Способ настройки вентильного электродвигателя

(51)4 Н 02 К 29/О обмо датч му ке ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(53) 621.33.13.014.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 1008857, кл. Н 02 К 29/06, 1982.Авторское свидетельство СССР Р 1288833, кл. Н 02 К 29/06, 1985. (54) СПОСОБ НАСТРОЙКИ ВЕНТИЛЪНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к электрическим машинам, а именно к электрическим двигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет возможно" сти настройки и синхронных двигате, лей, работающих на общую нагрузку. Для этого в способе настройки момент- ного вентильного электродвигателя, включающего в себя ротор, статор сткой якоря и синусно-косинусныйик положения ротора, содержащем ЯО 1436213 перации установки настраиваемого электродвигателя с объектом управле ния в стенд, подачи на датчик положения ротора (Д 11 Р) питающего напряжения, поочередной подачи на синусную обмотку двигателя номинального и максимального напряжений, разворота статора датчика положения ротора относительно статора двигателя и фиксации максимума вращающего момента по минимуму напряжения на синусной обмотке ДПР, выставку нулевых положений двигателей, начиная с второго по и, производят по минимуму напряжения на синусной обмотке ДПР путем поочередного разворота статоров электродвигателей, а Я окончательную выставку нулевых положений всех двигателей производят после одновременной кратковременной подачи на синусные обмотки всех электродвигателей максьщального напряжения путем разворота статора ДПР по миним- -напряжения на его синусиой обмот- в1 ил.4 ьИзобретение относится к электрическим машинам, а именно к электриче ским двигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией и датчиком положения ротора, т.е. вентильным электродвигателем, и предназначено для настройки в процессе иэготовле ния и эксплуатации машин, работающих в качестве исполнительных моментных 1 О вентильных электродвигателей (МВД) систем автоматического управления.Цель изобретения - расширение эксплуатационных воэможностей за счет обеспечения возможности настройки ВД, содержащего и электромеханических преобразователей, работающих на об щую нагрузку.На чертеже представлена функциональная схема вентильного электродви"20 гателя и стенда, реализующего способ,При настройке ВД устанавливают электротехнический узел, включающий п электромеханических прербразователей (ЭМП) 1 с постоянными магнитами 25 на роторе 2 и Фазами синусной 3 и косинусной 4 двухфазной обмоток якоря, расположенными на статоре под углом 90 эл, град. друг относительно друга, причем роторы и статоры ЗМП 1 произ- у вольно расположены друг относитель" но друга, а также объект 5 управления и датчик 6 положения ротора (ДПР) с цепью 7 питания и расположенными на нем выходной синусной Фазой 8 вто.ричной двухфазной обмотки, причем ро торы 2 кинематически соединены с объ ектом 5 управления и валом ДПР 6 в настроечный стенд 9.Стенд 9 содержит источник 1 О пита 4 О ющего напряжения ДПР, источник 11 номинального постоянного напряжения, источник 12 максимального постоянного напряжения, переключающую кнопку 13, вольтметр 14, а также тумблеры 15- 17.На синусную обмотку 3 первого ЭМП 1 путем включения тумблера 15 подают номинальное постоянное напря жение от источника 11 и питающее напряжение на вход ДПР 6 от источника 10 а подключают вольтметр 14 к синус ной фазе 8 ДПР 6.Кратковременно, путем нажатия, переключающей кнопки 3, на синусную обмотку 3 первого ЗМП 1 подают максимальное напряжение от источника 12.Поворачивают статор ДПР 6 относительно статора первого ЭМП 1 до положения, при котором обеспечивается минимальное напряжение, измеряемое вольтметром 14.Согласно предлагаемому способу дополнительно осуществляют следующие операции.Отключают питающее напряжение от" синусной фазы первого ЭМП и подают с помощью тумблера 16 номинальное постоянное напряжение от источника 11 на синусную фазу второго ЭМП. Крат ковременно, путем нажатия переключающей кнопки 13, на синусную фазу 3 второго ЭМП 1 подают максимальное напряжение от источника 12., Статор второго ЭМП 1 поворачивают до положения,. при котором достигают минимальное напряжение на вольтметре 14Операции, начиная с отключения питания ДПР, повторяют для остальных ЭМП. С помощью тумблеров 15 - 17 одновременно подают на синусные фазы 3 всех ЗМП 1 номинальное напряжение от источника 11 , затем, кратковре- / менно, путем нажатия переключающей кнопки 13, на синусные фазы 3 всех ЭМП подают максимальное напряжение от источника 12 и разворачивают статор ДПР 6 относительно его ротора до положения, при котором достигается ьынимальное напряжение на вольтметре 14,При подаче номинального напряжения от источника 11 на синусную фазу 3 первого ЭМП 1 на его валу возникает вращаюшйй моментМВ 1=КРс 1 Рр 1 з 1 п О 1 рм 1 зпф 1где М, - максимальный вращающиймомент;Р, - магнитодвижущая сила (МДС)в воздушном зазоре, создаваемая ротором первогоЭМП;Рс, - МДС в воздушном зазоре,создаваемая синусной фазойстатора первого ЭМП;Ы - угол между векторами Р ,и Рр,ф,К - коэффициент пропорциональности.Под действием вращающего моментаМротора 2 все ЭМП будут поворачиваться до тех пор, пока угол Ы, аследовательно, и М 81 не будут равными нулю.В реальном объекте иэ-за наличиятрения роторы 2 повернутся не до зназ 4362 чения 1 = О, а до величины обусловленного напряжения троганияЭМП 1 с нагрузкой 5 и определяемого по формуле5 3 Бтр 1 = агсз 1 п = -Дм(2) Для уменьшения величины с а следовательно, и повышения точности 10 настройки на синусную фазу 3 первого ЭМП 1 кратковременно подают максимальное напряжение Бм от источника 12 с помощью переключающей Кнопки 13Длительность подачи напряжения Ц 15 должна удовлетворять условияю(5 - 10)Т (3) где Т - постоянная времени двигаПРтеля с учетом инерционной 20нагрузки.Поскольку напряжение П в двигатр теле с нагрузкой сохраняется, то роторы 2 двигателей дополнительно довернутся, что уменьшит угловую ошибку с, 25 до значения 0 тра "- агсз 1 пПм(4) После подачи максимального напря жения на синусную фазу 3 первого ЭМП статор ДПР находится относительно своего ротора в произвольном положении, поэтому на выходе синусной фазы 8 ДПР 6 имеется некоторое напряжение. Чтобы момент, развиваемый ЭМП 1 в ,системе, был максимален, необходимо развернуть статор ДПР 6 относительно ротора до положения, при котором достигается минимум напряжения на вольтметре 14. Этим обеспечивается предварительная настройка первого ЭМП,10 и(6) Предварительная настройка второгоЭМП осуществляется поворотом их45статоров до положения, при которомобеспечивается минимальное значениенапряжения на вольтметре 14При по"очередной подаче на синуснуюобмотку3 ЭМП 1 номинального и максимального 50напряжений происходит поворот роторов2 всех ЭМП под действием вращающегомомента, создаваемого МДС ротора Ри статора Рс 1 в воздушном зазоре Если настроенный таким образом электромеханический узел МВД включить совместно с электронным узлом, т.е. синусную и косинусную фазы ДПР 6 подключить через усилители к соответ ствующим статорным фазам ЭМП 1, то напряжение на синусных фазах 3 будет равно нулю, так как при настройке разворотом статора ДПР 6 получено минимальное напряжение в синусной фазе ДПР 6, соответственно в косинусных - максимальное.При этом вращающий момент параллельно включенных ЭМП равен второго ЭМП 55 МВ 1 1 Р р 1 Р сиз ф М 8 м 1 81 п Ы 1, (5) где М 1 - максимальный вращающий момент второго ЭМП;угол между векторами Р 2и РргПоскольку роторы и статоры первогоч второго ЭМП расположены друг относительно друга произвольно, то напряжение на выходе синусной фазы 8ДПР 6 не будет минимальным.Для того, чтобы момент, развиваемый вторым ЭМПв системе был максимален, необходимо развернуть статорвторого ЭМП 1 относительно статорапервого синхронного двигателя додостижения минимума напряжения повольтметру 4. При развороте статоравторого ЭМП под действием М 1 происходит поворот всех роторов 2, атакже и ротора ДПР 6 относительно егостатара, Аналогично производитсяпредварительная настройка и остальныхЭМП,Поскольку параметры ЭМ 1 отличаются друг от друга за счет технологического разброса, угловые ошибкиЫ, выставки согласно формуле (4) бу,"дут различны-и равны,(11(2 3ГСледовательно, если на сннусныефазы всех двигателей подать поочередно номинальное и максимальное напряжения, то показания вольтметра 14 небудут минимальными. Поэтому требуетсяпроведение еще одной операции - опе .рации усреднения или окончательнойвыставки начального положения ДПР 6,которая заключается в развороте статора ДПР 6 относительно его ротора додостижения минимума напряжения навольметре 14При этом усредненная погрешностьвыставки датчика 6 будет равна1436213 ММ вм ззп (90 + о(о ) Составитель Техред М.Ход Санталов Редактор А,Мотыл Корректор А.Обруч 3 Тираж 666ВНИИПИ Государственного комитета ССпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д аказ 5 Ь 55 5 ис Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная Поскольку настройкой добиваются значения а - О, то вращающий момент, развиваемый двигателями при работе на общую нагрузку, максимален.с,Формула изобретенияСпособ настройки вентильного элек тродвигателя, содержащего п электро- механических преобразователей, каждый из которых содержит ротор и статор с двухфазной обмоткой якоря, с механи чески соединенными между собой рото рами и синусно-косинусным датчиком положения ротора с первичной обмоткой и двухфазной вторичной обмоткой, включающий в себя установку двигателя в испытательный стенд, подачу 20 на датчик положения ротора питающего напряжения, поочередную подачу на синусную фазу электромеханическогопреобразователя номинального и максимального постоянного напряжения ификсацию минимального напряжения насинусной обмотке датчика положенияпотока, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что с целью расширения эксплуатационных возможностей, поворачивают .статор остальных иэлектромеханических преобразователей до полученияминимального напряжения на синуснойфазе датчика положения ротора, подают максимально по условиям нагреванапряжения на синусные обмотки всехэлектромеханических преобразователейв течение времени, необходимого дляповорота роторов в установленном положении, и поворачивают статор датчикаположения ротора до положения вкотором напряжение на его синуснойобмотке минимально.