RU2012129165A - Устройство управления синхронной машиной с постоянными магнитами - Google Patents

Abstract

1. Устройство (1) управления синхронной машиной (3) с постоянными магнитами «MSAP», содержащей статор и ротор (7), и питаемой от инвертора (11), при этом устройство управления содержит датчик (15) для получения измерения θположения ротора (7) и средства (19) контроля, предназначенные для контроля рабочей точки MSAP (3) в зависимости от положения ротора и от заданных параметров, отличающееся тем, что дополнительно содержит:- средства (23) оценки, предназначенные для определения оценкиположения ротора в оценочной системе координат δ-γ Парка, связанной с ротором, при этом упомянутые средства (23) оценки содержат средства (61) коррекции для приведения упомянутого оцененного положенияротора в соответствие с упомянутым измеряемым положением θротора,- детектор (25) неисправности для детектирования неисправности упомянутого датчика (15), и- переключатель (27), выполненный с возможностью подключения средств (19) контроля к датчику (15), чтобы средства (19) контроля получали измеренное положение θротора, пока детектор (25) неисправности не сигнализирует о какой-либо неисправности упомянутого датчика, и в противном случае - с возможностью подключения средств (19) контроля к средствам (23) оценки, чтобы средства (19) контроля получали оцененное положениеротора, когда детектор (25) неисправности сигнализирует о неисправности упомянутого датчика.2. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что средства (23) оценки содержат:- схему (31) оценки электродвижущей силы, предназначенную для оценки составляющихэлектродвижущей силы (ЭДС) в оценочной системе координат δ-γ Парка в зависимости от величин, определяемых в упомянутой системе координат Парка, содержащих

Claims (12)

1. Устройство (1) управления синхронной машиной (3) с постоянными магнитами «MSAP», содержащей статор и ротор (7), и питаемой от инвертора (11), при этом устройство управления содержит датчик (15) для получения измерения θ_m положения ротора (7) и средства (19) контроля, предназначенные для контроля рабочей точки MSAP (3) в зависимости от положения ротора и от заданных параметров, отличающееся тем, что дополнительно содержит:

- средства (23) оценки, предназначенные для определения оценки $$\widehat{\theta }$$

положения ротора в оценочной системе координат δ-γ Парка, связанной с ротором, при этом упомянутые средства (23) оценки содержат средства (61) коррекции для приведения упомянутого оцененного положения $$\widehat{\theta }$$

ротора в соответствие с упомянутым измеряемым положением θ_m ротора,

- детектор (25) неисправности для детектирования неисправности упомянутого датчика (15), и

- переключатель (27), выполненный с возможностью подключения средств (19) контроля к датчику (15), чтобы средства (19) контроля получали измеренное положение θ_m ротора, пока детектор (25) неисправности не сигнализирует о какой-либо неисправности упомянутого датчика, и в противном случае - с возможностью подключения средств (19) контроля к средствам (23) оценки, чтобы средства (19) контроля получали оцененное положение $$\widehat{\theta }$$

ротора, когда детектор (25) неисправности сигнализирует о неисправности упомянутого датчика.

2. Устройство управления по п.1, отличающееся тем, что средства (23) оценки содержат:

- схему (31) оценки электродвижущей силы, предназначенную для оценки составляющих $${\widehat{e}}_{\delta },{\widehat{e}}_{\gamma }$$

электродвижущей силы (ЭДС) в оценочной системе координат δ-γ Парка в зависимости от величин, определяемых в упомянутой системе координат Парка, содержащих составляющие токов i _δ, i _γ, полученные на основании измерений статорных токов, составляющие статорных напряжений v _δ, v _γ, соответствующие заданным напряжениям инвертора, и скорости вращения Ω_с ротора,

- схему (33) оценки скорости, использующую упомянутые оценочные составляющие $${\widehat{e}}_{\delta },{\widehat{e}}_{\gamma }$$

ЭДС, поступающие из схемы (31) оценки электродвижущей силы, и использующую схему нелинейной коррекции для определения скорости вращения Ω_с согласно закону управления, имеющему общую область сходимости, содержащую единственную точку асимптотически стабильного равновесия, соответствующую заданной рабочей точке MSAP, и

- интегратор (35), использующий скорость вращения Ω_с, поступающую от схемы (33) оценки скорости, для вычисления упомянутой оценки $$\widehat{\theta }$$

положения ротора.

3. Устройство управления по п.2, отличающееся тем, что упомянутая схема (33) оценки скорости содержит первую схему (43) оценки, выполненную с возможностью определения предварительной оценки $$\widehat{\Omega }$$

скорости вращения в зависимости от оцененной составляющей $${\widehat{e}}_{\gamma }$$

ЭДС, связанной с осью γ, и заранее определенного физического параметра К_∫, зависящего от характеристик постоянных магнитов ротора, по следующей формуле:

$$\widehat{\Omega }=\frac{{\widehat{e}}_{\gamma }}{K_{\int }}$$

,

при этом схема нелинейной коррекции выполнена с возможностью регулирования скорости вращения посредством введения поправки к упомянутому оценочному значению $$\widehat{\Omega }$$

скорости вращения по следующей формуле:

$${\Omega }_c=\frac{{\widehat{e}}_{\gamma }}{K_{\int }}-\frac{b}{K_{\int }}sign(\widehat{\Omega }).K.{\widehat{e}}_{\delta }$$

,

где b является заранее определенным рабочим параметром, $$sign(\widehat{\Omega })$$

является знаком упомянутого оцененного значения $$\widehat{\Omega }$$

скорости вращения, $${\widehat{e}}_{\delta }$$

является ЭДС, связанной с осью δ, и где К является нелинейным показателем, который зависит от знака ЭДС $${\widehat{e}}_{\delta }$$

, связанной с осью δ, и от заранее определенного коэффициента ξ, согласно следующей формуле и следующим условиям:

$$K=1-\xi .sign({\widehat{e}}_{\delta })$$

при 0<ξ<1 и $$\frac{1}{1+\xi }<b<\frac{1}{1-\xi }$$

.

4. Устройство управления по любому из предыдущих пп.1-3, отличающееся тем, что упомянутые средства (61) коррекции выполнены с возможностью получения ПИ между измеренным положением θ_m и оцененным положением $$\widehat{\theta }$$

ротора.

5. Устройство управления по любому из предыдущих пп.1-3, отличающееся тем, что средства (61) коррекции содержат средство (71) блокировки, предназначенное для блокировки средств коррекции в случае обнаружения неисправности упомянутого датчика.

6. Устройство управления по любому из предыдущих пп.1-3, отличающееся тем, что упомянутые средства (23) оценки содержат средства инициализации, предназначенные для повторной инициализации оценки положения $$\widehat{\theta }$$

ротора с последней оценкой $$\widehat{\theta }$$

₀ положения ротора до обнаружения неисправности датчика (15).

7. Синхронная машина с постоянными магнитами MSAP, содержащая устройство управления по любому из пп.1-6.

8. Привод летательного аппарата, содержащий MSAP по п.7.

9. Способ управления синхронной машиной (3) с постоянными магнитами «MSAP», содержащей статор и ротор (7) и питаемой инвертором (11), при этом способ управления содержит этапы, на которых:

- при помощи датчика (15) измеряют положение θ_m ротора, и

- контролируют рабочую точку MSAP в зависимости от положения ротора и заданных параметров,

при этом способ, отличающийся тем, что дополнительно содержит этапы, на которых:

- определяют оценку $$\widehat{\theta }$$

положения ротора в оценочной системе координат δ-γ Парка, связанной с ротором,

- упомянутое оцененное положение $$\widehat{\theta }$$

ротора приводят в соответствие с упомянутым измеренным положением θ_m ротора,

- обнаруживают неисправность упомянутого датчика, и

- рабочую точку MSAP контролируют в зависимости от измеренного положения θ_m ротора, пока датчик исправен, и в противном случае контролируют рабочую точку MSAP в зависимости от оцененного положения $$\widehat{\theta }$$

ротора, когда датчик неисправен.

10. Способ управления по п.9, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых:

- производят оценку составляющих $${\widehat{e}}_{\delta },{\widehat{e}}_{\gamma }$$

электродвижущей силы ЭДС в оценочной системе координат δ-γ Парка в зависимости от величин, определяемых в упомянутой системе координат Парка, содержащих составляющие токов i _δ, i _γ, полученные на основании измерений статорных токов, составляющие статорных напряжений v _δ, v _γ, соответствующих заданным напряжениям инвертора, и скорости вращения Ω_с ротора,

- производят оценку скорости вращения Ω_с в зависимости от упомянутых оценочных составляющих $${\widehat{e}}_{\delta },{\widehat{e}}_{\gamma }$$

ЭДС и с использованием схемы нелинейной коррекции, согласно закону управления, имеющему общую область сходимости, содержащую единственную точку асимптотически стабильного равновесия, соответствующую заданной рабочей точке MSAP,

- вычисляют упомянутую оценку $$\widehat{\theta }$$

положения ротора в зависимости от скорости вращения Ω_с.

11. Способ управления по п.10, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:

- определяют предварительную оценку $$\widehat{\Omega }$$

скорости вращения в зависимости от оцененной составляющей $${\widehat{e}}_{\gamma }$$

ЭДС, связанной с осью γ, и от заранее определенного физического параметра К_∫, зависящего от характеристик постоянных магнитов ротора, по следующей формуле: $$\widehat{\Omega }=\frac{{\widehat{e}}_{\gamma }}{K_{\int }}$$

,

- регулируют скорость вращения посредством введения поправки в упомянутое оценочное значение $$\widehat{\Omega }$$

скорости вращения по следующей формуле:

$${\Omega }_c=\frac{{\widehat{e}}_{\gamma }}{K_{\int }}-\frac{b}{K_{\int }}sign(\widehat{\Omega }).K.{\widehat{e}}_{\delta }$$

,

где b является заранее определенным рабочим параметром, $$sign(\widehat{\Omega })$$

является знаком упомянутого оцененного значения $$\widehat{\Omega }$$

скорости вращения, $${\widehat{e}}_{\delta }$$

является ЭДС, связанной с осью δ, и где К является нелинейным показателем, который зависит от знака ЭДС $${\widehat{e}}_{\delta }$$

, связанной с осью δ, и от заранее определенного коэффициента ξ, согласно следующее формуле и следующим условиям:

$$K=1-\xi .sign({\widehat{e}}_{\delta })$$

при 0<ξ<1 и $$\frac{1}{1+\xi }<b<\frac{1}{1-\xi }$$

.

12. Компьютерная программа, содержащая команды для осуществления способа управления по любому из пп.9-11, когда ее исполняют средства обработки.