способ стабилизации частоты вращения индукторного двигателя

Формула изобретения

Способ стабилизации частоты вращения индукторного двигателя, заключающийся в том, что формируют токи в двигателе, для чего внутри каждого периода датчика положения ротора на фазную обмотку двигателя подают как минимум один импульс напряжения, отличающийся тем, что для стабилизации частоты вращения двигателя вводят вспомогательный сигнал такой же формы как сигнал датчика положения ротора с заданным периодом, а импульс напряжения на обмотку двигателя подают внутри каждого периода датчика положения ротора на интервале полупериода вспомогательного сигнала.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации частоты вращения индукторного двигателя при циклическом изменении момента сопротивления, в частности, компрессоров электроподвижного состава.

Известны способы стабилизации частоты вращения двигателя, в которых используют сигналы обратных связей по току, э.д.с. и частоте вращения, что существенно усложняет систему электропривода. (Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: Учебное пособие для вузов. - Л.: Энергоиздат. Ленингр. отделение, 1982. - 392 с., ил.)

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ, заключающийся в том, что формируют токи в двигателе, для чего измеряют период сигналов датчика положения ротора двигателя, внутри каждого периода датчика положения ротора на фазную обмотку двигателя подают как минимум один импульс напряжения, в зависимости от длительности Т предшествующего периода датчика положения ротора определяют временной интервал t1 от начала текущего периода датчика положения ротора до момента появления импульса напряжения, интервал t1 определяется в соответствии с формулой t1=T/2-А, где А - интервал времени, представляющий собой опережение момента подачи первого импульса напряжения относительно момента времени Т/2, причем А выбирается таким, что 0<А<А_max, стабилизируют частоту вращения двигателя путем изменения в вышеуказанных пределах величины А по результатам сравнения, которое производится один раз за период, заданного значения периода датчика положения ротора Т* и текущего значения периода датчика положения ротора T _t, которое принимают равным измеренной длительности предшествующего периода или определяют по результатам измерения нескольких последующих периодов таким образом, что при Т*>Т_t величину А уменьшают, при Т*<Т_t - увеличивают, а при |Т*-T _t|< не изменяют, где - максимально допустимая погрешность величины текущего периода датчика положения ротора. (Патент Российской Федерации (RU) 2118039 C1, H 02 P 8/12, Н 02 К 19/06, 1997 г.)

Недостатком данного способа является то, что величину А изменяют принудительно по результатам сравнения текущего значения периода сигнала датчика положения ротора с заданным значением, что требует применения специальных регуляторов, существенно усложняющих систему особенно при повышенных требованиях к стабильности частоты вращения двигателя.

Задачей изобретения является упрощение способа стабилизации частоты вращения индукторного двигателя.

Решение поставленной задачи достигается тем, что формируют токи в двигателе, для чего внутри каждого периода датчика положения ротора на фазную обмотку двигателя подают как минимум один импульс напряжения, для стабилизации частоты вращения двигателя вводят вспомогательный сигнал такой же формы, как сигнал датчика положения ротора с заданным периодом, а импульс напряжения на обмотку двигателя подают внутри каждого периода датчика положения ротора на интервале полупериода вспомогательного сигнала.

Положительный эффект изобретения проявляется в том, что стабилизация частоты вращения двигателя при изменении нагрузки на валу в допустимых пределах осуществляется автоматически без введения специальных управляющих воздействий, что существенно упрощает способ стабилизации частоты вращения индукторного двигателя.

Изобретение иллюстрируется следующим примером. На фигуре 1 показаны процессы изменения во времени t момента М двигателя, момента нагрузки М_н, частоты вращения , временного интервала А. На фигуре 2 приведены временные диаграммы сигналов датчика положения ротора U_ДПР, вспомогательного сигнала U_в, фазного напряжения U _ф и тока I_ф.

На интервале времени t ₀-t_p от начала рассматриваемого интервала t ₀ до момента t_p, когда текущее значение частоты вращения достигает заданного значения _з (фигура 1), происходит разгон двигателя. На данном интервале значение интервала времени А, представляющего собой опережение момента подачи первого импульса напряжения относительно момента времени Т/2, задают таким образом, чтобы момент М двигателя превышал момент нагрузки М_н. Фазный ток I_ф формируют следующим образом: измеряют периоды сигналов датчика положения ротора Т, внутри каждого периода датчика положения ротора на фазную обмотку двигателя подают импульсы напряжения U_ф (фигура 2). Момент подачи импульсов фазного напряжения на обмотку двигателя относительно начала текущего периода Т _t определяется величиной временного интервала t1, который определяют по формуле Т1=Т/2-4. Для стабилизации частоты вращения вырабатывают вспомогательный сигнал U_в такой же формы, как сигнал U_ДПР, с заданным периодом Т*, соответствующим заданной частоте вращения _з. В процессе разгона сравнивают каждый период датчика положения ротора Т с периодом вспомогательного сигнала Т*. Когда значение Т* становится равным или меньшим, чем Т _t, в момент совпадения передних фронтов U_в и U_ф (фигура 2) изменяют условия подачи фазного напряжения на обмотку двигателя: с этого момента импульсы напряжения на обмотку двигателя подают внутри каждого полупериода Т*/2 вспомогательного сигнала U_в без вычисления временного интервала t1 и задания величины А.

Изменение условий подачи фазного напряжения на обмотку двигателя порождает переходной процесс. На интервале времени t_p-t_m (t_m - момент времени, когда М=М_н, фигура 1) частота вращения двигателя > _з. Это приводит к уменьшению А до значений, при которых момент М двигателя становится меньше момента нагрузки М_н, вследствие чего на интервале t_m-t частота вращения уменьшается до заданного значения, а момент двигателя становится равным моменту нагрузки, что обеспечивает стабилизацию частоты вращения двигателя на заданном значении _з.

Таким образом, предлагаемый способ стабилизации частоты вращения индукторного двигателя путем введения вспомогательного сигнала и формирования тока внутри каждого периода датчика положения ротора при подаче импульсов напряжения на фазную обмотку на интервале полупериода вспомогательного сигнала позволяет стабилизировать частоту вращения двигателя при изменении нагрузки на валу в допустимых пределах, без регулирования значений А по условиям сравнения текущего периода с заданным значением, что существенно упрощает способ стабилизации частоты вращения.