167668. lajstromszámú szabadalom • Berendezés aszinkron gép vezérlésére vagy szabályozására

3 167668 4 ha az állórészre vonatkoztatott fluxus komponensek, valamint a forgómező tengelyre vonatkoztatott mennyiségeknek megfelelő, az állórészre vonatkoztatott vektorkomponensek egymásra merőlegesek, A találmány egy további előnyös kialakításánál a forgómező tengelyre vonatkoztatott értékeket , mint beállitó /beavatkozó/ jeleket a forgómező tengelyre vonatkoztatott állórészáram komponensek előirt és tényleges értéke közötti különbség alapján állítjuk elő. Ekkor az állórészáram előre megadott vektorkomponenseire történő szabályozás forgómező tengelyre vonatkoztatott koordinátarendszerben történik, ós ezáltal nagypontosságú egyenáramú szabályozók alkalmazhatók. Amennyiben továbbá fordulatszám szabályozást is használunk a forgómező tengelyre vonatkoztatott állórészáram komponensek előirt értékének előállítására, akkor a találmány szerinti berendezéssel mind statikus, mind pedig dinamikus tekintetben jóminőségü fordulatszámszabályozó hajtást kapunk. Az aszinkron gépnél külső vagy belső késleltetőtagok a beállitó vagy vezérlő vektor és az állórészáram vektora között esetleg fázisszögeltérést okozhatnak. Ennek kompenzálására a találmány szerint előnyös, ha a beállitó vagy vezérlő vektort a forgómező forgásirányában elforgatjuk és nyújtjuk az állórészáram vektorának, a forgómező tengely szögsebességének és az állórészáramot befolyásoló beállitó bemenet és maga az állórészáram között levő mindenkori tényleges késleltetési idő állandónak különösen az aszinkron gép szórt fluxusa időállandójának függvényében. Hasonló módon azáltal lehet csökkenteni a főfluxus időállandójának fázisforgató hatását, hogy a beállitó vagy vezérlő vektort a forgómező forgásirányával ellentétes irányban elforgatjuk és nyújtjuk. Ennek mértéke függ az erőtérvektortól, a forgórész vagy forgómező tengelyének szögsebességétől és az aszinkron gép fŐfluxusának időállandójától. A találmány szerinti berendezés egyszerűen valósitható meg egy olyan vektorkomponens átalakitó segítségével, amely két Összegező erősítőt és négy szorzót tartalmaza. A szorzók bemeneteire egy vektoranalizátorból párosával normált, az állórészre vonatkoztatott fluxuskomponenseknek megfelelő feszültségeket és a forgómező tengelyre vagy az állórészre vonatkoztatott állórészáram komponenseknek megfelelő feszültségeket vezetünk, és mindegyik szorzópár kimenetei egy erősítő bemenetével vannak összekötve. A vektoranalizátor itt a találmány szerint két erősítőből állnak, amelyek egy-egy szorzó utján vannak visszacsatolva ós az erősítők bemeneteire az állórészre vonatkoztatott, egymásra merőleges fluxuskomponensekkel arányos feszültségeket vezetünk, ezek négyzetre emelt kimenő feszültségeit összegezzük, és egy szabályozó - előnyösen integrátor - bemenetén egy állandó értékkel hasonlítjuk össze, majd a szabályozó kimenő jelét a két szorzó egy-egy bemenetére vezetjük. Az ilyen módon szabályozó összehasonlítással végzett normálás igen nagy pontosságú. Ha a találmány szerinti berendezést olyan aszinkron gépnél kívánjuk alkalmazni, amelyet áramgenerátoros közbenső egyenáramú áramkörös átalakítóról lehet táplálni, akkor előnyösnek mutatkozik, ha a vektorkomponens átalakító kimenete egy további vektoranalizátorral van összekötve, amelynek szabályozó kimenete a közbensőkör egyenáramát szabályozó szerv alapjel bemenetével van összekötve, mig erősítőjének kimenő feszültségeit közvetlenül és/vagy további szabályozón át az inverter vezérlőrácsainak szögálláskapcsolójára vezetjük. Ilyen módon az állórész áramvektorát érték és fázis szerint, Vagyis polárkoordinátákban irjuk elő. A találmányt a továbbiakban a mellékelt rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábra a találmány szerinti berendezésben fellépő jelek vektordiagraraját, a 2. ábra a találmány szerinti berendezés egyszerűsített tömbvázlatát, a 3. és k. ábra a találmány szerinti berendezés egy-egy kiviteli alakjának tömbvázlatát, az 5* ábra egy vektoranalizátor tömbvázlatát, a 6. ábra egy vektorkomponens-átalakitó - tömbvázlatát, a ^ 7. ábra a kétfázisból háromfázisba átalakító kapcsolás tömbvázlata, a 8, ábra háromfázisból kétfázisba átalakitó kapcsolás tömbvázlatát, a 9* ábra késleltető tag tömbvázlatát, a 10,ábra a 9. ábra szerinti késleltető tag 1Q hatását kompenzáló tag tömbvázlatát, a 11.ábra a forgómező szögsebességét mérő tag tömbvázlatát, a 12,ábra a találmány szerinti berendezés egy további kiviteli alakjának tömbvázlatát, a 13*ábra a 12,ábra szerinti inverter és az aszinkron gép állórésztekercseinek kapcsolódá-15 sát, a l^.ábra a 13*ábra szerinti inverter egyenirányítóinak gyújtási sorrendjét szemléltető vektordiagramot, a. 15»ábra az invertert vezérlő szögálláskapcsoló tömbvázlatát, a on ló.ábra a szögálláskapcsoló működését szemléltető diagramot, a 17.ábra egy fázisjavító szabályozó tömbvázlatát, a 18,ábra a találmány szerinti berendezés egy további kiviteli alakját, a 19.ábra a 18,ábra szerinti kivitelei alak 25 simitó vektoranalizátorának működését szemléltető vektordiagramot, a 20,ábra a 18.ábrán a simitó vektoranalizátor egyszerűsített tömbvázlatát, a 21,ábra a simitó vektoranalizátor részletes tömbvázlatát ós a on 22,ábra egy nem mozgó eszközökkel megvalósított kétfázisú generátor tömbvázlatát szemlélteti. Az l.ábra szerinti vektordiagram egy háromfázisú aszinkron gépre vonatkozik. Az 1 állórészáram vektor az állórészhez képest 35 d /dt = ß szögsebességgel forog, ennek egymáshoz képest térben 120°-kal eltolt három IR, I és I„ komponense van. Ezt az I állórészáramvektort ugyancsak az állórészre vonatkoztatott , de derékszögű, r és j tengelyű koordinátarendszerben is le lehet írni, ahol a koordinátarendszer origója a gép forgástenge-4U íyében van. Az I állórészáram vektor komponenseit ebben az állórészre vonatkoztatott derékszögű koordinátarendszerben I és I. jelöli. Feltételezzük, hogy a derékszögű koordinátarendszer r tengelye az R fázis tekercstengelyének irányába esik. Az I állórcszáram vek-45 *or olyan derékszögű koordinátarendszerben is leírható, amelynek origója ugyancsak a gép forgástengelyében fekszik, de amelynek f tengelye mindenkor a forgómező pillanatnyi tengelyirányában néz és ezért az állórészhez képest álló koordinátarendszerhez viszonyítva a forgómező tengelyének d /dt = -f szögsebességvei szög^ gel elfordul. Az I állórészáram vektort ebben a koordinátarendszerben az I és I komponensek irják le, ahol az I, komponens mindenkor a forgómező pillanatnyi f tengelyével párhuzamos, mig az I komponens az F tengelyre mindig merőleges. Az aszinkron gép stacioner üzemálla-55 potában az I és I komponensek állandó értékek; az I komponens a gép meddő áramának felel meg, az I komponens a hatásos áramnak, vagyis az állorészáram nyomatékképző részének. Az I állórészáram vektort a forgómező tengelyre vonatkoztatott koordinátarendszerben poláris koordinátákkal is le lehet irni, vagyis Ot) abszolút értékével és az f tengelyre vonatkoztatott szöghelyzetével, ami megfelel a ß és / szögek különbségének. Az 1. ábrán berajzoltuk az állórészre vonatkoztatott ortogonális ^ és *Y • fluxu komponenseket, valamint a f tengely Irányában fekvő y = j

'f egységvektort gg is, annak az állórészre vonatkoztatott r, j koordinátarendszerben vett cos f és sin "f komponenseivel. 2