184207. lajstromszámú szabadalom • Elektronikus berendezés egyenáramú villamos hajtások motorjai gyorsulásának korlátozására, megcsúszás és perdülés elleni védelmére és a fordulatszám érzékelésére
1 184 207 2 jelet a hajtás számára megengedhető fordulatszám különbséggel. Abban az esetben, ha a An fordulatszám különbségijei nagyobb, mint a megengedhető, az 5 fordulatszám különbségi rendelkezőjel képző UAn fordulatszám különbségi rendelkező jelet 5 szolgáltat a hajtás védelmi egysége számára. Az 1 jelformálók és a 2 frekvencia-feszültség átalakítók számának bővítésével a kapcsolás tetszőleges számú, fordulatszámmal arányos frekvenciájú jel feldolgozására alkalmas. 10 Abban az esetben, ha a fordulatszám érzékelők a fordulatszámmal arányos feszültségű analóg jelet szolgáltatnak, úgy az 1. ábra 1 jelformálói és a 2 frekvenciafeszültség átalakítói feleslegessé válnak, és a fordulatszámmal arányos feszültségi analóg jelek közvetlenül 15 a 3 kapuáramkör bemenetelre kapcsolhatók. A többmotoros egyenáramú hajtásokban igen komoly károkat okozhat a motorok együttes megcsúszása, vagy megperdülése. Az ilyen együttes elpörgés vagy megcsúszás nem érzékelhető a fordulatszám különbségén alapuló 20 módszerekkel. Minthogy azonban a találmányban ismertetett elektronikus berendezés minden egyes motor fordulatszám jelét feldolgozza, e fordulatszám ellenőrző jelek változását is ki lehet értékelni. E célból az 1. ábra szerint a 3 25 kapuáramkör kimeneteire 6 gyorsuláskorlátozót kapcsolva a védelem hatásossága nagymértékben javítható. A 6 gyorsuláskorlátozó nemcsak elpörgés elleni védelem céljára, hanem a mechanikai rendszer (pl. jármű, felvonó) gyorsulásának korlátozására is alkalmas. Egy 30 motor esetén a mechanikai rendszer gyorsulását korlátozó 6 gyorsuláskorlátozó közvetlenül a motor fordulatszám jeladójára, vagy a 2 frekvencia-feszültség átalakító kimenetére csatlakozik. (2. ábra) A gyorsulásjel képzésére elméletileg egy differenciáló 35 áramkör is alkalmazható, a gyakorlatban azonban a differenciáló jellegű tagok általában nagy zavarérzékenységgel rendelkeznek, nem realizálhatók. A zavarérzékenység kiküszöbölése érdekében, de a védelem hatásosságát nem csökkentve, a találmány 40 speciális gyorsuláskorlátozót tartalmaz. A gyorsuláskorlátozó egyik lehetséges megoldása a 3. ábrán látható. A kapcsolás a 7 arányos erősítőből, a 8 meredekséghatároló erősítőből és a 9 differencia erősítőből áll. A kapcsolás működése a következő: Az nmax maximális 45 vagy/és nmjn minimális fordulatszám ellenőrző jel — egy motor esetén az egyetlen nx fordulatszám ellenőrzőjel - a 7 arányos erősítő és a 8 meredekséghatároló erősítő bemenetére kerül. A 8 meredekséghatároló erősítő a bemenő jel váltó- 50 zását csak egy - a kapcsolás által meghatározott - meredekséggel tudja követni. A 9 differencia erősítő összehasonlítja a 7 arányos erősítő és a 8 meredekséghatároló kimenő jeleit. Amennyiben a 7 arányos erősítő kimenő jele nagyobb, mint a 8 meredekséghatároló erősítő ki- 55 menő jele, a 9 differencia erősítő UAa rendelkező jelet szolgáltat a szabályozás és védelem számára. A 8 meredekséghatároló meredeksége az Ua feszültséggel vezérelhető, így lehetővé válik a gyorsulás adaptív szabályozása is. 50 A fordulatszámmal arányos frekvenciájú jel érzékelésének egyik, jelen találmány szerinti lehetséges módját a 4. ábra mutatja. A 10 forgórészen a forgórész tekercselés befogadására hornyok vannak, az egyenáramú gép 11 főpólusán pedig 12 érzékelő hurok vagy tekercs helyezkedik el. A 4. ábra szerinti elrendezés elvi működése a következő: Minthogy az egyenáramú motorok mágneses indukciója a 10 forgórész fogfejei és hornyai között különböző, a gép 11 főpólusán megfelelően elhelyezett egy vagy több menetű 12 érzékelő hurokban vagy tekercsben a forgórész forgásakor a fogfejek és a hornyok egymást követő változó indukciója váltakozó feszültséget indukál, melynek frekvenciája a forgórész fordulatszámával arányos. A 12 érzékelő hurok vagy tekercs elhelyezhető pl. a kompenzáló tekercs hornyában, ha ilyen van a főpóluson. Alapvető követelmény, hogy a szabályozási, védelmi rendszerekben felhasznált ellenőrző jeleket szolgáltató érzékelő berendezések szigetelési szintje a szigorú előírásoknak megfeleljen. Ugyanakkor a jelszint igen alacsony, hiszen elektronikus berendezésben kerülnek a jelek feldolgozásra. Forgógépekben, különösen egyes nagy igénybevételű hajtásokban, mint pl. vasúti vontatómotorokban, igen komoly mechanikai igénybevételek lépnek fel. Az érzékelő hurokkal szemben tehát nagy villamos szilárdság, nagy mechanikai szilárdság, kis helyigény és igen kis indukcióváltozásokra nagy érzékenység követelményét támasztjuk. E követelmények kielégítésének egyik lehetséges változataként az 5. ábra nyomtatott áramkörű érzékelő hurkot mutat. E kiviteli alak a kis helyfoglalás mellett megfelelő villamos és mechanikai szilárdság elérését teszi lehetővé, a több menet pedig az érzékenységet növeli. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. 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 (3) és fordulatszám különbségi jel képzőből (4), a fordulatszám jeladó vagy a fordulatszám különbségi jel képző (4) kimenetére csatlakozó fordulatszám különbségi rendelkező jel képzőből (5) áll, azzal jellemezve, hogy a fordulatszám jeladó vagy a kapuáramkör (3) kimenetére közvetve vagy közvetlenül arányos erősítővel (7) párhuzamosan kapcsolt meredekséghatároló erősítőből (8) és ezekhez csatlakozó differencia erősítőből (9) álló gyorsuláskorlátozó (6) csatlakozik. 2. Az 1. igénypont szerinti elektronikus berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fordulatszám jeladók és gyorsuláskorlátozó (6) közé jelformáló (1) és frekvencia-feszültség átalakító (2) van kapcsolva. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti elektronikus berendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a fordulatszám érzékelő (ke) t a motor (ok) főpólusán (11) elhelyezett egy vagy több menetű, vezető anyagból készült érzékelő hurok vagy tekercs (12) alkotja. 3
