191438. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés armatúraköri áramirányítós, körárammentes irányváltó egyenáramú hajtás üzemeltetésére
1 191 438 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés armatúraköri áramirányitós, köráram mentes irányváltó (gyen- - áramú hajtás üzemeltetésére. A kapcsolási elrendezés külső gerjesztésű egyenáramú motort, ez utóbbit tápláló, a váltakozóáramú hálózatra csatlakozó két készletből álló armatúraköri félvezetős áramirányítót, az egyenáramú motor gerjesztő tekercsét tápláló szabályozott gerjesztőköri tápegységet, az armatúraköri félvezetős áramirányító egyenáramú, vagy váltakozóáramú körébe kapcsolt armatúraáramot érzékelő áramváltót, az egyenáramú motor armatúra kivezetéseire kötött feszültségváltót, az armatúraköri áramirányítót vezérlő gyújtóegységet, ez utóbbit meghajtó armatúraáram szabályozó erősítőt, ez utóbbi fölé rendelt fordulatszám vagy kapocsfeszültség szabályozó erősítőt, és a köráram mentes irányváltó üzem vezérlésére szolgáló elektronikus áramköri egységeket tartalmaz. A szakirodalomból az armatúraköri áramirányítók köráram mentes vezérlésére több megoldás ismeretes. Ilyen például a SIEMENS SIMOREG rendszere (Stromrichtergeräte zur Drchzahlrcgclung und Lcistungsstcuerung Katalog LE3. 1977. 2/11. oldal), vagÿ a BBC rendszere (Silizium Stromrichter Handbuch BBC, 363. oldal). Az ismert rendszerek működési alapgondolata megegyezik. Ez pedig a következő : A vezérlés az egyik irányú áramot vezető áramirányító készletről úgy kapcsol át a másik irányú áramot vezető készletre, hogy az irányváltáskor parancsot ad az egyik irányú áramot vezető áramirányítónak az áram megszüntetésére. Érzékeli az áram 0 értékét, letilja az egyik irányú áramot vezető áramirányító gyújtó impulzusait, majd némi időkésleltetés után feloldja a másik irányú áramot vezető áramirányító gyújtó impulzusainak a letiltását. A továbbiakban az utóbbi áramirányító táplálja a motor armatúrakörét. Ismeretes, hogy a vezérelt áramirányítók inverter üzemben körülbelül 10%-kal kisebb feszültséget szolgáltatnak, mint egyenirányító üzemben. Ez azt jelenti, hogy az ismert vezérlésű armatúraköri áramirányítós egyenáramú hajtásokban alkalmazott motorok feszültsége 10%-kal kisebb az ugyanolyan feszültségű táphálózatra csatlakozó nem irányváltós hajtásokban alkalmazott motorok kapocsfeszültségénél. Ez több hátránnyal jár, amelyek közül a legfontosabbak a következők. A kisebb motor kapocsfeszültség miatt az egyenirányító üzemben dolgozó áramirányító csak kisebb mértékben vezérelhető ki. Ez megnöveli a hálózat meddőáram igénybevételét. Tételezzük fel, hogy a hálózatot kizárólag csak a gyújtásszög késleltetésből adódó áram ' terhelt. Ekkor teljesen kivezérelt egyenirányító esetében cos i^ = l. Körülbelül 90% feszültségre vezérelt egyenirányító esetében cos i/5 = 0,9 i/5 = 260 a vezérlésből származó meddő áram: Inévi-- sin 26° = = 0,4 Inévl. Ez különösen hátrányos a hálózat feszültségesése szempontjából például fedélzeti hálózatok esetében (például hajók) ahol a hálózatot tápláló szinkrongenerátorok teljesítménye az áramirányítók teljesítményével összemérhető. A motor kisebb kapocsfeszültsége miatt adott típusteljesítményű áramirányító csak 10%-kal kisebb 2 teljesítményű hajtás táplálására alkalmas. Ez különösen hátrányos akkor, ha a hellyel és a súllyal takarékoskodni kell például járművekben, hajókban beépített berendezések esetében. A technika fejlődése szükségszerűvé tette a tirisz-1 toros hajtások széleskörű elterjedését. így a fedélzeti hálózatokról táplált berendezések alkalmazását is. Az utóbbi esetekben az ismert egyenáramú hajtások köráram mentes vezérlésének hátrányai különösen szembetünőek. A találmány célja a hátrányok kiküszöbölése. Az előzőekben felsorolt hátrányok kiküszöbölhetők, ha olyan vezérlést használunk, amely lehetővé teszi a hasonló üzemi körülmények között működő egynegyedes hajtásokban alkalmazott körülbelül, 10%-kal nagyobb kapocsfeszültségű motorok alkalmazását armátúraköri irányváltó hajtásokban is. A találmány a következő felismerésen alapul. A csökkentett kivezérlésre csak inverter üzemben van szükség, egyenirányító üzemben teljesen kivezérelhető az áramirányító. Ilyen üzemben azonban ha az ismert vezérléssel reverzálunk, inverter billenős keletkezik, > amely belső zárlatot és a tirisztort védő biztosítók kiolvadását okozza. Az ok: a motor feszültsége nagyobb az inverter feszültségénél, és az ismert kapcsolások csak az áram nulla átmenettől teszik függővé az egyik egyenirányítóról a másikra való átkapcsolást. Az inverter billenés nem következik be, ha csak akkor kapcsoljuk át az áramirányítókat, ha az áram nullává válik és a motor kapocsfeszültsége kisebb az inverter határfeszültségnél. Ha azonban nem teszünk külön intézkedést, kisebb fékező nyomaték esetében a motor kapocsfeszültsége csak lassan csökken az inverter határfeszültségnél kisebb értékre, és így a reverzálási idő is elfogadhatatlanul hosszúra nyúlik. Más a helyzet akkor, ha az átkapcsolás előtt külön paranccsal, a gerjesztés csökkentésével biztosítjuk a kapocsfeszültség gyors csökkenését. Ilyenkor a reverzálási idő csak kis mértékben nő meg. Lényegében tehát az új vezérlés a következő módoe kell, hogy működjön. A reverzáláskor az egyenirányító levezérlődik és a gerjesztőáram csökken mindaddig, amig a motor kapocsfeszültsége az inverter határfeszültségnél kisebbé válik. Ekkor, ha az armatúraáram értéke 0, megtörténhet az átkapcsolás. Átkapcsolás után a gerjesztőáram úgy kell hogy változzon, hogy ha az átkapcsolás után inverter üzem marad, a kapocsfeszültség ne legyen nagyobb az inverter határfeszültségnél, ha pedig egyenirányító üzem lesz, akkor a kapocsfeszültség érhesse el az egyenirányító üzem határfeszültségét. összefoglalva tehát a találmány olyan kapcsolási elrendezés armatúraköri áramirányitós, köráram mentes irány váltó egyenáramú hajtás üzemeltetésére, amely két készletből álló armatúraköri tirisztoros áramirányítót, ez utóbbiról táplált külső gerjesztésű egyenáramú motort, ez utóbbit gerjesztő szabályozott gerjesztőköri tápegységet, a két készletből álló armatúraköri tirisztoros áramirányító egyenáramú vagy váltakozóáramú körébe kapcsolt armatúraáramot érzékelő áramváltót, az egyenáramú motor armatúraköri kapcsaira csatlakozó kapocsfeszültséget érzékelő feszültségváltót vagy feszül tségosz tó;, 5 10 15 20 25 30 35 10 45 50 55 50 35
