186647. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés inverterről táplált aszinkron motor generátoros üzemének megakadályozására
1 186.647 2 A találmány tárgya fordulatszám érzékelő nélküli kapcsolási elrendezés, inverterről táplált aszinkron motor generátoros üzemének megakadályozására. Az egyszerűbb frekvenciaváltós, aszinkron motoros hajtások, csak a motor hajtására alkalmasak és fordulatszám érzékelő nélkül dolgoznak. Fékezni nem tudnak. Az aszinkron motor fordulatszámának változtatása az inverter kimeneti feszültségének és frekvenciájának együttes változtatásával történik. Ha az aszinkron motor fordulatszámát csökkenteni kell, akkor előfordulhat, hogy az inverter kimeneti frekvenciája gyorsabban csökken, mint az aszinkron motor fordulatszáma. Ilyenkor az aszinkron motor generátorként dolgozik és forgási energiáját az egyenkörbe táplálja. Mivel az egyszerűbb hajtásoknál az egyenkörből visszatáplálás a hálózatba nem lehetséges, így az egyenköiben szokásos szűrő kondenzátor veszélyesen nagy feszültségre töltődhet fel. A generátoros üzem a megváltozott jellemzők miatt áramlengéseket és így túláramot is okozhat. A fenti jelenségek kiküszöbölésére az irodalomból és a műszaki gyakorlatból többféle megoldás ismert. Általában a generátoros üzemet úgy kerülik el, hogy az inverter frekvenciájának csökkentését — a fordulatszám alapjel meredekségének korlátozásával - csak olyan sebességgel engedélyezik, ami lassúbb, mint ahogy a táplálásról lekapcsolt aszinkron motor fordulatszáma csökkenne a legkisebb terhelés és a legnagyobb előforduló lendítőtömeg esetében. Nagy lendítőtömeg és kis terhelés esetén a motor lassan lassul és előfordulhat, hogy - nem várt terhelés, vagy lendítőtömeg esetén - mégis generátoros üzem keletkezik. Ilyenkor — tranzisztoros vagy egyenként oltható félvezetőjű inventer esetén - letiltják az inverter félvezetőinek gyújtását. Dyen megoldást alkalmaz pl a Strömberg cég a SAMI típusú frekvencia átalakítóinál, a BBC a VERITRON NWK 1531-6031 típusú frekvencia átalakítóinál, stb. Egyes esetekben az egyenkörben rövidrezáró tirisztort is alkalmaznak védelemként, amely túlfeszültség keletkezésekor ellenálláson keresztül, vagy közvetlenül rövidrezárja az egyenkört. Dyen megoldás látható például a Power Electronics-Power Semiconductor and their Applications Second International Conference 27-29 Sept. 1977, London, G.J. Noton and D.F.O'Colloghan: Transistorised inverter for standard 20 H.P. induction motor drive 1. ábráján (47.0.), vagy az Electrical Variable speed drives. 10-12 Oct. 1972. Conference Publication Number 03. 28. old. 2. ábráján (U.Puta, SEMIVERTER, A standard series of selfcommutated inverters). A fenti megoldások közös hátránya, hogy a frekvencia csökkentésének meredekségét a lehető legroszszabb esetre számolva kell beállítani Így olyankor is csak lassan csökken a motor fordulatszáma, ha például a terhelés miatt egyébként gyorsan is csökkenhetne. Ez egyes technológiai folyamatoknál feles- - leges időveszteséget okoz. További hátránya az eddigi megoldásoknak, hogy előre nem várt üzemállapot fellépése esetén, (pl a vártánál kisebb terhelés) generátoros üzemállapot léphet fel és ilyenkor a védelmet kell működtetni és ki kell kapcsolni az invertert. Ez üzemzavart okoz. A találmány tárgya olyan kapcsolási elrendezés, amely a fenti hátrányokat kiküszöböli, olymódon, hogy az inverter frekvenciáját lassításkor - egy szabályozó - mindig csak olyan mértékben engedi csökkenteni, ahogy a motor lassul Ilymódon a motor mindig a pillanatnyi terhelés és lendítőtömegnek megfelelő idő alatt fog lelassulni A találmány alapja az a felismerés, hogy inverterről táplált aszinkron motor esetén a generátoros üzem - a tényleges fordulatszám érzékelése nélkül - elkerülhető, ha a hajtás fordulatszáma alapjelének lehetséges változási sebességét úgy változtatjuk, hogy az inverter bemenő egyenárama egy előre beállított érték alá ne csökkenjem A lehetséges változási sebességet egy változtatható mercdekségű meredekségkorlátozóval állíthatjuk be melynek meredekségét egy szabályozó változtatja. A szabályozó alapjele az inverter szükséges minimális bemenő áramával^ ellenőrző jele pedig az inverter tényleges bemenő áramával arányos. A találmány tehát kapcsolási elrendezés inverterről táplált aszinkron motor generátoros üzemének megakadályozására, amely hálózathoz csatlakoztatható vezérelt vagy vezéreltlen áramirányítót, az áramirányító egyenköri kapcsaihoz folytótekercsen keresztül kapcsolt invertert tartalmaz, amelynek egyenköri kapcsaihoz kondenz kapcsaihoz kondenzátor kapcsolódik és az inverter kimenetére aszinkron motor van kötve és/vagy az inverter elemeihez vezérlőegység kimenete kapcsolódik, azzal jellemezve, hogy a vezérlőegység fordulatszám alapjel bemenetéhez változtatható meredekségű meredekségkorlátozó kimenete kötött, amelynek egyik bemenete fordulatszám alapjelet fogadó bemenet és amelynek meredekségváltoztatás bemenete szabályozó kimenetével van összekötve és a szabályozó egyik bemenete fékezőáram alapjelet fogadó bemenet másik bemenetéhez pedig jelformálón keresztül az inverter bemenő áramát érzékelő áramérzékelő kimenete van kötve. A találmányt a továbbiakban rajz alapján ismertetjük: Az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy lehetséges kiviteli alakjának vázlata. Az 1. ábrán vezérelt vagy vezéreletlen 2 áramirányító váltakozóáramú bemenete 1 hálózathoz csatlakozik. A 2 áramirányító lehet például egy háromfázisú teljesen vezérelt hídkapcsolású áramirányító vagy diódás áramirányító sorbakapcsolva egy egyenáramú szaggatóval, illetve tetszőleges más kapcsolás. A 2 áramirányító kimenete 4 fojtótekercsen 903 áramérzékelő és 6 áramérzékelő 7 inverter bemenetéhez csatlakozik. A 7 inverter bemenetével 5 kondenzátor van párhuzamosan kapcsolva. A 4 fojtótekercset és az 5 kondenzátort együtt 3 közbenső egyenkömek nevezzük. A 7 inverter 8 aszinkron mortort táplál. A 2 áramirányító és a 7 inverter vezérlését 9 vezérlőegység biztosítja. A 9 vezérlőegység 92 kimenete, illetve 93 kimenete a 2 áramirányító, illetve a 7 inverter vezérelhető elemeinek (tirisztor- vagy tirisztorainak) gyújtásvezérléséhez kapcsolódik. (Természetesen a 92 kimenet csak vezérelt 2 áramirányító esetén.) A 9 vezérlőegység áram ellenőrzőjel 94 bemenettel, feszültség ellenőrzőjel 95 bemenettel és fordulatszám alapjel 91 bemenettel rendelkezik. A 91 bemenethez 11 változtatható meredekségű meredekségkorlátozón keresztül n* fordulatszám alapjel kapcsolódik. All változtatható meneredekségű meredekségkorlátozó meredekség változtató bemenetére 12 szabályozó kimenete van kötve. A 12 szabályozó egyik bemenete L fékezőáram alapjel másik bemenetére 10 jelformáién keresztül 6 áramérzékejíő kimene5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
