RU2402148C1 - Inductor motor control method - Google Patents
Inductor motor control method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2402148C1 RU2402148C1 RU2009112764/09A RU2009112764A RU2402148C1 RU 2402148 C1 RU2402148 C1 RU 2402148C1 RU 2009112764/09 A RU2009112764/09 A RU 2009112764/09A RU 2009112764 A RU2009112764 A RU 2009112764A RU 2402148 C1 RU2402148 C1 RU 2402148C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- current
- moments
- rotation
- moment
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к управлению реактивным индукторным двигателем (ИД).The invention relates to the field of electrical engineering, namely to control a jet induction motor (ID).
Известен способ управления индукторным двигателем (см. патент США №4616165). В данном источнике описан индукторный двигатель с системой управления, реализующей способ, заключающийся в формировании токов в фазных обмотках двигателя путем подачи на обмотку импульсов напряжения внутри каждого периода модели датчика положения ротора (ДПР), причем интервалы времени, определяющие моменты начала и окончания подачи напряжения, задаются как функции частоты вращения двигателя табличным способом. Недостатком данного способа является ограниченная область применения, позволяющая использовать данный способ только для управления индукторным двигателем при настройке на один или несколько режимов работы.A known method of controlling an induction motor (see US patent No. 4616165). This source describes an induction motor with a control system that implements a method consisting in the formation of currents in the phase windings of the motor by applying voltage pulses to the winding inside each period of the model of the rotor position sensor (DPR), the time intervals determining the moments of the beginning and end of voltage supply, are set as functions of the engine speed in a tabular manner. The disadvantage of this method is the limited scope that allows you to use this method only to control the induction motor when tuning to one or more operating modes.
Способ управления реактивным индукторным двигателем (см. патент РФ №2260243) позволяет минимизировать погрешность моментов включения и выключения фаз двигателя, но при этом используется прямое определение положения ротора с помощью ДПР, что усложняет конструкцию датчиков.The method of controlling a jet induction motor (see RF patent No. 2260243) allows to minimize the error of the moments of turning on and off the phases of the motor, but it uses a direct determination of the position of the rotor using the DPR, which complicates the design of the sensors.
В статье Лисовского А.А., Семенова И.М. "Бездатчиковый вентильно-индукторный электропривод для экстремальных условий" (материалы XV научно-технической конференции «Экстремальная робототехника» 6-7 апреля 2004 г., Государственный научный центр России, центральный НИИ робототехники и технической кибернетики) описаны несколько методов косвенного определения положения ротора. Одним из них является метод вычисления текущего потокосцепления и сравнения его с табличным значением. Для реализации данного метода необходимо подавать тестовые синусоидальные сигналы высокой частоты на фазы двигателя. Метод обеспечивает пуск двигателя и его работу во всем диапазоне частот вращения, но требует усложнения аппаратной части привода и применения в системе управления более быстродействующих микроконтроллеров.In the article by Lisovsky A.A., Semenov I.M. "Sensorless valve-inductor electric drive for extreme conditions" (materials of the XV scientific and technical conference "Extreme Robotics" on April 6-7, 2004, the State Scientific Center of Russia, the Central Research Institute of Robotics and Technical Cybernetics) describes several methods for indirectly determining the position of the rotor. One of them is a method of calculating the current flux linkage and comparing it with a table value. To implement this method, it is necessary to apply test sinusoidal signals of high frequency to the phases of the motor. The method provides starting the engine and its operation in the entire range of rotational speeds, but requires complicating the hardware of the drive and the use of faster microcontrollers in the control system.
В статье Аракелян А.К., Глухенького Т.Г. «Определение положения ротора в высокоскоростных бездатчиковых вентильно-индукторных электроприводах» (журнал «Электричество» №4/2003) рассмотрен токово-градиентный метод (ТГМ), основная идея которого состоит в определении угла поворота ротора θ, при котором частная производная фазного тока di/dθ начинает изменяться, что соответствует началу перекрытия полюсов ротора и статора или выходу из перекрытого состояния. Недостатком метода является невозможность определения положения ротора в неподвижном состоянии. Кроме того, ТГМ невозможно осуществить, когда в управлении применяют алгоритмы для снижения пульсаций электромагнитного момента двигателя.In the article Arakelyan A.K., Gluhenkogo T.G. “Determining the position of the rotor in high-speed sensorless valve-induction electric drives” (Journal of Electricity No. 4/2003), the current-gradient method (TGM) is considered, the main idea of which is to determine the angle of rotation of the rotor θ at which the partial derivative of the phase current di / dθ begins to change, which corresponds to the beginning of the overlap of the poles of the rotor and stator or the exit from the blocked state. The disadvantage of this method is the inability to determine the position of the rotor in a stationary state. In addition, TGM cannot be implemented when algorithms are used to control the pulsations of the electromagnetic moment of the engine.
Существует множество других алгоритмов определения моментов коммутации как с использованием, так и без использования сигналов диагностики. При использовании современных DSP-контроллеров возможно применение векторного управления ИД. Все эти алгоритмы эффективны только для определенного диапазона скоростей индукторного двигателя. Для того чтобы обеспечить устойчивое управление приводом во всем диапазоне скоростей, необходимо использовать комбинированные способы с учетом характера нагрузки и возможностей микропроцессорной системы управления.There are many other algorithms for determining the switching times with or without diagnostic signals. When using modern DSP controllers, vector ID control is possible. All these algorithms are effective only for a certain range of speeds of the induction motor. In order to ensure stable drive control over the entire speed range, it is necessary to use combined methods, taking into account the nature of the load and the capabilities of the microprocessor control system.
Наиболее близким по технической сущности является способ управления индукторным двигателем (см. патент РФ №2182743), заключающийся в том, что на обмотку электродвигателя подают однополярные импульсы напряжения (токовые посылки). Предварительно определяют и запоминают кривую намагничивания электродвигателя при заданном угле коммутации, осуществляют переключение с одной фазной обмотки на другую, для чего определяют мгновенное значение тока и мгновенное значение напряжения в ней. По полученным значениям вычисляют мгновенное значение потокосцепления, сравнивают с заданным и в момент их совпадения вырабатывают сигнал на отключение работающей фазной обмотки и включение следующей, для которой процесс повторяют, затем определяют текущее значение сопротивления обмотки и используют полученное значение в качестве расчетного значения сопротивления обмотки, при этом для определения текущего значения сопротивления обмотки предварительно измеряют значения сопротивления обмотки и ее температуру в холодном состоянии, запоминают полученные значения, по измеренному мгновенному значению тока в обмотке определяют потери в электродвигателе, определяют текущее значение температуры окружающей среды, вычисляют по тепловой модели электродвигателя температуру перегрева обмотки, суммируют ее с текущим значением температуры окружающей среды, по результату суммирования определяют текущее значение сопротивления обмотки в соответствии с зависимостьюThe closest in technical essence is the method of controlling the induction motor (see RF patent No. 2182743), which consists in the fact that unipolar voltage pulses (current packages) are supplied to the motor winding. The magnetization curve of the electric motor is preliminarily determined and stored at a given switching angle, switching from one phase winding to another is carried out, for which the instantaneous current value and the instantaneous voltage value in it are determined. Based on the obtained values, the instantaneous value of flux linkage is calculated, compared with the set value and, at the moment of their coincidence, a signal is generated to turn off the working phase winding and turn on the next one, for which the process is repeated, then determine the current value of the winding resistance and use the obtained value as the calculated value of the winding resistance, at this is to determine the current value of the resistance of the winding pre-measure the resistance value of the winding and its temperature in the cold state, the obtained values are remembered, by the measured instantaneous value of the current in the winding, the losses in the electric motor are determined, the current value of the ambient temperature is determined, the overheating temperature of the winding is calculated from the thermal model of the electric motor, summed with the current value of the ambient temperature, the current value of the winding resistance is determined from the summation according to dependency
RT=R0(1+T)/(1+T0),RT = R0 (1 + T) / (1 + T0),
где R0 - сопротивление обмотки в холодном состоянии;where R0 is the resistance of the winding in the cold state;
Т0 - температура окружающей среды при изменении R0;T0 is the ambient temperature with a change in R0;
1 - температурный коэффициент сопротивления материала обмотки;1 - temperature coefficient of resistance of the material of the winding;
Т - температура обмотки в нагретом состоянии.T is the temperature of the winding in a heated state.
Для реализации описанного выше способа в качестве обратной связи в системе управления используются датчики фазного тока и фазного напряжения для каждой фазной обмотки двигателя, что усложняет конструкцию привода и систему управления. Кроме того, вычисление мгновенного значения потокосцепления и сравнение его с табличными значениями требуют большого объема памяти и процессорного времени, что негативно сказывается на точности определения моментов коммутации. Поэтому для реализации устойчивого управления на высоких частотах вращения двигателя необходимо использование быстродействующих контроллеров.To implement the method described above, the phase current and phase voltage sensors for each phase winding of the motor are used as feedback in the control system, which complicates the design of the drive and the control system. In addition, calculating the instantaneous value of flux linkage and comparing it with tabular values requires a large amount of memory and processor time, which negatively affects the accuracy of determining the switching moments. Therefore, to implement sustainable control at high engine speeds, the use of high-speed controllers is necessary.
Задачей изобретения является повышение надежности управления индукторным двигателем во всем диапазоне частот вращения и экономичности электропривода за счет упрощения его конструкции.The objective of the invention is to increase the reliability of controlling the induction motor in the entire range of rotational speeds and the efficiency of the electric drive by simplifying its design.
Поставленная задача решается способом управления индукторным двигателем, при котором в память системы управления предварительно заносят табличную зависимость Δiф от угла поворота ротора, зависимость очередности переключения фаз при прямом (движение вперед) и обратном (движение назад) направлении вращения ротора, в который введены отличия:The problem is solved by the control method of the induction motor, in which the control system preliminarily stores the tabular dependence Δi f on the angle of rotation of the rotor, the dependence of the sequence of phase switching for the forward (forward) and reverse (reverse) direction of rotation of the rotor, which introduced the differences:
при нулевой частоте вращения по соотношению амплитуд токовых посылок фиксированной длительности во все фазные обмотки и заданному направлению вращения определяют оптимальную рабочую фазу по таблице очередности переключения фаз, а на частоте вращения n<nген. моменты начала формирования тока tоткр. определяют как функции амплитуды токовых посылок Δiф фиксированной длительности Δt и частоты, ограниченной индуктивностью обмотки ИД, рабочей частотой транзисторов автономного инвертора напряжения (АИН) и быстродействием системы управления по формуле:at zero speed, the optimal working phase is determined from the ratio of the amplitudes of the current packages of a fixed duration to all phase windings and a given direction of rotation according to the phase sequence sequence table, and at the rotation frequency n <n gene . moments of the beginning of the formation of current t open. determined as a function of the amplitude of the current packages Δi f of a fixed duration Δt and the frequency limited by the inductance of the ID winding, the operating frequency of the transistors of the autonomous voltage inverter (AIN) and the speed of the control system according to the formula:
tоткр.=f(Δiф max),t open = f (Δi f max ),
где tоткр. - момент начала формирования тока, измеряемый количеством тактов таймера микропроцессора (1 такт составляет 0,8 мкс);where t open - the moment of the beginning of current formation, measured by the number of clock cycles of the microprocessor timer (1 clock is 0.8 μs);
Δiф - амплитуда токовых посылок.Δi f - the amplitude of the current package.
При этом момент окончания подачи тока в фазу tзакр. определяют из момента открытия текущей и предыдущей фаз по формуле:In this case, the moment of the end of the current supply to the phase t closed. determined from the moment of opening the current and previous phases according to the formula:
где tзакр. - момент окончания подачи тока в фазу;where t is closed - the moment of the end of the current supply to the phase;
tоткр.1 - момент начала формирования тока текущей фазы;t open 1 - the moment of the beginning of formation of the current of the current phase;
tоткр. - момент начала формирования тока предыдущей фазы, измеряемый количеством тактов таймера микропроцессора (1 такт составляет 0,8 мкс).t open - the moment of the beginning of the formation of current of the previous phase, measured by the number of clock cycles of the microprocessor timer (1 clock is 0.8 μs).
На частотах вращения n>nген., где nген. - частота вращения, на которой происходит возрастание тока при переходе фазы в генераторный режим, моменты окончания подачи тока в фазные обмотки tзакр. определяют как функции изменения знака производной фазного тока diф/dt при переходе в режим генерации (фиг.6). Момент начала формирования тока в фазе определяют по формуле (фиг.2):At rotation frequencies n> n gene. where n is the gene. - the rotation frequency at which the current increases during the transition of the phase to the generator mode, the moments of the end of the current supply to the phase windings t closed. determined as a function of changing the sign of the derivative of the phase current di f / dt upon transition to the generation mode (Fig.6). The moment of the beginning of the formation of current in the phase is determined by the formula (figure 2):
где tзакр. - момент окончания подачи тока в фазные обмотки предыдущей фазы;where t is closed - the moment of the end of the current supply to the phase windings of the previous phase;
tзакр.1 - момент окончания подачи тока в фазные обмотки текущей фазы.t close 1 - the moment of the end of the current supply to the phase windings of the current phase.
Положительным результатом использования предлагаемого способа управления индукторным двигателем является повышение надежности управления индукторным двигателем во всем диапазоне частот вращения и экономичности электропривода за счет упрощения его конструкции из-за отказа от использования датчиков напряжения и датчиков температуры, применяемых в прототипе.A positive result of the use of the proposed method of controlling the induction motor is to increase the reliability of controlling the induction motor in the entire range of rotational speeds and the efficiency of the electric drive by simplifying its design due to the refusal to use voltage sensors and temperature sensors used in the prototype.
На фиг.1 показано устройство для реализации предлагаемого способа.Figure 1 shows a device for implementing the proposed method.
На фиг.2 показано изменение амплитуды токовых посылок Δiф во всех фазах трехфазного двигателя при вращении с малой частотой (от 0 до n<nген.) по часовой и против часовой стрелки. Для сравнительной оценки показаны соответствующие фазам сигналы.Figure 2 shows the change in the amplitude of the current packages Δi f in all phases of a three-phase motor during rotation with a low frequency (from 0 to n <n gen. ) Clockwise and counterclockwise. For comparative evaluation, the signals corresponding to the phases are shown.
На фиг.3 показано графическое представление таблицы, записанной в память системы управления, для определения положения ротора индукторного двигателя при пуске.Figure 3 shows a graphical representation of the table recorded in the memory of the control system for determining the position of the rotor of the induction motor at start-up.
На фиг.4, 5 показаны диаграммы переключения фазных обмоток двигателя при вращении по часовой и против часовой стрелки.Figures 4 and 5 show diagrams of switching the phase windings of the motor during clockwise and counterclockwise rotation.
На фиг.6 - моменты закрытия рабочих фаз на частотах вращения двигателя n>nген..Figure 6 - the closing moments of the working phases at engine speeds n> n gene. .
На фиг.7 - алгоритм, реализующий способ управления.7 is an algorithm that implements a control method.
Способ управления индукторным двигателем осуществляется с помощью устройства, представленного на фиг.1 в виде функциональной схемы бездатчикового индукторного привода и содержащего автономный инвертор напряжения 1 (АИН), питающий индукторный двигатель 2 (ИД), на входе двигателя 2 установлены датчики фазных токов 3, которые подключены к блоку определения очередности фаз 4 (БООФ), к блоку определения частоты вращения ротора 5 (БОЧ) и регулятору фазного тока 6 (РТ). Указанные блоки 4, 5, 6 выходами соединены с распределителем импульсов управления 7 (РИУ), РТ 6 соединен с блоком заданий (БЗ) 8, на вход которого подключен CAN-интерфейс 9, а выход соединен с РИУ 7, который в свою очередь подключен к АИН 1. Выход блока БОЧ 5 соединен с входом БООФ 4. БОЧ 5, БООФ 4 и РТ 6 соединены между собой. БЗ 8, РИУ 7, БОЧ 5, БООФ 4, РТ 6 могут являться частями (элементами) микроконтроллера 9, например C167/ST10.The method of controlling the induction motor is carried out using the device shown in Fig. 1 in the form of a functional diagram of a sensorless induction drive and containing an autonomous voltage inverter 1 (AIN) supplying the induction motor 2 (ID), phase current sensors 3 are installed at the input of the motor 2, which connected to the phase sequence determining unit 4 (BOOF), to the rotor speed determining unit 5 (BOC) and the phase current regulator 6 (RT). The indicated
Способ реализуется следующим образом. При нулевой скорости вращения двигателя положение ротора (угол поворота) определяют из амплитуды токовых посылок фиксированной длительности во все фазы двигателя (см. фиг.2) и направления заданного вращения. Табличную зависимость Δiф от угла поворота ротора θ ИД 2 для полного периода фазы (см. фиг.3) предварительно заносят в память системы управления 9. Кроме этого, в память системы управления 9 заносят очередность переключения фаз при прямом (движение вперед) и обратном (движение назад) направлении вращения индукторного двигателя (см. фиг.4, 5). Так как пуск возможен как при холодном, так и при нагретом двигателе, характеристику Δiф(θ) (см. фиг.2, 3) используют для качественной оценки всех трех фазных токовых посылок и определения оптимальной рабочей фазы только при нулевой скорости вращения двигателя. Соотношение считанных амплитудных посылок ΔiфА, ΔiфВ, ΔiфС соответствует строго определенному углу поворота ротора. При заданном направлении вращения по таблицам очередности переключения фаз определяют оптимальную рабочую фазу. Дальнейшее переключение фаз производят исходя из анализа амплитуды токовых посылок (вступающей в работу фазы), таблицы очередности переключения фаз в зависимости от направления вращения и частоты вращения n ИД 2.The method is implemented as follows. At zero engine speed, the position of the rotor (angle of rotation) is determined from the amplitude of the current packages of a fixed duration in all phases of the engine (see figure 2) and the direction of a given rotation. The tabular dependence of Δi f on the angle of rotation of the rotor θ ID 2 for the full phase period (see Fig. 3) is previously stored in the memory of the control system 9. In addition, the memory of the control system 9 is recorded the sequence of phase switching for forward (forward) and reverse (backward movement) the direction of rotation of the induction motor (see figures 4, 5). Since starting is possible both with a cold and a hot engine, the characteristic Δi f (θ) (see Figs. 2, 3) is used to qualitatively evaluate all three phase current packages and determine the optimal working phase only at zero engine speed. The ratio of the read amplitude Δi parcels fA, Δi vWF, Δi fs corresponds strictly definite angle of rotation of the rotor. For a given direction of rotation, the optimal working phase is determined from the phase sequence tables. Further phase switching is carried out on the basis of the analysis of the amplitude of the current packages (the phase that enters into operation), a table of the sequence of phase switching depending on the direction of rotation and speed n ID 2.
В БООФ 4 в зависимости от частоты вращения n определяют режим управления ИД 2 и в соответствии с этим при n<nген. определяют моменты включения по выражениюIn BOOF 4, depending on the rotation speed n, the control mode of ID 2 is determined and, accordingly, for n <n, the gene. determine the moments of inclusion by the expression
tоткр.=f(Δiф max),t open = f (Δi f max ),
где Δiф max - наибольшая токовая посылка в неработающую фазу фиксированной длительности и частоты, ограниченной индуктивностью обмотки индукторного двигателя 2, рабочей частотой транзисторов автономного инвертора напряжения 1 и реакцией системы управления (быстродействием) 9, или выключения очередных фаз двигателя по выражениюwhere Δi f max is the largest current sending to the idle phase of a fixed duration and frequency limited by the inductance of the winding of the induction motor 2, the operating frequency of the transistors of the
где tзакр. - момент закрытия текущей фазы, измеряемый количеством тактов таймера микропроцессора (1 такт составляет 0,8 мкс);where t is closed - the closing moment of the current phase, measured by the number of clock cycles of the microprocessor timer (1 clock is 0.8 μs);
tоткр. - момент открытия текущей фазы;t open - the moment of opening the current phase;
tоткр.1 - момент начала коммутации тока в предыдущей фазной обмотке,t open 1 - the moment the current switching starts in the previous phase winding,
которые поступают в РИУ 7.which go to RIU 7.
Приемлемую точность переключения фаз при таком способе регулирования управления (1-3 эл. град) при допустимой частоте переключения силовых приборов автономного инвертора напряжения 1, например 1 кГц, возможно обеспечить только на частоте вращения n<nген. двигателя 2 из-за необходимости бестоковых пауз для загасания импульсов тока до нуля. Кроме того, токовые посылки в вышедшую из работы фазу приводят к дополнительной пульсации момента двигателя 2. На частотах вращения n>nген. определяют моменты окончания подачи тока в фазные обмотки как функции tзaкp.=f(diф/dt), где diф/dt - производная фазного тока при переходе в режим генерации, а моменты начала формирования тока в фазе определяют какAcceptable accuracy of phase switching with this method of control regulation (1-3 electric degrees) at an acceptable switching frequency of power devices of an
где tзакр. - момент закрытия текущей фазы;where t is closed - the moment of closing the current phase;
tоткр. - момент открытия текущей фазы;t open - the moment of opening the current phase;
tзакр.1 - момент закрытия предыдущей фазы.t close 1 - the closing moment of the previous phase.
В РТ 6 фазные токи iфА, iфВ, iфС сравнивают с заданным значением тока iзад., и в случае превышения последнего сигнал блокировки (Блк.) поступает на РИУ 7. Сигналы управления (пуск, останов) по оптоизолированному CAN-интерфейсу после преобразований в БЗ 8 также подают в цифровом виде (Реж.) в блок РИУ 7. Также в блок РИУ 7 подают сигнал Ф - порядок включения фаз. В РИУ 7 производят анализ входных сигналов (Реж., n, Ф и Блк.) и формируют управляющие импульсы на соответствующие ключи АИН 1.The
При скорости n>nген. определение моментов переключения фаз производят двигательно-генераторным методом, основанным на явлении возрастания тока обмотки при переходе фазы в генераторный режим. Определение происходит по нарастанию тока в фазе при закрытом одном из фазных транзисторов (участок s, фиг.6). Чтобы избежать больших значений обратного момента при переходе фазы в генераторный режим, применяют редукцию тока (минимальный ток, достаточный для коммутации) перед определением положения ротора. Здесь фазу отключают в момент редукции tред. с последующим спадом тока до некоторого значения, которое меньше рабочего тока, но больше порога, необходимого для обеспечения удовлетворительной коммутации. При этом ток замыкают через источник питания (не показан) АИН 1, и он протекает в направлении, противоположном его ЭДС (участок m, фиг.6). В момент (tоткр.+tзакр.) обмотки закорачивают, при этом ток продолжает медленно спадать (участок s) до момента коммутации tком. согласования зубцов машины, после чего ток возрастает (генераторный режим). Обнаружив это нарастание тока, система управления 9 отключает транзисторы инвертора 1 и обеспечивает окончательный спад тока (участок w).At a speed n> n gene. the determination of the phase switching moments is performed by the motor-generator method, based on the phenomenon of an increase in the winding current during the phase transition to the generator mode. The determination occurs by increasing the current in the phase when one of the phase transistors is closed (section s, Fig.6). To avoid large values of the reverse moment when the phase transitions to the generator mode, current reduction is applied (minimum current sufficient for switching) before determining the position of the rotor. Here, the phase is turned off at the time of reduction t ed. followed by a decrease in current to a value that is less than the operating current, but more than the threshold necessary to ensure satisfactory switching. When this current is closed through a power source (not shown)
Точность определения моментов переключения фаз при таком способе управления прямо зависит от цикличности опроса датчиков фазных токов 3 и времени реакции системы управления 9. В системе управления 9 на базе шестнадцатиразрядного микроконтроллера C167/ST10 время преобразования канала аналого-цифрового преобразователя составляет 10 мкс. Таким образом, цикличность обновления фазных токов и воздействие на объект управления достигает 50 мкс, что составляет около 2 эл. град на оптимальной частоте вращения. Кроме того, необходимо выделять измерительный участок для определения моментов перехода в генераторный режим, на котором в работе должен находиться один из фазных транзисторов, что приводит к незначительному недоиспользованию машины по моменту.The accuracy of determining the phase switching moments with this control method directly depends on the cyclic polling of the phase current sensors 3 and the response time of the control system 9. In the control system 9 based on the sixteen-bit microcontroller C167 / ST10, the channel conversion time of the analog-to-digital converter is 10 μs. Thus, the cyclical updating of phase currents and the impact on the control object reaches 50 μs, which is about 2 el. hail at the optimum speed. In addition, it is necessary to allocate a measuring section to determine the moments of transition to the generator mode, in which one of the phase transistors must be in operation, which leads to insignificant underuse of the machine in time.
Блок-схема комбинированного алгоритма бездатчикового управления приведена на фиг.7. В блоках 10-14 определяют положение ротора двигателя и в зависимости от направления заданного вращения включают оптимальную фазу. В фазу, которую необходимо включать следующей, подают тестовые импульсы и одновременно начинают измерять частоту вращения двигателя (блоки 15-17). В момент включения очередной фазы (1/6Т), где Т - период фазы, производят замер частоты вращения n. Через момент 1/6Т=tзакр. производят отключение первоначально включенной фазы и подают тестовые импульсы в следующую входящую через момент 1/6Т=tоткр. в работу фазу. В блоке 18 ведут постоянный контроль частоты вращения двигателя n. Если частота достигает nген., происходит переход на двигательно-генераторный алгоритм бездатчикового управления. В момент tред. производят анализ, включается или выключается фаза (блоки 20-24). Если фаза включается, то через интервал tком. производят включение очередной фазы и обновление значений частоты вращения (блоки 18-21). Если фаза выключается, то в момент tзакр. производят закрытие одного из фазных транзисторов (блок 25), если были открыты оба, и ведут постоянный контроль знака производной diф/dt (блок 26). При смене знака в блоке 27 производят закрытие второго фазного транзистора и текущий замер частоты вращения n (блоки 28-29). В блоке 30 производят анализ частоты вращения двигателя. Если частота снизилась до nген., то происходит переход на пусковой алгоритм управления индукторным двигателем.A block diagram of a combined sensorless control algorithm is shown in Fig.7. In blocks 10-14, the position of the rotor of the motor is determined and, depending on the direction of the given rotation, the optimal phase is turned on. In the phase, which must be switched on next, test pulses are supplied and at the same time they begin to measure the engine speed (blocks 15-17). At the moment of switching on the next phase (1 / 6T), where T is the phase period, the rotation speed n is measured. After 1 / 6T = t shut . the phase is initially switched off and test pulses are supplied to the next incoming through 1 / 6T = t open. into the work phase. In
К преимуществам данного способа относятся следующие:The advantages of this method include the following:
- не требуется дополнительных аппаратных средств в силовой части привода и в системе управления;- no additional hardware is required in the power part of the drive and in the control system;
- возможно точное определение положения неподвижного ротора;- It is possible to accurately determine the position of the stationary rotor;
- устойчивое управление ИД во всем диапазоне скоростей;- sustainable ID management over the entire speed range;
- применение алгоритмов коррекции фазных токов с целью уменьшения пульсаций момента ИД;- the use of phase current correction algorithms to reduce ripple moment ID;
- вход в режим тяги с выбега, т.е. при вращающемся двигателе.- entry into traction mode with coasting, i.e. with a rotating engine.
Использование предлагаемого способа позволяет повысить надежность управления индукторным двигателем во всем диапазоне частот вращения и экономичность электропривода за счет упрощения его конструкции из-за отказа от использования датчиков напряжения и датчиков температуры, применяемых в прототипе.Using the proposed method can improve the reliability of controlling the induction motor in the entire range of rotational speeds and the efficiency of the electric drive due to the simplification of its design due to the refusal to use voltage sensors and temperature sensors used in the prototype.
Claims (1)
tоткр.=f(Δiф max), где
Δiф max - наибольшая токовая посылка в неработающую фазу;
tоткр. - момент открытия текущей фазы, измеряемый количеством тактов таймера микропроцессора (1 такт составляет 0,8 мкс), фиксированной длительности и частоты, ограниченной индуктивностью обмотки индукторного двигателя, рабочей частотой транзисторов автономного инвертора напряжения и быстродействием системы управления, а моменты окончания подачи тока в фазу определяют из моментов открытия текущей и предыдущей фаз
где tзакр. - момент закрытия текущей фазы;
tоткр. - момент открытия текущей фазы;
tоткр.1 - момент начала коммутации тока в предыдущей фазной обмотке;
а на частотах вращения n>nген. определяют моменты окончания подачи тока в фазные обмотки как функции
tзакр.=f(diф/dt),
где diф/dt - производная фазного тока при переходе в режим генерации;
а моменты начала формирования тока в фазе определяют как
где: tзакр. - момент окончания подачи тока в фазные обмотки предыдущей фазы;
tзакр.1 - момент окончания подачи тока в фазные обмотки текущей фазы. A method of controlling an induction motor, in which a tabular dependence of Δi f on the position (angle of rotation) of the rotor, the dependence of the sequence of phase switching with the forward (forward) and reverse (reverse) direction of rotation of the rotor is pre-recorded in the memory of the control system, the parameters are measured and compared with tabular, they supply current packages, determine the optimal working phase according to the table of the sequence of phase switching at zero speed according to the ratio of the amplitudes of current packages of fixed duration all of the phase winding and the predetermined direction of rotation, characterized in that the moments of the start of formation current is determined as a function of current amplitude parcels, the speed of 0 to n gene.
t open = f (Δi f max ), where
Δi f max - the largest current package in the idle phase;
t open - the moment of opening the current phase, measured by the number of clock cycles of the microprocessor timer (1 clock is 0.8 μs), a fixed duration and frequency, limited by the inductance of the inductor motor winding, the operating frequency of the transistors of the autonomous voltage inverter and the speed of the control system, and the moments when the current is supplied to the phase determine from the moments of opening the current and previous phases
where t is closed - the moment of closing the current phase;
t open - the moment of opening the current phase;
t open 1 - the moment the current switching starts in the previous phase winding;
and at rotation frequencies n> n gene. determine the moments of the end of the current supply to the phase windings as a function
t close = f (di φ / dt),
where di f / dt is the derivative of the phase current upon transition to the generation mode;
and the moments of the beginning of the formation of current in the phase are defined as
where: t close - the moment of the end of the current supply to the phase windings of the previous phase;
t close 1 - the moment of the end of the current supply to the phase windings of the current phase.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009112764/09A RU2402148C1 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Inductor motor control method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009112764/09A RU2402148C1 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Inductor motor control method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2402148C1 true RU2402148C1 (en) | 2010-10-20 |
Family
ID=44024071
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009112764/09A RU2402148C1 (en) | 2009-04-06 | 2009-04-06 | Inductor motor control method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2402148C1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630258C2 (en) * | 2015-01-15 | 2017-09-06 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Vehicle control device |
RU2637494C1 (en) * | 2014-08-27 | 2017-12-05 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Method of three-level suppressing torque pulsations of four-phase valve jet engine |
RU2637492C1 (en) * | 2014-12-08 | 2017-12-05 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Method of fail-safe control of position sensor of valved reluctance motor |
RU2660963C1 (en) * | 2016-08-24 | 2018-07-11 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Scheme and method of controlling a reactive electrically commutated motor |
RU2716129C1 (en) * | 2019-06-18 | 2020-03-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for control of switched reluctance motor |
-
2009
- 2009-04-06 RU RU2009112764/09A patent/RU2402148C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637494C1 (en) * | 2014-08-27 | 2017-12-05 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Method of three-level suppressing torque pulsations of four-phase valve jet engine |
RU2637492C1 (en) * | 2014-12-08 | 2017-12-05 | Чайна Юниверсити Оф Майнинг Энд Текнолоджи | Method of fail-safe control of position sensor of valved reluctance motor |
RU2630258C2 (en) * | 2015-01-15 | 2017-09-06 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Vehicle control device |
RU2660963C1 (en) * | 2016-08-24 | 2018-07-11 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Scheme and method of controlling a reactive electrically commutated motor |
RU2716129C1 (en) * | 2019-06-18 | 2020-03-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") | Method for control of switched reluctance motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2402148C1 (en) | Inductor motor control method | |
US7643733B2 (en) | Control device for driving a brushless DC motor | |
Kim et al. | Phase current reconstruction for AC motor drives using a DC link single current sensor and measurement voltage vectors | |
KR920002369B1 (en) | Rotor position estimator for switched reluctance motor | |
US10644634B2 (en) | Electric power tool | |
US11682988B2 (en) | Method for controlling an electric motor | |
US5789893A (en) | Angle firing controller and method of controlling a switched reluctance machine | |
CN106411193B (en) | Control method of switched reluctance motor | |
TWI253229B (en) | Rotor position detection of a switched reluctance | |
CN101599707B (en) | On-vehicle charging generator and rectifier unit thereof | |
CN100420143C (en) | Control method and control circuit for brushless DC motor | |
US8786229B2 (en) | Power-consumption calculating method of motor driving device, and control method of motor driving device using the power-consumption calculating method | |
JP6376777B2 (en) | Work machine | |
EP2712075B1 (en) | Method to control a switched reluctance machine | |
EP2413497A1 (en) | Device and method for power-saving driving of device having same load pattern | |
US11916498B2 (en) | Electric machine torque adjustment based on waveform integer multiples | |
Kim et al. | Parameter insensitive sensorless control of single-controllable-switch-based switched reluctance motor drive | |
Kaliappan et al. | Modeling, simulation and experimental analysis of permanent magnet brushless DC motors for sensorless operations | |
JP2009065824A (en) | Controller for switched reluctance motor | |
US20240190259A1 (en) | Electric machine torque adjustment based on waveform multiples | |
RU2242837C1 (en) | Device for controlling valve-type inductor machine | |
EP3832881B1 (en) | Electronic device and method for determining at least one characteristic parameter of an electric machine connected to an electric starter, related power supply chain and computer program | |
Chen et al. | Implementation of sensorless techniques for switched reluctance motor drive systems | |
WO2023214150A1 (en) | A method of determining a position of a rotor of a brushless permanent magnet motor | |
JP2001128477A (en) | Control method for switched reluctance motor, driving method for compressor, and apparatus thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130407 |