора, использующее величины тока, напряжения и частоты, и регулятор, задающий управляющий сигнал в зависимос ти от угла сдвига поля ротора относительно поля статора, который пода ется на статический преобразователь частоты 1.Однако в этом устройстве управление положением осуществляется путем воздеиствия на статорные цепидвигателя, что вызывает значительные изменения мощности и обуславливает необходимость значительногозавышения установочной мощности статического преобразователя частоты вцелях повышения устойчивости. Крометого, отсутствие контроля поперечныхсмещений ротора ухудшает безопасность движения, а исполнение характеризуется высокой сложностью.Наиболее близким к.предлагаемомупо технической сущности являетсяустройство для управления положениемротора линейного синхронного двигателя с обмоткой на роторе, подключенной к выходу усилителя мощности,содержащее блок сравнения, регулятор и датчик поперечного смещения го ротора 1. 21.Однако в этом устройстве придействии внешних возмущений (встречный ветер, нисходящие потоки воздуЪха, изменение параметров индуктив 9363365 1 О 15 ной связи) угол сдвига поля ротораотносительно бегущего поля статораизменяется, что может привести кнеустойчивости функционирования всейсистемы в целом. Учитывая, что, сцелью зкономии активных материаловстатора, линейный синхронный двигатель выполняют с малым коэффициентом запаса по статической устойчивости, задача обеспечения устойчивости целиком возлагается на систе 1му управления.Цель изобретения - повышение .устойчивости двигателя.Поставленная цель достигаетсятем, что:в устройство для управления положением ротора линейного синхронного двигателя, содержащее последовательно соединенные блок задающего сигнала, блок сравнения, регулятор, усилитель мощности, обмотку ротора и датчик поперечногосмещения ротора, введены датчикпродольного смещения ротора, блоквычисления квадратного корня, сумматор и два квадратора, подключенные входами к соответствующим датчикам смещения ротора, а выходамико входам сумматора, выход которогочерез блок вычисления квадратногокорня соединен со вторым входрм блока сравнения.Вновь введенные элементы нарядус демпфированием поперечных колебаний позволяют поддерживать заданныйугол сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора при наличии внешних возмущений при движенииэкипажа. При этом в одноконтурнойструктуре обеспечивается управлениеодновременно по двум переменным 1 продольному и поперечному смещениямротора) посредством организации,обратной связи от модуля их геометри-.ческой суммы, Объединение управления положением ротора г 1 о обоим направлениям в одном контуре соответствует одной и той же динамике системы по обеим переменным, что позволяет соответствующей настройкой регулятора обеспечить высокое быстродействие и повышенную устойчивость системы в целом.На чертеже приведена функциональная схема устройства для управленияположением ротора.Устройство содержит последовательно соединенные блок задающего сигнала 1, блок сравнения 2, регу 20 25 30 35 40 45 50 55 лятор 3, усилитель мощности 1, обмотку ротора 5 двигателя, датчикпоперечного смещения ротора 6, вырабатывающий сигнал, пропорциональный поперечному смещению ротора ипродольного смещения ротора 7 измеряющий угол сдвига поля ротораотносительно бегущего поля статора,выходы которых присоединены соответственно ко входам квадраторов8 и 9. Выходы квадраторов соединенысо входами сумматора 10, выход которого подключен к блоку вычисления квадратного корня 11, а выходпоследнего соединен со вторым, входомДлока сравнения 2. Устройство работает следующим образом. Блок задающего сигнала 1 вырабатывает командный сигнал, который черезблок сравнения 2, пропорциональноинтегральный регулятор 3, усилительмощности 4, передается на обмоткуротора 5, создающую электромагнитное поле, соответствующее командному. сигналу. Для обеспечения быстродействующей и устойчивой отработки управляющей обмоткой задающегосигнала организуется следующая отрицательная обратная связь. Сигналы с выходов поперечного 6 и продольного 7 датчиков, пропорциональные соответственно поперечному и продольному смещению экипажа относительно равновесного оптимального положения, при котором угол сдвига роляротора относительно бегущего полястатора равен 90 эл.град.1 а поперечное смещение равно нулю, подаютсяна квадраторы 8 и 9, Сформированныев блоках 8 и 9 квадраты сигналов,пропорциональных продольному и поперечному смещению, суммируются в сумматоре 10 и вводятся в блок вычисления квадратного корня 11. Сигналпропорциональный модулю геометрической суммы продольного и поперечного смещений, полученный на выходеблока 1, сравнивается с задающимсигналом в блоке сравнения 2, вырабатывающем необходимый командныйсигнал. Соответствующей настройкойпропорционально-интегрального регулятора 3 обеспечивается необходимоебыстродействие и астатическая устойчивость системы управления положением ротора,5 936336 6Формула изобретения сумматор и два квадратора, подключенные входами к соответствуоцим датУстройство для управления положе- чикам смещения ротора, а выходаминием ротора линейного синхронного ко входам сумматора, выход которого двигателя с обмоткой на роторе, под-через блок вычисления квадратного ключенной к выходу усилителя мощ- корня соединен со вторым входом ности, содержащее блок сравнения, блока сравнения. регулятор и датчик поперечного сме- Источники информации, щения ротора, о т л и ч а. ю щ е - принятые во внимание при экспертизе е с я тем, что, с целью повышения 10 1. Патент США У 3904942, устойчивости двигателя, введены дат- кл. Н 02 Р 5/00, 1975, чик продольного смещения ротора, 2. Патент Франции М 2243837 блок вычисления квадратного корня, кл. Н 02 К 41/02 1979Составитель 3. Горникедактор Н. Киштулинец Техред А, Бабинец Корректор О, БилаПодписное 3 35,илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,аз 2 9/71ВНИИПИ Государственпо делам изобрете 11 0 Москва, ЖТираж 721ого комитета ий и открыти Раушская н