183281. lajstromszámú szabadalom • Áramirányítós kaszkád hajtás kapcsolási elrendezése a hajtás indítására, a szinkron fordulatszám közelében történő gazdaságos üzemeltetésére és szükségüzemére
1 183 281 2 A találmány tárgya áramirányítóskaszkád hajtáskapcsolási elrendezése a hajtás indítására, a szinkron fordulatszám közelében történő gazdaságos üzemeltetésére és szükségüzemére. Ismeretes, hogy az áramirányítós kaszkád hajtás, amely számos szabályozott hajtás feladat igen olcsó és gazdaságos megoldását jelentheti, egyszerű alapkapcsolásában nem mindig elégíti ki az üzembiztonságra vonatkozó szigorúbb követelményeket, így pl. a tápláló hálózaton föllépő rövid idejű egy- vagy háromfázisú feszültségletörésekkel, ill. feszültségkimaradásokkal szembeni érzéketlenség követelményeit. Ismeretesek azonban olyan megoldások, amelyekkel — bonyolultabb vagy egyszerűbb módon — ez a hiányosság kiküszöbölhető. Egy ilyen megoldás az a kapcsolási elrendezés is, amelyben a háromfázisú' csúszógyűrűs aszinkron motor szekunder kapcsaira kötött diódás egyenirányító egyenáramú kapcsai simító fojtótekercsen és egyenáram-jeladón keresztül teljesen vezérelt, egyen- és váltóirányító üzemmódra egyaránt alkalmas áramirányító egyenáramú kapcsaira vannak kötve, az egyenirányítót és az áramirányítót összekötő két egyenáramú vezeték közé áthidaló tirisztorral sorbakötött további egyenáram-jeladóból álló áthidaló ág van iktatva olyan módón, hogy a simító fojtótekercs az egyenirányító és az áthidaló ág közé, az egyenáram-jeladó pedig az áthidaló ág és az áramirányító közé esik, továbbá amelynek szabályozó köre van és az egyenáram-jeladó kimenete a bemenő jel meghatározott értéke fölött a bemenő jel növekedésével csökkenő, majd megszűnő követési idejű impulzusokat adó védelmi vezérlő egység bemenetével is össze van kötve, a védelmi vezérlő egység kimenete közvetlenül vagy közvetve az áthidaló tirisztor vezérlő elektródjával van összekapcsolva, a további egyenáram jeladó meghatározott értékek közé eső járulékos alapjelet szolgáltató kimenete pedig az áramirányító gyújtáskésleltetését csökkentő értelemben a szabályozó kör különbségképzőjének egyik bemenetére van kötve. Az áramirányítós kaszkád hajtások az esetek túlnyomó többségében nem alkalmasak a teljes fordulatszám tartomány átfogására az álló állapottól a közel szinkron fordulatszámig, hanem az alkalmazási követelményektől függően csupán a maximális fordulatszám és annak 50 . . . 809' -a közötti szabályozott üzemet tesznek lehetővé. Ebből következik, hogy az áramirányítós kaszkád hajtásokat az esetek többségében a forgórészkörbe beiktatott indító-ellenállással kell indítani és legalább a szabályozási tartomány alsó határáig fölgyorsítani, majd szabályozó üzemmódra átkapcsolni. Ezt a műveletet a mai gyakorlat szerint vízellenállással vagy több fokozatban kapcsolható fém ellenállással hajtják végre, majd két mágneskapcsoló segítségével az indítóellenállást lekapcsolják a forgórész kapcsairól, a szabályozó kör bemeneti egységét alkotó egyenirányító váltakozó áramú kapcsait pedig rákapcsolják. A fém indító-ellenállást gyakran úgy alakítják ki, hogy az ellenállás-fokozatokat szervomotorral működtetett kapcsolómű kapcsolja, a szervmotort végálláskapcsoló állítja meg, amint a kapcsolómű véghelyzetét eléri. Az utóbbi módszerrel az indítási folyamat automatizálható. A tapasztalat azonban azt mutatja, hogy a ma használatos indítóellenállások és átkapcsoló mágneskapcsolók együttese az áramirányítós kaszkád hajtások üzemzavarainak leggyakoribb forrása. Ezért találmányunk kidolgozásakor célul tűztük ki, hogy az indítási folyamatot olyan módon automatizáljuk, hogy egyúttal az indítóberendezés üzembiztonságát a lehető legnagyobb mértékben megnöveljük, ill. az áramirányítós kaszkád hajtás általános üzembiztonságával azonos szintre hozzuk. Az áramirányítós kaszkád hajtások további problémája, hogy az áramirányítós kaszkád hajtás egyenirányító és váltóirányító üzemmódra is alkalmas áramirányítójának meddőáram fölvétele nagymértékben változik a hajtás fordulatszámával. Ha a hajtás a fordulatszám-tartomány alsó határán működik, akkor ez a meddőáram-fölvétel kicsi; az áramirányítón át a motor pillanatnyi nyomatékával arányos nagyságú váltakozó áram folyik a hálózatba, amely csak kis meddő összetevőt tartalmaz. Ha a motor fordulatszámát növeljük, de nyomatéka állandó marad, akkor az áramirányítón és a hálózaton át folyó váltakozó áram effektiv értéke nem változik, de az áram hatásos összetevője a szlippel arányosan csökken, ennek megfelelően meddő összetevője növekszik. Ha a fordulatszám olyan értékre nő, hogy a forgórészáram által okozott részveszteség a légrésteljesítmény és a szlip szorzatával azonossá válik, akkor a motor rövidre zárt forgórészű üzemben működik névleges fordulatszáma közelében és ha ezt az üzemállapotot az áramirányítós kaszkád hajtás áramirányítójának megfelelő vezérlésével állítjuk elő. akkor az áramirányítón és a hálózaton át folyó áram effektiv értékének legalább rkkorának kell lennie, mint a forgórészáram effektiv értéke az adott üzemállapotban; ez az áramirányítón és a hálózaton át folyó áram azonban tiszta meddőáram. Számos olyan áramirányítós kaszkád hajtás van, amely üzemidejének viszonylag jelentős részében a rövidre zárt ‘orgórészű üzemnek megfelelő üzemállapotban működik. Ezeknél a hajtásoknál az ebben az üzemállapotban az áramirányítón és a hálózaton át folyó nagy meddőáram a hajtás gazdaságosságát jelentősen rontja. A szokásos módon indító-ellenállással indított, maid mágneskapcsolókkal szabályozott üzemre átkapcsolt áramirányítós kaszkád hajtásokat ebben az üzemállapotban a mágneskapcsolóknak az előzővel ellentétes sorrendű működtetésével rövidre zárt forgórészű üzemmódra szokták átkapcsolni, ez azonban ismét fölveti az indítóberendezés által okozott csökkent megbízhatóság problémáját. Ezért találmányunk kidolgozásakor azt is célul tűztük ki, hogy a motor névleges fordulatszámának közelében a rövidrezárt forgórészű üzemmódra való áttérést, továbbá a fordulatszám csökkentésének szükségessége esetén a rövidre zárt forgórészű üzemmódról a szabályozott üzemmódra való visszatérést olyan módon automatizáljuk, hogy az ennek megvalósításához szükséges kapcsolási elrendezést az áramirányítós kaszkád hajtás általános üzembiztonságával azonos szintre hozzuk. Az áramirányítós kaszkád hajtásokkal szemben a legtöbb üzemeltető azt a követelményt támasztja, hogy azon igen ritka esetekben, amikor az áramirányítóban valamilyen üzemzavar fordul elő. az aszinkron motorral rövidre zárt forgórésszel szükség üzemet lehessen biztosítani a hiba elhárításának időtartamára, majd ennek megtörténte után a szükség üzemállapotról egyszerűen át lehessen térni a szabályozott üzemállapotra. Szükség üzemállapotban a motor és az általa hajtott munkagép a motor névleges fordulatszámával forog akkor is, ha az üzemi föltételek csökkentett fordulatszámú szabályozott üzemet tennének szükségessé. Az üzemet így fönn lehet ta tani és ez a termelés érdekei szempontjából sokkal 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
