183562. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenáramú, előnyösen párhuzamos-, külső-, vagy állandómágneses gerjsztésű motorok veszteségi jelleggörbével módosított alapjelű fordulatszám szabályozására
1 183 562 2 A találmány tárgya egyenáramú, előnyösen párhuzamos-, külső vagy állandómágneses gerjesztésű mo-. torok veszteségi jelleggörbével módosított alapjelű fordulatszámszabályozásaj amelynek alapjelképző, érzékelő, összehasonlító, beavatkozó és végrehajtó szerve, valamint szabályozott szakasza van, olyan megvalósításban, hogy az alapjelképző elem a motor áramának, tápfeszültségének és hőmérsékletének függvényében, vagy ezek közül tetszés szerint kiválasztott és csoportosított jellemzők függvényében változó és a motor veszteségi impedanciájának, valamint az ebből eredő veszteségi feszültségesésének változását lekövető és az alapjelet a veszteségi feszültségesés függvényében módosító, egy- vagy több elemből összetett impedanciára van csatlakoztatva. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés felhasználható az egyenáramú hajtások többségénél, de igen előnyösen ott, ahol gazdasági vagy műszaki meggondolásokból a tachogenerátor vagy egyéb fordulatszám érzékelő használata akadályba ütközik, de ennek ellenére nagypontosságú fordulatszám szabályozásra van szükség. Az eddig ismert megoldásoknál többnyire tachogenerátorral, digitális- vagy egyéb fordulatszámérzékelővel ellenőrizték és ennek segítségével szabályozták a motor fordulatszámát. Több ismert megoldási változatot mutat be a Csáki—Ganszky-Ipsits—Marti: Teljesítményelektronika című könyv a 480—483. oldalon, valamint Schönfeld: Villamos hajtások kézikönyvének 5. és 6. fejezete. Bemutatunk egy konkrét megoldást a VBKM ANÓD ANFLEX—HA 90/220—110 típusú egyenáramú hajtásának ismertetésével. A szabályozó alapjelét egy potenciométer (r7), a visszavezetett jelet egy tachométer dinamó (TD) szolgáltatja, amelyek összehasonlításából vett jellel a szabályozó beállítja a fordulatszám tartásához szükséges gyújtásszöget, és ilymódon a tirisztoros egyenirányító a beállított fordulatszámot előállító feszültséggel táplálja meg a motort. Ezzel a szabályozás statikus pontossága ±1%, dinamikus pontossága ± 10% eltérésen belül tartható, ami jónak mondható. Kisebb teljesítményű motorok esetében ez a megoldás viszonylag drága, sőt egyes konstrukcióknál még körülményes is. Mint ismeretes elsősorban állandómágnesű, párhuzamos- és külső gerjesztésű motoroknál adott a lehetőség, hogy a tápfeszültség stabilizálásával viszonylagos fordulatszám stabilizálás valósítható meg. Alacsonyabb fordulatszámoknál, változó terhelő nyomaték esetében ez a megoldás nem kielégítő, mivel itt már igen nagy fordulatszám változás állhat elő. Ezt a megoldást a motoráram figyeléséből vett IR kompenzációval kiegészítve, a fordulatszámstabilitás sokat javul, de még mindig sok zavaró jel, a hőmérséklet s az előálló veszteségek egy része kompenzálatlan marad, amelyek együttesen a motor veszteségi feszültségesésének és ezáltal a fordulatszámának további változásait idézik elő. A találmány célja az említett hiányosságok kiküszöbölése, és olyan egyszerű felépítésű és gazdaságos fordulatszámszabályozó áramkör kialakítása, amelyhez sem a tachogenerátor sem egyéb fordulatszámérzékelő nem szükséges, mivel a fordulatszámszabályozás olymódon megy végbe, hogy a motorra ható jellemzőkkel, illetve zavaró jelekkel az áramköri elrendezéssel definiált függvénykapcsolatban levő összetett impedancia a motor veszteségi impedanciaváltozásait és az általa létrehozott veszteségi feszültségesést leköveti és a rácsatlakozó alapjelet ennek függvényében olymértékben módosítja, hogy az a fordulatszámot midenkor a kívánt értéken tartsa. A találmány előnye, hogy a hagyományos fordulatszámérzékelőkkel kialakított megoldásoknál egyszerűbb és olcsóbb, az IR kompenzációs megoldásoknál viszont pontosabb. Ezt olyan kapcsolási elrendezéssel valósítjuk meg, amelynél egy vagy több elemből összetett ipedancia van, amely a motoráram és motorfeszültség, illetve fordulatszám első és második hatványának, valamint a hőfok változásának függvényében, esetleg ezek tetszés szerinti csoportosításában olymódon változik, hogy általuk az összetett impedancián létrehozott változás a motor veszteségi feszültségesésének a változását hűen leköveti, ezt a ráültetett alapjelre átmásolja, és a zavaró jelek hatását ezáltal korrigálva a fordulatszámot nagy pontossággal a beállított értéken tartja. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés alapját az a felismerés képezi, hogy egyszerű áramkörrel megvalósítható olyan összetett impedancia, amely a motorra ható jellemzők és zavaró jelek függvényében a motorral megegyező eltéréseket hoz létre, amellyel az alapjelet módosítva, a motor részére mindenkor az azonos fordulatszámhoz tartozó tápfeszültséggörbe állítható be. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés, amelynek alapjelképző, érzékelő, összehasonlító, beavatkozó és végrehajtó szerve, valamint szabályozott szakasza van, olymódon van megvalósítva, hogy az alapjelképző elem a motor áramának, tápfeszültségének és hőmérsékletének függvényében, vagy ezek közül tetszés szerint kiválasztott és csoportosított jellemzők függvényében változó, és a motor veszteségi impedanciájának, valamint az ebből eredő veszteségi feszültségesésének változását lekövető, és az alapjelet a veszteségi feszültségesés függvényében módosító, egy vagy több elemből összetett impedanciára van csatlakoztatva, amelynek egyik lehetséges változata olymódon van kialakítva, hogy a jelösszegző impedancia, előnyösen ellenállás meleg pontjára a motor áramával arányos feszültségjelet előállító egység állítható jelszintű kimenetéről egy hőfokfüggőnemlineáris impedancia, előnyösen termisztor, továbbá a szabályozó rendszernek a motor tápfeszültségét előállító kimenetéről egy impedancia, előnyösen ellenállás, valamint az alapjelet állító potenciométer egyik vége van kötve, és a jelösszegző impedancia, előnyösen ellenállás másik vége a szabályozó rendszer föld pontjára, az alapjelállító potenciométer nyelve az összehasonlító bemenetére, és az alapjelállító potenciométer harmadik kivezetése az alapjelképző egységet tápláló bemenetére van kötve. A második változatnál a jelösszegző impedancia, előnyösen ellenállás meleg pontja és a szabályozó rendszernek a motor tápfeszültségét előállító kimeneté közé egy további impedancia, előnyösen ellenállás éí egy vele sorba kötött feszültségfüggő nemlineáris impedancia, előnyösen varisztor van kötve. A harmadik változatni a jelösszegző impedancia, előnyösen ellenállás meleg pontjára a motor áraméval arányos feszültségjelet előállító egység maximális jel-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
