185204. lajstromszámú szabadalom • Eljárás áramiránytítóról táplált aszinkron gépek üzemeltetésére
18 3 204 2 A találmány tárgya eljárás áramirányítóról táplált aszinkron gépek üzemeltetésére jelleggörbe képzőn cs forgórész frekvencia szabályozón keresztül történő közvetett fluxus szabályozással az állandó fluxust! és a mezőgyengítéses tartományban, amelyben a közbenső kör áramát előre meghatározott közbenső köri áram vezetőjel útján szabályozzuk. Aszinkron gépek mezőgyengitéses üzemében fennáll az a veszély, hogy ha a szükséges forgatónyomaték nagyon kicsi, akkor egy impulzusszélesség modulációs egyenirányítóból, fázissorrend kommutációs váltóirányítóból és közbenső egyenáramú körből álló áramirányitóban az egyenirányító és a váltóirányító kívánt kommutációja nincs biztosítva, mert a kommutáció céljára alkalmazott kondenzátorok nem polarizálódnak át kellőképpen. A találmány célja ennek az ismert minimális áram problémának a megoldása egyidejű kis állandósult és dinamikus forgatónyomaték igény mellett járulékos utántöltő berendezések alkalmazása nélkül. Ezt a feladatot a találmány szerint a bevezetőben említett eljárás céljára úgy oldottuk meg, hogy egy alárendelt forgatónyomaték szabályozó kör fölé rendelt fordulalszám szabályozó kör révén képezzük a forgórész frekvencia és a közbenső köri áram vezetőjelct úgy, hogy ez a vezetőjclképzés egy jelleggörbe képző segítségével történik, amelybe egy szabályozón keresztül bevezetjük a forgatónyomalék szabályozási hibáját, amely jelleggörbe képző jelleggörbéje olyan, hogy a közbenső köri áram vezetőjele egy előre megadott érték alá nem csökken, és amelynek kimenetét a gép fázisáramainak egyenirányítóit összegével összehasonlítva, amely összeg a közbenső köri áram nagyságának felel meg, egy szabályozóba vezetjük, amely a forgórész frekven cia vezetőjelét képezi. A találmány szerinti eljárást a következőkben egy példán, rajzok alapján ismertetjük részletesen, ahol az 1. ábra egy áramirányíló állal táplált, fordulat szám és forgatónyomaték szabályozással működő aszinkron motoros hajtás tömbvázlata, ahol az áramirányító például áramgenerátoros jellegű, és a 2a és 2b ábra a gép jelleggörbéit mutatja a névleges üzemállapotnak megfelelő pont alatt és fölött a forgató nyomaték vezetőjel függvényében. Az 1. ábrán látható egy impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító, amely T transzformátoron keresztül egyfázisú hálózatra van kötve, és amely közbenső körön és fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányítón keresztül háromfázisú M aszinkron géppel van összekötve. Ezt az M aszinkron gépet fordulatszám és forgatónyomaték szabályozással kell üzemeltetni Az áramirányító közbenső köre energiatárolót tartalmaz L simító fojtótekercs alakjában. A közbenső körben kényszerített i„ áram folyik. Az impulzusszélesség modulált PSR egyenirányító és a fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányító közelebbről meg nem határozott oltható félvezető kapcsolókkal van felépítve. Az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító az iD áram irányának megtartása mellett képes a közbenső köri energiaáramlás irányának megfordítása céljából a közbenső köri uD feszültség polaritását megfordítani. Kimeneti egyenfeszültségénck megfelelő változtatásával a PSR egyenirányító határozza meg a rendszerben folyó áramot. A fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányító az impulzusszéiesség modulációs PSR egyenirányítóval összhangban hajtja végre az energiaáramlás irányának megfordítását. A lényeges üzemi jellemzőket az MU1...MU9 mérőátalakító alakítja át a szabályozó- és vezérlőrendszer számára alkalmas értékekké. Mint az 1. ábrán látható, az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító és a fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányitó vezérlő- és szabályozóberendezéseit a közbenső kör iD áramának Wj„ vezető jele kapcsolja össze. Ez lehetővé teszi a hálózati oldali PSR egyenirányító és a motoroldali PFSR váltóirányító szabályozásának elkülönített működtetését. A motoroldali fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányító a kényszerített iD áramot úgy kapcsolja négyszöghullámok formájában a szükséges ca, állórész körfrekvenciájának megfelelően az M aszinkrongép R, S és T fázisára, hogy az előírt forgásiránynak megfelelő sorrendű háromfázisú iRl is, i, áram alakuljon ki. Az m, állórész körfrekvencia az <á„ forgási körfrekvenciából es a 2a és 2b ábrák jelleggörbéinek megfelelően szabályozható co2 forgórész körfrekvenciából jön létre FA frekvencia összegezöben összeadás útján. A jelleggörbék lehetővé teszik, hogy közvetett fluxusszabályozással egy egyenáram amplitúdónak megfelelő állórész áram amplitúdó meghatározásával és az (ú2 forgórész körfrekvencia szabályozásával egy vagy több M aszinkron gép szabályozható. Ehhez, mint már említettük, az impulzusszélesség modulációs PSR egyenirányító határozza meg a közbenső kör iD áramát és a fázissorrend kommutációs PFSR váltóirányító cd, állórész körfrekvenciát. Az M U9 mérőátalakító határozza meg a hatásos teljesítménnyel arányos Xp ellenőrző jelet, és ennek az M aszinkron gép forgórészének tényleges n fordulatszámával a Dl osztó egységben történő osztásával áll elő az Xmd forgatónyomaték ellenőrző jel Egy fölérendelt R7 fordulatszám-szabáiyozó összehasonlító bemenetéin megkapja a Wn fordulatszám-vezetőjelet, és az MU 8 méröátalakitóbó! az X„ fordulatszám ellenőrző jelet. Az R7 fordulatszám-szabályozó kimenőjele a Wmd forgatónyomaték vezetője!, amelyet az xtm! forgatónyomaték eilenőrzőjeliel hasonlítunk össze. Az MU9 mérőátalakító szolgáltatja továbbá az xL(i) áram ellenőrző jelet is. Egy R4 forgatónyomaték szabályozó kimenetén képződik a K1, K2 és K3 jelleggörbe képzők bemenő jele, a K3 jelleggörbe képző kimenő jeléből pedig R6 szabályozó képezi az áram Wj,, vezető jelet. Az M aszinkron gép névleges üzemi pontja alatt, amelyet az jellemez, hogy a közbenső köri uD feszültség még nem érte el az impulzusszéiesség modulációs PSR egyenirányító által előállítható lehetséges határértéket, motoros és generátoros üzemben működik a K2 és a K3 jelleggörbe képző. Az u)2 forgórész körfrekvencia előjel értékelése a Wmd 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
