183042. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés szabályozott egyenáramú hajtások gyorsműködésű és nagypontosságú együttfutás szabályozására
1 183 042 2 A találmány kapcsolási elrendezés szabályozott egyenáramú hajtások gyorsműködésű és nagypontosságú együttfutás szabályozására, mely hajtások mindegyike fordulatszám szabályozóval, alárendelt áramszabályozóval, a saját egyenáramú motorjának armatúra áramát érzékelő kétirányú áramváltóval, áramkorlát módosító bemenettel és fordulatszám alapjel bemenettel rendelkezik, és minden egyes hajtáshoz egy-egy alapjelképző egység és szögkülönbség szabályozó tartozik, amely szögkülönbség szabályozó az alapjelképző egységen keresztül a hozzátartozó hajtás fordulatszám alapjel bemenetéhez csatlakozik. A gyakorlatban és az irodalomban igen sok példát találni többmotoros hajtások együttfutásszabályozására. Gyorsműködésű rendszerek és közepes vagy nagyobb teljesítményű egyenáramú motorok esetében a szabályozások elvi felépítése azon alapszik, hogy minden egyes motor önálló fordulatszámszabályozó és alárendelt áramszabályozó egységgel van ellátva, és az egyes motorok tengeiyelfordulásainak szögkülönbségétől függően külön szabályozó módosítja az egyes hajtások fordulatszám alapjeleit. Ezen az elvi felépítésen nem változtat az, hogy a fordulatszámszabályozó, illetve a szögkülönbségképző digitális rendszerű, illetve a különbségképzés digitálisan megadott útalapjelhez képest, vagy frekvencia formában megadott fordulatszám alapjelhez képest történik. A lényeg az, hogy minden esetben, ha a motorok tengelyelfordulása nem a kívánt érték, akkor az egyes hajtásokba a beavatkozás a fordulatszámalapjel megfelelő módosításával történik. Ezekben az esetekben a motorokat úgy kell méretezni, hogy üzemszerű állapotban ne dolgozzanak áramkorlátozásban, illetve tudomásul kell venni, hogy az áramkorlátozási tartományban az egyes motorok tengelyelfordulásai között a terhelési és a beállítási aszimmetriák miatt szögkülönbség lép fel, melynek kiszabályozására csak akkor van lehetőség, ha a hajtások már nem üzemelnek áramkorlátozási tartományban. Ismeretesék olyan kapcsolási elrendezések is (24 62452 számú NSZK közzétételi irat, 24 48016 számú NSZK közzétételi irat), amelyek többmotoros hajtást igénylő technológiák esetében egy- vagy több hajtás kiesése esetén is lehetővé teszik a termelés fenntartását. Az idézett találmányok szerinti megoldások esetében ez úgy történik, hogy egy, vagy több hajtás kiesésekor a többi működő hajtás fordulatszámát egy másodlagos fordulatszám alapjellel megnövelik, oly mértékben, hogy a hajtások összteljesítménye ne változzon. Vannak azonban technológiák — például reverzáló hengerlés - ahol a motorok a gyors indítás és fékezés közben üzemszerűen az áramkorlátozási tartományban dolgoznak és követelmény, hogy a motorok együttfutása ezekben az esetekben is biztosított legyen, mert az együttfutás hiánya súlyos technológiai zavart okoz. Például hengerlésnél ez az anyag gyűrődését, nyúlását vagy szakadását jelentheti. Ilyenkor nem a hajtások összteljesítményét kell fenntartani, és így nem a nem túlterhelésben üzemelő motorok fordulatszámát kell növelni, hanem a többi motor fordulatszámát kell a túlterhelésben üzemelőhöz igazítani. Ilyen esetekben eddig inkább egymotoros hajtást alkalmaztak és fogaskerék hajtóművekkel biztosították a technológiához szükséges szigorú együttfutást. A fogaskerék hajtóművek azokban az erős dinamikai igénybevétel miatt a szokásosnál rövidebb idő alatt elhasználódnak és karbantartásuk munkaigényes. További problémát jelent egymotoros hajtásoknál az is, hogy a technológiához szükséges teljesítményt egy helyen kell a gépsorba bevezetni és ez esetenként korlátozhatja a gépsor teljesítményét. A találmány célja olyan villamos szabályozórendszer, amelynek megvalósítása biztosítja két vagy több egyenáramú motor nagypontosságú együttfutását még abban az esetben is, ha a motorok közül egy, vagy több, vagy mindegyik a megengedett maximális árammal — azaz áramkorlátozásban - üzemel, függetlenül attól, hogy az egyes motorok hajtanak vagy fékeznek. Ily módon lehetővé tesszük a mechanikai kényszerkapcsolatok elhagyását és biztosítjuk, hogy a többmotoros egyedi fordulatszám szabályozással rendelkező hajtások az áramkorlá- Tozási tartományban is nagy statikus pontossággal és jó dinamikus tulajdonságokkal együttfussanak. A találmány lényege az a felismerés, hogy az egyedi fordulatszámszabályozással és alárendelt áramszabályozással ellátott hajtások esetében az együttfutás a fordulatszám alapjel és az áramkorlátozási érték együttes módosításával biztosítható. A fordulatszám alapjel módosítása — ismert módon — szögkülönbség képzéssel és szögkülönbség szabályozóval megoldható. Az áramkorlátozási érték módosításához azonban nem csak a szögkülönbséget, hanem a motor áramának irányát is figyelembe kell venni. Felismertük, hogy ez előnyösen megoldható a szögkülönbség jelhez csatlakozó önálló áramkorlátszabályozó, és a hozzá csatlakozó előjelmeghatározó egység segítségével. Az előjelmeghatározó egység az áramkorlát szabályozó kimenő jele és a motor áramának előjele alapján határozza meg az áramkorlátozási érték módosításának nagyságát és előjelét. A feladatot olyan kapcsolási elrendezéssel oldjuk meg, amely Önmagában ismert módon szabályozott egyenáramú hajtásokat tartalmaz, mely hajtások mindegyike fordulatszám szabályozást, alárendelt áramszabályozást, a saját egyenáramú motorjának armatúra áramát érzékelő kétirányú áramváltót tartalmaz, és áramkorlát módosító bemenettel, valamint fordulatszám alapjel bemenettel rendelkezik. Mindert* egyes hajtáshoz egy-egy alapjeíképző egység és szögkülönbség szabályozó tartozik, amely szögkülönbség szabályozó az alapjelképző egységen keresztül a hozzátartozó hajtás fordulatszám alapjel bemenetéhez csatlakozik. A találmány értelmében azonban minden egyes hajtáshoz külön-külön előjelmeghatározó egység és áramkorlát szabályozó is tartozik, és az azonos hajtáshoz tartozó áramkorlát szabályozó és szögkülönbség szabályozó bemenete összekötött, valamint minden egyes előjel meghatározó egység szögkülönbség bemenete a vele azonos hajtáshoz tartozó áramkorlát szabályozó kimenetével összekötött, áramérzékelő bemeneté a hozzátartozó hajtás kétirányú áramváltójának kimenetével összekötött, áramkorlát módosító kimenete pedig a hozzátartozó hajtás áramkorlát módosító bemenetéhez kötött. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy előnyös alakja szerint az előjelmeghatározó egység a tápfeszültség nulla vezetékéhez kapcsolódó közös bemenetét tartalmaz, és az előjelmeghatározó egységben az áramérzékelő bemenet sorbakötött ellenállásokon keresztül első erősítő előjelfordító bemenetéhez kötött, az ellenállások összekötött végei és a közös bemenet közé kondenzátor kötött, valamint az első erősítő előjelfordító bemenete kondenzátoron keresztül a kimeneté5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
