190285. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés áramirányítós szinkron motor optimális üzemállapotának biztosítására
1 190 285 2 sára a kimenete előjelet vált. Az 1. ábrán látható példaként! kivitel esetén az 1 gépoldali áramirányító vezérlése digitálisan történik. A 2 szinkrona motor forgórész helyzetéhez képesti aA gyújtásszög alapjelet a 14 üzemmód meghatározó íija elő. Ez a motoros,a generátoros, indítási üzemmódnak megfelelően háromféle lehet. A működés ismertetésénél először eltekintünk az í áramjel hatásától. Azt, hogy az 1 gépoldali áramirányító mely tirisztorának kell különböző forgórész helyzethez képest nulla gyújtásszög esetén vezetnie előre illetve hátra irányú forgás esetén a 9 gyújtásszög meghatározó határozza meg. A 9 gyújtásszög meghatározó bemenetére a mindenkori forgórész szöghelyzet és az aA gyújtásszög alapjel öszszege illetve különbsége jut a forgásiránytól függően. így az aA gyújtásszög alapjel meghatározza, hogy a forgórész helyzethez képest hány fokra történjen a tirisztorok gyújtása. A 7 szöghelyzet adó nullhelyzetét a forgórészhez képest, mechanikus elforgatás helyett digitális formában, elektronikus úton a 13 nullhelyzetet beállító jelet adó egységgel kell beállítani. így a 7 szöghelyzet adó szinkronizálása kényelmesen megoldható. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésnél normál üzemben az előre megadott aA gyújtásszög alapjelet az i áramjel függvényében úgy módosítjuk, hogy a hajtás mindig az elérhető legjobb cos<pvel üzemeljen. A módosítás mértékét a 16 második függvénygenerátor adja meg. Az i áramjel egyidejűleg a gerjesztést is módosítja, ennek mértékét a 18 első függvénygenerátor határozza meg. Indítási üzemben nagy indító nyomaték kívánatos. Ilyenkor célszerű a forgórész helyzethez és így a fluxushoz képest is 90°-os gyújtásszöget beállítani. Ezt a 14 üzemmód meghatározó írja elő. Indítási üzemben az aA gyújtásszög alapjel módosítására gyakorlatilag nincs szükség, ilyenkor a hajtás úgy üzemel mint tengelyről történő vezérlés esetén. A motoros és generátoros üzemben más gyújtásszög módosítás szükséges. A megfelelő jelleggörbék kiválasztását szintén a 14 üzemmód meghatározó vezérli. A következőkben megmutatjuk, hogy megfelelő függvénykapcsolat esetében valóban elegendő csak az i áramjel függvényében egyidejűleg módosítani a gyújtásszöget és a gerjesztést ahhoz, hogy a hajtás az optimális munkapont közelében üzemeljen. A 2. ábrán a 2 szinkron motor egyfázisú helyettesítő kapcsolási rajza és az alapharmonikus áramok és feszültségek vektorábrája látható motoros üzemben. A 2 szinkron motornak a 6 gerjesztő tekercsét Ip gerjesztő áram gerjeszti. A gerjesztés névleges fordulatszámon Up pólusfeszültséget indukál. I, fázis áram hatására xd szinkron reaktancián feszültség esik és a 2 szinkron motor kapcsain U, kapocsfeszültség lesz mérhető. Az Ip gerjesztő áramból és az I, fázis áramból kapható I', forgórészre redukált áram vektoros összege Ip mágnesező áramot hoz létre. Az Ip mágnesező áram xd szubtranziens reaktancia mögött \g” fluxust hoz létre. A csillapító tekercsekben folyó áramok a vg” fluxust tranziens változásokkor állandó értéken tartják, így gyakorlatilag szinuszos lefolyású. A \g” fluxus által indukált szubtranziens reaktancia mögötti U” feszültség gyakorlatilag csak alaphármonikust tartalmaz. Az U” = U”(Ip) függvénykapcsolat közelítőleg a 2 szinkron motor üresjárási jelleggörbéjével egyezik meg. Az 1 gépoldali áramirányító tirisztorainak kommutálásakor az áramváltozását az xd szubtranziens reaktancia korlátozza. Jó közelítéssel feltételezhetjük, hogy a kommutáló tirisztorok árama lineárisan változik és így a kommutáció miatt az I, fázisáram alapharmonikusa u/2 fedési szöggel eltolódik a pillanatszerű kommutációhoz képest. A tirisztorok biztos kommutációja érdekében y = ymin inverter tartalékot kell biztosítani. így a szükséges x gyújtásszög X = ß + 5 (1) ahol ß U” feszültséghez képesti gyújtásszöget jelenti és ö terhelési szög I' S = arc sin p cos (ß-u/2) (2) P A ß U” feszültséghez képesti gyújtásszög és a y inverter tartalék közötti összefüggés az áramirányítók elméletéből ismert. Például háromfázisú hídkapcsolású áramirányító esetén „ n ilX; cos/?= cosymiB-- — (3) és (4) Az Ip gerjesztőáram a vektorábra alapján Ip = jTVH'12 + 2I// -i; Sin OS—u/2) (5) / Szintén az áramirányítók elméletéből ismert, hogy egyértelmű összefüggés van az Ij fázisáramú és az Id egyenáram között. Például háromfázisú hídkapcsolású áramirányító esetén jó közelítéssel fi (6) A 2 szinkron motor adatainak ismeretében az üresjárási jelleggörbéből meghatározható a v|/” fluxus névleges értékéhez tartozó Ip mágnesező áram és U” feszültség, ismert az xd szubtranziens reaktancia és a felhasznált tirisztorokat valamint a szükséges biztonságot figyelembe véve megadható a ymin inverter tartalék. Az í, forgórészre redukált áram a 2 szinkron motor adatainak ismeretében az I, fázis áramból a szinkrongépek elméletéből ismert módon számítható. így végül is a felírt hat darab független egyenlet két ismeretlent tartalmaz, így tehát a fenti közelítésekkel egyértelműen megadható olyan x = c (Id) és Ip _ lp(Ii)) függvénykapcsolat, amelynek betartása esetén a hajtás ymjn inverter tartalékkal és \y“ = y” névleges fluxussal üzemel. A 2. ábra motoros üzemre vonatkozik, de hasonló meggondolások végezhetők el generátoros üzem-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
