Устройство для управления положением ротора линейного синхронного двигателя

Устройство для управления положением ротора линейного синхронного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Севвтсник

Сецнапнстнчвскнк

Рвспубпии (iii 936336 (6l ) Дополнительное к авт. санд-ву— (22) Заявлено 03. 01 80 (21) 2862351/24-07 с присоединением заявки И (23) Приоритет (5l)M. Кл.

Н 02 Р 7/62

9вударетюньй квинтет

СССР ао делам изобретений и вткрытвй

Опубликовано 15.06.82. Бюллетень № 22 (53) УДК621 313. .84(088.8) Дата опубликования описания 16.06. 82

О.А. Герасев, Ю.П. Коськин, Н.Д. Поляхов и В.В. Путов (72) Авторы изобретения

Ленинградский ордена Ленина электротехни им. В.И. Ульянова (Ленина)

1 (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛОЖЕНИЕМ

РОТОРА ЛИНЕЙНОГО СИНХРОННОГО

ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления линейным синхронным двигателем.

Известяо устройство для управления

5 рельсовым транспортным средством с линейным синхронным двигателем, содержащее обмотку бегущего поля статора, находящуюся на путепроводе, обмотку возбуждения, расположенную на экипаже, статический преобразователь частоты для питания статора, вычислительное устройство для определения угла сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора, использующее величины тока, напряжения и частоты, и регулятор, задающий управляющий сигнал в зависимости от угла сдвига поля ротора относительно поля статора, который пода- го ется на статический преобразователь частоты (1).

Однако в этом устройстве управление положением осуществляется

Ф

2 путем воздействия на статорные цепи двигателя, что вызывает значительные изменения мощности и обуславливает необходимость значительного завышения установочной мощности статического преобразователя частоты в целях повышения устойчивости. Кроме того, отсутствие контроля поперечных смещений ротора ухудшает безопасность движения, а исполнение характеризуется высокой сложностью.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для управления положением ротора линейного синхронного двигателя с обмоткой на роторе, подключенной к выходу усилителя мощности, содержащее блок сравнения, регулятор и датчик поперечного смещения ротора j2).

Однако в этом устройстве при действии внешних возмущений (встречный ветер, нисходящие потоки воздуЪ ха, изменение параметров индуктив936336

15 ной связи) угол сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора изменяется, что может привести к неустойчивости функционирования всей системы в целом. Учитывая, что, с целью зкономии активных материалов статора, линейный синхронный двигатель выполняют с малым коэффициентом запаса по статической устойчивости, задача обеспечения устойчивости целиком возлагается на систе1 му управления. Цель изобретения — повышение . устойчивости двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что:в устройство для управления положением ротора линейного синхронного двигателя, содержащее последовательно соединенные блок задающего сигнала, блок сравнения, регулятор, усилитель мощности, обмотку ротора и датчик поперечного

\ смещения ротора, введены датчик продольного смещения ротора, блок вычисления квадратного корня, сумматор и два квадратора, подключенные входами к соответствующим датчикам смещения ротора, а выходами ко входам сумматора, выход которого через блок вычисления квадратного корня соединен со вторым входрм блока сравнения.

Вновь введенные элементы наряду с демпфированием поперечных колебаний позволяют поддерживать заданный угол сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора при наличии внешних возмущений при движении экипажа. При этом в одноконтурной структуре обеспечивается управление одновременно по двум переменным (продольному и поперечному смещениям ротора) посредством организации,обратной связи от модуля их геометри-. ческой суммы. Объединение управления положением ротора по обоим направлениям в одном контуре соответствует одной и той же динамике системы по обеим переменным, что позволяет соответствующей настройкой регулятора обеспечить высокое быстродействие и повышенную устойчивость системы в целом.

На чертеже приведена функциональная схема устройства для управления положением ротора.

Устройство содержит последовательно соединенные блок задающего сигнала 1, блок сравнения 2, pery20

5D

55 лятор 3, усилитель мощности 4, обмотку ротора 5 двигателя, датчик поперечного смещения ротора 6, вырабатывающий сигнал, пропорциональный поперечному смещению ротора и продольного смещения ротора 7 измеряющий угол сдвига поля ротора относительно бегущего поля статора, выходы которых присоединены соответственно ко входам квадраторов

8 и 9. Выходы квадраторов соединены со входами сумматора 10, выход которого подключен к: блоку вычисления квадратного корня 11, а выход последнего соединен со вторым .входом

Длока сравнения 2.

Устройство работает следующим образом.

Блок задающего сигнала 1 вырабатывает командный сигнал, который через блок сравнения 2, пропорциональноинтегральный регулятор 3, усилитель мощности 4, передается на обмотку ротора 5, создающую электромагнитное поле, соответствующее командному. сигналу. Для обеспечения быстродействующей и устойчивой отработки управляющей обмоткой задающего сигнала организуется следующая отрицательная обратная связь. Сигналы с выходов поперечного 6 и продольного 7 датчиков, пропорциональные соответственно поперечному и продольному смещению экипажа относительно равновесного оптимального положения, при котором угол сдвига роля ротора относительно бегущего поля статора равен 90 эл.град.> а поперечное смещение равно нулю, подаются на квадраторы 8 и 9. Сформированные в блоках 8 и 9 квадраты сигналов, пропорциональных продольному и поперечному смещению, суммируются в сумматоре 10 и вводятся в блок вычисления квадратного корня ll. Сигнал,, пропорциональный модулю геометрической суммы продольного и поперечного смещений, полученный на выходе блока l, сравнивается с задающим сигналом в блоке сравнения 2, вырабатывающем необходимый командный сигнал. Соответствующей настройкой пропорционально-интегрального регулятора 3 обеспечивается необходимое быстродействие и астатическая устойчивость системы управления положением ротора.

936336 6

Формула изобретения сумматор и два квадратора, подключенные входами к соответствующим датУстройство для управления положе- чикам смещения ротора, а выходаминием ротора линейного синхронного ко входам сумматора, выход которого двигателя с обмоткой на роторе, под- через блок вычисления квадратного ключенной к выходу усилителя мощ- корня соединен со вторым входом ности, содержащее блок сравнения, блока сравнения. регулятор и датчик поперечного сме- Источники информации, щения ротора, о т л и ч а. ю щ e - принятые во внимание при экспертизе е с я тем, что, с целью повышения 1о 1. Патент США У 3904942, устойчивости двигателя, введены дат- кл. H 02 P 5/00е 1975 чик продольного смещения ротора, 2. Патент Франции М 2243837, блок вычисления квадратного корня, кл. Н 02 К 41/02. 1979. ед р

По

Заказ 2 9/71 Тираж 721 од

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Составитель 3. Горник

Р акто Н. Киштулинец Техред А. Бабинец Корректор О. Билак писное