ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Сущность способа управления синхронным двигателем в режиме колебаний, возникающих при питании одной обмотки статора постоянным, а другой -переменным током,. заключается в том, что измеряют переменные напряжения и ток, по которым оценивают резонанс во второй обмотке, и изменяют величину постоянного тока так, чтобы электрические колебания во второй обмотке находились в резонансном режиме.

На схеме (См. рис.) 1-регулируемый источник постоянного тока, 2-источник переменного тока, 3 и 6-первая и вторая обмотки статора синхронного двигателя, 4-датчик тока, 5-ротор синхронного двигателя, 7- датчик напряжения, 8-блок определения резонанса.

Постоянные магниты, расположенные на роторе 5 двигателя, создают намагничивающий поток Ф _0.

При подключении первой обмотки 3 статора двигателя к источникуiпостоянного тока, по ней протекает токi_0.В результате взаимодействия обмотки 3 с токомi₀и магнитного поля Ф ₀

ротор 5 синхронного двигателя поворачивается и занимает нейтральное положение, соответствующее минимуму энергетической системы. При повороте ротора 5 относительно этого нейтрального положения на угол на него действует момент

М _В = кi₀Ф ₀sin(1)

Где к- коэффициент пропорциональности, стремящийся вернуть ротор в исходное положение. Следовательно первая обмотка 3, подключенная к источнику постоянного тока, выполняет функцию электрической пружины, жесткость которой, как следует из уравнения (1), пропорциональная постоянному токуi_0.

Переменный ток во второй обмотке 6 статора синхронного двигателя создает переменный магнитный поток, под действием которого ротор 5 совершает колебательное движение относительно нейтрального положения. Частота колебаний при этом определяется частотой переменного тока во второй обмотке 6. Амплитуда колебаний зависит от параметров двигателя, величины питающего переменного тока, жесткости электрической пружины и момента инерции механической нагрузки. Наилучший режим работы такой системы резонансный. В этом режиме активный ток в обмотке 6 минимален, а амплитуда колебаний ротора максимальна. С целью контроля резонансного режима с помощью датчика тока 4 измеряется переменный ток, а с помощью датчика 7 напряжения- переменное напряжение, приложенное ко второй обмотке 6. Сигналы с выходов датчика тока 4 и напряжения 7 поступают на входы блока 8 определения резонанса, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное отклонению параметра, характеризующего режим колебаний от значения, соответствующего резонансу. В качестве таких параметров могут использоваться различные физические величины, например фазовый сдвиг между током и напряжением, минимум активного тока и др. Сигнал с выхода блока 8 определения резонанса поступает на управляющий вход регулируемого источникаiпостоянного тока, в результате чего происходит увеличение постоянного токаi₀в первой обмотке синхронного двигателя. За счет действия обратной связи в обмотке устанавливается постоянный ток такой величины, при которой в обмотке 6 переменного тока имеет место резонанс. При изменении момента инерции нагрузки изменяется резонансная частота системы. Это приводит к изменению выходного сигнала блока 8 определения резонанса и, следовательно, изменению токаi₀в первой обмотке 3, благодаря чему восстанавливается резонансный режим колебаний. Таким образом, при любых изменениях параметров механической нагрузки поддерживается резонансный режим колебаний ротора синхронного двигателя.

Рис. Функциональная схема реализации способа управления синхронным двигателем в режиме колебаний.