180978. lajstromszámú szabadalom • Elrendezés áramirányítós kaszkád hajtás túlfeszültség- és túláram védelmének vezérlésére
5 180978 6 nyitó váltakozóáramú kapcsai. A 2 diódás egyenirányító egyenáramú kapcsain a forgórészfeszültséggel arányos Us egyenirányítóit feszültség jelenik meg, amelynek értéke a háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motor szlipjével arányos. Az 5 teljesen vezérelt áramirányító váltóirányító üzemben működik és az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motor forgórészéből elvezetett, a 2 diódás egyenirányító által egyenirányítóit szlipteljesítményt a 6 transzformátoron keresztül visszajuttatja a váltakozóáramú hálózatba. A 2. ábra hatásvázlatán az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motort a sorbakapcsolt Ai, A2 és A3 átviteli tagok jellemzik. Az Ai átviteli tag jellemzi az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motor Is forgórészárama és M forgatónyomatéka közötti, a névleges üzemi pont környezetében lineáris összefüggést. Az M motor nyomaték és az M, terhelőnyomaték különbsége az A2 átviteli tag által meghatározott módon befolyásolja az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motor n fordulatszámát. Az A3 átviteli tag jelenti az n fordulatszám és az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motor csúszógyűrűin megjelenő váltakozó feszültség összefüggését. A 2 diódás egyenirányító állítja elő a csúszógyűrűkön megjelenő váltakozó feszültségből az Us egyenirányítóit szlipfeszültséget. Az 5 teljesen vezérelt áramirányító vezérlésétől függő Uv vezérelt egyenfeszültség és az Us egyenirányítóit szlipfeszültség különbsége határozza meg az egyenáramú körbe beiktatott 3 simító fojtótekercsen és 4 egyenáram átalakítón átfolyó egyenáramot, amely az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motor forgórészében folyó Is forgórészáram egyenirányítóit megfelelője. A 2. ábrán példaként a félvezetős kaszkád hajtásoknál is gyakran alkalmazott fordulatszámszabályozást ábrázoltuk alárendelt áramszabályozással. A fordulatszámszabályozás na alapjelének és az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motor tengelyéről hajtott 15 tachométergenerátor ellenőrzőjelének különbsége a fordulatszámszabályozás rendelkező jele, amely 13 műveleti erősítőn keresztül áram alapjelként alárendelt áramszabályozó körbe jut. Az áramszabályozás ellenőrző-jelét a 4 egyenáram átalakító állítja elő, az ellenőrző jel 14 áramszabályozón keresztül olyan módon vezérli az 5 teljesen vezérelt áramirányítót, hogy minél nagyobb az áram alapjel és a 4 egyenáram átalakító kimenő jele közötti különbség, annál inkább növeli az 5 teljesen vezérelt áramirányító tirisztorainak gyújtáskésleltetését, tehát a váltóirányító üzemmódban működő 5 teljesen vezérelt áramirányító annál nagyobb egyenfeszültséget hoz létre az egyenáramú körben, azaz annál kisebb lesz a 2 diódás egyenirányító és az 5 teljesen vezérelt áramirányító által előállított egyenfeszültségek különbsége. Ennek következtében csökken az egyenáramú kör árama és ezzel az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motor Is forgórészárama is. Az eddig elmondottak a félvezetős kaszkád hajtás normális működésére vonatkoznak. Ha a korábban már elmondott okok, tehát hálózati zárlat utáni gyorsvisszakapcsolás vagy egyfázisú üzem, vagy bármi egyéb ok miatt az egyenáramú körben túlfeszültség vagy túláram lép fel, az áramirányítós kaszkád hajtás 5 teljesen vezérelt áramirányítója és az önmagában ismert 7 áthidaló tirisztor a találmány szerinti elrendezésnek megfelelően vezérelve a következőképpen működik. Vizsgáljuk először a túláram esetét. A jobb áttekinthetőség kedvéért a 2. ábrán a normális üzemhez tartozó egységeket és mennyiségeket folytonos vonallal, a védelem egységeit és jeleit pontvonallal ábrázoltuk. A 4 egyenáram átalakító kimenő jele nem csak az áramszabályozás ellenőrző jele, hanem egyúttal a 7 áthidaló tirisztort vezérlő 18 védelmi vezérlő egység bemenő jele is. A 18 védelmi vezérlő egységet küszöbkapcsolásként működtetjük: ha a 4 egyenáram átalakító kimenő jele ls, első küszöbértéket túllépi, a 18 védelmi vezérlő egység a túllépés mértékétől függő követési idővel gyújtóimpulzusokat ad a 7 áthidaló tirisztornak. Minél nagyobb a túllépés, annál rövidebb időközökben követik egymást a gyújtóimpulzusok. A túllépés bekövetkezésétől számítva tehát annál hamarabb következik be a 7 áthidaló tirisztor gyújtása, minél nagyobb a túláram, így az 5 teljesen vezérelt áram irányító túlterhelése annál rövidebb ideig tart, minél nagyobb a túlterhelés. Ez a megoldás azért is előnyös, mert kisebb, hálózati zavarokból eredő túlterheléseket a szabályozó kör önmagától is megszüntet, ha erre elegendő ideje van, a nagyobb forgórészáram ugyanis nagyobb motomyomatékot eredményez, ez a motort gyorsítja. Ezáltal csökken az Us egyenirányítóit szlipfeszültség, tehát csökken az Us-Uv feszültségkülönbség által létrehozott Is forgórészáram is. Ha azonban a 7 áthidaló tirisztor begyújtása előtt a túláram nem szűnik meg, akkor a 7 áthidaló tirisztor begyújtása eltereli az egyenáramú kör áramát az 5 teljesen vezérelt áramirányítóról. A 7 áthidaló tirisztoron átfolyó áramot a 8 védelmi egyenáram átalakító közel állandó nj járulékos fordulatszám alapjellé alakítja és hozzáadja a fordulatszámszabályozás beállított n„ alapjeléhez. A 8 védelmi egyenáram átalakító átviteli tulajdonságaira vonatkozóan a követelmény csupán annyi, hogy a 7 áthidaló tirisztor begyújtásakor föllépő Iáth áramnak már igen kicsi I^hi értéke és lehetséges legnagyobb értéke között az nj járulékos alapjel nagyobb legyen a találmány szerinti elrendezés megfelelő működéséhez szükséges legkisebb fiám in értéknél és kisebb legyen egy olyan legnagyobb namíx értéknél, amely az elrendezésben még biztosan nem okoz meghibásodást vagy üzemzavart. Amint az egyenáramú kör árama a 7 áthidaló tirisztorra átterelődik, az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motor a rövidrezárt forgórésznek megfelelő természetes jelleggörbére tér át. Minthogy a kaszkád hajtások többnyire viszonylag kis szlippel üzemelnek, a természetes jelleggörbén jelentős nagyságú többletnyomaték áll elő, ami az 1 háromfázisú csúszógyűrűs aszinkron motort gyorsítani kezdi. A 8 védelmi egyenáram átalakító által szolgáltatott nj járulékos alapjel a 20 különbségképzőben hozzáadódik a szabályozás eredetileg beállított na alapjeléhez. Emiatt a szabályozás rendelkező jele megnő és az alárendelt áramszabályozó kőibe beavatkozva az 5 teljesen vezérelt áramirányító gyújtáskésleltetését lecsökkenti, az 5 teljesen vezérelt áramirányító tehát a 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
