Способ калибровки многофазного электродвигателя

(19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Московский энергетический институт(56) Авторское свидетельство СССР 9 653713, кл. Н 02 Р 8/00, 1979.Авторское свидетельство СССР Р 1229943, кл. Н 02 Р 8/00, 1986.(54) СПОСОБ КАЛИБРОВКИ МНОГОФАЗНОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ(57) Изобретение относится к области электротехники, в частности к измерениям характеристик шаговых двига-, телей, и может быть использовано при . калибровке щаговых двигателей с целью определения степени соответствия реальных ипаспортных параметровдвигателей. Целью изобретения "является 1511 4 Н 02 Р 8/00 Н 02 К 37/00 расширение функциональных возможностей путем использования способаприменительно к шаговому двигателю.Способ заключается в огределениизависимости фазных токов от положения ротора, для чего определяют потокосцепления обмоток двигателя вфункции токов в обмотке и угла поворота ротора, по полученным даннымдля всех заданных положений ротораопределяют величину магнитной коэнергии. Затем вычисляют значение жесткости установки ротора как функциитоков в обмотках двигателя для каждого заданного положения ротора поизвестной величине коэнергии системы, подают в обмотки токи, соответствующие заданной жесткости, контролируют установку ротора в заданноеположение и при наличии отклоненияположения ротора от заданного корректируют величину токов в обмотках.2 ил.Изобретение относится к электрическим машинам и может быть использовано для антоматизированного определения характеристик шагового двигателя.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем использования способа применительно к шаговому двигателю.сНа фиг. представлена схема устройства, реализующего способ калибровки двухфазного магнитоэлектричесМого шагового двигателя (ШД) типа ДШИ; на Фиг.2 - алгоритм калибровки.На основании 1 установлен приводной двигатель 2, выходной вал которого жестко соединен с ротором ШД 3. Второй выход вала ШД связаи с валом кодового датчика 4 положения. На валу ШД установлев электромагнитный фиксатор 5.Управление ходом калибронки осуществляется вычислительным устройстном (ВУ) 6, н качестве которого может быть использована микроЭВИ "ИЕВЛ" а в качестве устройств сопряжения с объектом и датчиками сигналов - блоки в международном сгандарте КАИАК.Калибровка осуществляется следующим образом.Предварительно проводят эксперименты по определению потокосцеплений обмоток ШД. Для этого по сигналу ВУ 6 включают приводной двигатель 2 и приводят во вращение с постоянной скоростью вал шагового двигателя при отсутствии тока и его обмотках.Регистрируют зависимость ЭДС фазных обмоток ШД от положения ротораЕ,=Е,(О); Е,=Е (0),где Е, и Г - ЭДС фазных обмотокдвухфазного ЩД ДШИ О - угловое положение ротора.Затем ВУ 6, используя полученные зависимости, определяют значение потокосцеплений каждой из Фазных обмоток статора с полем ротора при отсутствии тока в фазных.обмотках статора. После этого отключают.приводной двигатель 2, устанавливают ротор ШД, в первое калибруемое положение и включают электромагнитныйфиксатор 5. ВУ 6 Формирует скачок напряжения заданной амплитуды на каждую из Фаз двигателя поочередно и регистрирует переходную характеристику тока каждой из фаз двигателя. По результатам измерения переходной характеристики находят изменение потокосцепления каждой из Фазных обмоток ШД при изменении тока в ней, используя соотношениеод,(ц,9) =(ч-тк) йо, (1)О- изменение потокосцепления, обусловленное изменениемфазного тока; " амплитуда скачканапряжения;- номер Фазы статора; - время аппаратнойрегистрации переходной характеристики. где ьу (Ц (9)5 20 25Опыты повторяют для и положенийротора на одном полюсном делении.По результатам измерения потокосцепления обмоток получают 2 п-зависимостей вида/ (х,О,) где (, (9,) и(9;) - потокосцепления первой ивторой обмотокстатора с полемотора при отсутствии токовв обмотках статора;Ч,ЫВ,) - потокосцепление первой об мотки при 0; ==сопзС- потокосцепление второйобмотки.55 С учетом полученной совокупностизависимостей определяются коэффициенты Аре Врн аппроксимирующей формулы вида(3) где Аря, Вря - коэффициенты палинома, полученные ло результатам интерполяции экспериментальных кривыхпотокосцепления,Р, Я = 0,1, - коэффициенты,учитывающие нелинейный характеркривой намагничивания и кали 10 чие высших гармоник,Известно, что магнитную коэнергию системы можно определить. зная потокосцепления обмоток и используя 20 соотношение1 )и,В)=Оо г=о 25= 1 ч,Й), "( О) йд о0где И ( , 0) - магнитная коэнергия системы.Жесткость установки ротора находят с учетом соотношенияК(9) ---- - д -3 Н (з., г 0). (5)й82 30 Зависимости К (3 1,6) для35 различных значений О; =сапз 1 рассчитывают, используя аппроксимирующую Формулу (3) и известные соотношейия (4) и (5). По результатам вычислений в памяти ВУ б Формируют зависимости К () для каждого значения 6), показанные в виде таблиц на Фиг.2, где также представлен алгоритм калибровки Щц.В зависимости от требований к режиму работы шагового двигателя (позиционирование или режим работы бесконтактным двигателем постоянного тока) задают жескость кривой момента из таблиц (Фиг.2), определяют величи 50 ны токов . и. ВУ б подает заданные токи в обмотки 140, Контролируют по .датчику положения установку ротора в заданное положение.В случае наличия ошибки, превышающей заданное значение, производят корректировку токов с учетом расчетных значений таблиц (фиг,2) так, чтобы для режима позиционировация каэнергия системы была минимальной , жесткость кривой момента соответствовала заданной, а для режима работы бесконтактцым двигателем постоянного тока коэнергия была максимальной, а жесткость близкой к нул)о, Поскольку токи предварительно вычислены, то корректировка токов, обусловленная пагрешкостью вычисления и кокструктквныц: особенностями изготовления ЛД, ке является многоицтерациоцкай.При о гсутствии ошибки в лаложеие рстора ЩД БУ 6 производит запоминание кодов уставак таков в обмотках ЕД для заданного положения ротора и кад положения датчика угла поворота 4. Згп).сь кодов таков и положения ротора в память Бу 6 осуществляется для всех точек калибговки.Па результатам калибровки по сигналу ВУ 6 осуществляется программиравание постоянного запоминающего устройства, которое затем псла,п, - зуют лри микропроцессорном управлении шаговым электроприводом.Предлагаемый способ калибровки позволяет повысить точность к; либровкп, улучшить технические локазатеян привода; минимизировать пульсации вращающего момента, повысить точность позиционирования, обеспечить равномерность микроперемещеций.Наиболее эффектпвек предлагаемый способ при применении в автоматиировацкых системах каучкь)х.исследований (АСЕЙ) с использованием средств вычислительной техники.Формула изобретенияСпособ калибровки многофазного электродвигателя, состоящий в том, что вращают ротор двигателя с постоянной частотой, определяют зависимость потакосцеплений Фазцых обмоток от положения ротора, подают номинальное напряжение на Фазцые обмотки, измеряют Фазные токи, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования его применительно к шаговому двигателю, перед подачей но икалького напряжения фикси- .руют ротор в зад ком положении, поизмерекным фазным токам и напряжению5 143 определяют зависимость потокосцепления от фазных токов интегрированием по времени разности напряжения и активного падения напряжения на фазной обмотке и вычисляют коэнергию магнитной системы двигателя для каждого заданного положения, определяют дифференцированием коэнергии по углу статическую жесткость установки ро 1031тора для каждого заданного положения, расфиксируют ротор, подают в фазные обмотки токи, соответствующие заданной жесткости, контролируют установку ротора в заданное положение, при отклонении положения от заданного корректируют фазнде токи и после устранения отклонения регистрируют установившиеся значения токов..Олийнык Корректор О.Кравцова ех едактор И.Касарда Тираж 58 писноСССР аз 5350/55 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектна ВНИИПИ Государствен по делам изобрет13035, Москва, Ж,По ого комитета ний и открыт аушская наб.