178936. lajstromszámú szabadalom • Statikus frekvenciaváltóról táplált státor-frekvencia változtatással működő aszinkron- vagy szinkronmotoros hajtás nyomaték-szög szabályozással
7 178936 8 kifejezés adódik. A kifejezés első tagja függ, második tagja független a frekvenciától. Célunk, hogy szög független legyen az fj státor-frekvenciától (1/tp-től), ezért az Uv feszültséget két összetevőből állítjuk elő: Uv = UM-Uvo (6) ahol UM a vezérlőfeszültség, Uvo a kompenzáló feszültség. Ezzel a tpm szög (5) szerinti összefüggése: t. T7T TV <fim= — jt-Uvo — + (Um-Unm) — (7) tp c c alakú lesz. Ha kielégítjük az ct. ts Uvo = - —— = us — (8) tpT r feltételt, a (7) egyenlet jobboldalának első két tagja zérust eredményez és a <pm szögnek megfelelő fáziskésleltetés a 'Pm - (Um-Unm) — (9) c összefüggés alapján az ft státor-frekvenciától függetlenül az Um vezérlő feszültség által vezérelhető. E követelménynek tesz eleget a 3. ábra blokkvázlata szerint kialakított áramkör. A 3. ábrában a c átviteli tényezőjű F/U frekvencia-feszültség átalakító látható, az A arányos tag blokkja pedig a frekvencia-függetlenítést megvalósító ts/r átviteli tényezőt realizálja. A tjr átviteli tényező zérusnak tekinthető, ha az Us szinkronizáló impulzus ts időtartama az alapharmonikus tp periódusidőhöz képest elhanyagolható. Ilyen esetben az A arányos tag blokkja és az azt követő különbségképző elhagyható. A nyomaték-szög szabályozást tartalmazó, áraminverteres frekvenciaváltóról táplált aszinkron, illetve szinkronmotoros hajtás jelen találmány szerinti megoldásának blokkvázlata az 5. ábrán látható. A H hálózathoz csatlakozó E egyenirányító belső áramvisszacsatolással rendelkezik. Kimenőárama a KÁ közbenső áramkörön át táplálja az IV invertert. A kimenőáram nagysága az x2 vezérlő jel által vezérelhető. Az IV inverter Xi vezérlő jelét - amely az M motor fi státor-frekvenciájának hatszorosával megegyező frekvenciájú impulzussorozat - fázisonként egy-egy KI ... Ki késleltető áramkör P kimenetének impulzusa vezérli az L logikai „vagy” kapun keresztül. A KI ... Ki késleltetők szinkronizálását az S be menetekről az SÍ ... Si áramkörök végzik, amelyek a bemeneteikre adott fi státor-frekvenciájú jelek nullátmeneteinél szolgáltatnak Us szinkronizáló impulzust. Szinkronizálás céljára az alkalmazástól függően többféle jel felhasználható, ezek: megfelelő fázishelyzetű státorfeszültség, a státorfeszültség integráljával, a státor-, a főmező vagy a rotorfluxussal arányos jel. Az SÍ ... Si szinkronizáló áramkörök bemenetéit az M motor státor-kapcsaihoz csatlakozó FV feszültségváltó vagy FV feszültségváltó és ÂV áramváltó vezérli. Az egyes KI ... Ki késleltetők, I, illetve V bemenetei a 3. ábrán bemutatott módon közösen csatlakoznak az f/U frekvencia-feszültség átalakító, illetve az A arányos tagot követő különbségképző kimenetéhez. E különbségképző pozitív hatású bemenete alkotja a tpM nyomaték-szöget meghatározó Um vezérlő feszültség számára a jelbemenetet. A fenti nyomaték-szög szabályozást biztosító vezérlőegység működését a 6. ábra alapján követhetjük, amely az egyik fázishoz tartozó jelek jellemző hullámformáit tartalmazza (pl. az M motor R fázisának UR státor-feszültsége IR státorárama van, amelynek iJR az alapharmonikusa. Az UR sátor-feszültség U„ integrálértéket első közelítésben tekintsük azonosnak a rotorfluxussal. Az Usv feszültség az Up integrálértékhez képest állandó szöggel eltolt Usv feszültség, s ennek nullátmenetekor jön létre a KI késleltető áramkör Us szinkronizáló jele. Az U„ integrálérték és Usv feszültség közötti <p fázisszögtől függ a nyomaték-szög változtatási tartománya. Pl. háromfázisú esetben 30° egész számú többszörösének megfelelő fázishelyzet állítható elő Usv feszültség és Up integálérték között, ha az 5. ábrában az UR státor-feszültséget érzékelő FV feszültségváltó zeg-zug kapcsolású. A gyakorlatban a <pm nyomaték-szög szükséges változtatási tartománya a névleges motoros üzemtől a névleges generátoros üzemig kb. -70° <<pm ^ +70°. A KI késleltető áramkör 4. ábra kapcsán definiált funkciójú Uf jele az Us szinkronizáló impulzushoz képest (a bejelölt Uv feszültség hatására) ipm szögű fáziskésleltetést eredményez, mivel a KI késleltető áramkör kimente ez esetben az Xi vezérlőjel a 6. ábrában folytonos vonallal rajzolt impulzusait szolgáltatja. Az xt vezérlőjel szaggatott vonallal rajzolt impulzusait a másik két fázishoz tartozó Kj késleltető áramkör eredményezi. A KI késleltető áramkör által létesített <fim. szögnek Pm nyomaték-szög felel meg, ezért a rajzolt eset motoros üzemállapotra utal. Az Uv feszültség, illetve az Um vezérlő feszültség abszolútértékének csökkenésével a <pm szög nő, a <pM nyomaték-szög pedig csökken, ezért a fázisviszonyok a generátoros üzemre jellemző irányba tolódnak el. Az 5. ábra szerinti felépítésben az IV inverter egy-egy kommutációját az xi vezérlőjel impulzusa váltja ki. A kommutáció sorrendjét az IV inverterhez tartozó vezérlőegység irányítja, amely általában a fázisszámnak megfelelő modulusú gyűrűs számlálóból és annak kimenetére csatlakozó dekódolóból áll. Ilyen esetben a gyűrűs számlálót valamelyik KI ... Kj késleltető áramkör kimenőimpulzusával szinkronizálni kell. A tpM nyomaték-szöget számos tényező figyelembevételével határozhatjuk meg. A korábbiak szerint a nyomaték és a <pM nyomaték-szög kapcsolatát alapvetően a fluxusszabályozás módja határozza meg. Motoros üzemből generátoros üzembe áttérve (Pm nyomaték-szög minden esetben előjelet vált. Egyes esetekben módosítani kell <pm szögértékét plazért, hogy a ipM nyomaték-szög az fi státor-frekvenciától és a terheléstől függetlenül a szabályozó által előírt értékű maradjon. A ipm szög és <Pm 5 10 15 20 2’5 30 35 40 45 50 55 60 65 4
