Способ настройки вентильного электродвигателя

 

Изобретение относится к электри -. чёским машинам, а именно к электрическим двигателям постоянного тока с бесконтактной коммутацией. Целью изобретения является расширение функцио нальных возможностей за счет возможно сти настройки h синхронных двигате-. лей, работающих на общую нагрузку. Для этого в способе настройки моментного вентильного электродвигателя, включающего в себя ротор, статор с обмоткой якоря и синусно-косинусный датчик положения ротора, содержащем операции установки настраиваемого электродвигателя с объектом управления в стенд, подачи на датчик положения ротора (ДПР) 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 Д11Р, выставку нулевых положений двигателей, начиная с второго по п, производят по минимуму напряжения на синусной обмотке ДПР путем поочередного разворота статоров электродвигателей, а окончательную выставку нулевых положений всех двигателей производят после одновременной кратковременной подачи на синусные обмотки всех электродвигателей максимального напряжения путем разворота статора ДПР по минимуму напряжения на его синусной обмотке . 1 ил. 4 Од О) ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 К 29/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4238432/24-07 (22) 28.04.87 (46) 07.11.88. Бюл.№ 41 (72} В.С.Смирнов (53) 621.313.13.014.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1008857, кл. Н 02 К 29/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР № 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 моментного вентильного электродвигателя, включающего в себя ротор, статор с обмоткой якоря и синусно-косинусный датчик положения ротора, содержащем

„„SU„„1436213 А 1 операции установки настраиваемого электродвигателя с объектом управле ния в стенд, подачи на датчик положения ротора (ДПР) 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 максимального напряжения путем разворота статора ДПР по миниму-— му напряжения на его синусиой обмот- ® ке. 1 ил. 4h»

1436213

Изобретение 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 1О вентильных электродвигателей (МВД) систем автоматического управления.

Цель изобретения - расширение эксплуатационных воэможностей sa счет обеспечения возможности настройки

ВД, содержащего и электромеханических преобразователей, работающих на об» щую нагрузку.

На чертеже представлена функциональная схема вентильного электродвщ"20 гателя и стенда, реализующего способ.

При настройке ВД устанавливают электротехнический узел, включающий п электромеханических прербразовате лей (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

l 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 1О пита 4О ющего напряжения ДПР, источник 11 номинального постоянного напряжения, источник 12 максимального постоянного напряжения, переключающую кнопку 13, вольтметр 14, а также тумблеры 1517.

На синусную обмотку 3 первого

ЭМП 1 путем включения тумблера 15 подают номинальное постоянное напря жение от источника ll 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 13, 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 14 °

Операции, 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

oò 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 1 4.

При подаче номинального напряжения от источника 11 на синусную фазу 3 первого ЭМП 1 íà его валу возникает вращаюш@й момент

М9 КР Рр„iп o(> — M, ЫЫ, (1) где М, - максимальный вращаниций момент;

Fp, - магнитодвижущая сила (МДС) в воздушном зазоре, созда ваемая ротором первого

ЭМП1

Fo, — МДС в воздушном зазоре, создаваемая синусной фазой статора первого ЭМП;

ot„ - угол между векторами F, и РР,У

K — коэффициент пропорциональности.

Под действием вращающего момента

М „ ротора 2 все ЭМП будут поворачиваться до тех пор, пока угол о(, а следовательно, и М81 не будут равными нулю.

В реальном объекте иэ-за наличия трения роторы 2 повернутся не до зна« з 14362 чения o(-= О, а до величины обусловленного напряжения трогания

ЭМП 1 с нагрузкой 5 и определяемого по формуле

U 1.P

a(= arcsin ——

1 фом (2) Для уменьшения величины o(а следовательно, и повышения точности 10 настройки на синусную фазу 3 первого

ЭМП 1 кратковременно подают максимальное напряжение Uм от источника

12 с помощью переключающей Кнопки 13 °

Длительность подачи напряжения U 15 должна удовлетворять условияю

t Ф(5 - 10)т (3)

: где Т - постоянная времени двига(1P теля с учетом инерционной 20 нагрузки.

Поскольку напряжение U в двигатр теле с нагрузкой сохраняется, то роторы 2 двигателей дополнительно довернутся, что уменьшит угловую ошибку с, до значения

Uтр ж "- arcsin

UM (4) После подачи максимального напря- 30 жения на синусную фазу 3 первого ЭМП статор ДПР находится относительно сво его 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 40 вольтметре 14. Этим обеспечивается предварительная настройка первого ЭМП. 1 о (6) Предварительная настройка второго

ЭМП осуществляется поворотом их

45 статоров до положения, при котором обеспечивается минимальное значение напряжения на вольтметре 14 ° При по» очередной подаче на синусную обмотку

3 ЭМП 1 номинального и максимального 50 напряжений происходит поворот роторов

2 всех ЭМП под действием вращающего момента, создаваемого ИДС ротора Р и статора F<2 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 второrо ЭМП

Мр1=КР р1 F csin o(q И 8м1 з1п Ы1, (5) где М 1 — максимальный вращающий момент второго ЭМП; угол между векторами Р 2

Р2

Поскольку роторы и статоры первого ч второго ЭМП расположены друг отно» сительно друга произвольно, то напряжение на выходе синусной фазы 8

ДПР 6 не будет минимальным.

Для того, чтобы момент, развивае мый вторым ЭМП 1 в системе был макси мален, необходимо развернуть статор второго ЭМП 1 относительно статора первого синхронного двигателя до достижения минимума напряжения по вольтметру 14. При развороте статора второго ЭМП под действием М происходит поворот всех роторов 2, а также и ротора ДПР 6 относительно его статара, Аналогично производится предварительная настройка и остальных

ЭМП, Поскольку параметры ЭМ11 отличаются друг от друга за счет технологического разброса, угловые ошибки

o(, выставки согласно формуле (4) бу."дут различны-и равны. ((f г(2 3

Следовательно, если на сннусные фазы всех двигателей подать поочеред но номинальное и максимальное напряжения, то показания вольтметра 14 не будут минимальными. Поэтому требуется проведение еще одной операции - опе рации усреднения или окончательной выставки начального положения ДПР 6, которая заключается в развороте статора ДПР 6 относительно era ротора до достижения минимума напряжения на вольметре 14 °

При этом усредненная погрешность выставки датчика 6 будет равна

1436213

М > М вм sin (90 +о().

Составитель А.Санталов

Техред:И.Ходан тч Корректор А.Обручар

Редактор А.Мотыль

Заказ 5655/53 Тираж 666 Подписное °

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Поскольку настройкой добиваются значения а О, то вращающий момент, развиваемый двигателями при работе на общую нагрузку, максимален. с, Формула изобретения

Способ настройки вентильного элек- 10 тродвигателя, содержащего п электромеханических преобразователей, каждый из которых содержит ротор и статор с двухфазной обмоткой якоря, с механи чески соединенными между собой рото- 15 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 электромеханического преобразователя номинального и макси мального постоянного напряжения и фиксацию минимального напряжения на синусной обмотке датчика положения потока, отличающийся тем, что с целью расширения эксплуатационных возможностей, поворачивают . статор остальных п-1 электромеханиче . ских преобразователей до получения минимального напряжения на синусной фазе датчика положения ротора, пода» ют максимально по условиям нагрева напряжения на синусные обмотки всех электромеханических преобразователей в течение времени, необходимого для поворота роторов в установленном положении, и поворачивают статор датчика положения ротора до положения„ в котором напряжение на его синусной обмотке минимально.