Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос :  ea000020858b*\id

больше ...
Термины запроса в документе


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

1. Способ косвенной оценки положения ротора в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях, содержащий этапы, на которых формируют данные относительно работы трехфазного коммутируемого реактивного электродвигателя, содержащего ротор и три фазы; задают множество пороговых значений тока, по меньшей мере, для первой фазы и определяют положение ротора посредством подачи серии импульсов напряжения, достаточной для индуцирования импульса тока в первой фазе, причем импульс тока имеет некоторую максимальную амплитуду по току, сравнения максимальной амплитуды по току импульса тока по меньшей мере с одним из множества пороговых значений тока для первой фазы и определения сектора ротора посредством сравнения максимальной амплитуды по току импульса тока в первой фазе с заранее определенными нижними и верхними пороговыми значениями тока, так что каждый сектор ротора относится по меньшей мере к одному из заранее определенных нижних и верхних пороговых значений тока.

2. Способ по п.1, в котором задание множества пороговых значений тока, по меньшей мере, для первой фазы содержит этап, на котором задают верхнее пороговое значение тока и нижнее пороговое значение тока для любой из трех фаз.

3. Способ по п.2, в котором задание множества пороговых значений тока, по меньшей мере, для первой фазы содержит этапы, на которых задают верхнее пороговое значение тока для каждой из трех фаз и задают нижнее пороговое значение тока для каждой из трех фаз.

4. Способ по п.3, в котором этап формирования содержит этап, на котором определяют максимальный индуцированный ток при множестве угловых положений, по меньшей мере, в первой фазе.

5. Способ по п.4, в котором этап формирования содержит этап, на котором определяют максимальный ток при множестве угловых положений в каждой, по меньшей мере, из первой и второй фаз.

6. Способ по п.5, в котором этап формирования содержит этап, на котором определяют максимальный ток при множестве угловых положений в каждой из трех фаз.

7. Способ по п.6, в котором этап формирования для каждой из трех фаз содержит этап, на котором проводят первое событие тестирования при первом угловом положении, причем первое событие тестирования содержит подачу напряжения тестового импульса на фазу для индуцирования тока, определение максимального индуцированного тока в фазе и обеспечение спадания индуцированного тока до нуля.

8. Способ по п.7, дополнительно содержащий для каждой из трех фаз этап, на котором проводят второе событие тестирования при втором угловом положении, причем второе событие тестирования содержит подачу напряжения тестового импульса на фазу для индуцирования тока и определение максимального индуцированного тока в фазе.

9. Способ по п.8, в котором ротор находится в движении во время события тестирования.

10. Способ косвенной оценки положения ротора в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях, содержащий этапы, на которых формируют данные относительно работы трехфазного коммутируемого реактивного электродвигателя, содержащего ротор и три фазы, при этом этап формирования для каждой из трех фаз содержит проведение первого события тестирования при первом угловом положении, в то время как ротор находится в движении, причем первое событие тестирования содержит подачу напряжения тестового импульса на фазу для индуцирования тока, определение максимального индуцированного тока в фазе и инициирование спадания индуцированного тока до нуля; и проведение второго события тестирования при втором угловом положении, в то время как ротор находится в движении, причем второе событие тестирования содержит подачу напряжения тестового импульса на фазу для индуцирования тока и определение максимального индуцированного тока; определяют пороговое значение тока для каждой из трех фаз, при этом упомянутое определение содержит определение верхнего порогового значения тока для каждой из трех фаз, определение нижнего порогового значения тока для каждой из трех фаз; и считывают положения ротора посредством подачи считывающего напряжения, достаточного для индуцирования импульса тока, имеющего некоторую максимальную амплитуду по току в каждой из трех фаз, сравнения для каждой фазы максимальной амплитуды по току импульса тока с пороговыми значениями для фазы, определения сектора ротора посредством сравнения максимальной амплитуды по току импульса тока по меньшей мере в одной фазе с заранее определенными нижними и верхними пороговыми значениями тока, так что каждый сектор ротора относится по меньшей мере к одному из заранее определенных нижних и верхних пороговых значений тока.

11. Устройство для косвенной оценки положения ротора в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях, содержащих ротор, имеющий множество секторов и три фазы, содержащее источник напряжения, функционально соединенный с фазой; средство считывания тока, функционально соединенное с фазой; и вычислительное устройство, причем упомянутое вычислительное устройство выполнено с возможностью определять сектор ротора на основании сравнения максимальной амплитуды по току индуцированного импульса тока с заранее определенными нижними и верхними пороговыми значениями тока, так что каждый сектор ротора относится по меньшей мере к одному из заранее определенных нижних и верхних пороговых значений тока.

12. Устройство по п.11, в котором источник напряжения является преобразователем мощности, выполненным с возможностью подачи импульсного напряжения на фазу.

13. Устройство по п.12, в котором импульсное напряжение достаточно для индуцирования импульса тока, имеющего некоторую максимальную амплитуду по току в фазе.

14. Устройство по п.13, в котором средство считывания тока выполнено с возможностью вывода данных или сигнала, представляющих считанный ток в фазе; и средство считывания тока выполнено с возможностью вывода данных или сигнала, представляющих ток приведения в движение в фазе.

15. Устройство по п.14, в котором средство считывания тока содержит преобразователь тока.

16. Устройство по п.15, в котором средство считывания тока содержит первый усилитель, имеющий коэффициент усиления и выполненный с возможностью усиления фазных токов приведения в движение.

17. Устройство по п.16, в котором средство считывания тока содержит второй усилитель, причем второй усилитель имеет коэффициент усиления и выполнен с возможностью усиления считывающих импульсов тока; коэффициент усиления второго усилителя в десять раз или более больше, чем коэффициент усиления первого усилителя.

18. Устройство по п.17, в котором вычислительное устройство выполнено с возможностью доступа к данным, касающимся нижнего порогового значения; доступа к данным, касающимся верхнего порогового значения; и определения сектора ротора на основании сравнения максимальной амплитуды по току импульса индуцированного тока с нижним и верхним пороговыми значениями.

19. Устройство по п.18, в котором вычислительное устройство содержит интерфейс сигналов.

20. Устройство по п.19, в котором интерфейс сигналов функционально соединен с интерфейсной схемой.


Евразийское 020858 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2015.02.27
(21) Номер заявки 201171331
(22) Дата подачи заявки 2010.04.28
(51) Int. Cl. H02P25/08 (2006.01)
(54) ОЦЕНКА ПОЛОЖЕНИЯ ПРИ ПУСКЕ И НИЗКИХ СКОРОСТЯХ В ТРЕХФАЗНЫХ КОММУТИРУЕМЫХ РЕАКТИВНЫХ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯХ
(31) 61/174,388; 12/614,732
(32) 2009.04.30; 2009.11.09
(33) US
(43) 2012.05.30
(86) PCT/US2010/032646
(87) WO 2010/126923 2010.11.04
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ЮНИВЕРСИТИ ОФ АКРОН (US)
(72) Изобретатель:
Хусейн Икбал, Паскесун Грегори (US)
(74) Представитель:
Медведев В.Н. (RU)
(56) US-A-5859518 US-A-6011368 GB-A-2329770 EP-A1-1139560 EP-A1-1530283
По заявке на данное изобретение испрашивается приоритет заявки США № 61/174388 "Оценка положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях", поданной 30 апреля 2009 г., которая включена в настоящий документ по ссылке.
Эта заявка притязает на приоритет заявки США № 12/614732, озаглавленной "Оценка положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях", поданной 9 ноября 2009 г, которая включена в настоящий документ по ссылке.
Область техники
Предложен способ считывания положения ротора коммутируемого реактивного электродвигателя (SRM). В частности, предложен способ считывания положения ротора трехфазного электродвигателя SRM посредством подачи импульса.
Предшествующий уровень техники
Электродвигатель SRM может иметь три фазы, четыре фазы или некоторое другое число фаз. В некоторых приложениях может быть желательно детектировать положения ротора в электродвигателе SRM. В некоторых приложениях координация углов коммутации в электродвигателе SRM является функцией положения ротора.
Детектирование положения ротора может быть прямым или косвенным. Прямое считывание положения ротора может быть выполнено с помощью датчика положения. Косвенное считывание положения или оценка положения ротора могут быть выполнены без датчика положения.
Датчики положения могут включать в себя смонтированные на валу кодовые датчики положения или круговые датчики положения. Датчик положения может считывать ротационное положение на основании оптического детектирования, изменений магнитного поля или других методик. Датчики положения могут включать в себя потенциометры, круговые датчики положения, синхронизаторы, кодовые датчики положения и т.п., а также их комбинации.
Косвенное считывание положения ротора, осуществляемое без датчика положения, может осуществляться интрузивными или неинтрузивными способами.
В некоторых вариантах воплощения интрузивные способы включают активное зондирование бездействующих фаз электродвигателя SRM. В некоторых вариантах воплощения индуктивности фаз электродвигателя SRM могут быть измерены зондирующими сигналами. В некоторых вариантах воплощения допущения и методология, используемые в интрузивных способах, ограничивают применимость при высоких скоростях.
В некоторых вариантах воплощения неинтрузивные способы используют конечные измерения фазового тока и фазового напряжения электродвигателя SRM. В некоторых вариантах воплощения методология и допущения, используемые в этом способе, ограничивают характеристики при низких, нулевых или околонулевых скоростях.
До сих пор остается желательна разработка способов косвенного считывания положения ротора трехфазного электродвигателя SRM, адекватных для рассмотрения широкого круга рабочих сценариев, включая, но не ограничиваясь этим, низкие скорости и высокие скорости.
Краткое изложение сущности изобретения
Обеспечен способ косвенной оценки положения в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях. Способ может содержать обеспечение трехфазного коммутируемого реактивного электродвигателя. Трехфазный коммутируемый реактивный электродвигатель может содержать ротор и три фазы. Способ может дополнительно содержать формирование данных об электродвигателе, настройку множества пороговых значений тока, по меньшей мере, для первой фазы и определение положения ротора. Определение положения ротора может содержать применение серии импульсов напряжения, достаточных для индуцирования импульса тока в первой фазе, в которой индуцированный импульс тока имеет некоторую максимальную амплитуду по току, сравнение максимальной амплитуды по току по меньшей мере с одним из множества пороговых значений тока для первой фазы и определение сектора ротора на основании максимальной амплитуды по току импульса тока в первой фазе.
Также обеспечен способ косвенной оценки положения в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях. Способ может включать в себя обеспечение трехфазного коммутируемого реактивного электродвигателя. Трехфазный коммутируемый реактивный электродвигатель может содержать ротор и три фазы. Способ может дополнительно содержать формирование данных об электродвигателе. Формирование данных об электродвигателе может содержать, для каждой из трех фаз, проведение первого события тестирования при первом угловом положении, в то время как ротор находится в движении, и проведение второго события тестирования при втором угловом положении, в то время как ротор находится в движении. Первое событие тестирования может включать в себя подачу напряжения тестового импульса на фазу для индуцирования тока, определение максимального индуцированного тока в фазе и обеспечение спадания индуцированного тока до нуля. Второе событие тестирования может включать в себя подачу напряжения пробного импульса на фазу для индуцирования тока и определение максимального индуцированного тока. Способ может дополнительно содержать задание пороговых значений тока для каждой из трех фаз. Задание пороговых значений тока для каждой из трех фаз может включать в себя задание верхнего порогового значения тока для каждой из трех фаз и задание нижнего порогового значе
ния тока для каждой из трех фаз. Способ может дополнительно включать в себя определение положения ротора. Определение положения ротора может включать в себя подачу напряжения, достаточного для индуцирования импульса тока, имеющего некоторую максимальную амплитуду по току в каждой из трех фаз, для каждой фазы, сравнение максимальной амплитуды по току импульса тока с пороговыми значениями для фазы и определение сектора ротора на основании максимальной амплитуды по току импульса тока по меньшей мере в одной фазе.
Также обеспечено устройство для косвенной оценки положения в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях, при этом трехфазные коммутируемые реактивные электродвигатели содержат ротор, который имеет множество секторов и три фазы. Устройство может содержать источник напряжения, функционально соединенный с фазой, схему считывания тока, функционально соединенную с фазой, и компьютер.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 изображает набор диаграмм, показывающих импульсы тока как функцию положения в каждой из трех фаз;
фиг. 2 изображает набор диаграмм, показывающих индуктивность фаз как функцию положения в каждой из трех фаз;
фиг. 3 изображает набор диаграмм, показывающих ток как функцию времени в каждой из трех фаз;
фиг. 4 изображает схему одного варианта воплощения схемы, полезной для осуществления способа считывания положения ротора трехфазного электродвигателя SRM;
фиг. 5 изображает схему одного варианта воплощения вычислительной платформы, полезной для осуществления способа считывания положения ротора трехфазного электродвигателя SRM.
Описание предпочтительных вариантов воплощения
На фиг. 1-5 приведены изображения только для целей иллюстрации некоторых вариантов воплощения способа оценки положения при начальных и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях, а не для целей его ограничения. Заданные характеристики, касающиеся вариантов воплощения, раскрытых в настоящем документе, нельзя рассматривать как ограничивающие, если только в пунктах формулы изобретения явно не указано иное.
В некоторых вариантах воплощения при бессенсорной работе трехфазных электродвигателей SRM одна фаза может использоваться для приведения в движение, а одна или более других фаз - для считывания положения в различные моменты времени. В некоторых вариантах воплощения подача импульса может позволить считывать положение ротора при запуске. В некоторых вариантах воплощения импульс подается в три фазы одновременно, и эти импульсы сравниваются для определения положения ротора. Положение ротора электродвигателя SRM может быть определено в пределах секторов. Для трехфазных электродвигателей SRM могут быть определены шесть различных секторов. Каждый сектор является уникальным и говорит о том, какая фаза может использоваться для считывания и какая фаза может использоваться для приведения в движение или питания электродвигателя SRM.
Фиг. 1 показывает данные одного неограничивающего варианта воплощения способа оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях. Без ограничения, вариант воплощения содержит подачу импульса. Подача импульса включает в себя подачу импульса напряжения на фазы электродвигателя SRM. Без ограничения, в варианте воплощения, из которого были взяты данные, показанные на фиг. 1, эксперимент включал в себя применение подачи импульса в каждую из трех фаз электродвигателя SRM, фазу А, В и С, и контроль изменений в токах во времени в каждой из трех фаз электродвигателя SRM. Поданные импульсы тока используются для оценки положения и в некоторых вариантах воплощения не используются для приведения в движение или питания электродвигателя SRM.
В показанном варианте воплощения импульс напряжения подавался на каждую из фаз А, В и С и произведенный ток измерялся в каждой из фаз А, В и С. В общем, во время измерения тока ротор может испытать очень малое или нулевое угловое смещение. Без ограничения, в показанном варианте воплощения, когда ток, произведенный в фазе, обращается в нуль и устанавливается новое угловое положение, на фазу, в которой произведенный ток обратился в нуль, подается другой импульс напряжения и, таким образом, индуцируется другой ток.
Каждая подача импульса напряжения, приводящая к возникновению тока и последующему исчезновению произведенного тока, может упоминаться как "событие тестирования". В некоторых вариантах воплощения используются последовательности событий тестирования. Множество повторений приложений импульсов напряжения может называться "серией импульсов напряжения". В некоторых приложениях множество импульсов напряжения подается последовательно, формируя серию импульсов напряжения, длящуюся до тех пор, пока не завершится по меньшей мере один электрический цикл электродвигателя SRM. В некоторых приложениях множество импульсов напряжения подается последовательно, формируя серию импульсов напряжения, длящуюся некоторую часть полного электрического цикла электродвигателя SRM.
В некоторых вариантах воплощения, в которых применяется серия импульсов напряжения, серия импульсов напряжения в данной фазе может иметь фиксированную частоту. В некоторых вариантах воплощения, в которых серия импульсов напряжения подается на несколько фаз, частота серии импульсов напряжения может быть одинаковой или отличаться между фазами.
В некоторых вариантах воплощения импульс напряжения, приложенный к данной фазе, может быть некоторой долей коэффициента заполнения для этой фазы. В некоторых вариантах воплощения импульс напряжения, приложенный к данной фазе, может быть менее 40% коэффициента заполнения для этой фазы.
В некоторых вариантах воплощения, и без ограничения, во время измерения происходит нулевое угловое смещение. Если должны проводиться последовательные измерения, то до проведения каких-либо последующих измерений может быть установлено новое угловое положение.
В некоторых вариантах воплощения, и без ограничения, ротор претерпевает угловое смещение во время измерения, и новое угловое положение может быть установлено посредством проведения измерений в то время, как ротор находится в движении. В некоторых вариантах воплощения, и без ограничения, ротор претерпевает очень малое угловое смещение во время измерения. Фиг. 1 показывает для фазы А -диаграмму 20 тока как функцию времени, для фазы В - диаграмму 30 тока как функцию времени и для фазы С - диаграмму 40 тока как функцию времени. Каждая диаграмма состоит из последовательности импульсов тока, например, без ограничения, импульс 21 в фазе А, импульс 31 в фазе В и импульс 41 в фазе С. Каждый импульс, 21, 31, 41, был произведен подачей импульса напряжения, и каждый импульс имеет максимум. Множество импульсов в каждой фазе является результатом серии импульсов напряжения. Ширина импульсов вдоль оси абсцисс представляет собой угловое смещение в течение периода, на который был индуцирован ток. В некоторых вариантах воплощения ширина импульсов вдоль оси абсцисс является переменной величиной. Без ограничения, каждый импульс, показанный на фиг. 1, имеет фиксированную ширину вдоль оси абсцисс.
Независимо от того, очень мало ли угловое смещение во время измерения тока или равно нулю, данные о токе будут упоминаться в настоящем документе как данные, взятые при некотором угловом положении, если не указано иное. Разница между данными, взятыми за очень небольшое смещение, например, без ограничения, показанными на фиг. 1, и взятыми при одном дискретном угловом положении, может быть сделана достаточно малой, чтобы избежать внесения неприемлемой ошибки в предусмотренные способы.
Рассматриваемые совместно и на макроуровне диаграммы 20, 30 и 40 в неограничивающем варианте воплощения, изображенные на фиг. 1, являются цикличными; импульсы тока в каждой фазе изменяются между циклическим максимумом и циклическим минимумом с одной областью максимума, 25, 35, 45, для каждого цикла. Циклический характер каждой диаграммы совпадает с циклическим характером вращения электродвигателя SRM; т.е. диаграммы показывают циклы с периодами, совпадающими с вращением электродвигателя SRM. Фазы смещены на некоторый угол относительно друг друга; т.е. профили импульсного подаваемого тока фазы В и фазы С, смещены от профиля фазы А на 120° (электрических градусов) и 240° (электрических градусов) соответственно.
Диаграммы 20, 30, 40, показанные на фиг. 1, описывают более чем один электрический оборот электродвигателя SRM. Один электрический оборот также называется электрическим циклом. Диаграммы на фиг. 1 описывают данные приблизительно за 0,22 с. На скорости, с которой электродвигатель SRM вращался в течение показанного периода, один оборот занимает около 0,16 с.
Как будет более подробно описано ниже, в некоторых неограничивающих вариантах воплощения период трехфазного цикла электродвигателя SRM может быть описан как состоящий из шести равных секторов положения. В вариантах воплощения, содержащих шесть равных секторов положения, каждый сектор закрывает 60° (электрических градусов), и все вместе они закрывают все 360° (электрических градусов) полного цикла. Обозначения 50 сектора положения показаны на фиг. 1.
Фиг. 2 показывает данные одного неограничивающего варианта воплощения способа оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях. Фиг. 2 показывает теоретическое изменение индуктивности фазы как функцию положения ротора в электрических углах в трех фазах. Самая верхняя диаграмма 60 на фиг. 2 является диаграммой индуктивности как функции положения ротора в фазе А. Средняя диаграмма 70 на фиг. 2 является диаграммой индуктивности как функции положения ротора в фазе В. Самая нижняя диаграмма 80 на фиг. 2 является диаграммой индуктивности как функции положения ротора в фазе С.
Как показано на фиг. 2, индуктивность фазы обратно пропорциональна амплитудам импульсов подаваемого тока. Сравнивая данные, показанные на фиг. 2, с данными, показанными на фиг. 1, максимум амплитуды индуктивности фазы в данной фазе совпадает с минимумом амплитуды импульсов подаваемого тока в этой фазе. Аналогично, минимум амплитуды индуктивности фазы в данной фазе совпадает с максимумом амплитуды импульсов подаваемого тока в той фазе. Например, и без ограничения, диаграмма 60 показывает, что амплитуда индуктивности фазы в фазе А минимальна в диапазоне электрического угла 150-210°. При сравнении с диаграммой 20 можно заметить, что диапазон электрического угла
150-210° соответствует сектору 3 и что амплитуда импульсов подаваемого тока в фазе А максимальна в секторе 3.
Профиль импульсов подаваемого тока для данной фазы для данной модели электродвигателя SRM может быть измерен с помощью серии тестовых импульсов напряжения для установления описания углового положения данной модели и фазы по характерным особенностям и использования их для оценки положения. После того как становятся известны профили импульсов подаваемого тока для данной фазы для данной модели электродвигателя SRM, они могут использоваться в качестве надежной оценки углового положения. Например, обращаясь к диаграмме 20 фиг. 1, известный профиль импульсов подаваемого тока фазы А может использоваться, чтобы показать, что если пробный импульс напряжения, подобный тестовому импульсу напряжения, подается на фазу А и создает ток больше неограничивающего верхнего порогового значения, то электродвигатель SRM находится в третьем секторе. Как показано на неограничивающем варианте воплощения, изображенном на фиг. 1, верхнее пороговое значение равно приблизительно 0,8 А.
В некоторых неограничивающих вариантах воплощения во время работы трехфазных электродвигателей SRM фазы могут использоваться для приведения в движение или считывания. Фаза, используемая для приведения в движение, движущая фаза, подает существенное напряжение для приведения в движение ротора. Фаза, используемая для считывания, считывающая фаза, подает импульс напряжения для индуцирования измеряемого импульса подаваемого тока. Без ограничения, среднее напряжение, необходимое для индуцирования измеряемого импульса подаваемого тока, может быть значительно меньше, чем среднее напряжение, необходимое для приведения в движение ротора.
В некоторых неограничивающих вариантах воплощения, во время работы трехфазных электродвигателей SRM в любой момент времени одна фаза работает в режиме движущей фазы и одна фаза работает в режиме считывающей фазы. По мере изменения положения ротора доступные три фазы, А, В и С, электродвигателя SRM меняют свою роль между работой в режиме движущей фазы, состоянием бездействия и работой в режиме считывающей фазы. Это переключение режимов работы, приведения в движение, бездействия и считывания, между фазами электродвигателя SRM является коммутацией.
В некоторых вариантах воплощения алгоритм, использующий относительное изменение трех импульсов подаваемого тока в трех фазах, используется для определения секторов положения ротора по трем импульсам подаваемого тока в трех фазах. Информация о секторах используется для начала и продолжения работы электродвигателя SRM. В некоторых вариантах воплощения информация о секторах используется для коммутации; для определения, какая фаза будет приводить в движение и какая фаза будет считывать в данный момент времени, и определения, когда необходимо переключаться между работой в режиме движущей фазы, состоянием бездействия и работой в режиме считывающей фазы между фазами А, В и С. В некоторых вариантах воплощения информация о секторах используется для определения того, как подать питание к соответствующим фазам электродвигателя SRM для управления крутящим моментом и скоростью электродвигателя SRM.
В некоторых вариантах воплощения для определения различных секторов устанавливаются два пороговых значения для каждой фазы. Для каждой фазы эти два пороговых значения содержат верхнее пороговое значение и нижнее пороговое значение. Как показано на неограничивающем варианте воплощения, изображенном на фиг. 1, для фазы А, как показано на диаграмме 20, верхнее пороговое значение 27 равно приблизительно 0,8 А, а нижнее пороговое значение 28 равно приблизительно 0,2 А. Для фазы В, как показано на диаграмме 30, верхнее пороговое значение 37 равно приблизительно 0,8 А, а нижнее пороговое значение 38 равно приблизительно 0,2 А. Для фазы С, как показано на диаграмме 40, верхнее пороговое значение 47 равно приблизительно 0,8 А, а нижнее пороговое значение 48 равно приблизительно 0,2 А. В некоторых вариантах воплощения верхнее пороговое значение одинаково для каждой фазы. В некоторых вариантах воплощения нижнее пороговое значение одинаково для каждой фазы. В некоторых вариантах воплощения пороговые значения могут отличаться для разных фаз.
Верхнее пороговое значение и нижнее пороговое значение являются выбираемыми значениями. В некоторых вариантах воплощения верхнее пороговое значение и нижнее пороговое значение могут выбираться в зависимости от скорости для обеспечения требуемого крутящего момента электродвигателя
SRM.
В некоторых вариантах воплощения верхнее пороговое значение устанавливается на уровне или около максимальной силы тока импульса отклика тока, т.е. 30° (электрических градусов) от рассогласованного положения. В неограничивающем варианте воплощения, показанном на фиг. 1, верхнее пороговое значение для фазы А находится в конце сектора 3; это соответствует положению теоретического профиля индуктивности при 210°, как показано на кривой 60 фиг. 2. Нижнее пороговое значение установлено на уровне максимальной силы тока импульса тока отклика, измеренного между согласованным и рассогласованным положениями индуктивности теоретического профиля индуктивности. В неограничивающем варианте воплощения, показанном на фиг. 1, нижнее пороговое значение для фазы А находится в конце сектора 4; это соответствует положению теоретического профиля индуктивности при 270°, как показано на кривой 60 фиг. 2. Пороговые значения устанавливаются после сбора данных о трехфазном
электродвигателе SRM. Эти два пороговых значения, определенные по данным об электродвигателе SRM, могут использоваться при нулевых и очень низких скоростях. По мере увеличения скорости пороговые значения могут немного линейно увеличиваться как функции скорости до двух фиксированных верхних максимальных значений.
Определение того, когда переключать эти три фазы, А, В и С, между различными режимами работы и режимом бездействия имеет отношение к работе трехфазных электродвигателей SRM. Различные пороговые значения могут использоваться для определения сектора электродвигателя SRM и, таким образом, для определения того, как переключать эти три фазы, А, В и С, между различными режимами работы и режимом бездействия. В некоторых вариантах воплощения нижнее пороговое значение может использоваться для определения, когда сменять фазу, работающую в режиме приведения в движение. В некоторых вариантах воплощения верхнее пороговое значение может использоваться для определения, когда сменять фазу, работающую в режиме считывания.
В некоторых вариантах воплощения начальный алгоритм запуска для бессенсорной работы в состоянии запускать электродвигатель из любого начального состояния. Без ограничения, преобразователь мощности, выполненный с возможностью подачи импульса напряжения на фазу, может использоваться для подачи импульса тока одновременно в три фазы электродвигателя SRM. Положение ротора может быть найдено посредством сравнения максимальных амплитуд получившихся импульсов в каждой фазе Ia, Ib и Ic, в каждой фазе А, В и С соответственно, с верхними и нижними пороговыми значениями. Табл. 1 резюмирует один вариант воплощения алгоритма сравнения.
Таблица 1
говым значением и верхним пороговым значением. Как показано в табл. 1, амплитуды импульсов в одной или более фазах могут использоваться для определения сектора электродвигателя SRM.
Например, и без ограничения, если амплитуда импульса фазы А находится МЕЖДУ, выше, чем нижнее пороговое значение фазы А, и ниже, чем верхнее пороговое значение фазы А, и в тоже время амплитуда импульса в одной из других фаз НИЖЕ, ниже, чем нижнее пороговое значение этой фазы, то уникальный сектор идентифицируется как правильный сектор.
Например, и без ограничения, обращаясь к табл. 1, если максимальная сила тока импульса тока в фазе А находится МЕЖДУ и максимальная сила тока импульса тока в фазе В находится НИЖЕ, то сектор электродвигателя SRM: 2.
В некоторых ситуациях определение сектора может быть выполнено по данным о максимальной амплитуде по току только двух фаз. В некоторых ситуациях определение сектора может быть выполнено по данным о максимальной амплитуде по току только одной фазы. Например, и без ограничения, обращаясь к табл. 1, если максимальная амплитуда по току в фазе А находится ВЫШЕ, то сектор электродвигателя SRM: 3.
Для управления трехфазными электродвигателями SRM может быть желательно найти положение или угол коммутации фаз. При некоторых уровнях производительности, например, без ограничения, в системах приводов средней производительности, нет необходимости в определении абсолютного положения в каждый момент времени. В некоторых системах приводов средней производительности могут быть необходимы положения для коммутации. В некоторых системах приводов средней производительности достаточное разрешение в установлении положений для коммутации обеспечивается посредством определения сектора. Положения для коммутации могут быть определены в зависимости от сектора положения электродвигателя SRM, как показано в табл. 2.
Фиг. 1 показывает трехфазный электродвигатель SRM с шестью определенными секторами. Два пороговых значения используются для изменения фазы для 1) токов питания, т.е. приведения в движение, и 2) для импульсов подаваемых токов считывания положения, т.е. считывающих.
Нижний пороговый уровень является точкой коммутации фаз, где активная фаза для создания крутящего момента и питания электродвигателя, приведения его в движение, изменяется. Импульс подаваемого тока для оценки положения, считывания, продолжается в той же самой фазе после нижнего порогового значения.
Верхний пороговый уровень является точкой коммутации фаз, где активная фаза для импульса подаваемого тока, считывающего, изменяется. Фаза для создания крутящего момента и питания электродвигателя, приведения его в движение, продолжается в той же самой фазе после верхнего порогового значения.
В некоторых вариантах воплощения описанное сравнение с двухуровневым пороговым значением и соответствующий алгоритм обеспечивают приемлемо высокое разрешение оценки положения с помощью подачи импульса в трехфазном электродвигателе SRM. В некоторых вариантах воплощения токи приводящей в движение фазы могут менять положение с помощью сдвига или смещения одного или более пороговых значений по мере увеличения скорости электродвигателя SRM. В некоторых вариантах воплощения изменение положения порогового значения по мере увеличения скорости электродвигателя SRM может происходить для верхнего и для нижнего пороговых значений или только для нижнего порогового значения. Характер опережения по фазе может быть модифицирован очень легко посредством смещения пороговых значений вместе или независимо. Нижнее пороговое значение управляет углом включения и выключения движущей фазы. Верхнее пороговое значение может также одновременно смещаться для сохранения подачи импульса в середине не приводящего в движение периода. В некоторых вариантах воплощения две фазы могут приводить в движение одновременно в течение краткого периода перекрытия во время коммутации с одной фазы на другую. Для обеспечения работы с перекрытием фаз может вводиться третье пороговое значение между высоким и низким пороговыми значениями. Уровень этого порогового значения зависит от степени перекрытия, требуемого для создания требуемого крутящего момента электродвигателя SRM.
Итоговая сводка фазы, используемой для питания/приведения в движение и для считывания положения, как функция сектора и положения ротора дана в табл. 2.
Фиг. 3 показывает, без ограничения, результаты одного эксперимента относительно бессенсорного способа оценки положения при низких скоростях трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателей. Фиг. 3 ясно показывает ток в каждой фазе по мере того, как фазы переключаются между использованием для считывания, бездействием и питанием. Диаграммы на фиг. 3 показывают ток в трех фазах в течение нескольких циклов.
Диаграмма 310 на фиг. 3 показывает ток в фазе А. Диаграмма 310 содержит ряд идентифицируемых областей. Эти идентифицируемые области содержат области 312, 314 и 316 тока считывания, демонстрирующие относительно небольшой ток, что является показателем использования в качестве считывающей фазы. Эти идентифицируемые области также содержат области 313 и 315 тока приведения в движение, демонстрирующие относительно большой ток, что является показателем использования в качестве приводящей в движение фазы.
Диаграмма 320 на фиг. 3 показывает ток в фазе В. Диаграмма 320 содержит ряд идентифицируемых областей. Эти идентифицируемые области содержат области 322 и 324 тока считывания, демонстрирующие относительно небольшой ток, что является показателем использования в качестве считывающей фазы. Эти идентифицируемые области также содержат области 321, 323 и 325 тока приведения в движение, демонстрирующие относительно большой ток, что является показателем использования в качестве приводящей в движение фазы.
Диаграмма 330 на фиг. 3 показывает ток в фазе С. Диаграмма 330 содержит ряд идентифицируемых областей. Эти идентифицируемые области содержат области 331, 333 и 335 тока считывания, демонстрирующие относительно небольшой ток, что является показателем использования в качестве считывающей фазы. Эти идентифицируемые области также содержат области 332, 334 и 336 тока приведения в движение, демонстрирующие относительно большой ток, что является показателем использования в качестве приводящей в движение фазы.
Без ограничения, представленный способ обеспечивает простую реализацию с помощью учета изменений напряжения на шине постоянного тока (DC). Набор постоянных коэффициентов может быть найден для установления связи напряжения на шине постоянного тока с пороговыми значениями.
Фиг. 4 показывает, без ограничения, вариант воплощения, который обеспечивает три схемы, которые могут использоваться для разделения считывающих импульсов тока от токов приводящей в движение фазы при пуске и управлении электродвигателем SRM с использованием бессенсорного способа. В неограничивающем варианте воплощения, показанном на фиг. 4, схема 400 функционально используется для измерения тока в фазе А, схема 420 функционально используется для измерения тока в фазе В и схема 440 функционально используется для измерения тока в фазе С.
В неограничивающем варианте воплощения, показанном на фиг. 4, схема 400 считывания тока содержит усилитель 405 для обработки токов приводящей в движение фазы и усилитель 410 для обработки считывающих импульсов тока; схема 420 считывания тока содержит усилитель 425 для обработки токов приводящей в движение фазы и усилитель 430 для обработки считывающих импульсов тока; и схема 440 считывания тока содержит усилитель 445 для обработки токов приводящей в движение фазы и усилитель 450 для обработки считывающих импульсов тока.
В неограничивающем варианте воплощения, показанном на фиг. 4, один датчик тока или измерительный преобразователь измеряет и считывающий ток, и ток приведения в движение и подает измерение тока на электронную схему 400, 420, 440 для разделения считывающих импульсов тока и токов движущей фазы. В некоторых вариантах воплощения считывающие импульсы тока могут иметь в значительной степени меньшую силу тока, чем токи приводящей в движение фазы. В вариантах воплощения, в которых считывающие импульсы тока имеют в значительной степени меньшую силу тока, чем токи приводящей в движение фазы, коэффициент усиления усилителя 410, 430, 450, обрабатывающего считы
вающие импульсы тока, может быть больше, чем коэффициент усиления усилителя 405, 425, 445, обрабатывающего токи приводящей в движение фазы. Без ограничения, в некоторых вариантах воплощения коэффициент усиления усилителя 410, 430, 450 может быть в десять или больше раз больше, чем коэффициент усиления усилителя 405, 425, 445. Считывающий импульс тока и ток приводящей в движение фазы могут обрабатываться и/или разделяться этими двумя усилителями в электронной схеме. Данные или сигнал, представляющие считывающий импульс тока или тока приводящей в движение фазы или их обоих, могут выводиться из схемы. Выходной сигнал или данные из схемы могут отправляться в цифровой сигнальный процессор или микроконтроллер для реализации алгоритма оценки положения, а также крутящего момента электродвигателя SRM и алгоритма управления скоростью.
Как отмечалось выше, в некоторых вариантах воплощения для определения положения ротора выполняется сравнение между максимальной амплитудой импульса в одной или более фазах и верхними и нижними пороговыми значениями этой одной или более фаз. В некоторых вариантах воплощения сравнение максимальной амплитуды импульса в одной или более фазах с верхними и нижними пороговыми значениями этой одной или более фаз осуществляется с помощью оборудования, выбранного из группы, состоящей из интерфейсных электронных схем, датчиков и сигналов обратной связи датчиков и компьютера. Без ограничения, в некоторых вариантах воплощения сравнение максимальной амплитуды импульса в одной или более фазах с высокими и низкими пороговыми значениями этой одной или более фаз осуществляется с помощью интерфейсных электронных схем, датчиков и сигналов обратной связи датчиков и компьютера.
Как используется в настоящем документе, если не указано иное, компьютер может включать в себя электронно-вычислительную машину, электромеханический компьютер или механический компьютер. Электронно-вычислительная машина может включать в себя любую электронную цифровую вычислительную машину, цифровой сигнальный процессор (DSP) или среду вычислительной платформы. Электромеханические компьютеры могут включать в себя, без ограничения, релейную логическую систему. В некоторых вариантах воплощения, и без ограничения, вычислительная платформа может включать в себя процессор DSP, показанный на фиг. 4. В некоторых вариантах воплощения, и без ограничения, вычислительная платформа может включать в себя вычислительную платформу, показанную на фиг. 5.
Со ссылкой на фиг. 5, изображен пример подходящей среды 300 вычислительной платформы для реализации способа оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях согласно одному варианту воплощения. Среда 300 вычислительной платформы является только одним неограничивающим примером подходящей среды вычислительной платформы и не подразумевает какого-либо ограничения относительно сферы использования или функциональности способа оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях. Среда 300 вычислительной платформы также не должна интерпретироваться как имеющая какую-либо зависимость или требование, касающееся какого-либо одного или комбинации компонентов, изображенных в примере операционной среды 300 вычислительной платформы. Способ оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях может быть выполнен с помощью многочисленных других универсальных или специального назначения сред или конфигураций вычислительной платформы. Примеры хорошо известных вычислительных платформ, сред и/или конфигураций, которые могут быть пригодны для использования со способом оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазном коммутируемом реактивном электродвигателе, включают, но не ограничиваются этим, персональные компьютеры, серверные компьютеры, карманные компьютеры или ноутбуки, многопроцессорные системы, микропроцессорные системы, программные логические контроллеры (PLC), дистанционную оконечную аппаратуру (RTU), концентраторы данных, устройства системного управления и сбора данных (SCADA), программируемую бытовую электронику, сетевые персональные компьютеры (PC), мини-ЭВМ, универсальные ЭВМ, распределенные вычислительные среды, которые содержат любую из вышеупомянутых систем или устройств и т.п. Способ оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях может включать в себя исполняемые компьютером инструкции, например программные модули, выполняемые компьютером. Как правило, программные модули содержат подпрограммы, программы, объекты, компоненты, структуры данных и т.д., которые выполняют определенные задачи или реализуют определенные абстрактные типы данных. Способ оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях может быть также осуществлен с использованием среды платформы распределенных вычислений, где задачи выполняются удаленными устройствами обработки, которые соединены через сеть связи или другую среду передачи данных. В среде платформы распределенных вычислений программные модули и другие данные могут быть расположены и на носителях данных локального и дистанционного компьютера, включая в том числе запоминающие устройства.
С дальнейшей ссылкой на фиг. 5, согласно одному варианту воплощения система для реализации способа оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях может содержать универсальную вычислительную систему или платформу в виде вычислительной платформы 310. Вычислительная платформа 310 может содержать множество компо
нентов компьютерной системы, включая, но не ограничиваясь этим, процессор 320, секцию 330 памяти и системную шину 321. Системная шина 321 может соединять различные системные компоненты, в том числе секцию памяти 330 с процессором 320. Системная шина 321 может быть любой из нескольких типов структур шины, включая в том числе шину памяти или контроллер памяти, периферийную шину и локальную шину с использованием любой из множества архитектур шин, выбранных специалистом в области техники, руководствуясь здравым смыслом.
С дальнейшей ссылкой на фиг. 5, вычислительная платформа 310 может содержать интерфейс 325 сигналов. Интерфейс 325 сигналов может содержать аналого-цифровой (A/D) преобразователь и цифровой ввод/выход. Интерфейс 325 сигналов может находиться в оперативном контакте с интерфейсной схемой 326. Интерфейсная схема 326 может содержать схему датчика, схему отказа и защиты и схему формирования сигнала драйвера для управления затвором.
С дальнейшей ссылкой на фиг. 5, вычислительная платформа 310 может содержать множество машиночитаемых носителей. Машиночитаемые носители могут быть любым доступным носителем, к которому может получить доступ вычислительная платформа 310, они включают в себя и энергозависимые и энергонезависимые носители, съемные и несъемные носители. В качестве примера, а не ограничения, машиночитаемые носители могут содержать компьютерные носители информации и коммуникационную среду. Компьютерные носители информации включают в себя и энергозависимые и энергонезависимые, и съемные и несъемные носители, реализованные любым способом или технологией для хранения информации, например в виде машиночитаемых инструкций, структур данных, программных модулей или других данных. Компьютерные носители информации включают в себя, но не ограничиваются этим, оперативную память (RAM), постоянную память (ROM), электрически стираемую программируемую постоянную память (EEPROM), флэш-память или другие технологии памяти, постоянное запоминающее устройство на основе компакт-диска (CD-ROM), цифровые универсальные диски (DVD) или другое устройство хранения на оптических дисках, магнитные кассеты, магнитную ленту, запоминающее устройство на магнитных дисках или другие устройства на магнитных накопителях или любую другую среду, которая может использоваться для хранения требуемой информации и к которой может получить доступ вычислительная платформа 310. Коммуникационная среда обычно воплощает машиночитаемые инструкции, структуры данных, программные модули или другие данные в модулированном сигнале данных, например несущей волне или другом механизме транспортировки, и включает в себя любые средства доставки информации. Термин "модулированный сигнал данных" означает сигнал, который имеет одну или больше его характеристик, установленную или измененную таким образом, чтобы закодировать информацию в сигнале. В качестве примера, а не ограничения, коммуникационная среда включает в себя проводные среды, например проводную сеть или прямое проводное соединение, и беспроводные среды, например акустическую, радиочастотную, инфракрасную и другие беспроводные среды. Вычислительная платформа 310 может содержать любой из машиночитаемых носителей или любую комбинацию машиночитаемых носителей, выбранных специалистом в области техники, руководствуясь здравым смыслом.
С дальнейшей ссылкой на фиг. 5, секция памяти 330 может содержать компьютерные носители информации в виде энергозависимой памяти и/или энергонезависимой памяти, например постоянную память (ROM) 331 и оперативную память (RAM) 332. Вычислительная платформа 310 может содержать базовую систему 333 ввода-вывода (BIOS). Система BIOS 333 может содержать базовые подпрограммы, которые, по меньшей мере частично, обеспечивают передачу информации между множеством системных компонентов в вычислительной платформе 310. Система BIOS 333 может храниться в памяти ROM 331. Память RAM 332 может содержать данные и/или программные модули 334, которые являются непосредственно доступными и/или в настоящий момент обрабатываются процессором 320. Кроме того, вычислительная платформа 310 может также содержать другие съемные/несъемные, энергозависимые/энергонезависимые компьютерные носители информации. Вычислительная платформа 310 может содержать накопитель 340 на жестких магнитных дисках, накопитель 351 на магнитных дисках, энергонезависимый накопитель 352 на магнитных дисках, оптический дисковод 355 и/или накопитель 357 на последовательных носителях. Накопитель 340 на жестких магнитных дисках может читать или записать на несъемные, энергонезависимые магнитные носители. Накопитель на магнитных дисках 351 может читать или записать на съемный, энергонезависимый магнитный диск 352. Оптический дисковод 355 может читать или записывать на съемный, энергонезависимый оптический диск 356, например CD-ROM, или другие оптические носители. Накопитель 357 на последовательных носителях может читать или записывать на съемные, энергонезависимые последовательные носители 358, например кассету с магнитной лентой или катушечную ленту. Другие съемные/несъемные, энергозависимые/энергонезависимые компьютерные носители информации, которые могут использоваться, могут включать в себя, но не ограничиваются этим, карты флэш-памяти, цифровые универсальные диски, цифровую видеоленту, твердотельную память RAM, твердотельную память ROM и любой другой тип компьютерных носителей информации, выбранных специалистом в области техники, руководствуясь здравым смыслом. Накопитель 341 на жестких магнитных дисках может соединяться с системной шиной 321 через несъемный интерфейс памяти, например интерфейс 340. Накопитель 351 на магнитных дисках и оптический дисковод 355
могут соединяться с системной шиной 321 посредством съемного интерфейса памяти, например интерфейса 350.
С дальнейшей ссылкой на фиг. 5, диски и их соответствующие компьютерные носители информации, которые обсуждались выше, могут обеспечить хранение машиночитаемых инструкций, структур данных, программных модулей и других данных для вычислительной платформы 310. В одном варианте воплощения накопитель 341 на жестких магнитных дисках может использоваться для хранения операционной системы 344, прикладных программ 345, системы 100 автоматизированной реконфигурации, а также других данных 347. Вычислительная платформа 310 может содержать множество устройств 360 ввода данных, которые позволяют пользователю вводить команды и информацию в вычислительную платформу 310. Множество устройств 360 ввода данных может включать в себя устройства ввода данных, например клавиатуру 362 и указывающее устройство 361 (обычно называемое мышью, шаровым манипулятором или сенсорной панелью), или любое другое устройство ввода данных, выбранное специалистом в области техники, руководствуясь здравым смыслом. Множество устройств 360 ввода данных может быть соединено с процессором 320 через пользовательский интерфейс 363 ввода. Пользовательский интерфейс 363 ввода может быть соединен с системной шиной 321. Вычислительная платформа 310 может содержать множество устройств 390 вывода. Множество устройств 390 вывода может включать в себя устройство 391 отображения, акустическую систему 397 и печатающее устройство 396. Устройство 391 отображения может соединяться с системной шиной 321 через видеоинтерфейс 392. Акустическая система 397 и печатающее устройство 396 могут соединяться с системной шиной 321 через периферийный интерфейс 395 вывода.
С дальнейшей ссылкой на фиг. 5, вычислительная платформа 310 может работать в сетевом окружении, используя логические соединения с одной или более удаленными вычислительными платформами, например удаленной вычислительной платформой 380. Удаленная вычислительная платформа 380 может быть персональным компьютером, сервером, маршрутизатором, сетевым персональным компьютером (PC), равноправным устройством или другим узлом общей сети. Удаленная вычислительная платформа 380 может содержать много или все компоненты, описанные выше касательно вычислительной платформы 310. Логические соединения с удаленной вычислительной платформой 380 могут включать в себя удаленное запоминающее устройство 381, локальную сеть (LAN) 371 и глобальную сеть (WAN) 373. Логические соединения с удаленной вычислительной платформой 380 могут включать в себя любое другое сетевое или логическое соединение, выбранное специалистом в области техники, руководствуясь здравым смыслом. При использовании в сетевой среде локальной сети (LAN) вычислительная платформа 310 может соединяться с локальной сетью (LAN) 371 через сетевой интерфейс или адаптер 370. При использовании в сетевой среде глобальной сети (WAN) вычислительная платформа 310 может включать в себя модемное устройство 372 или другие средства для установления связи через глобальную сеть (WAN) 373, например интернет, выбранные, руководствуясь здравым смыслом специалистом в области техники. Модемное устройство 372 может быть и внутренним или внешним модемным устройством и может соединяться с системной шиной 321 через пользовательский интерфейс 363 ввода. В сетевом окружении программные модули, используемые для работы системы 100 автоматизированной реконфигурации, или их части могут храниться на удаленном запоминающем устройстве 381. Кроме того, удаленные прикладные программы 385 для обеспечения дистанционного выполнения или работы системы 100 автоматизированной реконфигурации могут храниться на удаленном запоминающем устройстве 381.
Хотя способ оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях был описан выше применительно к некоторым вариантам воплощения, необходимо понимать, что могут использоваться другие варианты воплощения или могут быть сделаны изменения и дополнения к описанным вариантам воплощения для выполнения той же самой функции способа оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях, без отклонения от этого способа. Кроме того, способ оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях может включать в себя раскрытые варианты воплощения, но не описанные во всех деталях. Кроме того, все раскрытые варианты воплощения необязательно являются альтернативами друг другу, поскольку различные варианты воплощения могут комбинироваться для обеспечения требуемых характеристик. Специалисты в области техники могут создавать вариации, не отступая от духа и объема способа оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях. Поэтому способ оценки положения при пуске и низких скоростях в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях не должен ограничиваться никаким одним вариантом воплощения, а скорее рассматриваться в объеме в соответствии с перечисленными прилагаемыми пунктами формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ косвенной оценки положения ротора в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях, содержащий этапы, на которых
формируют данные относительно работы трехфазного коммутируемого реактивного электродвигателя, содержащего ротор и три фазы;
задают множество пороговых значений тока, по меньшей мере, для первой фазы и определяют положение ротора посредством подачи серии импульсов напряжения, достаточной для индуцирования импульса тока в первой фазе, причем импульс тока имеет некоторую максимальную амплитуду по току, сравнения максимальной амплитуды по току импульса тока по меньшей мере с одним из множества пороговых значений тока для первой фазы и определения сектора ротора посредством сравнения максимальной амплитуды по току импульса тока в первой фазе с заранее определенными нижними и верхними пороговыми значениями тока, так что каждый сектор ротора относится по меньшей мере к одному из заранее определенных нижних и верхних пороговых значений тока.
2. Способ по п.1, в котором задание множества пороговых значений тока, по меньшей мере, для первой фазы содержит этап, на котором задают верхнее пороговое значение тока и нижнее пороговое значение тока для любой из трех фаз.
3. Способ по п.2, в котором задание множества пороговых значений тока, по меньшей мере, для первой фазы содержит этапы, на которых
задают верхнее пороговое значение тока для каждой из трех фаз и задают нижнее пороговое значение тока для каждой из трех фаз.
4. Способ по п.3, в котором этап формирования содержит этап, на котором определяют максимальный индуцированный ток при множестве угловых положений, по меньшей мере, в первой фазе.
5. Способ по п.4, в котором этап формирования содержит этап, на котором определяют максимальный ток при множестве угловых положений в каждой, по меньшей мере, из первой и второй фаз.
6. Способ по п.5, в котором этап формирования содержит этап, на котором определяют максимальный ток при множестве угловых положений в каждой из трех фаз.
7. Способ по п.6, в котором этап формирования для каждой из трех фаз содержит этап, на котором проводят первое событие тестирования при первом угловом положении, причем первое событие тестирования содержит подачу напряжения тестового импульса на фазу для индуцирования тока, определение максимального индуцированного тока в фазе и обеспечение спадания индуцированного тока до нуля.
8. Способ по п.7, дополнительно содержащий для каждой из трех фаз этап, на котором проводят второе событие тестирования при втором угловом положении, причем второе событие тестирования содержит
подачу напряжения тестового импульса на фазу для индуцирования тока и определение максимального индуцированного тока в фазе.
9. Способ по п.8, в котором ротор находится в движении во время события тестирования.
10. Способ косвенной оценки положения ротора в трехфазных коммутируемых реактивных элек-
тродвигателях, содержащий этапы, на которых
формируют данные относительно работы трехфазного коммутируемого реактивного электродвигателя, содержащего ротор и три фазы, при этом этап формирования для каждой из трех фаз содержит
проведение первого события тестирования при первом угловом положении, в то время как ротор находится в движении, причем первое событие тестирования содержит
подачу напряжения тестового импульса на фазу для индуцирования тока,
определение максимального индуцированного тока в фазе и
инициирование спадания индуцированного тока до нуля; и
проведение второго события тестирования при втором угловом положении, в то время как ротор находится в движении, причем второе событие тестирования содержит
подачу напряжения тестового импульса на фазу для индуцирования тока и определение максимального индуцированного тока;
определяют пороговое значение тока для каждой из трех фаз, при этом упомянутое определение содержит
определение верхнего порогового значения тока для каждой из трех фаз, определение нижнего порогового значения тока для каждой из трех фаз; и считывают положения ротора посредством
подачи считывающего напряжения, достаточного для индуцирования импульса тока, имеющего некоторую максимальную амплитуду по току в каждой из трех фаз,
сравнения для каждой фазы максимальной амплитуды по току импульса тока с пороговыми значениями для фазы,
определения сектора ротора посредством сравнения максимальной амплитуды по току импульса тока по меньшей мере в одной фазе с заранее определенными нижними и верхними пороговыми значе
ниями тока, так что каждый сектор ротора относится по меньшей мере к одному из заранее определенных нижних и верхних пороговых значений тока.
11. Устройство для косвенной оценки положения ротора в трехфазных коммутируемых реактивных электродвигателях, содержащих ротор, имеющий множество секторов и три фазы, содержащее
источник напряжения, функционально соединенный с фазой; средство считывания тока, функционально соединенное с фазой; и вычислительное устройство,
причем упомянутое вычислительное устройство выполнено с возможностью определять сектор ротора на основании сравнения максимальной амплитуды по току индуцированного импульса тока с заранее определенными нижними и верхними пороговыми значениями тока, так что каждый сектор ротора относится по меньшей мере к одному из заранее определенных нижних и верхних пороговых значений тока.
12. Устройство по п.11, в котором источник напряжения является преобразователем мощности, выполненным с возможностью подачи импульсного напряжения на фазу.
13. Устройство по п.12, в котором импульсное напряжение достаточно для индуцирования импульса тока, имеющего некоторую максимальную амплитуду по току в фазе.
14. Устройство по п.13, в котором
средство считывания тока выполнено с возможностью вывода данных или сигнала, представляющих считанный ток в фазе; и
средство считывания тока выполнено с возможностью вывода данных или сигнала, представляющих ток приведения в движение в фазе.
15. Устройство по п.14, в котором средство считывания тока содержит преобразователь тока.
16. Устройство по п.15, в котором средство считывания тока содержит первый усилитель, имеющий коэффициент усиления и выполненный с возможностью усиления фазных токов приведения в движение.
17. Устройство по п.16, в котором средство считывания тока содержит второй усилитель, причем второй усилитель имеет коэффициент усиления и выполнен с возможностью усиления считывающих импульсов тока; коэффициент усиления второго усилителя в десять раз или более больше, чем коэффициент усиления первого усилителя.
18. Устройство по п.17, в котором вычислительное устройство выполнено с возможностью доступа к данным, касающимся нижнего порогового значения;
доступа к данным, касающимся верхнего порогового значения; и
определения сектора ротора на основании сравнения максимальной амплитуды по току импульса индуцированного тока с нижним и верхним пороговыми значениями.
19. Устройство по п.18, в котором вычислительное устройство содержит интерфейс сигналов.
20. Устройство по п.19, в котором интерфейс сигналов функционально соединен с интерфейсной
схемой.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
020858
- 1 -
(19)
020858
- 1 -
(19)
020858
- 1 -
(19)
020858
- 1 -
(19)
020858
- 4 -
(19)
020858
- 14 -