184207. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus berendezés egyenáramú villamos hajtások motorjai gyorsulásának korlátozására, megcsúszás és perdülés elleni védelmére és a fordulatszám érzékelésére
1 184 207 2 A találmány tárgya elektronikus berendezés egyenáramú villamos hajtások motorjai gyorsulásának korlátozására, megcsúszás és perdülés elleni védelmére, és a fordulatszám érzékelésére. Ismeretes, hogy bizonyos villamos hajtásokban, melyekben több motor együttes üzemét kell biztosítani, elengedhetetlen a különböző terhelések, ill. sztohasztikus terhelésváltozások hatásának kiszabályozása. Ehhez a motorok jellemzőinek állandó mérése, a jellemzők változásainak feldolgozása szükséges. Az egyenáramú hajtásokban, pl. a vasúti vontatásban is gyakran előfordul, hogy hirtelen terhelésváltozáí hatására egyes motorok fordulatszáma eltér a többiétől. Ilyen esetek észlelésére nemcsak a fordulatszám érzékelése, hanem a motorok áramában bekövetkező változás érzékelése is alkalmas. Azonban a motorok együttes elpörgése vagy megcsúszása esetén az eddig ismert berendezések nem voltak alkalmasak a szabályozási beavatkozásra, illetve a védelem működtetésére. Egy jelenleg ismert megoldás, pl. az egyenáramú motorok áramában fordulatszám különbség esetén fellépő különbséget dolgozza fel a megcsúszás és a perdülés elleni védelemre. Ez a védelem mindaddig használható, amíg az együtt szabályozott motorok közül legalább egy nem csúszott, vagy perdült meg, addig ugyanis ennek áramához viszonyítható a megcsúszott vagy megperdült motor lecsökkent árama. Azonban a gyakorlatban előfordul a motorok együttes elpörgése, vagy megcsúszása is, ilyenkor viszont a motorok áramában nincs érzékelhető különbség, a védelem nem tud beavatkozni. Az elpörgés igen nagy mechanikai igénybevétel mellett a körtűz veszélyét is növeli. Más ismert megoldások a motor(ok) fordulatszámának érzékelésén alapulnak. A fordulatszám érzékelésére igen sokféle megoldás használatos, mint pl. a tengelyvégre szerelt tengelykapcsolóval meghajtott, vagy különböző, a motorokba épített mágneses, kapacitív vagy fotóelektromos elven működő fordulatszám jeladók. A megoldás közös jellemzője, hogy külön helyet igénylő berendezéseket kell beépíteni. Erre sok esetben nincs mód, pl. mert nem áll rendelkezésre szabad tengelyvég, vagy pl. agresszív poros környezet miatt fotóelejctromos elven működő érzékelőt nem lehet használni, vagy pl. a tengelyirányú helyszükséglet nem biztosítható beépítési korlátok miatt. E mellett a fordulatszám érzékelők gyakran sérülékenyek, sérülés vagy elpiszkolódás esetén bizonytalanul működnek, így rendszeres karbantartásra szorulnak. Egymotoros hajtások - pl. trolibusz - esetén a motor elpörgését vagy blokkolását az áramkülönbségre vagy fordulatszám-különbségre működő berendezéssel nem is lehet észlelni vagy megakadályozni, mivel csak egy fordulatszám, illetve áram ellenőrzőjel van, így nincs viszonyítási alap. Jelen találmány egyrészt azon a felismerésen alapul, hogy ha villamos hajtásban több motor együttes üzemét úgy kell biztosítani, hogy lényeges fordulatszám-különbség, illetve meg nem engedett fordulatszám változás ne jöhessen létre, célszerű olyan elektronikus berendezés alkalmazása, mely tetszőleges számú, fordulatszámmal változó analóg, vagy digitális jel alkalmas feldolgozása után a szabályozás vagy védelem számára maximális és minimális fordulatszám ellenőrző jelet képez és fordulatszám különbségi rendelkező jel, — illetve egy motor 2 esetén fordulatszám ellenőrző jel — biztosításán túlmenően gyorsuláskorlátozóval is el van látva, és a gyorsuláskorlátozó zavarérzékeny differenciáló áramkör helyett meredekséghatároló alkalmazásával is megvalósítható. A találmány elektronikus berendezés egyenáramú villamos hajtások motorjai gyorsulásának korlátozására, megcsúszás és perdülés elleni védelmére, és a fordulatszám érzékelésére, egy vagy több, a fordulatszámmal változó analóg vagy digitális jel feldolgozásával, amely egy vagy több fordulatszám jeladóból, több fordulatszám jeladó esetén azok kimenetére csatlakozó maximális és minimális jelet kiválasztó kapuáramkörből és fordulatszám különbségi jel képzőből, a fordulatszám jeladó vagy a fordulatszám különbségi jelképző kimenetére csatlakozó fordulatszám különbségi rendelkező jel képzőből áll, olyan kialakítással, hogy a fordulatszám jeladó vagy a kapuáramkör kimenetére közvetve vagy közvetlenül arányos erősítővel párhuzamosan kapcsolt meredekséghatároló erősítőből és ezekhez csatlakozó differencia erősítőből álló gyorsuláskorlátozó csatlakozik. A találmányt a mellékelt ábrák segítségével mutatjuk be. Az 1. ábra a több fordulatszámjel feldolgozására, a 2. ábra egyetlen motor gyorsulását korlátozó elrendezésre, a 3. ábra a gyorsulás korlátozóra mutat egy-egy lehetséges megoldást. A 4. és 5. ábra a vontatómotor főpólusába épített érzékelő hurok vagy tekercs egy kiviteli alakját ábrázolja. Ha a fordulatszám érzékelő a fordulatszámmal változó frekvenciájú digitális jelet szolgáltat, a fordulatszámjel szabályozási, védelmi célokat szolgáló, jelen találmány szerinti feldolgozására az 1. ábra mutat egy lehetséges megoldást. A fordulatszámmal változó frekvenciájú fi, f2, f3... fk stb. jelek 1 jelformálókra kerülnek. Az 1 jelformálókhoz 2 frekvenciafeszültség átalakítók csatlakoznak, melynek kimenő jelei a 3 kapuáramkör bemeneteire kerülnek, és a 3 kapuáramkör és az 5 fordulatszám különbségi rendelkezőjel képző közé 4 fordulatszám különbségi jel képző van kapcsolva. A találmány szerinti elektronikus berendezésben a 6 gyorsuláskorlátozó a 3 kapuáramkör kimenetére csatlakozik. A találmány szerinti elektronikus berendezés működése a következő: Az egyes motorok fordulatszámával változó frekvenciájú fi, f2, f3... fk jelek az 1 jelformálókra kerülnek, melyek kimenetein meghatározott alakú impulzusok jelennek meg. Az impulzusokból a 2 frekvencia-feszültség átalakítók az impulzusok frekvenciájával arányos ni, n2, n3... nk analóg fordulatszám ellenőrzőjeleket képeznek. E jelek a 3 kapuáramkörre jutnak, mely ni, n2, n3...n|j analóg fordulatszám ellenőrző jelek közül kiválasztja az nmax maximális fordulatszám ellenőrző jelet, valamint az nmjn minimális fordulatszám ellenőrző jelet, melyeket szükség esetén közvetlenül is fel lehet használni szabályozási célokra. A 4 fordulatszám különbségi jelképző képezi az nmax maximális fordulatszám ellenőrző jelből és az nm;n minimális fordulatszám ellenőrző jelből a An fordulatszám különbségi jelet, amely az 5 fordulatszám különbségi rendelkezőjel képzőre kerül. Az 5 fordulatszám különbségi rendelkezőjel képző összehasonlítja a An fordulatszám különbségi 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
