173360. lajstromszámú szabadalom • Villamos kapcsolási elrendezés különösen ventillátorszerű terhelést hajtó aszinkron motorok fordulatszámának szabályozására
3 173360 4 ugyanakkor minél nagyobb a tehetetlenségi nyomaték, annál hosszabb idő alatt gyorsítható a motor, vagy más szóval, annál kisebb a motor gyorsulása, vagyis az időegységre eső fordulatszám változás. Ezek alapján felismertük, hogy minél kisebb gyorsulás érdekében a motort alacsony tápfeszültséggel kell indítani. A tápfeszültség változtatására legegyszerűbb és legolcsóbb módszer vezérelt áramirányítók, célszerűen félvezetők áramvezetési szögének változtatása. A vezetési szög csökkenésével arányosan növekvő felharmonikusoknak a gyorsulás alatt nincs zavaró hatásuk. A kívánt fordulatszám elérésekor a gyorsulást meg kell szüntetni, ami a motor tápfeszültségének kikapcsolásával biztosítható. Ha a hajtott tömegek tehetelenségi nyomatéka lényegesen nagyobb, mint a fékező nyomaték, a motor fordulatszámának csökkenése viszonylag lassú folyamat. Adott konstrukcióban a tehetetlenségi nyomaték és fékező nyomaték viszonya úgy választható meg, hogy a motor tápfeszültségének kikapcsolása után a tápfeszültség néhány periódusának tartama alatt a motor fordulatesése legfeljebb néhány százalék, illetve a megengedhető érték legyen. A vezérelt áramirányítókkal egyszerűen oldható meg a motor tápfeszültségének kikapcsolása is. Ezek alapján az 1. ábrán látható fordulatszám-idő függvény érhető el. Álló állapotból a kívánt átlagos na fordulatszámra történő gyorsítás bármilyen módon lehetséges, akár névleges feszültséggel is. Amint a fordulatszám An értékkel na fordulatszám érték fölé emelkedik, megszűnik a motor tápfeszültsége. Ekkor a motor lassulni kezd, s amikor fordulatszáma An értékkel na fordulatszám alá esik, a tápfeszültség a motort vezérlő, vagy szabályozó áramvezetési szöggel bekapcsolódik. Ez alatt a feszültség az Ut (t) függvény szerint változik (1. ábra). A továbbiakban ez a folyamat ismétlődik. Az áramvezetési szög és a jel/szünet viszony növelésével az átlagos fordulatszám növekszik. Határesetben, teljes áramvezetési szög mellett, szünetmentes, névleges tápfeszültséggel a motor az adott terheléshez tartozó slippel névleges fordulaton jár. A jel és szünet együttes ideje úgy választandó meg, hogy a fordulatszám lüktetése ne zavarja a motor, illetve a hajtott rendszer üzemét. Ezen fordulatszám szabályozása megvalósítására alkalmas találmány szerinti kapcsolási elrendezés az aszinkron motorhoz csatlakozó vezérelt áramirányító gyújtását vezérlő áramkört és tiltó jeleket előállító egységet tartalmaz, amely a gyújtást vezérlő áramkör kimenetével össze van kötve. A gyújtást vezérlő áramkör és a tiltó jeleket előállító egység kimenete összegzőhöz csatlakozik, amely összegző kimenete a vezéreit áramirányító gyújtó elektródáival van összekötve. A gyújtást vezérlő áramkör impedancián keresztül transzformátorhoz csatlakozó mágneses erősítőt tartalmazhat. A gyújtó impulzusokat tiltó egység első és második különbségképző egyik bemenetére csatlakozó egytároíós elemekkel rendelkező áramkört tartalmazhat, míg az első különbségképző kimenete első elektronikus kapcsolón keresztül az egytároíós elemmel rendelkező áramkörrel össze van kötve. Az első különbségképző másik bemenetére referencia jelet előállító egység van kötve. A második különbségképző másik bemenete egyenirányító és szűrő áramkörön keresztül a mágneses erősítőhöz csatlakozik, míg a 2 kimenete második elektronikus kapcsolón keresztül a gyújtást vezérlő áramkör transzformátorával van összekötve, amelynek kimenete a vezérelt áramirányító gyújtó elektródáihoz van kapcsolva. Találmány szerinti kapcsolási elrendezésünk előnye, hogy segítségével nullától a névleges fordulatszámig terjedő tartományban az aszinkron motor teljesítményétől függetlenül a fordulatszám szabályozható, abban az esetben, ha a nyomaték igény arányos a fordulatszámmal (például ventillátorok, centrifugálszivattyúk esetén, vagyis amikor az anyag szállítás mennyisége vagy a teljesítmény arányos a fordulatszámmal). További előny, hogy olcsó és felépítése egyszerű. A továbbiakban a találmány tárgyát példakénti kiviteli alak kapcsán rajz alapján ismertetjük részletesebben. Az 1. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel megvalósítható fordulatszám-idő és feszültségidő függvény látható. A 2. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés vázlatosan. A 3. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés példakénti kiviteli alakja látható. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés, amelynek kimenete 1 aszinkron motorhoz csatlakozó 2 vezérelt áramirányító nem ábrázolt gyújtó elektródáival van összekötve gyújtást vezérlő 3 áramkört tartalmaz. A gyújtást vezérlő 3 áramkör bemenetére például a fordulatszámmal arányos vezérlőjel van kötve, míg a kimenete egyrészt a gyújtójeleket tiltó jeleket előállító 4 egységgel és 5 összegezővei van összekötve. A 4 egység kimenete az 5 összegező másik bemenetére csatlakozik. Az 5 összegező kimenete a 2 vezérelt áramirányító gyújtó elektródáival van összekötve. A 2 vezérelt áramirányítót U feszültséggel tápláljuk. A 3 áramkör gyújtójeleinek fázishelyzetét a v vezérlőjel befolyásolja. A 4 egység a kívánt jel és szünet együttes idejének megfelelő frekvenciával a szünet időnek megfelelő tiltó jeleket állít elő. A 3 áramkör és a 4 egység által előállított jelek az 5 összegzőbe jutnak és a 2 vezérelt áramirányítóra a 4 áramkör tiltó jelének ideje alatt nem jutnak gyújtó impulzusok. Ennek következtében a 2 vezérelt áramirányítóval táplált 1 aszinkron motor az 1. ábrán látható feszültséget kapja és az 1 aszinkron motor n kimenőjele, vagyis a fordulatszáma a tápfeszültség által előírt átlag értéket veszi fel. A gyújtó impulzusokat tiltó jelet előállító 4 egységgel biztosított jel/szünet viszony bármely paramétertől függővé tehető. A 2. ábrán látható kivitelnél ez a viszony a gyújtási szög fázishelyzetével arányos, tehát mind az áramirányítók vezetési szöge, mind a jel/szünet viszony arányos a v vezérlő jellel, mindkettő egyidejűleg növekszik vagy csökken A 3. ábra szerinti kiviteli alaknál a gyújtást vezérlő áramkör 7 impedancián keresztül 8 transzformátorhoz csatlakozó 6 mágneses erősítőt tartalmaz. A gyújtó impulzusokat tiltó egység első és második 10 és 12 különbségképző egyik bemenetére csatlakozó egytárolós elemmel rendelkező 9 áramkört tartalmaz. A 10 különbségképző kimenete első 11 elektronikus kapcsolón keresztül a 9 áramkörrel össze van kötve. A 10 különbségképző másik bemenetére referencia jelet előállító Uref egység van kötve. A 9 áramkör váltako-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
