[go: up one dir, main page]

RU2123753C1 - D c electric machine with former of commutation field - Google Patents

D c electric machine with former of commutation field Download PDF

Info

Publication number
RU2123753C1
RU2123753C1 RU96108104A RU96108104A RU2123753C1 RU 2123753 C1 RU2123753 C1 RU 2123753C1 RU 96108104 A RU96108104 A RU 96108104A RU 96108104 A RU96108104 A RU 96108104A RU 2123753 C1 RU2123753 C1 RU 2123753C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
current
output
outputs
armature
poles
Prior art date
Application number
RU96108104A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96108104A (en
Inventor
И.Б. Битюцкий
И.В. Музылева
Original Assignee
Липецкий государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Липецкий государственный технический университет filed Critical Липецкий государственный технический университет
Priority to RU96108104A priority Critical patent/RU2123753C1/en
Publication of RU96108104A publication Critical patent/RU96108104A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2123753C1 publication Critical patent/RU2123753C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering, DC electric machines with commutating poles and compensation winding. SUBSTANCE: former of commutation field of D. C. electric machine is fitted with synchronization unit and lead computing unit which inputs are connected to outputs of transducers of rotational speed of armature, armature current and excitation current of main poles as well as to outputs of synchronization unit which input is connected to output of transducer of presence of excitation current of main poles. Outputs of lead computing unit are coupled to signal inputs of amplifiers feeding excitation windings of commutating poles. EFFECT: improved commutation under any operational mode of machine thanks to adjustment to optimum speeded commutation and formation of lead signals of gain factors. 6 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических машинах постоянного тока с дополнительными полюсами и компенсационной обмоткой. The invention relates to electrical engineering and can be used in electric DC machines with additional poles and a compensation winding.

Известна электрическая машина постоянного тока с устройством формирования коммутирующего поля [1], содержащая главные полюсы, дополнительные полюсы, наконечники которых выполнены со скосом в тангенциальном направлении, а обмотки возбуждения дополнительных полюсов получают подпитку от усилителей, управляемых специальной системой управления, датчик скорости изменения тока якоря, датчики скорости изменения коммутирующего и главного потоков и датчик частоты вращения якоря. Known electric DC machine with a device for forming a commuting field [1], containing the main poles, additional poles, the tips of which are beveled in the tangential direction, and the excitation windings of the additional poles are fed from amplifiers controlled by a special control system, an armature current rate sensor , speed sensors for switching and main flows and an anchor speed sensor.

Устройство формирования коммутирующего поля коллекторной машины [1] позволяет, увеличивая ток, протекающий по обмоткам возбуждения группы дополнительных полюсов одной полярности (сбегающий край наконечников которых имеет меньший воздушный зазор, а набегающий край - больший воздушный зазор), и уменьшая ток, протекающий по обмоткам возбуждения группы дополнительных полюсов другой полярности (сбегающий край наконечников которых имеет больший, а набегающий край - меньший воздушный зазор), компенсировать несимметрию реактивной ЭДС относительно середины коммутационной зоны, вызванной коммутационными вихревыми токами. The commutator field forming device of the collector machine [1] allows, by increasing the current flowing through the field windings of a group of additional poles of the same polarity (the leading edge of the tips of which has a smaller air gap, and the moving edge a larger air gap), and decreasing the current flowing through the field windings groups of additional poles of a different polarity (the leading edge of the tips of which has a larger, and the leading edge of the - a smaller air gap) compensates for the asymmetry of the reactive EMF flax middle switching zone caused by switching the eddy currents.

Известная машина [1] имеет следующий недостаток. The known machine [1] has the following disadvantage.

Обмотки возбуждения дополнительных полюсов названной коллекторной электрической машины с устройством формирования коммутирующего поля соединены последовательно с обмоткой якоря. При этом коммутирующая ЭДС пропорциональна току якоря и частоте вращения якоря и компенсирует реактивную ЭДС, тогда как в режимах, близких к холостому ходу (ток якоря незначителен), коммутирующая ЭДС и реактивная ЭДС незначительны и характер коммутации практически полностью определяется ЭДС, наводимой полем главных полюсов. Влияние поля главных полюсов на коммутацию оказывается столь значительным, что может возникнуть необходимость уже в процессе наладки готовой машины уменьшать зону коммутации при соответствующей корректировке воздушного зазора под дополнительными полюсами [2] . Сужение коммутационной зоны ухудшает технико-экономические показатели машины (уменьшается коэффициент полюсного перекрытия, следовательно, ухудшается использование окружности якоря, при тех же геометрических размерах мощность машины уменьшается). Кроме того, корректировка воздушного зазора под дополнительными полюсами без разборки машины возможна только в случае применения специальных технических решений [3,4]. The excitation windings of the additional poles of the named collector electric machine with the device for forming the commuting field are connected in series with the armature winding. In this case, the switching EMF is proportional to the armature current and the armature speed and compensates for the reactive EMF, whereas in the modes close to idle (the armature current is insignificant), the switching EMF and reactive EMF are insignificant and the nature of the switching is almost completely determined by the EMF induced by the field of the main poles. The influence of the field of the main poles on the switching turns out to be so significant that it may be necessary already in the process of setting up the finished machine to reduce the switching zone with the corresponding adjustment of the air gap under the additional poles [2]. The narrowing of the switching zone worsens the technical and economic performance of the machine (the coefficient of pole overlap decreases, therefore, the use of the circle of the armature worsens, with the same geometric dimensions, the power of the machine decreases). In addition, the adjustment of the air gap under the additional poles without disassembling the machine is possible only if special technical solutions are used [3,4].

Наиболее близким по технической сущности к заявляемой электрической машине постоянного тока с устройством формирования коммутирующего поля является выбранная в качестве прототипа электрическая машина постоянного тока с устройством формирования коммутирующего поля [5], содержащая главные полюсы, дополнительные полюсы, наконечники которых выполнены со скосом в тангенциальном направлении, с обмотками, подключенными к выходам усилителей, входы которых соединены с выходами блока расчета; датчик частоты вращения якоря, соединенный с первым входом блока расчета; датчик тока возбуждения, блок синхронизации и датчик наличия тока в цепи возбуждения главных полюсов, выход которого соединен со входом блока синхронизации, три выхода которого соединены со вторым, третьим и четвертым входами блока расчета, пятый и шестой входы которого соединены с выходами датчиков тока возбуждения главных полюсов и тока якоря. The closest in technical essence to the claimed electric DC machine with a device for forming a commuting field is a prototype electric machine of DC with a device for forming a commuting field [5], containing main poles, additional poles, the tips of which are made with a bevel in the tangential direction, with windings connected to the outputs of the amplifiers, the inputs of which are connected to the outputs of the calculation unit; an anchor speed sensor connected to the first input of the calculation unit; excitation current sensor, synchronization unit and a current presence sensor in the excitation circuit of the main poles, the output of which is connected to the input of the synchronization unit, three outputs of which are connected to the second, third and fourth inputs of the calculation unit, the fifth and sixth inputs of which are connected to the outputs of the main current sensors poles and current anchors.

Устройство формирования коммутирующего поля известной электрической машины [5] позволяет в любом режиме работы компенсировать ЭДС, eг, наводимую в коммутационной зоне полем главных полюсов и реактивную ЭДС ep путем создания коммутирующего поля нужной формы за счет подбора коэффициентов усиления q1 и q2 для усилителей, питающих обмотки возбуждения групп дополнительных полюсов, точечным способом наименьших квадратов, который обеспечивает оптимальную компенсацию (ep+eг) в зоне коммутации.The device for generating a switching field of a known electric machine [5] allows you to compensate for the EMF, e g induced in the switching zone by the field of the main poles and the reactive EMF e p in any mode of operation by creating a commuting field of the desired shape by selecting gain factors q 1 and q 2 for amplifiers supplying the field windings of the groups of additional poles using the least-squares method, which ensures optimal compensation (e p + e g ) in the switching zone.

Известная машина [5] имеет следующий недостаток. The known machine [5] has the following disadvantage.

При расчете коэффициентов усиления q1 и q2 используется модель реактивной ЭДС базового режима при прямолинейном законе изменения тока в коммутируемой секции, которая необходима для получения реактивной ЭДС произвольного режима с учетом текущих значений тока якоря 1, частоты вращения якоря Ω и тока возбуждения главных полюсов i. Нелинейность изменения реактивной ЭДС в зависимости от частоты вращения якоря [6,7] реализуется на сложном функциональном преобразователе.When calculating the gains q 1 and q 2, we use the basic mode reactive EMF model with the rectilinear law of current change in the switched section, which is necessary to obtain an arbitrary arbitrary reactive EMF taking into account the current values of armature current 1, armature speed Ω and main pole excitation current i . Nonlinearity of changes in reactive EMF depending on the rotation speed of the armature [6,7] is implemented on a complex functional converter.

Целью изобретения является улучшение коммутации в любом режиме работы машины постоянного тока за счет настройки на оптимально ускоренную коммутацию и формирования посредством метода экстраполяции упреждающих значений коэффициентов усиления на основе предыдущей информации о параметрах режима, адекватных произведениям относительных величин тока якоря и частоты вращения якоря, частоты вращения якоря и потока возбуждения главных полюсов. The aim of the invention is to improve switching in any mode of operation of a DC machine by tuning to optimally accelerated switching and generating, using the extrapolation method, forward values of gain factors based on previous information about the mode parameters that are adequate to the products of the relative values of the armature current and armature speed, armature speed and the excitation flux of the main poles.

Указанная цель достигается тем, что электрическая машина постоянного тока с устройством формирования коммутирующего поля, содержащая главные полюсы, дополнительные полюсы, наконечники которых выполнены со скосом в тангенциальном направлении, с обмотками, подключенными к выходам усилителей; датчик частоты вращения якоря; датчик тока якоря; датчик тока возбуждения; датчик наличия тока в цепи возбуждения главных полюсов, снабжена блоком синхронизации и блоком расчета упреждения, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами датчика тока главных полюсов, датчика частоты вращения якоря, датчик тока якоря; шестой, седьмой, восьмой входы блока расчета управляющих сигналов с учетом упреждения соединены с тремя выходами блока синхронизации, выходы блока расчета управляющих сигналов с учетом упреждения соединены с сигнальными входами усилителей, подающих питание на обмотки возбуждения дополнительных полюсов, а блок синхронизации дополнительно снабжен двумя выходами, соединенными с четвертым и пятым входами блока расчета управляющих сигналов с учетом упреждения. This goal is achieved by the fact that the electric DC machine with a device for forming a commuting field, containing the main poles, additional poles, the tips of which are beveled in the tangential direction, with windings connected to the outputs of the amplifiers; anchor speed sensor; armature current sensor; field current sensor; a sensor for the presence of current in the excitation circuit of the main poles, is equipped with a synchronization unit and a lead calculation unit, the first, second and third inputs of which are connected to the outputs of the current sensor of the main poles, sensor of rotation speed of the armature, current sensor of the armature; the sixth, seventh, eighth inputs of the control signal calculation unit taking into account lead are connected to three outputs of the synchronization block, the outputs of the control signal calculation block taking into account lead are connected to the signal inputs of amplifiers supplying excitation windings of additional poles, and the synchronization block is additionally equipped with two outputs, connected to the fourth and fifth inputs of the control signal calculation unit taking into account anticipation.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемая электрическая машина постоянного тока с устройством формирования коммутирующего поля отличается наличием нового блока расчета управляющих сигналов с учетом упреждения, заменившего блок расчета прототипа, и наличием двух дополнительных выходов блока синхронизации, что позволяет обеспечить выдачу сигналов, разрешающих фиксацию данных о параметрах режима машины постоянного тока в четырех циклах работы регулятора и хранение упреждаемых параметров режима работы машины. Comparative analysis with the prototype shows that the inventive electric DC machine with a commutator field shaping device is distinguished by the presence of a new control signal calculation block taking into account the lead that replaced the prototype calculation block, and by the presence of two additional outputs of the synchronization block, which ensures the issuance of signals allowing data fixation about the parameters of the mode of the DC machine in four cycles of the controller and the storage of anticipated parameters of the mode of operation of the machine.

Таким образом, заявляемая электрическая машина с устройством формирования коммутирующего поля соответствует критерию изобретения "новизна". Thus, the inventive electric machine with a device for forming a switching field meets the criteria of the invention of "novelty."

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия". Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions, therefore, provide the claimed solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг. 1 показана схема подключения машины к управляющим элементам; на фиг. 2 - базовые кривые реактивной ЭДС (1), соответствующие оптимально ускоренной коммутации, ЭДС, наводимой полем главных полюсов (2), ЭДС, наводимой под каждым дополнительным полюсом одной (3) и другой (4) полярности, результирующая коммутирующая ЭДС (5); на фиг. 3 - блок-схема блока расчета упреждения; на фиг. 4 - цикл работы устройства формирования коммутирующего поля предлагаемой машины; на фиг. 5 - блок-схема блока экстраполяции на примере блока экстраполяции одного из параметров режима; на фиг. 6 - графики реактивной ЭДС (1), ЭДС, наводимой полем главных полюсов (2), коммутирующей (3) и нескомпенсированной (4) ЭДС для номинального режима предлагаемой машины. In FIG. 1 shows a diagram of a machine connecting to control elements; in FIG. 2 - basic curves of reactive EMF (1), corresponding to optimally accelerated switching, EMF induced by the field of the main poles (2), EMF induced under each additional pole of one (3) and another (4) polarity, resulting commuting EMF (5); in FIG. 3 is a block diagram of a lead calculation unit; in FIG. 4 - cycle of the device for forming the switching field of the proposed machine; in FIG. 5 is a block diagram of an extrapolation unit using the example of an extrapolation unit of one of the mode parameters; in FIG. 6 - graphs of reactive EMF (1), EMF induced by the field of the main poles (2), commuting (3) and uncompensated (4) EMF for the nominal mode of the proposed machine.

Устройство формирования коммутирующего поля предлагаемой электрической машины постоянного тока (фиг. 1) содержит датчик 1 тока якоря 2, датчик 3 частоты вращения якоря, датчик 4 тока возбуждения главных полюсов, выходы которых подключены к первому, второму и третьему входам блока 5 расчета упреждения. Кроме того, устройство содержит датчик 6 наличия тока в цепи возбуждения главных полюсов, выход которого соединен со входом блока 7 синхронизации, пять выходов которого соединены с четвертым, пятым, шестым, седьмым и восьмым входами блока 5 расчета упреждения, выходы которого соединены с сигнальными входами линейных тиристорных усилителей 8 и 9, подающих питание на независимые обмотки возбуждения дополнительных полюсов 10 и 11. A device for forming a switching field of the proposed electric DC machine (Fig. 1) contains an armature current sensor 1, an armature speed sensor 3, a main pole excitation current sensor 4, the outputs of which are connected to the first, second and third inputs of the lead calculation unit 5. In addition, the device contains a sensor 6 for the presence of current in the excitation circuit of the main poles, the output of which is connected to the input of the synchronization unit 7, five outputs of which are connected to the fourth, fifth, sixth, seventh and eighth inputs of the lead calculation unit 5, the outputs of which are connected to the signal inputs linear thyristor amplifiers 8 and 9, supplying power to the independent excitation windings of the additional poles 10 and 11.

Задачей устройства формирования коммутирующего поля предлагаемой машины постоянного тока является обеспечение коэффициентов усиления q1 и q2 для усилителей 8 и 9 такой величины, чтобы коммутирующие ЭДС
ek(ωt) = q1•e * k1 (ωt)+q2•e * k2 (ωt)
как можно лучше компенсировала суммарную ЭДС [ep(ωt)+eг(ωt)] для режима, соответствующего упреждающим сигналам параметров упреждаемого режима R1 и R2, рассчитываемых методом экстраполяции величин Φ * т Ω * т и Ω * т I * т соответственно по их значениям в предыдущих циклах работы устройства. Здесь Ι * т * т и Ω * т - текущие значения тока якоря, потока главных полюсов и скорости вращения якоря в относительных единицах;
e * k1 (ωt) и e * k2 (ωt) - базовые ЭДС, наводимые под каждым дополнительным полюсом каждой полярности при q1=q2=0,5, в алгебраической сумме составляющие коммутирующие ЭДС e * k (ωt), амплитуда которой равна амплитуде базовой реактивной ЭДС e * p (ωt) при оптимально ускоренной коммутации (фиг. 2). За базовый принят режим работы машины постоянного тока на номинальной скорости Ωн, при номинальном токе якоря Iн и номинальном токе возбуждения главных полюсов iн. Этому режиму соответствует ЭДС e * г (ωt) (фиг. 2), наводимая полем главных полюсов в коммутационной зоне в номинальном режиме работы, Т - период коммутации; ep(ωt) и eг(ωt) - реактивная ЭДС и ЭДС, наводимая полем главных полюсов в упреждаемом режиме работы, ω = p•Ω (p - число пар полюсов).
The objective of the device for forming a switching field of the proposed DC machine is to provide amplification factors q 1 and q 2 for amplifiers 8 and 9 of such a magnitude that the switching emf
e k (ωt) = q 1 • e * k1 (ωt) + q 2 • e * k2 (ωt)
as best as possible compensated the total EMF [e p (ωt) + e g (ωt)] for the mode corresponding to the anticipatory signals of the parameters of the anticipated mode R1 and R2 calculated by the extrapolation of Φ * t Ω * t and Ω * t I * t accordingly, according to their values in previous cycles of the device. Here Ι * t , F * t and Ω * t - current values of the armature current, the flow of the main poles and the speed of rotation of the armature in relative units;
e * k1 (ωt) and e * k2 (ωt) - basic EMF induced under each additional pole of each polarity at q 1 = q 2 = 0.5, in the algebraic sum constituting commuting EMF e * k (ωt), whose amplitude is equal to the amplitude of the base reactive EMF e * p (ωt) with optimally accelerated switching (Fig. 2). The basic mode is the operation of a DC machine at a rated speed Ω n , at a rated armature current I n and a rated excitation current of the main poles i n . This mode corresponds to EMF e * g (ωt) (Fig. 2), induced by the field of the main poles in the switching zone in the nominal operating mode, T is the switching period; e p (ωt) and e g (ωt) are the reactive EMF and EMF induced by the field of the main poles in the anticipated mode of operation, ω = p • Ω (p is the number of pairs of poles).

Методика расчета коэффициентов усиления для усилителей предлагаемой машины аналогична соответствующей методике расчета прототипа, но в устройстве формирования коммутирующего поля предлагаемой машины расчет производится на основе иной информации. Если у прототипа параметры режима задаются сигналами, поступающими непосредственно с датчиков, то в предлагаемой машине устройство сначала производит расчет упреждающих значений параметров режима, адекватных произведениям этих сигналов: R1 соответствует Φ*Ω*, R2 - Ω*I* прототипа, где Ф*, I* и Ω* - относительные значения потока главных полюсов, тока якоря и частота вращения якоря прототипа. А после этого методом экстраполяции производится расчет соответствующих упреждаемому режиму значений коэффициентов q1 и q2.The method for calculating the gain for the amplifiers of the proposed machine is similar to the corresponding method for calculating the prototype, but in the device for generating the switching field of the proposed machine, the calculation is based on other information. If the prototype mode parameters are set by signals coming directly from the sensors, then in the proposed machine, the device first calculates the anticipatory values of the mode parameters that are adequate to the products of these signals: R1 corresponds to Φ * Ω * , R2 - Ω * I * of the prototype, where Ф * , I * and Ω * are the relative values of the flow of the main poles, the armature current and the rotation frequency of the prototype armature. After that, the extrapolation method calculates the coefficients q 1 and q 2 corresponding to the anticipated mode.

Иными словами, нужно рассчитывать такие q1 и q2, чтобы ЭДС ek(ωt) = q1•e * k1 (ωt)+q2•e * k2 (ωt) компенсировала суммарную ЭДС [ep(ωt)+eг(ωt)].
Поставленная задача решается путем точечного квадратичного аппроксимирования [10] заданной функции f(ωt) = ep(ωt)+eг(ωt)] полиномом Q = q1•e * k1 (ωt)+q2•e * k2 (ωt), где eг(ωt) = e * г (ωt)•R1, ep(ωt) = e * p (ωt)•R2 - ЭДС, наводимая полем главных полюсов в зоне коммутации, и реактивная ЭДС для упреждаемого режима с параметрами R1 и R2.
In other words, it is necessary to calculate such q 1 and q 2 so that the EMF e k (ωt) = q 1 • e * k1 (ωt) + q 2 • e * k2 (ωt) compensated for the total EMF [e p (ωt) + e g (ωt)].
The problem posed is solved by a point quadratic approximation [10] of a given function f (ωt) = e p (ωt) + e g (ωt)] by the polynomial Q = q 1 • e * k1 (ωt) + q 2 • e * k2 (ωt), where e g (ωt) = e * g (ωt) • R1, e p (ωt) = e * p (ωt) • R2 - EMF induced by the field of the main poles in the switching zone, and reactive EMF for the anticipated mode with parameters R1 and R2.

По точечному методу наименьших квадратов за меру отклонения полинома Q(ωt) от функции f(ωt) принимают величину

Figure 00000002

равную сумме квадратов отклонений полинома Q(ωt) от функции f(ωt) на заданной системе точек. Очевидно, задача сводится к минимизации S методом подбора q1 и q2, удовлетворяющих этому условию, для чего найдем частные производные dS/dq1 и dS/dq2. Приравнивая эти частные производные нулю, получим систему уравнений с двумя неизвестными q1 и q2:
Figure 00000003

Здесь
Figure 00000004
значения функций e * k1 (ωt), e * k2 (ωt), f(ωt) для j-й точки из системы, состоящих из n точек, равномерно распределенных по ширине коммутационной зоны.By the point least-squares method, the quantity deviation of the polynomial Q (ωt) from the function f (ωt) is taken to be
Figure 00000002

equal to the sum of the squared deviations of the polynomial Q (ωt) from the function f (ωt) on a given system of points. Obviously, the problem reduces to minimizing S by the selection of q 1 and q 2 satisfying this condition, for which we find the partial derivatives dS / dq 1 and dS / dq 2 . Equating these partial derivatives to zero, we obtain a system of equations with two unknowns q 1 and q 2 :
Figure 00000003

Here
Figure 00000004
values of the functions e * k1 (ωt), e * k2 (ωt), f (ωt) for the j-th point of the system, consisting of n points uniformly distributed over the width of the switching zone.

После раскрытия скобок и перенесения свободных членов в правые части уравнение (1) преобразуется к виду:

Figure 00000005

Таким образом, расчет коэффициентов усиления сводится к решению системы уравнений вида:
Figure 00000006

где
Figure 00000007

Figure 00000008

- постоянные величины для данной машины, а
Figure 00000009

и
Figure 00000010

коэффициенты, зависящие от режима работы
Главный определитель системы (3)
D = |A |B B| A| = A2-B2
также является постоянной величиной для данной машины, а вспомогательные определители
Figure 00000011

Figure 00000012

это коэффициенты, зависящие от режима ее работы. Коэффициенты q1 и q2 рассчитываются по формулам:
q1=D1/D, q2-D2/D.After opening the brackets and transferring the free terms to the right-hand sides, equation (1) is transformed to:
Figure 00000005

Thus, the calculation of the gain is reduced to solving a system of equations of the form:
Figure 00000006

Where
Figure 00000007

Figure 00000008

- constant values for a given machine, and
Figure 00000009

and
Figure 00000010

operating mode factors
The main determinant of the system (3)
D = | A | B B | A | = A 2 -B 2
is also a constant for this machine, and auxiliary determinants
Figure 00000011

Figure 00000012

these are coefficients depending on the mode of its operation. The coefficients q 1 and q 2 are calculated by the formulas:
q 1 = D 1 / D, q 2 -D 2 / D.

Блок 5 упреждения и расчета (фиг. 3) включает в себя блоки деления 12, 13 и 14, первые входы которых соединены с выходами датчиков 4, 3 и 1 соответственно, а на вторые входы поступают сигналы, соответствующие номинальным значениям тока возбуждения главных полюсов iн, частоты вращения якоря Ωн и тока якоря Iн соответственно.Block 5 lead and calculation (Fig. 3) includes blocks of division 12, 13 and 14, the first inputs of which are connected to the outputs of the sensors 4, 3 and 1, respectively, and the second inputs receive signals corresponding to the nominal values of the excitation current of the main poles i n , the rotation frequency of the armature Ω n and the current of the armature I n respectively.

С выхода блока 12 деления сигнал, соответствующий текущему значению тока возбуждения главных полюсов в относительных единицах i * т , поступает на вход функционального преобразователя 15, реализующий кривую намагничивания в относительных единицах, выход которого соединен с первым входом блока умножения 16, второй вход которого соединен с выходом блока 13, генерирующим сигнал, соответствующий текущему значению частоты вращения якоря в относительных единицах Ω * т .
С выхода блока 16 умножения сигнал, соответствующий произведению Ω * т Φ * т , поступает на вход блока 17 экстраполяции, второй вход которого соединен с первым выходом блока 7 синхронизации. Φ * т - текущее значение потока главных полюсов в относительных единицах.
From the output of block 12 division, the signal corresponding to the current value of the excitation current of the main poles in relative units i * t arrives at the input of the functional converter 15, which implements the magnetization curve in relative units, the output of which is connected to the first input of the multiplication unit 16, the second input of which is connected to the output of the unit 13, generating a signal corresponding to the current value of the armature speed in relative units Ω * t .
From the output of the multiplication block 16, the signal corresponding to the product Ω * t Φ * t arrives at the input of extrapolation block 17, the second input of which is connected to the first output of synchronization block 7. Φ * t - the current value of the flow of the main poles in relative units.

С выхода блока 14 сигнал, соответствующий текущему значению тока якоря в относительных единицах I * т , поступает на первый вход блока 18 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 13, а с выхода блока 18 сигнал, соответствующий произведению Ω * т I * т , поступает на первый вход блока 19 экстраполяции, второй вход которого соединен с первым выходом блока 7 синхронизации.From the output of block 14, the signal corresponding to the current value of the armature current in relative units I * t arrives at the first input of the multiplication block 18, the second input of which is connected to the output of block 13, and from the output of block 18 a signal corresponding to the product Ω * t I * t arrives at the first input of the extrapolation unit 19, the second input of which is connected to the first output of the synchronization unit 7.

Выходы блоков 17 и 19 экстраполяции соединены с первым и вторым входами блока 20 хранения параметров упреждаемого режима, третий вход которого подключен ко второму выходу блока 7 синхронизации. The outputs of the extrapolation units 17 and 19 are connected to the first and second inputs of the anticipated mode storage unit 20, the third input of which is connected to the second output of the synchronization unit 7.

Первый выход блока 20 соединен с первым входом блока 21 умножения, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий базовой ЭДС e * гj , с первого выхода блока 22 задания базового режима. Второй выход блока 20 соединен с первым входом блока 23 умножения, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий базовой ЭДС e * рj , со второго выхода блока 22 задания базового режима.The first output of block 20 is connected to the first input of the multiplication block 21, the second input of which receives a signal corresponding to the base EMF e * rj , from the first output of the base mode setting unit 22. The second output of block 20 is connected to the first input of the multiplication block 23, the second input of which receives a signal corresponding to the base EMF e * pj , from the second output of the base mode setting unit 22.

Выходы блоков 21 и 23 соединены с первым и вторым входами сумматора 24, с выхода которого сигнал, соответствующий сумме (e * pj +e * гj ), поступает на первые входы блоков умножения 25 и 26, на вторые входы которых поступают сигналы, соответствующие e * k1j и e * k2j , с третьего и четвертого выхода блока 22 задания базового режима.The outputs of blocks 21 and 23 are connected to the first and second inputs of the adder 24, from the output of which a signal corresponding to the sum (e * pj + e * rj ), arrives at the first inputs of the multiplication blocks 25 and 26, the second inputs of which receive signals corresponding to e * k1j and e * k2j , from the third and fourth output of the base mode setting unit 22.

Здесь e * pj , e * гj , e * k1j , e * k2j , epj и eгj/- значения функций

Figure 00000013
для j-й точки из системы, состоящей из n равномерно распределенных по ширине коммутационной зоны точек.Here e * pj , e * rj , e * k1j , e * k2j , e pj and e gj / are the values of the functions
Figure 00000013
for the jth point from the system consisting of n points uniformly distributed over the width of the switching zone.

С выходов блоков 25 и 26 умножения сигналы, соответствующие произведениям (epj+eгj)•e * k1j и (epj+eгj)•e * k2j , поступают на интеграторы 27 и 28, которые накапливают суммы, рассчитанные по (6) и (7). На вторые входы интеграторов 27 и 28 поступает сигнал с третьего выхода блока 7 синхронизации. Выходы интеграторов 27 и 28 соединены соответственно с первым и вторым входами блока 29 хранения коэффициентов C1 и C2, третий вход которого соединен с четвертым выходом блока 7 синхронизации, первый выход - с первыми входами блоков умножения 30 и 31, а второй выход с первыми входами блоков умножения 32 и 33. На вторые входы блоков умножения 30 и 32 поступает сигнал, соответствующий коэффициенту A (4); на вторые входы блоков умножения 31 и 33 поступает сигнал, соответствующий коэффициенту B (5). Выход блока умножения 30 соединен с первым входом сумматора 34, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока умножения 33, а выход соединен с первым входом блока 35 деления, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий коэффициенту D (8).From the outputs of multiplication blocks 25 and 26, the signals corresponding to the products (e pj + e gj ) • e * k1j and (e pj + e gj ) • e * k2j , arrive at integrators 27 and 28, which accumulate the amounts calculated by (6) and (7). The second inputs of the integrators 27 and 28 receives a signal from the third output of the synchronization unit 7. The outputs of the integrators 27 and 28 are connected respectively to the first and second inputs of the storage unit 29 of the coefficients C 1 and C 2 , the third input of which is connected to the fourth output of the synchronization unit 7, the first output to the first inputs of the multiplication units 30 and 31, and the second output to the first the inputs of the multiplication blocks 32 and 33. The signal corresponding to the coefficient A (4) is supplied to the second inputs of the multiplication blocks 30 and 32; the second inputs of the multiplication blocks 31 and 33 receives a signal corresponding to the coefficient B (5). The output of the multiplication unit 30 is connected to the first input of the adder 34, the second input of which receives a signal from the output of the multiplication unit 33, and the output is connected to the first input of the division unit 35, the second input of which receives a signal corresponding to the coefficient D (8).

Выход блока умножения 31 соединен с первым входом сумматора 36, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока умножения 32, а выход соединен с первым входом блока деления 37, на второй вход которого поступает сигнал, соответствующий коэффициенту D (8). The output of the multiplication unit 31 is connected to the first input of the adder 36, the second input of which receives a signal from the output of the multiplication unit 32, and the output is connected to the first input of the division unit 37, the second input of which receives a signal corresponding to the coefficient D (8).

Выходы блоков деления 35 и 37 подключены соответственно к первому и второму входам блока 38 хранения коэффициентов усиления q1 и q2, на третий вход которого поступает сигнал с пятого выхода блока 7 синхронизации. Первый выход блока 38 соединен с сигнальным входом линейного тиристорного усилителя 8 (фиг. 1); второй выход блока 38 соединен с сигнальным входом линейного тиристорного усилителя 9 (фиг. 1).The outputs of the division blocks 35 and 37 are connected respectively to the first and second inputs of the storage unit 38 of the amplification factors q 1 and q 2 , the third input of which receives a signal from the fifth output of the synchronization block 7. The first output of block 38 is connected to the signal input of a linear thyristor amplifier 8 (Fig. 1); the second output of block 38 is connected to the signal input of the linear thyristor amplifier 9 (Fig. 1).

Блоки экстраполяции 17 и 19 производят расчет параметров R1 и R2 на основе информации четырех предыдущих циклов. Методика главного расчета излагается на примере экстраполяции параметра R1. The extrapolation units 17 and 19 calculate the parameters R1 and R2 based on information from four previous cycles. The main calculation procedure is described by the example of extrapolation of the parameter R1.

Расчет упреждающего сигнала R1 производится путем вычисления многочлена в форме Ньютона [10] на основе информации об относительных значениях этого параметра R0, R1, R2 и R3, поступающей с блока умножения 16 в четырех предыдущих циклах работы устройства формирования коммутирующего поля предлагаемой машины:
R1 = K0 + K1 (t-t0) + K2(t-t1)(t-t0) + K3(t-t2)(t-t1)(t-t0)
где
t0, t1, t2, t3 - время начала предыдущих циклов работы устройства; t - время упреждения, рассчитываемое как t = t3 +Tу,
где
Tу = t1-t0= t2-t1=t3-t2 - период цикла работы устройства формирования коммутирующего поля предлагаемой машины, величина которого определяется временем экстраполяции параметров упреждаемого режима Tэ, временем Тц расчета коэффициентов усиления q1 и q2 и инерционностью силовой цепи возбуждения дополнительных полюсов TДП (фиг. 4).
The calculation of the pre-emptive signal R1 is carried out by calculating the polynomial in the Newton form [10] based on the information on the relative values of this parameter R 0 , R 1 , R 2 and R 3 received from the multiplication unit 16 in the four previous cycles of the device for forming the switching field of the proposed machine :
R 1 = K 0 + K 1 (tt 0 ) + K 2 (tt 1 ) (tt 0 ) + K 3 (tt 2 ) (tt 1 ) (tt 0 )
Where
t 0 , t 1 , t 2 , t 3 - the start time of the previous cycles of the device; t is the lead time, calculated as t = t 3 + T y ,
Where
T y = t 1 -t 0 = t 2 -t 1 = t 3 -t 2 is the cycle period of the device for forming the switching field of the proposed machine, the value of which is determined by the extrapolation time of the parameters of the anticipated mode T e , the time T c calculation of the gain q 1 and q 2 and the inertia of the power circuit of the excitation of additional poles T DP (Fig. 4).

K0, K1, K2 и K3 - коэффициенты многочлена Ньютона, рассчитываемые по разностной схеме. При расчете используются следующие зависимости:
а) разделенные разности 1 порядка:

Figure 00000014

Figure 00000015

Figure 00000016

б) разделенные разности 2 порядка:
Figure 00000017

Figure 00000018

в) разделенная разность 3 порядка:
Figure 00000019

Коэффициенты многочлена Ньютона рассчитываются следующим образом:
K0=R0;
K1=[R0R1];
K2=[R0R1R2];
K3=[R0R1R2R3],
а сам многочлен имеет вид:
R1 = K0+ K1•4Ty+ K2•12T 2 y + K3•24T 3 y
Для упреждающего значения параметра R2 зависимости (14)-(24) аналогичны.K 0 , K 1 , K 2 and K 3 are the coefficients of the Newton polynomial, calculated by the difference scheme. The following dependencies are used in the calculation:
a) divided differences of the 1st order:
Figure 00000014

Figure 00000015

Figure 00000016

b) divided differences of 2 orders:
Figure 00000017

Figure 00000018

c) the divided difference of 3 orders:
Figure 00000019

The coefficients of the Newton polynomial are calculated as follows:
K 0 = R 0 ;
K 1 = [R 0 R 1 ];
K 2 = [R 0 R 1 R 2 ];
K 3 = [R 0 R 1 R 2 R 3 ],
and the polynomial itself has the form:
R1 = K 0 + K 1 • 4T y + K 2 • 12T 2 y + K 3 • 24T 3 y
For the anticipatory value of the parameter R2, dependences (14) - (24) are similar.

Блоки 17 и 19 экстраполяции имеют одинаковую структуру, показанную на фиг. 5 для блока 17. The extrapolation units 17 and 19 have the same structure as shown in FIG. 5 for block 17.

Выход блока 12 (фиг. 3) соединен со входом блока 39 хранения четырех текущих значений R0, R1, R2, R3 относительной величины параметра режима R1 получаемых в четырех предыдущих циклах работы устройства; ко второму входу блока 39 подключен первый выход блока 7 синхронизации.The output of block 12 (Fig. 3) is connected to the input of block 39 for storing four current values of R 0 , R 1 , R 2 , R 3 relative values of the mode parameter R1 obtained in the four previous cycles of the device; to the second input of block 39 is connected the first output of block 7 synchronization.

Первый и второй выходы блока 39 соединены с первым и вторым входами сумматора 30, с выхода которого сигнал, соответствующий разности (R1-R0), поступает на первый вход блока деления 41, на второй вход которого подается постоянный сигнал, соответствующий величине Tу.The first and second outputs of block 39 are connected to the first and second inputs of the adder 30, from the output of which a signal corresponding to the difference (R 1 -R 0 ) is supplied to the first input of the division unit 41, to the second input of which a constant signal corresponding to the value of T y .

Второй и третий выходы блока 39 соединены с первым и вторым входами сумматора 42, с выхода которого сигнал, соответствующий разности (R2-R1), поступает на первый вход блока деления 43, на второй вход которого подается постоянный сигнал, соответствующий Ту.The second and third outputs of block 39 are connected to the first and second inputs of the adder 42, from the output of which a signal corresponding to the difference (R 2 -R 1 ) is supplied to the first input of the division unit 43, to the second input of which a constant signal corresponding to T y is applied.

Третий и четвертый выходы блока 39 соединены с первым и вторым входами сумматора 44, с выхода которого сигнал, соответствующий разности (R3-R2), поступает на первый вход блока деления 45, на второй вход которого подается постоянный сигнал, соответствующий Ту.The third and fourth outputs of block 39 are connected to the first and second inputs of the adder 44, from the output of which a signal corresponding to the difference (R 3 -R 2 ) is supplied to the first input of the division unit 45, to the second input of which a constant signal corresponding to T y is supplied.

С выхода блока деления 41 сигнал, соответствующий разделенной разности первого порядка (14), поступает на первый вход сумматора 46, на второй вход которого с выхода блока деления 43 поступает сигнал, соответствующий разделенной разности порядка (15). Выход сумматора 46 соединен с первым входом блока деления 47, на второй вход которого подается постоянный сигнал, соответствующий константе 2Ту, а на выходе формируется сигнал, соответствующий разделенной разности второго порядка (17).From the output of the division unit 41, the signal corresponding to the divided first-order difference (14) is fed to the first input of the adder 46, the second input of which from the output of the division unit 43 receives the signal corresponding to the divided order difference (15). The output of the adder 46 is connected to the first input of the division unit 47, the second input of which is supplied with a constant signal corresponding to the constant 2T y , and the output generates a signal corresponding to the divided difference of the second order (17).

С выхода блока деления 43 сигнал, соответствующий разделенной разности первого порядка (15), поступает на первый вход сумматора 48, на второй вход которого с выхода блока деления 45 поступает сигнал, соответствующий разделенной разности первого порядка (16). Выход сумматора 48 соединен с первым входом блока деления 50, на второй вход которого подается постоянный сигнал, соответствующий константе 2Ту, а на выходе формируется сигнал, соответствующий разделенной разности второго порядка (18).From the output of the division unit 43, the signal corresponding to the divided first-order difference (15) is fed to the first input of the adder 48, the second input of which from the output of the division unit 45 receives a signal corresponding to the divided first-order difference (16). The output of the adder 48 is connected to the first input of the division unit 50, the second input of which is supplied with a constant signal corresponding to the constant 2T y , and the output generates a signal corresponding to the divided difference of the second order (18).

Выходы блоков деления 47 и 49 соединены с первым и вторым входами сумматора 50, выход которого подключен к первому входу блока деления 51, на второй вход которого подается постоянный сигнал, соответствующий константе 3Ту, а на выходе формируется сигнал, соответствующий разделенной разности третьего порядка (19).The outputs of the division blocks 47 and 49 are connected to the first and second inputs of the adder 50, the output of which is connected to the first input of the division 51, the second input of which supplies a constant signal corresponding to the constant 3T y , and the output generates a signal corresponding to the divided difference of the third order ( 19).

Таким образом, на первом выходе блока 39 и на выходах блоков 41, 47 и 51 формируются сигналы, соответствующие коэффициентам многочлена Ньютона (20), (21) и (23). Thus, at the first output of block 39 and at the outputs of blocks 41, 47 and 51, signals are generated corresponding to the coefficients of the Newton polynomial (20), (21) and (23).

Блоки 52-57 реализуют формулу (24) расчета экстраполированного значения упреждающего сигнала параметра R1. Выход блока деления 41 соединен с первым входом блока умножения 52, на второй вход которого поступает постоянный сигнал, соответствующий константе 4Ту, а выход соединен с первым входом сумматора 53, на второй вход которого поступает сигнал с первого блока 39, а выход соединен с первым входом сумматора 54.Blocks 52-57 implement the formula (24) for calculating the extrapolated value of the pre-emptive signal of parameter R1. The output of the division unit 41 is connected to the first input of the multiplication unit 52, the second input of which receives a constant signal corresponding to the constant 4T y , and the output is connected to the first input of the adder 53, the second input of which receives the signal from the first block 39, and the output is connected to the first adder 54 input.

Выход блока деления 47 соединен с первым входом блока умножения 55, на второй вход которого подается постоянный сигнал, соответствующий константе 12T 2 y , а выход соединен с первым входом сумматора 56.The output of the division unit 47 is connected to the first input of the multiplication unit 55, to the second input of which a constant signal corresponding to the constant 12T 2 y , and the output is connected to the first input of the adder 56.

Выход блока деления 51 соединен с первым входом блока умножения 57, на второй вход которого подается постоянный сигнал, соответствующий константе 24T 3 y , а выход соединен со вторым входом сумматора 56, выход которого подключен ко второму входу сумматора 54.The output of the division unit 51 is connected to the first input of the multiplication unit 57, to the second input of which a constant signal corresponding to the constant 24T 3 y and the output is connected to the second input of the adder 56, the output of which is connected to the second input of the adder 54.

С выхода сумматора 54 сигнал, соответствующий экстраполированному упреждающему значению относительной величины параметра R1 (24), поступает на первый вход блока 20 хранения параметров упреждаемого режима (фиг. 3). From the output of the adder 54, the signal corresponding to the extrapolated anticipatory value of the relative value of the parameter R1 (24) is fed to the first input of the anticipated mode parameter storage unit 20 (Fig. 3).

Предлагаемая электрическая машина постоянного тока с устройством формирования коммутирующего поля работает следующим образом. При наличии тока в цепи обмотки возбуждения главных полюсов блок 7 синхронизации выдает управляющие сигналы в соответствии с временной диаграммой фиг. 4. По импульсу последовательности φ1, получаемой на первом выходе блока 7, относительные значения Φ * т Ω * т и Ω * т I * т фиксируются в блоках 17 и 19 до поступления следующего импульса этой последовательности, т.е. на весь цикл Ту работы устройства. По этому же импульсу последовательности φ1 обнуляются интеграторы 27 и 28, а в блоках экстраполяции 17 и 19 рассчитываются упреждающие значения параметров режима R1 и R2.The proposed electric DC machine with a device for forming a switching field operates as follows. If there is a current in the circuit of the field winding of the main poles, the synchronization unit 7 provides control signals in accordance with the timing diagram of FIG. 4. The momentum of the sequence φ 1 obtained at the first output of block 7, the relative values of Φ * t Ω * t and Ω * t I * t are fixed in blocks 17 and 19 until the next pulse of this sequence arrives, i.e. for the entire cycle T at the operation of the device. According to the same pulse of the sequence φ 1, the integrators 27 and 28 are reset, and in the extrapolation blocks 17 and 19, the anticipatory values of the parameters of the mode R1 and R2 are calculated.

По импульсу последовательности φ2 они фиксируются в блоке 20 хранения параметров режима.By the pulse of the sequence φ 2 they are fixed in the block 20 storing the parameters of the mode.

С приходом j-го импульса последовательности φ3 на вход блока 22, на соответствующих выходах этого блока появляются сигналы, соответствующие e * pj , e * гj , e * k1j и e * k2j . Блок 21 производит коррекцию ЭДС, наводимой полем главных полюсов по потоку возбуждения главных полюсов и частоте вращения якоря (параметр R1). Блок 23 корректирует реактивную ЭДС по частоте вращения и току якоря (параметр R2). На выходе сумматора 24 получается алгебраическая сумма (eрj+eгj), на выходе блока умножения 25 - произведение (epj+eгj)•e * k1j , на выходе блока умножения 26 - произведение (epj+eгj)•e * k2j . На выходе интегратора 27 формируется сигнал, соответствующий сумме

Figure 00000020
на выходе интегратора 28 формируется сигнал, соответствующий сумме
Figure 00000021
Если j < n, то накопление сумм на интеграторах 27 и 28 продолжается. Если j = n, то на выходах интеграторов 27 и 28 будут иметь место сигналы, соответствующие коэффициентам C1 (6) и C2 (7), которые по импульсу последовательности φ4 будут зафиксированы в блоке 29 хранения коэффициентов C1 и C2 до следующего импульса этой последовательности и поступят в выходную часть блока упреждения и расчета (блоки 30-38). На блоках 30-38 реализуется вычисление коэффициентов D1, D2, q1 и q2. Сигнал на выходе сумматора 34 соответствует коэффициенту D1; сигнал на выходе сумматора 36 - коэффициенту D2; сигнал на выходе блока деления 35 - коэффициенту q2; сигнал на выходе блока 37 - коэффициенту q2. Цикл расчетов новых q1 и q2 завершен. По импульсу последовательности φ5 значения q1 и q2 фиксируются в блоке 38 и поступают с его выходов на сигнальные входы линейных тиристорных усилителей 8 и 9.With the arrival of the jth pulse of the sequence φ 3 at the input of block 22, signals corresponding to e appear at the corresponding outputs of this block * pj , e * rj , e * k1j and e * k2j . Block 21 corrects the EMF induced by the field of the main poles along the excitation flow of the main poles and the rotation frequency of the armature (parameter R1). Block 23 corrects the reactive EMF according to the rotation frequency and armature current (parameter R2). At the output of adder 24, an algebraic sum is obtained (e pj + e gj ), at the output of the multiplication block 25, the product (e pj + e gj ) • e * k1j , at the output of multiplication block 26, is the product (e pj + e gj ) • e * k2j . The output of the integrator 27 generates a signal corresponding to the sum
Figure 00000020
at the output of the integrator 28, a signal is generated corresponding to the sum
Figure 00000021
If j <n, then the accumulation of sums on the integrators 27 and 28 continues. If j = n, then at the outputs of the integrators 27 and 28 there will be signals corresponding to the coefficients C 1 (6) and C 2 (7), which, by the pulse of the sequence φ 4, will be fixed in the block 29 for storing the coefficients C 1 and C 2 to the next pulse of this sequence will go to the output part of the lead and calculation block (blocks 30-38). On blocks 30-38, the coefficients D 1 , D 2 , q 1 and q 2 are calculated. The signal at the output of the adder 34 corresponds to the coefficient D 1 ; the signal at the output of the adder 36 - coefficient D 2 ; the signal at the output of the division block 35 - coefficient q 2 ; the signal at the output of block 37 is the coefficient q 2 . The cycle of calculations of new q 1 and q 2 is completed. According to the pulse of the sequence φ 5, the values of q 1 and q 2 are fixed in block 38 and come from its outputs to the signal inputs of linear thyristor amplifiers 8 and 9.

Конец цикла Ту работы устройства формирования коммутирующего поля предлагаемой машины определяется инерционностью обмоток возбуждения дополнительных полюсов (ТДП на фиг. 4).The end of the cycle T at the operation of the device for forming the switching field of the proposed machine is determined by the inertia of the excitation windings of the additional poles (T DP in Fig. 4).

Блок расчета упреждения вместе с блоком 7 синхронизации может быть реализован на базе управляющей вычислительной машины. При этом сигналы с датчиков поступают в управляющую вычислительную машину через аналого-цифровые преобразователи. Блок задания моделирования базового режима реализован в виде совокупности массивов чисел, размерностью n каждый, в памяти управляющей вычислительной машины. Там же хранятся коэффициенты iн, Ωн, Iн, A, B и D. Рассчитанные в управляющей вычислительной машине коды сигналов q1 и q2 подаются на цифро-аналоговые преобразователи. Соответствующие этим кодам аналоговые сигналы поступают на входы линейных тиристорных усилителей, подающих питание на независимые обмотки возбуждения дополнительных полюсов. При этом управляющая вычислительная машина работает только при наличии сигнала с датчика наличия тока в цепи возбуждения главных полюсов, который может быть реализован с оптронной парой.The lead calculation unit together with the synchronization unit 7 can be implemented on the basis of a control computer. In this case, the signals from the sensors enter the control computer through analog-to-digital converters. The basic mode modeling task block is implemented as a set of arrays of numbers, each n dimension, in the memory of the control computer. The coefficients i n , Ω n , I n , A, B, and D are also stored there. The signal codes q 1 and q 2 calculated in the control computer are fed to digital-to-analog converters. The analog signals corresponding to these codes are fed to the inputs of linear thyristor amplifiers, which supply power to the independent excitation windings of the additional poles. In this case, the control computer only works if there is a signal from a current sensor in the excitation circuit of the main poles, which can be implemented with an optocoupler pair.

Предлагаемая машина обеспечивает в номинальном режиме величину нескомпенсированной ЭДС в диапазоне от +1 В до -1,3 В (фиг. 6). При этом за счет упреждения компенсируется запаздывание, вносимое в тракт управления инерционностью обмотки возбуждения дополнительных полюсов. The proposed machine provides in nominal mode the value of uncompensated EMF in the range from +1 V to -1.3 V (Fig. 6). In this case, due to pre-emptive delay is compensated for, introduced into the path of control of the inertia of the excitation winding of the additional poles.

В случае многополюсной машины тиристорные усилители, подающие питание на обмотки возбуждения дополнительных полюсов, подключаются параллельно каждой группе катушек дополнительных полюсов, соединенных последовательно друг с другом, аналогичной группе катушек дополнительных полюсов прототипа. In the case of a multi-pole machine, thyristor amplifiers supplying the excitation windings of the additional poles are connected in parallel to each group of coils of additional poles connected in series with each other, similar to the group of coils of additional poles of the prototype.

Claims (1)

Электрическая машина постоянного тока с устройством формирования коммутирующего поля, содержащая главные полюсы, дополнительные полюсы, наконечники которых выполнены со скосом в тангенциальном направлении с обмотками, подключенными к выходам усилителей, подающих питание на независимые обмотки возбуждения дополнительных полюсов, датчик тока возбуждения главных полюсов, датчик частоты вращения якоря, датчик тока якоря, датчик наличия тока в цепи возбуждения главных полюсов, блок синхронизации, вход которого подключен к выходу датчика наличия тока в цепи возбуждения главных полюсов, а также блок расчета, первый, второй и третий входы которого соединены с выходами датчиков тока возбуждения главных полюсов, частоты вращения якоря и тока якоря, шестой, седьмой и восьмой входы блока расчета соединены с тремя выходами блока синхронизации, а выходы блока расчета соединены с сигнальными входами усилителей, отличающаяся тем, что блок расчета выполнен с возможностью реализации дополнительной функции вычисления упреждающих сигналов параметров упреждающего режима R1 и R2, рассчитываемых методом экстраполяции величин Ф * т Ω * т и Ω * т I * т соответственно, по их значениям в предыдущих циклах работы устройства, где I * т * т и Ω * т - текущие значения тока якоря, потока главных полюсов и частоты вращения якоря в относительных единицах, а блок синхронизации снабжен первым и вторым выходами, соединенными с введенными четвертым и пятым входами блока расчета, причем первый выход блока синхронизации служит для расчета упреждающих значений параметров упреждающего режима, а второй выход - для их фиксации в блоке расчета на весь текущий цикл работы устройства.An electric DC machine with a commutator field forming device, containing main poles, additional poles whose tips are beveled tangentially with windings connected to the outputs of amplifiers supplying power to the independent excitation windings of the additional poles, main current excitation current sensor, frequency sensor rotation of the armature, current sensor of the armature, the presence of current sensor in the excitation circuit of the main poles, the synchronization unit, the input of which is connected to the output of the sensor the presence of current in the excitation circuit of the main poles, as well as a calculation unit, the first, second and third inputs of which are connected to the outputs of the sensors for the excitation current of the main poles, the armature speed and armature current, the sixth, seventh and eighth inputs of the calculation unit are connected to three outputs of the synchronization unit and the outputs of the calculation unit are connected to the signal inputs of the amplifiers, characterized in that the calculation unit is configured to implement an additional function for calculating the pre-emptive signals of the parameters of the pre-emptive mode R1 and R2, extrapolation * t Ω * t and Ω * t I * t accordingly, according to their values in previous cycles of the device, where I * t , F * t and Ω * t - current values of the armature current, the flow of the main poles and the rotation frequency of the armature in relative units, and the synchronization unit is equipped with first and second outputs connected to the inputted fourth and fifth inputs of the calculation unit, the first output of the synchronization unit used to calculate the anticipatory values of the parameters of the anticipatory mode, and the second output is for fixing them in the calculation unit for the entire current cycle of the device.
RU96108104A 1996-04-18 1996-04-18 D c electric machine with former of commutation field RU2123753C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96108104A RU2123753C1 (en) 1996-04-18 1996-04-18 D c electric machine with former of commutation field

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96108104A RU2123753C1 (en) 1996-04-18 1996-04-18 D c electric machine with former of commutation field

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU96108104A RU96108104A (en) 1998-10-27
RU2123753C1 true RU2123753C1 (en) 1998-12-20

Family

ID=20179780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96108104A RU2123753C1 (en) 1996-04-18 1996-04-18 D c electric machine with former of commutation field

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2123753C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2808275B2 (en) Electromagnetic actuator device
Jahns et al. Pulsating torque minimization techniques for permanent magnet AC motor drives-a review
EP2232695B1 (en) Control of electrical machines
CN112970189B (en) Position observer of motor
EP0321473B1 (en) A system useful for controlling multiple synchronous secondaries of a linear motor along an elongated path
JPH0919184A (en) Brushless motor
JPH04229093A (en) Control circuit for switchable reluctance motor
US5619114A (en) Signal averager for use with motor controller
JP3473178B2 (en) Control device for rotating electric machine
US4629958A (en) Synchronous motor control system
US5742136A (en) Linear motor drive system
EP0104909B1 (en) Servomotor control method and apparatus therefor
KR100745007B1 (en) Brushless machine control
RU2123753C1 (en) D c electric machine with former of commutation field
EP1250608A1 (en) Load angle determination for electrical motors
US7425783B2 (en) Linear motor
RU2119224C1 (en) Dc electrical machine with commutating field shaping device
RU2119225C1 (en) Dc electrical machine with commutating field shaping device
SU1758779A1 (en) D c electric machine with device for formation of commutating
Panda et al. Accurate position estimation in switched reluctance motor with smooth starting
JP2529297B2 (en) Servo device
JPH0683585B2 (en) Induction Motor Servo Control System Improves Transient Response by Excitation Angle Control
JPH09149672A (en) Multiphase linear motor controller
JPH01308184A (en) Controlling method for speed of moving body
RU2251780C2 (en) Device for shaping commutating field of commutator machine