147007. lajstromszámú szabadalom • Frekvenciaváltós fordulatszám szabályozó berendezés háromfázisú rövidrezárt motorok fordulatszámának szabályozására
Megjelent: 1960. május 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 147.007. SZÁM 21. d2 . 10-14. OSZTÁLY — JU—114. ALAPSZÁM Frekvenciaváltós fordulatszámszabályozó berendezés háromfázisú rövidrezárt motorok fordulatszámának szabályozására Juhász József energetikus, Budapest A bejelentés napja: 1959. március 6. Ismeretes, hogy az, ipar legnagyobb területein a gépeket és berendezéseket háromfázisú ipari hálózatról táplált elektromos motorokkal hajtják meg, amelyek fordulatszáma az 50 periódusú forgó áramnál fogva állandó. Igen sok helyen szükség van a gépek fordulatszámának tetszés "szerinti értékű beállítására. E célból a meghajtó villamos motorok fordulatszámát célszerű változtatni, mert a mechanikai szabályozó berendezések komplikáltak és drágák, valamint a folyamatos áttételezési nem biztosítják. A háromfázisú rövidre zárt motorok fordulatszám szabályozására különböző kapcsolások és. ezt eszközlő berendezések alakultak ki és kerültek gyakorlatba. Az, ismert berendezések azonban az elektromos, energia gazdaságos felhasználására költségesek és elektronikusan bonyolultak. Az egyszerűbb kommutátoros fázisforgató berendezéseknél, a hatásfok alacsony értékű és a fellépő ívképződés nagyobb teljesítményű motoroknál a berendezés élettartama csökkent. Ezen hátrányokat, küszöböli ki a bejelentés szerinti találmány, melynek alapja az a felismerés, hogy ha a háromfázisú hálózati forgóáramot a háromfázisú motor tekercseire tetszés szerint beállítható időeltolással kapcsoljuk rá, akkor a fordulatszám — azonos forgatónyomaték fenntartása mellett, — az; eltolási idő függvénye. Amennyiben a fáziseltolás 0 értékű, akkor a motor teljes fordulatszámú, amennyiben ez az 50 periódussal egyező értékű, akkor a fordulatszám értéke 0, de a mágneses erőtér nyomatéka, teljes értékben fennáll. A találmány szerinti fordulatszám szabályozó lényegileg tehát a frekvencia váltás elvén működik, oly módon, hogy előtétellenállással szabályozható, fordulatszámú kis teljesítményű motorral meghajtott, közös tengelyen áramszedő kefékkel ellátott három darab elektromosan szigetelt csúszógyűrű, valamint ezzel együtt, futó három — egymáshoz 120°-ra eltolva elhelyezett — forgőkefe van elhelyezve, amelyek a szikramentes frekvencia váltást biztosító sönt ellenállás kommutátor szegmensein át eszközlik az áramátvitelt a teljesítmény motorra. A találmány egy példaképpeni kiviteli alakját vázolja a mellékelt ábra. Az, —M— motor az —1— áttételen keresztül forgatja a közös tengelyen elhelyezett —2— csúsz.ógyűrűket, amelyek az R, S, T hálózatról vannak betáplálva. A tengelyen nyer elhelyezést a —3— forgókefe tartó 120°-ra egymástól eltolt, szigetelten felerősített —4— kefékkel, amelyek elektromosan össze vannak kötve a —2— csúszógyűrükkel. A kefék az —5— sönt ellenállásra csatolt kommutátor szegmenseken át vezetik az áramot a teljesítmény motor U, V, Z sarkaira. A kommutáláskor fellépő szikra ív kioltására a —6— kondenzátorok vannak beiktatva, amelyek bekapcsolása egyidejűleg fázisjavítást is eredményez. További szikraoltásra még a —7— kondenzátorok vannak a kommutátorok szeletei közé kapcsolva, illetve földelve az ábra szerint. A hasznos forgatónyomaték százalékos értékének növelése céljából a kommutátorok hat részre vannak osztva az ábra szerint oly módon, hogy öt szegmens a kommutátorgyűrűn 25°-os szögön van elosztva, míg a hatodik szegmens 95°-os szöget foglal el. A szegmensgyűrű átmérőjének növelésével, vagy az: áthidaló szegmensek méreteinek csökkentésével a fok beosztás módosul — a 25°-os szög csökken, a 95°-os növekszik — és így a forgatónyomaték hasznos százaléka automatikusan emelkedik. A kommutátor szegmensek fent ismertetett kiképzése biztosítja a viszonylag szikramentes átmenetet az U, V, Z, ós az R, S, T, sarkok váltakozásainál. Nagyobb teljesítményű motorok szabályozása esetén a szikraképződés további csökkentésére a kommutátort és az áramátvivő keféket olajfürdőbe helyezzük. A bejelentés szerinti fordulatszám szabályozó kísérleti példányai igazolták a megoldás gyakorlati felhasználhatóságát és lehetővé tették egészen alacsony fordulatszámnál is a forgatónyomaték magas értékű kihasználását. Szabadalmi igénypontok: 1. Frekvenciaváltós fordulatszámszabályozó berendezés háromfázisú rövidrezárt motorok fordu-
