189535. lajstromszámú szabadalom • Védőáramkör impulzusüzemű tranzisztoros állítótaggal rendelkező villamos hajtásokhoz, különösen telepes táplálásnál
1 189 535 2 A találmány tárgya tranzisztoros állítótaggal rendelkező villamos hajtásokhoz való védőáramkor, amely hajtások főleg impulzusüzeműek és elsősorban telepes táplálásúak. A találmány szerinti védőáramkor védi a tranzisztoros állítótagot és a rákapcsolt fogyasztót, elsősorban motort túlmelegedés ellen, beleértve a mechanikus követőberendezéseket. A védelem az átfolyó áram, mint fizikai mennyiség kiértékelése alapján történik. A találmány szerinti védőáramkor előnyösen alkalmazható telepes táplálású, vezetőnélküli szállítótargoncáknál, emelőszerkezeteknél, teherfelvonóknál és hasonló berendezéseknél. Impulzusüzemű tranzisztoros állítótagok tranzisztorának védelmére szolgáló ismert megoldás a tranzisztorok kollektor-emitter telítést feszültségének figyelése. Ezen megoldásnál abból indulunk ki, hogy a telítési kollektor-emitter feszültség emelkedése arányos az áram emelkedésével, vagyis az áramot a telítési kollektor-emitter feszültség alapján határozzák meg. Kritikus érték túllépése esetén az állítótagot lekapcsolják. Ennél a megoldásnál kedvezőtlen különösen integrált áramkörök, műveleti erősítők tekintetében a tekintélyes mennyiségi igény a valóságos érték meghatározásához. Több negyedben üzemelő állítótagoknál a mennyiségi igény meghaladja az indokolt és ésszerű mértéket, különösen impulzusüzemű tranzisztoros állítótagok esetében, mert ekkor még tekintélyes költségeket okoz, hogy a tranzisztorok bázisait a terhelőáramtól függően szabályozva kell vezérelni. További hiányosság, hogy például az állítótagra kapcsolt motornak nincs termikus túlterheléssel szembeni védelme. Az állítótagra kapcsolt motor, például egy vezetőnélküli jármű kormányhajtásának védelmére - beleértve a mechanikus követőberendezést - ismert megoldás, hogy a kormányzó forgózsámolyhoz mereven hozzáerősített bütykös tárcsával a járműhöz erősített és beállított mechanikus kapcsolókat működtetnek. Hiányossága a megoldásnak, hogy a végálláskapcsolók működése nincs ellenőrizve, így meghibásodás esetén, például a motor leállásakor valamely mechanikai akadás következtében, a motor jelentősen károsodhat. Ezen túlmenően a mechanikus kapcsolók karbantartása igényesebb, és a mechanikus kapcsolóelemek bizonytalanságot okoznak. A találmánnyal célunk az ismert védelmi elrendezések hiányosságainak kiküszöbölése, üzembiz- j tos és gazdaságos elrendezés kialakítása impulzusüzemű tranzisztoros állítótaggal rendelkező hajtásokhoz, amely többnegyedes üzemmódban, telepes táplálással üzemel. A fenti cél eléréséhez ki kell küszöbölni a telítési kollektor-emitter feszültség figyelését és kiértékelését és a mechanikus működtetésű kapcsolók vagy ellenőrzőelemek alkalmazását. A feladatot a találmány szerint olyan védőáramkörrel oldottuk meg, amelynek túláramérzékelője és motorvédője van, amelyek bemenete átfolyó áramot mérő mennyiségképzőre csatlakozik. A túláramérzékelő kimenete hajtófokozatra és egyúttal az üzemi feszültség ki- és bekapcsolására alkalmas kapcsolóegységre csatlakozik. A motorvédő kimenete célszerűen késleltetőn át a hajtófokozatra kapcsolódik, amely a kapcsolóegységgel van összekapcsolva egymás kölcsönös befolyásolásához. A találmány szerinti védőáramkor további kiviteli alakjánál a túláramérzékelőhöz túláramjelző csatlakozik. A túláramérzékelő kimenete a kapcsolóegységre állandóan vagy szabadon programozhatóan - célszerűen mikroprocesszoron át - van öszszekötve. A késleltető beállítható késleltetéssel van ellátva. A késleltető a mennyiségképző kimenete és a motorvédő közé van beiktatva. A kapcsolóegység bekapcsolási késleltetéssel van ellátva. A találmányt a továbbiakban a rajz alapján ismertetjük részletesebben, amelyen telepes üzemű, vezető nélküli jármű kétirányú hajtását (kormányhajtás) tüntettük fel. A motorárammal arányos áramérték söntön át 1 mennyiségképzőre van ráadva, a mennyiség képzésére. Ez az intézkedés azért szükséges, mert irányváltó hajtásoknál vagy kétirányú hajtásoknál a bemenetén mind pozitív, mint negatív értékek megjelenhetnek. Az 1 mennyiségképző kimeneti menynyisége küszöbértékkapcsolóként kialakított 2 túláramérzékelőre és egyúttal 3 motorvédőre van kapcsolva, amely ugyancsak küszöbértékkapcsolóként van kialakítva. A 2 túláramérzékelő az impulzusüzemű tranzisztoros állitótag tranzisztirainak megengedhető áramával arányos értékre, a 3 motorvédő az állítótaghoz kapcsolt motor megengedett áramértékére van beállítva. Amennyiben egy esetleges meghibásodás folytán a 2 túláramérzékelőn beállított értéket az áram meghaladja, a 4 hajtófokozat az állitótag tranzisztorainak vezérlőjeleit azonnal leállítja, a hibát pedig a 7 túláramjelző mutatja. Egyidejűleg a 6 kapcsolóegységre az üzemi feszültséget lekapcsoló jel jut. Ezáltal elérhető az állítótag hibája esetén a 4 hajtófokozat vezérlőjeleinek azonnali leállása és a 6 kapcsolóegységgel az üzemi feszültség kikapcsolása. Ha a kormányhajtással összekapcsolt állítómotor névleges és indítási áramának aránya 4:1, akkor az állítótagot a motor teljesítményparamétereihez kell állítani, mert álló helyzetben a motort termikusán védeni kell. (Például a kormánymű mechanikailag határolt véghelyzeteiben vagy más mechanikai gátlás esetén.) Ha a motoron átfolyó áram megengedhetetlen értékre növekszik, ami például a felsorolt mechanikai hibákra vezethető vissza, a 3 motorvédő egy beállítható késleltetési idő után kiváltja a 4 hajtófokozat vezérlőjeleinek leállítását és a 6 kapcsolóegység segítségével az üzemi feszültség lekapcsolását. A kapcsolások véghezviteléhez a 3 motorvédő a motor maximális áramának értékére van beállítva, amely lényegesen alacsonyabb, mint a 2 túláramérzékelő kapcsolási értéke, és így üzemzavar esetén megkülönböztethető, hogy a hiba az állítótagban vagy az állítótagra kapcsolt hajtásban van. A 3 motorvédő kiadási késleltetését 5 késleltető valósítja meg. A találmány szerinti védőáramkor előnye abban van, hogy alkalmazásával csökken az alkatrészek, különösen a nagyértékű integrált áramkörök iránti igény, és egyúttal ellenőrizhetők és érzékelhetők az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5C 55 60 65 2
