RU2242837C1 - Устройство для управления вентильно-индукторной машиной - Google Patents
Устройство для управления вентильно-индукторной машиной Download PDFInfo
- Publication number
- RU2242837C1 RU2242837C1 RU2003116291/09A RU2003116291A RU2242837C1 RU 2242837 C1 RU2242837 C1 RU 2242837C1 RU 2003116291/09 A RU2003116291/09 A RU 2003116291/09A RU 2003116291 A RU2003116291 A RU 2003116291A RU 2242837 C1 RU2242837 C1 RU 2242837C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- output
- phase
- machine
- comparator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в вентильно-индукторных генераторах, которые могут найти применение в различных транспортных средствах, ветроэнергетических установках и других устройствах малой энергетики и т.п. Техническим результатом является обеспечение работы вентильно-индукторной машины в генераторном режиме при бездатчиковой коммутации фаз. В устройстве для управления вентильно-индукторной машиной, обеспечивающем бездатчиковую коммутацию фаз, введены триггер RS-типа и логические элементы НЕ и И, при этом выход схемы, формирующей импульс на переключение фаз, подключен к S-входу триггера и входу логического элемента НЕ, соединенных своими выходами с входами логического элемента И, выход которого подключен к R-входу триггера и к второму входу коммутатора фаз. 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к вентильно-индукторным генераторам, которые могут найти применение в различных транспортных средствах, например в автономных источниках электроэнергии (дизель-генераторы), ветроэнергетических установках и других устройствах малой энергетики, автомобильных генераторах и т.п.
Известно устройство для управления вентильно-индукторным генератором, которое содержит последовательно включенные задатчик и пропорционально-интегральный регулятор мощности, регулятор тока, коммутатор фаз и силовой преобразователь, а также датчик положения ротора, выход которого непосредственно и через блок определения скорости подключен к коммутатору фаз [1].
Это устройство позволяет обеспечить работу индукторной машины в качестве генератора с регулируемой выходной мощностью.
Недостатком этого устройства является то, что оно может работать только при наличии датчика положения ротора, присутствие которого нежелательно вследствие его дороговизны, сложности изготовления и недостаточной надежности в работе.
Ближайшим к предложенному является устройство для управления вентильно-индукторной машиной, содержащее задатчик выходного параметра, подключенный к входу системы управления, выходы которой через коммутатор фаз подключены к входу силового преобразователя, соединенного с фазными обмотками машины, блок определения текущего значения потокосцепления, входы которого соединены с выходом блока определения фазного напряжения и датчиком тока в фазной обмотке машины, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого связан с выходом функционального преобразователя, реализующего кривую намагничивания машины при заданном угле коммутации, подключенного своим входом к датчику тока, а выход компаратора соединен с вторым входом коммутатора фаз [2].
Это устройство обеспечивает бездатчиковое управление вентильно-индукторной машиной, но формирует линию переключения фазных обмоток электродвигателя только для одного режима - двигательного. Использовать одну и ту же линию переключения для обоих режимов невозможно, поскольку углы включения фазных обмоток для двигательного и генераторного режимов работы различны. Таким образом, известное устройство не обеспечивает работу машины в генераторном режиме.
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в обеспечении возможности работы индукторной машины в качестве генератора при бездатчиковой коммутации фазных обмоток.
Поставленная задача решается за счет того, что в известное устройство для управления вентильно-индукторной машиной, содержащее задатчик выходного параметра, подключенный к входу системы управления, выходы которой через коммутатор фаз подключены к входу силового преобразователя, соединенного с фазными обмотками машины, блок определения текущего значения потокосцепления, входы которого соединены с выходом блока определения фазного напряжения и датчиком тока в фазной обмотке машины, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого связан с выходом функционального преобразователя, реализующего кривую намагничивания машины при заданном угле коммутации, подключенного своим входом к датчику тока, согласно изобретению введены триггер RS-типа, логические элементы НЕ и И, при этом выход компаратора подключен к S-входу триггера и входу логического элемента НЕ, соединенных своими выходами с входами логического элемента И, выход которого подключен к R-входу триггера и к второму входу коммутатора фаз.
Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена функциональная схема устройства управления вентильно-индукторной машиной, на фиг.2 - зависимости потокосцепления от тока электродвигателя для разных положений ротора.
Устройство для управления вентильно-индукторной машиной (фиг.1) содержит задатчик 1 выходного параметра, подключенный к входу системы 2 управления, выходы которой через коммутатор 3 фаз подключены к входу силового преобразователя 4, соединенного с фазными обмотками 5 машины 6, блок 7 определения текущего значения потокосцепления, входы которого соединены с выходом блока 8 определения фазного напряжения и датчиком 9 тока в фазной обмотке машины, а выход подключен к первому входу компаратора 10, второй вход которого связан с выходом функционального преобразователя 11, реализующего кривую намагничивания машины при заданном угле коммутации, подключенного своим входом к датчику 9 тока, а выход компаратора подключен к S-входу триггера 12 и входу логического элемента НЕ 13, соединенных своими выходами с входами логического элемента И 14, выход которого подключен к R-входу триггера 12 и к второму входу коммутатора 3 фаз.
Система управления в общем случае содержит регуляторы переменных (скорости, тока, мощности) и широтно-импульсный модулятор (ШИМ). Блок 7 определения текущего значения потокосцепления может быть выполнен, например, реализующим зависимость . В этом случае он содержит сумматор 15, первый вход которого соединен с блоком 8 определения фазного напряжения, второй вход через масштабирующий усилитель 16 связан с датчиком 9 тока, а выход сумматора 15 подключен к интегратору 17, выход которого является выходом блока [2].
Силовой преобразователь 4 содержит источник постоянного напряжения (на фиг.1 показаны его выводы “+” и “-”) и мостовые инверторы для каждой фазы, каждый из которых имеет в своем составе управляемые ключи 18 и 19 (так называемые “верхний” и “нижний” ключи) и диоды 20 и 21.
Использование датчика, непосредственно измеряющего фазное напряжение на обмотке машины, не всегда целесообразно. При реализации предлагаемого устройства на базе микроконтроллера иногда проще измерять напряжение в звене постоянного тока преобразователя, которому пропорционально фазное напряжение на обмотке, и фактически умножать его на значение скважности ШИМ для получения сигнала напряжения на фазной обмотке.
Работает устройство следующим образом.
Рассмотрим работу генератора на примере работы одной фазы. Как в известных устройствах, так и в предлагаемом, коммутация фазных обмоток машины 6 осуществляется в функции положения ротора. Текущее значение положения ротора электродвигателя определяется косвенным образом по сигналам с блока 8 определения фазного напряжения и датчика 9 фазного тока.
В соответствии с зависимостью при работе фазы на выходе блока 7 имеем сигнал текущего значения потокосцепления. На рис. 2 изображены кривые намагничивания машины. Кривая θ расс соответствует рассогласованному положению зубцов статора и ротора машины, т.е. при этом зубец ротора располагается между зубцами статора. Кривая θ согл соответствует согласованному положению зубцов, при котором ось зубца ротора совпадает с осью зубца статора. Точки, соответствующие заданным значениям потокосцепления ψ зад для генераторного режима располагаются на кривых намагничивания ψ (i), которые могут располагаться между упомянутыми кривыми для рассогласованного и согласованного положений. Для генераторного режима это кривая ψ (i, θ ком ген), соответствующая θ =θ ком ген.
В процессе работы машины текущее значение потокосцепления изменяется от нулевого значения при θ =θ расс до значения ψ 1(i) при θ =θ ком ген. Это так называемая траектория движения изображающей точки ψ (i). Функциональный преобразователь 11 хранит заданную линию переключения ψ зад(i, θ ком ген) для генераторного режима работы. Для формирования импульса на переключение фаз в генераторном режиме должно быть выполнено условие ψ (t)≤ ψ зад (i, θ ком ген). При этом в общем случае траектория движения изображающей точки ψ (i) будет пересекать линию переключения в двух точках - сначала в точке "2", а затем в точке "1", что будет вносить нечеткость в работу, поскольку коммутация фаз в генераторном режиме должна происходить в точке "1" (фиг. 2). Как только выполнится условие ψ (t)≤ ψ зад (i, θ ком ген) на выходе компаратора 10 вырабатывается импульс, который через логические элементы 12-14 подается на вход коммутатора 3 фаз вентильного преобразователя, выходной сигнал которого осуществляет отключение работающей до этого момента фазы и включение следующей путем отключения ключей работающей фазы и включения ключей следующей фазы. Этот же импульс обеспечивает сброс интегратора 17 на нулевое значение, после чего начинается расчет текущего значения потокосцепления следующей, вновь включенной, фазы.
В исходном состоянии на выходе компаратора 10 имеет место сигнал логического “0”, триггер 12 сброшен в состояние Q1=0, на выходе логического элемента НЕ 13 сигнал Q2 равен “1”, выходной сигнал Q3 логического элемента И 14 равен “0”. После включения фазы потокосцепление растет, и в точке “2” (фиг. 2) на выходе компаратора 10 устанавливается “1”, что переключает выход логического элемента НЕ 13 в “0”. Выходной сигнал компаратора 10, равный “1”, устанавливает выходной сигнал триггера Q1=1, но на выходе логического элемента И 14 сигнал отсутствует, поскольку он определяется как Q1· Q2=1· 0=0.
При достижении потокосцеплением значения в точке "1" выходной сигнал компаратора 10 переключается в "0", что приводит к появлению на выходах логического элемента НЕ 13 и элемента И 14 сигналов логической "1". Этот импульс осуществляет перекоммутацию фаз и одновременно сбрасывает триггер 17 в исходное состояние, при котором Q1=0. Далее процесс повторяется для другой фазы.
Напряжение на фазной обмотке машины может быть измерено непосредственно, а в случае отсутствия в машине датчика фазного напряжения этот параметр определяют путем измерения напряжения в звене постоянного тока преобразователя и фактического умножения его на значение скважности ШИМ.
Таким образом, введение в устройство логических элементов позволяет обеспечить работу вентильно-индукторной машины в генераторном режиме при бездатчиковой коммутации фаз.
Источники информации
1. Torrey D.A. Switched Generators and Their Control. - IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, 2002, vol.49, No.1, с.3-15.
2. Бычков М.Г. Способ управления вентильно-индукторным электроприводом и устройство для его осуществления / Патент РФ №2182743, кл. Н 02 Р 6/18, Н 02 К 29/06, заявл. 27.09.2000, опубл. 20.05.2002, БИ №14.
Claims (1)
- Устройство для управления вентильно-индукторной машиной, содержащее задатчик выходного параметра, подключенный ко входу системы управления, выходы которой через коммутатор фаз подключены ко входу силового преобразователя, соединенного с фазными обмотками машины, блок определения текущего значения потокосцепления, входы которого соединены с выходом блока определения фазного напряжения и датчиком тока в фазной обмотке машины, а выход подключен к первому входу компаратора, второй вход которого связан с выходом функционального преобразователя, реализующего кривую намагничивания машины при заданном угле коммутации, подключенного своим входом к датчику тока, при этом в него введены триггер RS-типа, логические элементы НЕ и И, выход компаратора подключен к S-входу триггера и входу логического элемента НЕ, соединенных своими выходами со входами логического элемента И, выход которого подключен к R-входу триггера и ко второму входу коммутатора фаз, а на выходе компаратора вырабатывается импульс, обеспечивающий сброс интегратора в составе блока определения текущего значения потокосцепления.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003116291/09A RU2242837C1 (ru) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | Устройство для управления вентильно-индукторной машиной |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003116291/09A RU2242837C1 (ru) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | Устройство для управления вентильно-индукторной машиной |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003116291A RU2003116291A (ru) | 2004-11-27 |
RU2242837C1 true RU2242837C1 (ru) | 2004-12-20 |
Family
ID=34388161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003116291/09A RU2242837C1 (ru) | 2003-06-03 | 2003-06-03 | Устройство для управления вентильно-индукторной машиной |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2242837C1 (ru) |
-
2003
- 2003-06-03 RU RU2003116291/09A patent/RU2242837C1/ru not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1965490B1 (en) | Apparatus and method for driving synchronous motor | |
JP5129908B2 (ja) | 2モードの電力供給スイッチングを有する電気モーター | |
Chen et al. | A sliding mode current control scheme for PWM brushless DC motor drives | |
US8796978B2 (en) | Predictive pulse width modulation for an open delta H-bridge driven high efficiency ironless permanent magnet machine | |
Bellini et al. | Mixed-mode PWM for high-performance stepping motors | |
US6366048B2 (en) | Method and arrangement for regulating the current in a switched reluctance machine | |
JP2003111472A (ja) | グラウンド基準電圧制御された電気機械のためのスイッチング方法 | |
US8810180B2 (en) | Electric motor operation apparatus and method | |
CN110870196B (zh) | 用于转子位置估计的新脉冲注入电流模式 | |
CN103475282A (zh) | 一种应用单个霍尔传感器的三相直流无刷电机的控制方法 | |
CN106411193A (zh) | 开关磁阻电机控制方法 | |
JPH0793823B2 (ja) | 電圧形インバータのpwm制御装置 | |
US5585703A (en) | Method and system for controlling a brushless electric motor for optimal commutation over a wide speed range | |
RU2242837C1 (ru) | Устройство для управления вентильно-индукторной машиной | |
JP3598939B2 (ja) | インバータ発電装置 | |
Hofmann et al. | Hysteresis-based DIFC in SRM: Eliminating switching harmonics while improving inverter efficiency | |
Rao et al. | Sensorless control of a BLDC motor with back EMF detection method using DSPIC | |
JP2006141192A (ja) | 誘導性負荷駆動装置および誘導性負荷駆動方法 | |
RU2265950C2 (ru) | Вентильно-индукторный электропривод | |
JP2004185543A (ja) | フィードバック制御装置 | |
KR100226409B1 (ko) | 스위치드 릴럭턴스 모터의 구동 전류 제어 장치 | |
US20050127858A1 (en) | PWM motor control in the current mode with positive disconnection | |
Hilairet et al. | Design of an optimized srm control architecture based on a hardware/software partitioning | |
KR100461279B1 (ko) | 차량의 일체형 발전기 기동기 시스템의 제어를 위한 최적샘플링 시점 설정 방법 | |
KR100692127B1 (ko) | 하이브리드 전기자동차의 발전량 제어방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20080604 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120604 |