167668. lajstromszámú szabadalom • Berendezés aszinkron gép vezérlésére vagy szabályozására
167668 5 6 A 2. ábra szerinti tömbvázlat szemlélteti a találmány szerinti berendezés alapvető vonásait. A rajzon látható 1 aszinkron gép állórészét az R, S és T fázisok kapcsain keresztül, alkalmas beállitótag utján háromfázisú hálózatból tápláljuk. A 2 beállitótag lehetővé teszi az állórészáram IR, I s és I,-, komponenseknek beállítását. Beállitótagként alkalmazható például indukciós szabályozó, mágneses erősitő, vagy átalakít. Az 1 aszinkron gépQforgórészének kerületén egymáshoz képest 90 -kai villamosan eltolt például Ilall-féle 3 adóelemmel, vagy a mágneses térre érzékeny más adóelemmel a légrés mágneses erőterét két, egymáshoz képest fázisban 90 °-kal eltolt feszültséggé képezzük le, és h javitóelemek segítségével ezekből kapjuk a forgórésszel kapcsolódó forgómező yy és y . komponenseinek megfelelő feszülségeket. Az állórészre vonatkoztatott_ezen két komponensből 5 vektoranalizátor egy ^ = eJ *P egységvektort leiró két normált komponenst állit elő, amelyeket 6 vektor komponens átalakítóra vezetünk. A 6 vektorkomponens átalakító a forgórész forgómező tengelyére vonatkoztatott két b és w vezetőjelet két megfelelő, az állórészre vonatkoztatott vektorkomponenssé alakitjuk át, amelyek közbenső 7 tagon keresztül a 2 beállitótag beállító bemeneteire hatnak. A lényeges az, hogy a forgómező tengelye szerint orientált eme vektorkomponensekkel való vezérlésnél, amely a b és w vezetőjelekkel történik, az állórészáram vektornak a forgórész forgómezejének pillanatnyi tengelyével párhuzamos és arra merőleges komponensei, vagyis a hatásos áram és a meddő áram egymástól függetlenül és kölcsönhatás mentesen befolyásolhatók. A 3* ábra kiviteli példát mutat a találmány szerinti vektorkomponens szabályozásra ortogonális koordinátarendszerben- Enneél az ábránál, valamint a következő ábráknál is, az azonos feladatú elemeket azonos hivatkozási számokkal jelöljük. Az 1 aszinkron gépet itt 2 átalakító, például közvetlen átalakító táplálja, amelynek három feszültség beállító bemenetén UR , U„ és U T komponensek vannak, és ezek mindenkor az állórészáram IR , !<-. és I komponenseire hatnak. Az állórész áramhozzavezetéseibe áramváltók vannak iktatva, amelyeknek szekundertekercsei 8 átalakító kapcsolással vannak összekötve, amely az emiitett három fázisáramot egymásra merőleges I és I . komponensekre alakitja át, és ezeket ellenőrzőjelként vezetjük a 9 áramszabályozókra. Ezen áramszabályozók kimenő feszültségeit 10 átalakító kapcsolásban megfelelő háromfázisú feszültséggé alakitjuk át és azokat a 2 beállitótag bemeneteire vezetjük. A 8 átalakító kapcsolás kimeneti I és I. komponenseit két 4a arányos tagon keresztül a légréserőteret érzékelő 3 adóelemeket kimenőfeszültségeiből két 4a öszszegezőben kivonjuk, mig a két 4a arányos tag K arányossági tényezője lényegileg arányos az 1 aszinkron gép forgórésze szórt induktivitásának a fŐinduktivitáshoz való arányával. Ennek következtében az 5 vektoranalizátor bemenő 11 és 12 kapcsain a forgórész forgómezejének két ortogonális Y és ^> . komponense jelelenik meg, mig a kimenő 13 és l4 kapcsokon a megfelelő normált komponensének megfelelő feszültségek jelentkeznek, azaz egy y = eJ'^ egységvektor cos és sin komponense, ahol az egységvektor mindenkor a forgómező pillanatnyi tengelyének irányába mutat. A 6 vektorkomponens átalakító a forgómező tengelyre vonatkoztatott bemenő b és w vezető jelekből, amelyek 17 és 18 kapcsain vannak, valamint a 15 és l6 kapcsokra vezetett, az állórészre vonatkoztatott cos ^ és sin^f komponensekből a 9 áramszabályozók számára mégfelelő, az állórészre vonatkoztatott állórészáram I * és I.* komponensek megfelelő alapjeleket képez. Ha a vektorkomponens átalakító bemenő w vezetőjele - amint azt szaggatott vonallal jeleztük-110 fordulatszámszabályozó kimenő értéke, és a fordulatszámszabályozó bemeneteire egy előirt n * fordulatszámmal és az 1 aszinkron gép tényleges n fordulatszámával arányos bemenő feszültséget vezetünk, akkor a 3* ábra szerinti elrendezés fordulat számszabályozó lesz, Mig a 3»ábra szerinti elrendezésnél a for— gómező tengelyre vonatkoztatott bemenő b és w vezető jelekből állórészre vonatkoztatott, vagyis a gépnek a stacioner fordulatszáma mellett szinusz alakú I * és I.* komponensek formájában alapjeleket állítottunk elő, a 4. ábra olyan kiviteli alakot mutat, amelynél a forgómezíj tengelyre vonatkoztatott ellenőrző jeleket képelünk, és ezeket egyenáramú 22 szabályozókban ezekre közvetlenül adható I * és I * komponens alapjelekkel hasonlítjuk össze. Minthogy az állórész áramvektorának a forgómező tengelyre vonatkoztatott előirt értéke és tényleges értéke esetében minden stacioner gépfordulatszámnál mindig egyenáramú értékekről van szó, itt lehetőség van olyan egyenáramú szabályozók alkalmazására, amelyek dinamikusan, valamint pontosság tekintetében is felülmúlják a váltakozóáramu szabályozókat. A h. ábra szerinti elrendezésnél a forgómező tengelyre vonatkoztatott b és w vezetőjelek szabályozóban való összehasonlítás eredményeként adódnak, amely összehasonlítást a forgómező tengelyre vonatkoztatott I * és I * komponens alapjelek és a forgómező tengelyre vonatkoztatott I és I, komponens ellenőrzőjelek között végzünk, amely utóbbiakat második 21 vektorkomponens átalakító segítségével, a későbbiekben még részletezendő módon, az állórészáram vektor állórészre vonatkoztatott ortogonális I és I . komponenseiből, valamint a forgómező tengelyre irányába mutató y = eÓ"f egységvektor ortogonális sinf és cos f komponenseiből képezünk. Az egyenáramú 22 szabályozók kimenetei, amelyek a nagy pontosság érdekében előnyösen Pl-szabályozóként vannak kialakítva, egy vezető jel vektor forgómező tengelyre vonatkoztatott két komponensét alkotják, amelyeket 6 vektorkomponens átalakító bemeneteire vezetünlí, amely a már ismertetett módon előállítja az állórészre vonatkoztatott megfelelő vezetőjeleket. Ebben az esetben is lehetséges, hogy - amint azt a szaggatott vonallal jelezzük - 110 fordulatszámszabályozót alkalmazunk, amelynek kimenőjele a 22 szabályozó I * komponens alapjelét képezi. Ha a vezetőjel vektor komponensek a 2 beállitótag feszültségbeállitó bemeneteire hatnak, akkor az esetleges késleltető tagok hatása folytán, különösen az aszinkron gép szórt mezejének időállandója következtében, fázisforgatás történik a vezetőjel vektor és az állórészáram vektor között. Ennek következtében a vezetőjel vektor megváltoztatása esetén az állórészáram vektor nem követné azt azonnal a szándékolt irányban. Stacioner állapotból kiindulva, amennyiben csak az egyik vezetőjel változik meg, a szabályozási eltérés kiigazításához mindkét 22 szabályozónak működnie kellene, aminek következtében bizonyos átmeneti kölcsönhatás keletkezik, és ezáltal a lehetséges szabályozási sebesség csökken, Hogy ezt a kölcsönhatást is kiküszöböljük, a 22 szabályozó kimenő feszültsége által képezett vezetőjel vektorhoz egy erre merőleges vektort ugy adunk hozzá, hogy az összegvektor a mező forgásirányában siessen az eredeti vezetőjel vektorhoz képest. Ezen járulékosan rákapcsolt és a vezetőjel vektor forgatását ós nyújtását élőidéző vektor nagyságának a forgómező tengely szögsebességéből, az állórészáram nagyságából ós az aszinkron gép szórt fluxusának idő—állandójából képezett szorzattal kell arányosnak lennie. A vezetőjel vektornak előbb emiitett forgatását ós nyújtását a 4, ábra szerinti elrendezésnél két 23 és 24 szorzó végzi, amelyeknek bemenő 25 és 26 kapcsaira az 1 és J. komponens ellenőrzőjeleket vezetjük, és amelyeknek másik bemeneteire a forgómező ^p szögsebességének ntegfelélő jelet vezetünk, ame ly az 5 vek t or anal i z á t or kim e 1 íő kapc s ár a A'3* ábra alapján eddig ismertetett elrendezés segítségével az 1 aszinkron gép egymástól független nyomaték- és/vagy erőtérszabályozása lehetséges, A megfelelő alapjelek változtatá- 65 sara mindössze a 6 vektorkomponens átalakitó bemenő b és w vezetőjeleit kell megváltoztatni. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
