Способ стабилизации мгновенной частоты вращения ротора гистерезисного электродвигателя

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ А 11648 19) СПУБЛИ Н 02 Р ЛЬСТВУ частоты вращени дра. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ С(72) С.В.11 рудников и В.Н.Тарасов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(53) 621.316.718.5(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР534015,кл, Н 02 Р 7/42, 1976.2Авторское свидетельство СССР420070, кл, Н 02 Р 7/36, 1974. (54)(57) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ МГНОВЕННОЙ ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ РОТОРА ГИСТЕРЕЗИСНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ,при котором контролируют изменение мгновенной частоты вращения ротора, выделяют ее низкочастотную составляющую, определяемую собственной частотой качаний ротора, и изменяют режим питания электродвигателя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения времени переходного процесса установления заданной частоты вращения и повышение экономичности за счет снижения мощности потерь, контролируют фазу низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения ротора, устанавливают факт превышения нестабильности частоты вращения заданного уровня, по достижению низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения ротора заданного значения измеряют фазу текущего значения напряжения питания и по достижении ею заданного значения увеличивают среднее значение полупериода напряжения пита- Е ния, по времени совпадающего с задан-д, ным значением фазы низкочастотной составляющей мгновенной частоты вра- С щения, повторяют указанные операции с частотой, кратной частоте низкочастотной составляющей мгновеннойааМ1164850двигателя, что приводит к циркуляции мощности по всем цепям системы источник питания - электродвигатель с соответствующими затратами энергии.Цель изобретения - снижение времени переходного процесса установления заданной частоты вращения и повышение экономичности за счет снижения .мощности потерь.Указанная цель достигается тем, что согласно способу стабилизации мгновенной частоты вращения ротора гистерезисного электродвигателя, при котором контролируют изменение мгновенной частоты вращения ротора, выделяют ее низкочастотную составляющую,определяемую собственной частотойкачаний ротора, и изменяют режим питания электродвигателя, контролируютфазу низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения ротора, устанавливают факт превышения нестабильности частоты вращения заданного уровня, по достижению низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения ротора заданного значения измеряют фазу текущего значения напряжения питания и по достижении ею заданного значения увеличивают среднее значение полупериода напряжения питания, по времени совпадающего с заданным значением фазы низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения, повторяют укаэанные операции с частотой, кратной частоте низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения ротора.На фиг,1 представлена схема устройства, реализующего способ стабилизации мгновенной частоты вращения на фиг,2 ю - временная диаграмма на" пряжения статора д; на фиг,2 б - временная диаграмма изменения низкочастотной составляющей мгновенной частоты ( 1 Вр ) вращения ротора; на фиг,З - векторная диаграмма демпфи рования качания ротора; на фиг,4 ц,6 - временные диаграммы эффективности демпфирования качаний ротора.Устройство содержит источник- питания 1 с подключенным к нему гистерезисным электродвигателем 2, на валу которого расположен датчик 3 положения ротора. Информационный выход источника питания 1 подключенк первому входу блока 4 изменения среднего значения полупериода напряжения питания и к первому входу фа- зового дискриминатора 5, второй вход которого подключен к датчику 3 положения, а выход через блок 6 выделения низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения ротора соединен с вторым входом блока 4, Второй вход блока 6 подключен к блоку 7 задания минимально допустимого уровня качаний ротора. Выход блока 10 7 подключен к фазам гистерезисного электродвигателя 2.Согласно данному способу контролируют фазу низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения рото ра с помощью датчика 3 положения ротора, устанавливают факт превышения нестабильности частоты вращения заданного уровня, определяемого блоком 7 задания минимально допустимого 20 уровня качаний ротора по достижению низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения ротора, измеряемой фазовым дискриминатором 5, заданного значения, измеряют фазу те кущего значения напряжения питания и по достижении ею заданного значения увеличивают среднее значение полупериода напряжения питания путем формирования по обмоткам статора импульса напряжения, по времени совпадающего с заданным значением фазы низкочастотной составляющей мгновенной частоты вращения, повторяют указанные операции с частотой, кратной частоте З низкочастотной составляющей мгно-венной частоты вращения ротора.Фаза импульса относительно напряжения питания статора с, (фиг.2 а )иустанавливается в пределах 120- 40 180 эл.град, фаза импульса относительно низкочастотной составляющей изменения мгновенной частоты вращения ротора 5 (фиг,2 б), измеряемая с помощью датчика 3 положения ротора, фазового 45 дискриминатора 5, блока 6 выделения низкочастотной составляющей устанавливается таким образом, чтобы обеспечить дискретный перенос услозного вектора суммарной намагниченности ротора Е из положения максимального отклонения в положение устойчивого равновесия. Частота следования импульсов устанавливается кратной частоте собственных качанийротора гистерезис.55 ного электродвигателя,В установившемся режиме работы всинхронно вращающейся системе координат положение вращающегося поля статора характеризуется суммарным вектором напряжения статора О а положеУние ротора - вектором суммарной намагниченности Е (фиг.3), Угол междуними характеризует величину электромагнитного момента электродвигателяПри качаниях ротора электродвигателявектор ЕР в синхронной системе координат изменяет свое положение. Пустьвектор Е перешел из положения ЕРв положейие Е предельного отклонения от положения установившегося режима работы, По способу импульснапряжения обеспечивает перемагничивание ротора таким образом, чтобы запредельно малое время перенести векторЕР из положения Е в положение Ео,При этом тело ротора останется неподвижным,Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.В фазовом дискриминаторе 5 сравниваются два сигнала: сигнал с датчика 3положения ротора и опорный сигнал источника 1 питания гистерезисногоэлектродвигателя. В блоке 6 низкочастотная составляющая мгновенной частоты вращения ротора сравнивается спостоянным сигналом блока 7 заданияминимально достигнутого уровнякачаний ротора. При превышении данного постоянного сигнала блок 6 выдает сигнал на блок 4, Согласно сигналу блока 6 в блоке 4 формируютсяимпульсы напряжения соответствующихпараметров, которые прикладываютсяк обмоткам статора гистерезисногоэлектродвигателя.Таким образом, использование намагничивающих импульсов обеспечиваетрежим перевозбуждения, при которомэнергетические характеристики наилучшие, снятие импульсов послеподавления качаний снимает расходыэнергии и дополнительно павьппаетКПД электропривода.Формирование импульсов в определеннои фазе относительно изменениямгновенной частоты вращения ротораэлектродвигателя является оптимальным режимом демпфирования качаний.Это обеспечивается направленным перемагничиванием материала ротора,На фиг,4 представлены экспериментальные временные диаграммы изменения угла положения ротора ВР (на,фиг.4 - по известному способу, иа фиг 4- по предлагаемому способу). Из приведенных диаграмм вид 1164850но, что время демпфирования качаний по предлагаемому способу уменьшается в 3-5 раз.1164850 тор М Ред н одписное Заказ 41 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек 97/53 ВНИИПИ Гпо д 113035, М оставитель А.Головченк ехред Ж.Кастелевич Тираж 64 дарственног м изобретен ва, Ж, Р комитета СССРий иоткрытийушакая наб., д, 4 ектор М.Самборская