專利名稱：用于調(diào)整升降機的電動機的轉(zhuǎn)子角度的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)整升降機的電動機的轉(zhuǎn)子角度的如權(quán)利要求1的前序中所定義的方法和權(quán)利要求4的前序中所定義的裝置。
同步電動機的轉(zhuǎn)矩(torque)與轉(zhuǎn)子的磁場和定子的磁場之間的角度差，即轉(zhuǎn)子角度成比例。當轉(zhuǎn)子角度為90°時，轉(zhuǎn)矩最大，并且隨著轉(zhuǎn)子角度的改變而按照sin函數(shù)減小。被設(shè)計用在升降機驅(qū)動器中的同步電動機的轉(zhuǎn)矩曲線幾乎是轉(zhuǎn)子角度的正旋函數(shù)。升降機控制系統(tǒng)的任務(wù)之一是將轉(zhuǎn)矩保持在最大點。
目前，一般借助于解算器(resolver)來確定轉(zhuǎn)子的位置，解算器生成例如在矢量控制中所需的關(guān)于絕對轉(zhuǎn)子位置的反饋數(shù)據(jù)。
然而，被設(shè)計用于沒有機房的升降機并且被放置在升降機機井中的平板升降機的電動機提供相對小的空間，這就是為什么在這樣的情況下通常不可能使用解算器，因為由于空間不足而不能將其安裝在升降機機井中。此外，解算器相對較昂貴并且對其進行調(diào)整是一項復(fù)雜的工作。
為了確定轉(zhuǎn)子位置數(shù)據(jù)，也可以使用脈沖發(fā)射機或轉(zhuǎn)速計。然而，這樣的系統(tǒng)是相對依賴設(shè)備的，并且因此不能直接應(yīng)用于例如升降機中。通常經(jīng)帶傳送或摩擦輪將脈沖發(fā)射機或轉(zhuǎn)速計連接到轉(zhuǎn)子。這涉及趨于增加的滑動。因此，存在轉(zhuǎn)矩將減小的風(fēng)險。電動機甚至可能失去同步，在這種情況下，轉(zhuǎn)矩完全丟失。
本發(fā)明的目的是去除現(xiàn)有技術(shù)的缺點，并且實現(xiàn)一種新型反饋類型，其可以被用于在沒有給出絕對位置數(shù)據(jù)的探測器的情況下，將轉(zhuǎn)子角度保持在最佳點，但是其中可以使用連接到電動機的脈沖發(fā)射機或轉(zhuǎn)速計。
本發(fā)明的系統(tǒng)是基于向轉(zhuǎn)子角度反饋數(shù)據(jù)加入擾動信號，借助于其來確定絕對轉(zhuǎn)子角度。
在以下的權(quán)利要求中詳細公開本發(fā)明的方法和裝置所特有的特征。
本發(fā)明允許升降機的電動機，例如平板升降機的電動機，被安裝在升降機機井中，以便由矢量控制系統(tǒng)更容易地操作，從而導(dǎo)致升降機的操作特性的改進。
下面將參照示例和附圖詳細描述本發(fā)明，其中，

圖1表示用于調(diào)整升降機的電動機的轉(zhuǎn)子角度的本發(fā)明的裝置。
圖2表示升降機的電動機的轉(zhuǎn)矩曲線。
在根據(jù)圖1的裝置中，有一個連接到升降機的電動機M的脈沖發(fā)射機PE，脈沖發(fā)射機PE連接到角度/速度轉(zhuǎn)換單元PE2α，從角度/速度轉(zhuǎn)換單元PE2α將角度數(shù)據(jù)α輸入到加法器ADD1和ADD2。此外，該裝置包括相位檢測器PD(四象限乘法器)，向其輸入所估計的轉(zhuǎn)矩紋波(torque ripple)和擾動信號；微分器DIFF1，從作為在速度參考ωr和由角度/速度轉(zhuǎn)換單元PE2α所給出的實際速度ω之間的差值的速度反饋S來估計轉(zhuǎn)矩；和矢量旋轉(zhuǎn)器e+jα，其基于從加法器和微分器DIFF1所獲得的信號產(chǎn)生用于電動機的三相電流參考。
系統(tǒng)工作如下。給系統(tǒng)(脈沖檢測器PD和加法器ADD1)提供以例如正旋擾動信號DISSIG u＝sin(ωt)，將該信號加到由轉(zhuǎn)子角度反饋電路(脈沖發(fā)射機PE、角度/速度轉(zhuǎn)換單元PE2α)所生成的角度值上，結(jié)果是角度并且因此轉(zhuǎn)矩改變。經(jīng)分析，可以確認在最佳角度(圖2中pi/2)的不同側(cè)，‘擾動轉(zhuǎn)矩’ΔT完全不同?？梢酝ㄟ^計算下面的函數(shù)來進行分析T+ΔT＝sin(pi/2+Δ(δ)+u*sin(ωt))(1)其中，T是轉(zhuǎn)矩，ΔT是擾動轉(zhuǎn)矩，并且Δ(δ)是“DC”未對準角度。
如果角度在最佳點以下(情形為pi/2-Δ(δ))，那么擾動轉(zhuǎn)矩DISTOR與擾動信號同相；反之亦然(參見圖2)。如果角度是正確的，那么擾動和擾動轉(zhuǎn)矩之間的相位差是90°，并且轉(zhuǎn)矩紋波頻率是其它情況的兩倍。對于較大的未對準角度角，擾動轉(zhuǎn)矩更大，其自動產(chǎn)生P型控制。
如果借助于相位探測器來比較擾動和產(chǎn)生擾動的信號，那么輸出將給出將角度保持在最佳點的DC控制信號。
在該情況下，因為沒有使用轉(zhuǎn)矩探測器，所以測量信號是速度反饋。如此選擇擾動信號以便其對于升降機車不產(chǎn)生任何擾動。
對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見本發(fā)明的不同實施例不限于以上所描述的示例，但是可以在以下所給出的權(quán)利要求范圍內(nèi)對他們進行改變。
權(quán)利要求
1.一種用于調(diào)整升降機的電動機(M)的轉(zhuǎn)子角度的方法，在該方法中測量升降機的電動機的轉(zhuǎn)子角度；使用作為反饋數(shù)據(jù)的所測量的轉(zhuǎn)子角度值來調(diào)整轉(zhuǎn)子角度；和借助于連接到升降機的電動機的脈沖發(fā)射機(PE)或轉(zhuǎn)速計來測量轉(zhuǎn)子角度，其特征在于，在該方法中，將擾動信號(u)饋入轉(zhuǎn)子角度反饋數(shù)據(jù)，所述信號在轉(zhuǎn)子角度中產(chǎn)生變化(擾動)；將變化(擾動)與擾動信號(u)相比較；和在比較的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生控制信號以調(diào)整轉(zhuǎn)子角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于變化信號是轉(zhuǎn)矩變化信號(ΔT)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于根據(jù)速度和電流的測量值產(chǎn)生變化信號。
4.一種用于調(diào)整升降機的電動機(M)的轉(zhuǎn)子角度的裝置，包括用于測量升降機的電動機的轉(zhuǎn)子角度的部件；控制電路，用于使用作為反饋數(shù)據(jù)的所測量的轉(zhuǎn)子角度值來調(diào)整轉(zhuǎn)子角度；和用于測量轉(zhuǎn)子角度的所述部件包括連接到升降機的電動機的脈沖發(fā)射機(PE)或轉(zhuǎn)速計，其特征在于，控制電路包括以下部件用于將擾動信號(u)饋入轉(zhuǎn)子角度反饋數(shù)據(jù)以便產(chǎn)生轉(zhuǎn)子角度的變化(擾動)的部件；用于將變化(擾動)與擾動信號(u)相比較的部件，和在比較的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生控制信號以調(diào)整轉(zhuǎn)子角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于控制電路包括相位探測器，借助于相位探測器來比較變化信號和擾動信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的裝置，其特征在于控制電路包括角度/速度轉(zhuǎn)換單元(PE2α)；微分器(DIFF1)，其可以被用于產(chǎn)生在速度參考(ωr)和由角度/速度轉(zhuǎn)換單元(PE2α)所給出的實際速度(ω)之間的差值；矢量旋轉(zhuǎn)器(e+jα)，其可以被用于產(chǎn)生用于電動機的電流參考。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于調(diào)整升降機的電動機(M)的轉(zhuǎn)子角度的方法和裝置，在該方法中測量升降機的電動機的轉(zhuǎn)子角度；使用作為反饋數(shù)據(jù)的所測量的轉(zhuǎn)子角度來調(diào)整轉(zhuǎn)子角度；和借助于連接到升降機的電動機的脈沖發(fā)射機(PE)或轉(zhuǎn)速計來測量轉(zhuǎn)子角度。在該方法中，將擾動信號(u)饋入轉(zhuǎn)子角度反饋數(shù)據(jù)，以便在轉(zhuǎn)子角度中產(chǎn)生變化(擾動)；將變化(擾動)與擾動信號(u)相比較，和在比較的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生控制信號以調(diào)整轉(zhuǎn)子角度。
文檔編號H02P27/00GK1754304SQ200480005098
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者佩卡·賈科南, 安蒂·卡利奧尼米 申請人:通力股份公司