FI100148B - Hätäohjauksen käsittävä vaihtovirtamoottorin ohjausjärjestelmä - Google Patents

Description

100148 Hätäohjauksen käsittävä vaihtovirtamoottorin ohjausjärjestelmä

Esillä oleva keksintö kohdistuu yleisesti vaihto-5 virtamoottoria, kuten epätahtimoottoria varten olevaan ohjausjärjestelmään. Keksintö kohdistuu erityisesti in-vertteripiirin sisältävään ohjausjärjestelmään hissinos-turin epätahtimoottorin käyttämiseksi. Keksintö kohdistuu erityisesti sellaiseen hissiä käyttävän epätahtimoottorin 10 invertteripiiriin, joka siirtyy hätäohjaustoimintatilaan sähkökatkon, kuten käyttöhäiriön tai muun keskeytyksen aikana.

Täsmällisemmin sanottuna tämän keksinnön kohteena on ohjausjärjestelmä vaihtovirtamoottoria varten, jota 15 käytetään valikoivasti tehotilassa, jossa vaihtovirtateho syötetään siihen ja regeneraatiotilassa, jossa teho regeneroidaan siinä, joka järjestelmä käsittää: ensimmäisen laitteen, joka on kytketty vaihtovita-·, : tehon lähteeseen vaihtovirtatehon muuttamiseksi tasavirta- ,"20 tehoksi tehotilassa ja tasavirtatehon muuttamiseksi vaih- ‘;"t tovirtatehoksi lähteeseen syöttämistä varten regeneraa- '· : tiotilassa; '<··’ toisen laitteen, joka on kytketty ensimmäiseen V laitteeseen muutetun tasavirtatehon vastaanottamiseksi siitä tasavirtatehon muuttamiseksi taajuudeltaan ja amplitudiltaan ohjatuksi vaihtovirraksi vaihtovirtamoottoriin syöttämistä varten; kolmannen laitteen, joka liittyy toiseen laittee- * ./ seen ja on vasteellinen sellaiselle jännitteen tasolle, • · ; '*30 joka ylittää ennalta määrätyn tason ensimmäisessä lait- teessä epätahtimoottorin regenerointitilan toiminnan ai-kana moottorin käyttämiseksi pysähtymistä varten sen jäl-keen kun sähkökatko on kestänyt ennalta määrätyn ajan ja kun kolmas laite havaitsee sen jälkeen liian suuren jän-35 nitteen, moottorin dynaamista jarruttamista varten; ja 2 100148 neljännen laitteen, joka liittyy vaihtovirtamootto-riin mekaanisen jarrutuksen aikaansaamiseksi; ja viidennen laitteen toisen laitteen ohjaamiseksi käyttämään moottoria säädettävällä nopeudella, viidennen 5 laitteen sisältäessä ensimmäisen hätäohjauslaitteen, joka on vasteellinen sähkökatkosignaalille ensimmäisen laitteen regeneroidun vaihtovirtatehon teholähteeseen syöttämisen estämiseksi ja toisen laitteen antotehon virran suuruuden pienentämiseksi ennalta määrätylle minimirajatasolle, joka 10 on riittävän pieni synkronisen suhteen ylläpitämiseksi toisen laitteen ja moottorin välillä kolmannen laitteen tekemiseksi aktiiviseksi moottorin dynaamista jarrutusta varten sen jälkeen kun sähkökatko jatkuu ennalta määrätyn ajan.

15 Käytettäessä invertteriä hissin käyttöjärjestelmäs sä syötetään jännitteeltään ja taajuudeltaan muuttuva käyttöteho hissikoria käyttävään epätahtimoottoriin sen kiihdyttämiseksi ja hidastamiseksi. Epätahtimoottoriin ·. ; syötettävän käyttötehon määrää ohjataan pulssinleveysmo- ’.20 dulaatiolla (PWM) ja pitämällä invertteriin syötettävän virran taso vakiona.

Nykyaikaisissa hissin käyttöjärjestelmissä, erityi-sesti suurikokoisten hissien käyttöjärjestelmissä suuri ' suorituskyky saavutetaan kierrättämällä regeneroitu teho :.·.·25 takasin invertteripiiriin.

Kyseisissä hissin käyttöjärjestelmissä invertterit saatetaan estotilaan vasteena käyttöhäiriölle tai vaihe- ;*·*; keskeytykselle. Hissikorin pysäyttämiseen käytetään sil- * loin mekaanisia jarruja. Koska invertteri kyseisessä ta- • · 30 vanomaisessa käyttöjärjestelmässä ei ole toiminnassa käyt- • · ’···' töhäiriöiden tai vaihekeskeytyksen laukaiseman hätäohjaus- toiminnan aikana, absorboi mekaaninen jarru yksin hissin energian. Tämän johdosta täytyy hissin käyttöjärjestelmän hätäohjauksessa käytetyn mekaanisen jarrun olla varsin 35 massiivinen raskaaseen käyttöön tarkoitettu laite.

li 3 100148

Varsinkin nykyisin saatavissa olevien suurikokoisten ja suurinopeuksisten hissien tapauksessa on mekaanisilla jarruilla vaikea saavuttaa tyydyttävää jarrutusmo-menttia. Edelleen epätahtimoottorin ollessa regeneratii-5 vinen moottori ei regeneroitua energiaa voida uudelleen kierrättää invertteriin käyttöhäiriön tai vaihekeskeytyk-sen käynnistämän hätäohjauksen aikana. Kyseisissä tapauksissa tulee vaikeuksia regeneratiivisen energian absorboi-misessa.

10 Esillä olevan keksinnön tavoitteena on siten ai kaansaada hissiä käyttävää epätahtimoottoria varten ohjausjärjestelmä, joka ratkaisee edellä mainitut tunnetun tekniikan mukaisissa hätäohjausjärjestelmissä esiintyvät ongelmat.

15 Keksinnön toisena tavoitteena on aikaansaada hissiä käyttävää regeneratiivista epätahtimoottoria varten ohjausjärjestelmä, joka pystyy pienentämään mekaaniseen jarruun kohdistuvaa kuormitusta hissiä pysäytettäessä, jol-: loin mekaaninen jarru voidaan tehdä pienikokoisemmaksi.

,:,20 Keksinnön tavoitteena on edelleen aikaansaada re- '1', generatiivista epätahtimoottoria varten ohjausjärjestelmä, joka pystyy suojaamaan ohjausjärjestelmän invertteripii-rissä olevia kytkentäelementtejä teholähteen liialliselta jännitteeltä tai liialliselta virralta, v, 25 Edellä mainittujen ja muiden tavoitteiden toteut tamiseksi suorittaa vaihtovirtamoottoria, kuten hissinos-: turin epätahtimoottoria varten oleva keksinnön mukainen ohjausjärjestelmä hätäohjauksen vasteena teholähteen häi-./ riölle, kuten käyttöhäiriölle, vaihekeskeytykselle ja *... 30 muulle vastaavalle, ensimmäisessä hätäohjauksen toiminta- • · *·;·* tilassa ja toisessa hätäohjauksen toimintatilassa. Ensim- mäisessä hätäohjauksen toimintatilassa käytetään dynaamis-ta jarrua moottorin hidastamiseksi. Toisaalta toinen hätä-ohjauksen toimintatila laukaistaan vain moottorin ollessa 35 regeneraatiotilassa regeneroidun tehon uudelleen kierrät- 4 100148 tämiseksi moottorin hidastamista varten. Toisessa hätäoh-jauksen toimintatilassa käytetään mekaanista jarrua. Toisen hätäohjauksen toimintatilan toiminnan aikana valvotaan tehosyötön tilaa sen häiriön ilmaisemiseksi ja ohjauksen 5 toimintatilan kytkemiseksi toisesta hätäohjauksen toimin tatilasta ensimmäiseen hätäohjauksen toimintatilaan. Hätä-ohjauksen kytkeminen toisesta hätäohjauksen toimintamuodosta ensimmäiseen hätäohjauksen toimintatilaan varmistaa invertterin ja moottorin synkronisen toiminnan moottorin 10 palatessa toimintaan tapauksessa, jossa sähkökatkos on lyhyt, kuten tilapäisessä käyttöhäiriössä.

Keksinnön erään näkökohdan mukaisesti on vaihtovir-tamoottorin, jota käytetään valikoivasti tehotilassa, jossa vaihtovirtateho syötetään siihen ja regeneraatiotila-15 ssa, jossa teho regeneroidaan siinä, ohjausjärjestelmälle tunnusomaista se, että kolmas laite on vasteellinen ennalta määrätyn rajan ylittävälle virran tasolle ensimmäisessä laitteessa regeneraatiotilan toiminnan aikana, ja /·.; viides laite lisäksi sisältää toisen hätäohjaus- •20 laitteen, joka on vasteellinen kolmannelle laitteelle joka ,·, ; ilmaisee virran tason tai jännitteen tason ensimmäisessä ./ laitteessa ylittävän ennalta määrätyn tason vaihtovirta- ;;; moottorin regeneraatiotilan toiminnan aikana neljännen laitteen aktivoimiseksi ja teholähteen tehosyöttötilan ‘•‘''25 valvomiseksi sähkökatkon ilmaisua varten neljännen lait teen ollessa aktiivinen, toisen hätäohjauslaitteen akti-

• I

i '·· voidessa ensimmäisen hätäohj auslaitteen, kun sähkökatko on • · · ; ilmaistu samalla kun neljäs laite pidetään aktiivisena, ja ·,-) muutoin ohjatessa neljättä laitetta mekaanisen jarrun jar- • f 9 *... 30 rutusmomentin säätämistä varten moottorin hidastamiseksi • « • · pysäyttämistä varten.

) * • ’·· Keksinnön erään toisen tavoitteen mukaisesti oh- : jausjärjestelmä epätahtimoottorin ohjaamiseksi, jota käy tetään valikoivasti tehomuodossa, jossa vaihtovirtateho 35 syötetään siihen ja regeneraatiotilassa, jossa teho re-

II

5 100148 generoidaan siinä, käsittää muuttimen, joka on kytketty vaihtovirtatehon lähteeseen vaihtovirtatehon muuttamiseksi tasavirtatehoksi, invertterin, joka on kytketty suhteellisesti positiivisen ja negatiivisen johtimen kautta muutti-5 meen tasavirtatehon invertoimiseksi taajuudeltaan, jännit teen ja virran suuruudeltaan säädettäväksi vaihtovirtatehon annoksi moottorin käyttämistä varten, muuttimen, joka sisältää regeneraatiolaitteen, joka on ohjattu sallimaan tehon virtaus invertteristä teholähteeseen regeneratiivi-10 sen tilan aikana, sähkövastuksen, ohjauspiirin invertterin ohjaamiseksi käyttämään moottoria säädettävällä nopeudella, ohjauspiirin sisältäessä ensimmäisen hätäohjaus-laitteen, joka on vasteellinen sähkökatkolle viidennen laitteen saattamiseksi estotilaan regeneroidun tehon teho-15 lähteeseen virtaamisen estämistä varten ja toisen laitteen antotehon virran suuruuden pienentämiseksi ennalta määrätylle minimirajatasolle, joka on riittävän pieni synkronisen suhteen ylläpitämiseksi invertterin ja moottorin vä-. ’ : Iillä, moottorin dynaamiseksi jarruttamiseksi kun sähkö- 20 katko jatkuu ennalta määrätyn ensimmäisen jakson ajan, ja : toisen hätäohjauslaitteen, joka on vasteellinen sellaisel- . · , le virran ja jännitteen tasolle muuttimessa, joka ylittää ennalta määrätyt tasot vaihtovirtamoottorin regeneraatio-tilan toiminnan aikana mekaanisen jarrun aktivoimiseksi ’ '25 moottorin hidastusta varten, toisen hätäohjauslaitteen valvoessa teholähteen tehosyöttötilaa mekaanisen jarrun «. « ' ’* ollessa aktiivinen, ja toisen hätäohjauslaitteen akti- · # V : voidessa ensimmäisen hätäohjauslaitteen kun sähkökatko on ilmaistu samalla kun mekaaninen jarru pidetään aktiiviselle) na, ja muutoin ohjatessa mekaanisen jarrun jarrutusmoment- *»* tia moottorin hidastamiseksi pysäyttämistä varten.

* « ? “ Edullisessa suoritusmuodossa epätahtimoottorin oh jausjärjestelmä voi käsittää edelleen kolmannen ilmaisimen, joka on kytketty teholähteen ja regenerointilaitteen 35 välille regeneroidun tehon virtatason valvomiseksi toisen 6 100148 ilmaisusignaalin tuottamiseksi vasteena tietyn virta-arvon ylittävälle valvotulle virtatasolle, ja toisen ilmaisimen, joka on kytketty muuttimen ja invertterin välille teholähteestä syötetyn tehon jännitteen valvomiseksi ensimmäisen 5 ilmaisusignaalin tuottamiseksi vasteena I tietyn jänni- tearvon ylittävälle valvotulle jännitteelle, ja ohjauspiirin toisen hätäohjauslaitteen ollessa vasteellinen toiselle ensimmäisestä ja toisesta ilmaisusignaalista hätäoh-jaustoiminnan suorittamiseksi. Ohjauspiirin toinen hätäoh-10 jauslaite tarkistaa ensimmäisen ja toisen ilmaisusignaalin ennalta määrätyn toisen ajanjakson ajan, jossa mekaaninen jarru pidetään aktiivisena.

Edullisessa sovellutuksessa epätahtimoottoria käytetään hissikorin nostomoottorina hissikorin käyttämisek-15 si, ja ensimmäinen ja toinen hätäohjauslaite ohjaavat toi minnassa ollessaan epätahtimoottoria pysäyttämään hissikorin ennalta määrättyyn paikkaan.

Keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän edulliset suoritusmuodot ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patent-20 tivaatimuksista.

t\j Esillä oleva keksintö on ymmärrettävissä täydelli- semmin seuraavasta sen edullisen suoritusmuodon yksityis- • i kohtaisesta selostuksesta ja mukana seuraavista piirustuk-sista, jonka ei kuitenkaan tule katsoa rajoittavan keksin-;;; 25 töä kyseiseen tiettyyn suoritusmuotoon, vaan joka on esi- I t t tetty vain selostuksen ja ymmärrettävyyden vuoksi.

• · · ‘•V Keksintöä selostetaan seuraavassa lähemmin oheisten piirustusten avulla.

• · • '·· Kuva 1 esittää keksinnön mukaisesti tehdyn vaihtoni :30 virtamoottorin ohjauslaitteen erään suoritusmuodon lohko- .·* kaaviota; • · • · · *... Kuvat 2A-2H esittävät keksinnön toiminnan selostuk- • · ;·' sessa käytettäviä graafisia esityksiä; ja I Kuva 3 esittää vuokaaviona rutiinia, joka tulee :'”:35 laukaistuksi vasteena liialliselle jännitteelle tai liial- (i 7 100148 liselle virralle kuvan 1 vaihtovirtamoottorin ohjausjärjestelmän muutinpiirissä hätäohjauksen suorittamiseksi.

Viitaten seuraavassa piirustuksiin ja erityisesti kuvaan 1 sisältää muutinjärjestelmä 20 ottojohtimet 11, 12 5 ja 13 sähkötehon vastaanottamiseksi sopivasta kolmivaihei sesta vaihtovirtatehon lähteestä 10, kuten kaupallisesta teholähteestä. Ottojohtimet 11, 12 ja 13 kuljettavat kolmivaiheisen vaihtovirtatehon kolmivaiheiseen tehotasasuun-taajaan 21, joka toimii vaihtovirtatehon muuttamiseksi 10 tasavirtatehoksi tasavirtalinkin virroittamiseksi, joka on esitetty suhteellisesti positiivisena johtimena 22 ja suhteellisesti negatiivisena johtimena 23. Tehotasasuuntaajan 21 on esitetty sisältävän useita sarjaankytkettyjen diodien rinnakkaisia pareja. Kondensaattori 24 säätää tasavir-15 talinkkiä tasasuunnatun tehon tasoittamiseksi. Tasoitus- kondensaattorin 24 yli oleva tasavirtateho syötetään te-hoinvertterin 30 vastaaviin tasavirran ottonapoihin 30a ja 30b. Invertterin 30 on esitetty sisältävän useita sarjaan kytkettyjen tehotransistoripiirien rinnakkaisia pareja, 20 jotka on järjestetty ja ohjattu muuttamaan tasavirran ot- ·/ | toteho kolmivaiheiseksi vaihtovirran antotehoksi, jolla on . ! säädettävä taajuus ja jännitteen suuruus. Kullakin teho- :'· | transistoripiirillä on tunnettu rakenne, joka sisältää ♦ · tehotransistorin.

25 Vaikka tehotransistoripiirit ovat sinänsä yleisesti • · · tunnettuja alan ammattimiehelle, on tehoinvertterin 30 • · · ' * muodostamiseksi soveltuva tehotransistoripiiri esitetty PCT-hakemuksessa, joka on jätetty Japanin vastaanottavalle • «

ί “ viranomaiselle 13. toukokuuta 1988 nimityksenään "CLIPPER

V : 30 CIRCUIT FOR POWER TRANSMISSION CIRCUIT AND INVERTER CIR- CUIT UTILIZING THE SAME", sekä vireillä olevassa ja- * .···. panilaisessa hyödyllisyysmallihakemuksessa no. 62-71248, joka on päivätty 13.5.1987. Siten edellä mainitut PCT-ha-kemus sekä japanilainen hyödyllisyysmallihakemus esitetään :35 tässä viitteinä.

8 100148

Kullakin tehotransistoripiirillä on kanta- tai oh-jauselektrodi kytketty ohjauspiiriin 50, joka syöttää tehotransistoreja jaksoittaisilla hilapulsseilla tehotransistorien saattamiseksi päälle ennalta määrätyssä järjes-5 tyksessä ja halutulla taajuudella. Tehotransistoripohjai- nen tehoinvertteri voidaan korvata muun tyyppisillä in-vertteripiireillä, kuten tyristori-invertterillä, GTO-in-vertterillä ja niin edelleen. Kolmivaiheinen vaihtovirta--anto syötetään antojohtimien 31, 32 ja 33 kautta kolmivai-10 heisen epätahtimoottoriin 40, jota käytetään käyttämään henkilöhissin koria (ei esitetty).

Epätahtimoottoria 40 voidaan pitää liikkeessä (moottori- tai tehotila) tai hidastuttaa (jarrutusmuoto) halutulla tavalla muuttamalla sopivasti invertterin 30 15 epätahtimoottorin 40 syöttämän herätysvirran taajuutta ja amplitudia. Tätä tarkoitusta varten ohjauspiiri 50 säätää ja ohjaa invertterin 30 toimintaa ohjelmoituna vasteena useille ottosignaaleille, jotka voivat käsittää signaalin, joka edustaa haluttua moottorin nopeutta ja takaisinkyt- 20 kentäsignaalin, joka edustaa todellista moottorin nopeut- ta. Ohjauspiiri 50 käyttää hyväksi pulssinleveysmodulaa- . '.·· tion (PWM) ohjaustekniikkaa hilapulssien tuottamiseksi, :'·; jotta invertterin 30 vastaavat tehotransistorit voitaisiin jaksollisesti kytkeä nopeusmallin mukaisesti, joka on oh- ,·:·.25 jelmoitu ohjauspiiriin 50.

• · ·

Invertterin 30 moottoritilan toiminnan aikana syö- • · · ’ * tetään invertterin kehittämä vaihtovirtateho epätahtimoot toriin 40 sen käyttämiseksi hissikorin käyttämistä varten.

: '* Toisaalta jarrutettaessa epätahtimoottoria 40 hissikorin V 30 pysäyttämiseksi, jolloin invertteri toimii regeneraatio- ·*·,. tilassa, kiertää epätahtikoneesta tuleva regeneroitu teho .·*·. uudelleen invertterin kautta ja absorboituu dynaamiseen jarrupiiriin, joka sisältää regeneroidun tehon absorbcin-: " tivastuksen 60 ja kytkentätransistorin 62. Epätahtimootto- ‘...•35 rin 40 regeneroitu teho absorboituu myös tasoituskonden- saattoriin 24.

Il 9 100148

Muutinjärjestelmä 20 sisältää myös useita sarjaan-kytkettyjen tehotransistoreiden rinnakkaisia pareja, jotka on järjestetty ja ohjattu syöttämään regeneroitua virtaa vaihtovirtateholähteeseen 10. Tätä tarkoitusta varten on 5 kunkin tehotransistorin kanta tai ohjattu elektrodi kyt ketty ohjauspiiriin 50. Nämä tehotransistorit voidaan korvata ohjatuilla piitasasuuntaajilla tai muilla kytkentä-elementeillä saman tuloksen saavuttamiseksi.

Ohjauspiiri 50 toimii säädetyllä tasavirtateholla, 10 joka syötetään vakiojännitteisestä säädetystä teholähtees tä (PS) 52, jota puolestaan syötetään muutinjärjestelmästä 20 saatavalla tasavirtateholla. Ohjauspiiri 50 vastaanottaa ottoja useista ilmaisupiireistä, mukaanlukien sähkökatkon ilmaisupiiri (PF) 54, jännitteen puutteen il-15 maisupiiri (VS) 56 ja regeneroidun virran ilmaisupiiri (RC) 58. Sähkökatkon ilmaisupiirillä 54 on kolme ottoa, jotka on kytketty vastaaviin ottojohtimiin 11, 12 ja 13 sähkökatkon ilmaisusignaalin NV tuottamiseksi, kun sähkökatko kuten käyttökeskeytys, avovaihehäiriö tai vastaava 20 esiintyy. Jännitteen puutteen ilmaisupiirillä 56 on kaksi ottoa, jotka on kytketty vastaavaan positiiviseen ja ne-. gatiiviseen johtimeen 22 ja 23 jännitteen puutteen osoi- :'· · tussignaalin UV tuottamiseksi, kun jännitteen pudotus esiintyy vaihtovirtatehon lähteessä 10 tai invertterijär- ,·:·,25 jestelmässä 20. Ylivirran ilmaisupiiri 58 on kytketty ot- * « · tojohtimiin 11 ja 13 virtatason valvomiseksi regeneraatio- • · ·

tilan toiminnan aikana ylävirtaa osoittavan signaalin OC

.. tuottamiseksi ilmaistaessa ennalta määrätyn arvon ylittävä • · • ” regeneroitu signaali. Nämä signaalit NV, UV ja OC syöte- ‘ 30 tään ohjauspiiriin 50.

Kuten on esitetty kuvassa 1, on tasoituskondensaat-.*·*. tori 24 kytketty rinnan dynaamisen jarrupiirin kanssa, joka sisältää vastuksen 60 ja kytkentätransistorin 62. Kytkentätransistorin 62 kanta tai ohjattu elektrodi on 35 kytketty JA-veräjän 64 antoon. JA-veräjän 64 otto on kyt- 10 100148 ketty ohjauspiiriin 50 ja toinen otto on kytketty ylijän-nitteen ilmaisupiiriin (OV) 66. Ylijännitteen ilmaisupiirillä 66 on kaksi ottoa, jotka on kytketty positiiviseen ja negatiiviseen johtimeen 22 ja 23 ylijännitteen osoitus-5 signaalin OV tuottamiseksi suuritasoisen signaalin I muo dossa JA-veräjään 64 ylijännitteen ilmaantuessa muutinjär-jestelmän 20 antoon. Tulee luonnollisesti huomata, että kytkentätransistori 62 voidaan korvata ohjatulla pii-tasasuuntaajalla tai muulla kytkentäelementillä.

10 Vasteena sähkökatkon osoitussignaalille NV tai jän nitteen puutteen osoitussignaalille UV suorittaa ohjaus-piiri 50 seuraavat ohjaustoimenpiteet. Ensimmäiseksi ohjauspiiri 50 ohjaa muuttimen 20 tehotransistoreita keskeyttämään regeneroidun virran virtaaminen vaihtovirtate-15 holähteeseen 10. Tämän suojaa tehotransistoreita liialli sesta virran virtauksesta johtuvalta rikkoutumiselta kun j sähkökatko esiintyy regeneratiivisen tilan aikana. Toiseksi, ohjauspiiri 50 ohjaa invertteriä 30 pienentämään I antovirtaansa ennalta määrättyyn minimiraja-arvoon, joka 20 on riittävän alhainen synkronisen suhteen ylläpitämiseksi ·/.: I invertterin 30 ja epätahtimoottorin 40 välillä. Tämä . ··· pitää epätahtimoottorin käynnissä minimoiden samalla joh- j timien 22 ja 23 välillä olevan tasajännitteen pudotuksen epätahtimoottorin toiminnan palauttamisen helpottamiseksi ,·:·.25 tehosyötön palautuessa sähkökatkon jälkeen. Kolmanneksi, ohjauspiiri 50 tuottaa suuritasoisen signaalin JA-veräjän ’ * 64 avaamiseksi. JA-veräjän 64 anto muuttuu suureen tasoon sa saattaen tehotransistorin 62 päälle jarrutusvastuksen • · • '* 60 kytkemiseksi kondensaattorin 24 yli kun ylijännitteen V *30 ilmaisupiiri 66 tuottaa ylijännitteen osoitussignaalin OV.

Tämä suojaa tehotransistoreita ja kondensaattoria 24 lii- ,···, allisesta virran virtauksesta aiheutuvalta rikkoutumisel- * · ta, joka aiheutuu sen jälkeen kun regeneroidun virran vir-: “ taus on keskeytynyt.

Il 11 100148

Keksinnön toiminta on paremmin ymmärrettävissä seu-ravasta selostuksesta mukana seuraaviin kuviin 2A-2H ja 3 viitaten. Oletetaan, että sähkökatko esiintyy ajanhetkenä t0 kuten on esitetty kuvassa 2B, moottoritilan toiminnan 5 aikana, jolloin ohjauspiiri 50 ohjaa invertteriä 30 käyt tämään epätahtimoottoria 40 tavoitenopeudella Ns, kuten on esitetty kuvassa 2A. Ajanhetkenä t1 tuottaa sähkökatkon ilmaisupiiri 54 tai jännitteen puutteen ilmaisupiiri 56 sähkökatkoa osoittavan signaalin ohjauspiiriin 50, kuten 10 on esitetty kuvassa 2D. Tälle katkon osoitussignaalille vasteena saattaa ohjauspiiri 50 muutinjärjestelmän 20 tehotransistorit pois päältä regeneroidun virran estämiseksi virrata vaihtovirtateholähteeseen 10, kuten on esitetty kuvassa 2F. Ohjauspiiri 50 ohjaa invertteriä 30 pienentä-15 mään epätahtimoottoriin 40 menevää antovirtaa ennalta mää rättyyn minimiraja-arvoon, joka on riittävän pieni synkronisen suhteen ylläpitämiseksi invertterin 30 ja epätah-timoottorin 40 välillä, kuten on esitetty kuvassa 2H. Samaan aikaan ohjauspiiri 50 syöttöä suuritasoisen signaalin 20 JA-veräjään 64.

N Jos on tarpeen, voidaan dynaamiseen jarrupiiriin liittää sitä varten oleva turvajärjestelmä, kuten on esi-·/ · tetty PCT-hakemuksessa PCT/JP88/00212. Edellä mainitun PCT-hakemuksen selostus esitetään esillä olevan selostuk-'I‘;25 sen viitteenä.

Kun teholähteen tehosyöttö palautuu suhteellisen • · lyhyen ajanjakson puitteissa, esimerkiksi muutamassa kym-menessä sekunnissa, ohjaa ohjauspiiri 50 JA-veräjää 64 pienitasoisen signaalin aikaansaamiseksi siihen. Täten * t « *30 saatetaan kytkentätransistori 62 pois päältä, jolloin dy- naaminen jarrupiiri tulee ei-johtavaksi. Samaan aikaan lakkaa epätahtimoottoriin 40 kohdistettu dynaaminen jarru-tus. Toisaalta, jos sähkökatko jatkuu ennalta määrätyn ajan TD, esimerkiksi useita kymmeniä sekunteja, ilmaisee ’•••'35 ohjauspiiri 50 sähkökatkon keston ylittävän ennalta määrä- 12 100148 tyn ajan TD ajanhetkenä t4, kuten on esitetty kuvassa 2E, ja ohjaa invertteriä 30 käyttämään epätahtimoottoria 40 hidastukseen, kuten on esitetty kuvassa 2A, vapauttaen samaan aikaan virtarajoituksen, kuten on esitetty kuvassa 5 2C. Näissä olosuhteissa virta virtaa epätahtimoottorista 40 invertterin 30 kautta kondensaattorin 24 varaamiseksi, mikä aiheuttaa liiallisen jännitteen johtimien 22 ja 23 yli. Ylijännitteen ilmaisupiiri 66 ilmaisee tämän liiallisen jännitteen ja kehittää ylijännitteen osoitussignaalin 10 OV. Koska JA-veräjä 64 on avattu, muuttaa ylijännitteen osoitussignaali OV JA-veräjän 64 annon suureen tasoonsa saattaen päälle tehotransistorin 62 jarrutusvastuksen 60 kytkemiseksi kondensaattorin 24 yli ajanhetkenä t2. Näissä olosuhteissa jarrutusvastus 60 absorboi dynaamisen jarru-15 tuksen kehittämän energian epätahtimoottorin 40 hidasta miseksi ja regeneroidun virran pienentämiseksi. Ajanhetkenä t5, kun johtimien 22 ja 23 yli oleva jännite putoaa ennalta määrätyn rajan alapuolelle, lakkaa ylijännitteen ilmaisupiiri 66 kehittämästä ylijännitteen osoitussignaa-. 20 lia OV ja saattaa tehotransistorin 62 pois päältä dynaami- ' / sen jarrutuksen lopettamiseksi. Tämän jälkeen käytetään :y: mekaanista jarrutusta hissin pysäyttämiseksi.

· : Tulee huomata, että ajanhetken tx ja ajanhetken t4 välisenä ajanjaksona invertteri 30 toimii normaalilla ta-25 valla antovirtaansa lukuunottamatta, joka on ennalta mää- i*: rätyssä raja-arvossa. Oletetaan nyt, että sähkökatko lak kaa ajanhetkenä t3/ joka on ennen ajanhetkeä t4, kuten on i*. esitetty katkoviivalla kuvassa 2B, sähkökatkon osoitussig- ,·; . naali lakkaa ajanhetkenä t3, kuten on esitetty katkoviival- « * » ' 30 la kuvassa 2D, jolloin ohjauspiiri 50 ohjaa invertteriä 30 • · : ’·' palauttamaan antovirtansa alkuperäiseen suuruuteensa, ku- • · · ten on esitetty katkoviivalla kuvassa 2H, ja saattaa muu-tinjärjestelmän 20 tehotransistorit päälle regeneroidun . ··, virran sallimiseksi virrata vaihtovirtateholähteeseen 10, '"35 kuten on esitetty katkoviivalla kuvassa 2F. Lisäksi oh- 11 13 100148 jauspiiri 50 pitää JA-veräjän 64 suljettuna jarrutusvas-tuksen 60 dynaamisen jarrutustoiminnan estämiseksi, kuten on esitetty katkoviivalla kuvassa 2G.

Kuten edellä on esitetty, on ohjauspiiri 50 vas-5 teellinen sähkökatkolle regenerointitoiminnan estämiseksi ja invertterin antovirran pienentämiseksi ennalta määrätylle tasolle, joka on riittävän pieni synkronisen suhteen ylläpitämiseksi invertterin 30 ja epätahtimoottorin 40 välillä. Jos sähkökatko lakkaa ennalta määrätyn ajanhetken 10 TD puitteissa, palauttaa ohjauspiiri 50 invertterin 30 nor maaliin toimintatilansa. Muutoin ohjauspiiri 50 komentaa epätahtimoottoria 40 toimimaan dynaamisessa jarrutusmuo-dossa. Jos sähkökatko esiintyy regeneratiivisen tilan aikana, tuottaa ylijännitteen ilmaisin 66 ylijännitteen 15 osoitussignaalin epätahtimoottorin dynaamisen jarrutustoi- minnan aloittamiseksi ennen ajanhetken TD kulumista, jolloin epätahtimoottori voidaan pysäyttää.

Kun teholähteen 10 häiriö esiintyy muutinpiirin 20 toimiessa regeneraatiotilassa, on mahdollista että otto-,'-,120 johtimissa 11, 12 ja 13 oleva ottotaso pysyy normaalina regeneroidun energian olemassa olosta johtuen. Kyseisessä : tapauksessa voi sähkökatkon ilmaisupiiri 54 epäonnistua • a .·" sähkökatkon ilmaisussa. Siksi ohjauspiiri 50 voi ylläpitää il! normaalimuodon ohjausta vaikka järjestelmä toimii re- ’ t 25 generaatiotilassa. Hätäpysäytystoiminta suoritetaan muu- t * * ♦*·* tinpiirissä 20 ja invertteripiirissä 30, kun liiallinen jännite tai liiallinen virta ilmaistaan tehotransistorien f **· suojaamiseksi muutinpiirissä ja invertteripiirissä. Tässä • · « V ί hätäpysäytystoiminnassa epätahtimoottoria 40 hidastetaan •\ 30 sen pysäyttämiseksi mekaanisen jarrun avulla tai mekaani- • · · sen ja dynaamisen jarrun yhdistelmän avulla. Tämä pyrkii ‘V tuhoamaan invertterin 30 ja epätahtimoottorin 40 välisen synkronisen suhteen. Siksi jos tämä suoritetaan kuten en-nestään tunnetussa tekniikan tasossa, tulee synkroninen 35 toiminta tilapäisen käyttökeskeytyksen jälkeen mahdotto maksi .

14 100148 Tämän välttämiseksi suorittaa keksinnön mukaisen epätahtimoottorin ohjausjärjestelmän edullinen suoritusmuoto hätäohjaustoiminnan kuvassa 3 esitetyn rutiinin mukaisesti, kun teholähteen epänormaalisuus ilmaistaan re-5 generaatiotilan toiminnan aikana. Kuten havaitaan, koska teholähteen 10 epänormaalisuus ilmaistaan regeneroidun virran ilmaisupiirillä 58 tai ylijännitteen ilmaisupiirillä 66, on ohjauspiiri 50 vasteellinen regeneroidun virran ilmaisupiiristä 58 saatavalle ylivirtaa osoittavalle sig-10 naalille OC ja/tai ylijännitteen ilmaisupiiristä 66 saa tavalle ylivirtaa osoittavalle signaalille OV järjestelmän regeneratiivisen muodon toiminnan aikana, hätäohjaustoi-minnan käynnistämiseksi kuvan 3 rutiinin mukaisesti.

Keksinnön edullisessa suoritusmuodossa, koska joh-15 timissa 22 ja 23 oleva ylijännite heijastaa muutinpiirissä 20 olevaa ylijännitettä ja johtimissa 11 ja 13 oleva ylävirta heijastaa muuttimessa olevaa ylivirtaa, käynnistetään hätäohjaustoiminta vasteena muuttimessa 20 olevalle ylijännitteelle tai ylävirralle.

/.20 Välittömästi hätäohjaustoiminnon käynnistyksen jäl keen mekaaninen jarrutus kohdistetaan epätahtimoottoriin ' 1 *·/; 40 tai hissikoriin hidastusta varten, vaihe 100. Tämän • i mekaanisen jarrutuksen avulla tapahtuvan hidastuksen aika-/' na tarkistetaan sähkökatkoa osoittavan signaalin NV sig- ’’ S5 naalitaso jaksoittaisesti vaiheessa 102. Kun sähkökatko on •V ilmaistu vaiheessa 102, suoritetaan vaiheessa 104 hätäoh- jaus vasteena sähkökatkolle, kuten on esitetty kuvan 2 > i «' V ajoituskaavion yhteydessä.

<" ί Toisaalta, kun sähkökatkoa ei ilmaista siten kuin .<* 30 vaiheessa 102 on tarkistettu, tarkistetaan kulunut aika f · ' % · · *... vaiheessa 106. Kun vaiheessa 106 tarkistettu kulunut aika i ; on lyhyempi kuin tietty ajanjakso, suoritetaan vaiheen 102 käsittely uudestaan. Siten tietyn ajanjakson puitteissa ; ": suoritetaan vaiheet 102 ja 106 jaksoittaisesti ja toistu- i · ♦ 35 vasti teholähteen 10 häiriön ilmaisemiseksi hidastuksen

II

15 100148 aikana. Jos teholähteen 10 häiriötä ei ilmaista tietyn ajanjakson aikana vaiheissa 102 ja 106 tapahtuvan käsittelyn johdosta, jatkuu mekaaninen jarrutus aktiivisena ja jarrutusvoimaa voidaan lisätä epätahtimoottorin 40 pysäyt-5 tämiseksi vaiheessa 108.

Edellä olevan käsittelyn avulla voidaan teholähteen 10 epänormaalisuudet, kuten käyttökeskeytys, avovaihe-häiriö ja vastaava aina ilmaista, myös silloin kun järjestelmä toimii regeneraatiotilassa. Siksi kun sähkökatko on 10 ilmaistu voidaan sähkökatkolle vasteellinen hätäohjaus suorittaa kuten on selostettu kuvan 2 ajoituskaavion yhteydessä. Näin vältetään epätahtimoottorin hätäpysäytyksen tarve vasteena teholähteen epänormaalisuudelle. Edelleen, suorittamalla sähkökatkolle vasteellinen hätäohjaus voi-15 daan invertteripiirin ja epätahtimoottorin toiminta yllä pitää synkronisena vaikka teho tilapäisesti keskeytyisi-kin.

Vaikka esillä olevaa keksintöä on selostettu sen edullisen suoritusmuodon avulla keksinnön paremman ymmär-20 tämisen helpottamiseksi, tulee huomata, että keksintö voi daan toteuttaa useilla tavoilla keksinnön periaatteesta '. : poikkeamatta. Siksi keksinnön tulee ymmärtää sisältävän kaikki mahdolliset suoritusmuodot ja esitettyjen suoritus-: j muotojen muunnelmat, jotka voidaan toteuttaa mukana seu- 25 raavissa patenttivaatimuksissa määritellyn keksinnön peri- ;’j*: aatteesta poikkeamatta.

Esimerkiksi, vaikka epätahtimoottorin käytön oh- jausjärjestelmän esitetty suoritusmuoto suorittaa mootto- .. rin nopeuden ohjauksen hätäohjaustoiminnassa, voi olla « · 30 mahdollista käyttää samaa ajatusta tai menetelmää epätah- timoottorin vääntömomentin ohjauksen hätäohjaukseksi. Ky- • · j seisessä tapauksessa voidaan käyttää edullisesti moottorin : vääntömomentin ohjausta, joka on esitetty PCT-hakemukses-

sa, joka on päivätty Japanin vastaanottavalla viranomai-'...35 sella 13. toukokuuta 1988 nimityksenään "REVOLUTION SPEED

16 100148 CONTROL SYSTEM FOR INDUCTION MOTOR WITH FEATURE OF TEMPERATURE DEPENDENT SPEED CONTROL DEPENDING UPON SECONDARY COIL IN INDUCTION MOTOR", jossa esitetty keksintö on esitetty myös japanilaisessa patenttihakemuksessa no.

5 62-116444, joka on päivätty 13. toukokuuta 1987. Siten esitetään edellä olevien PCT-hakemuksen ja japanilaisen patenttihakemuksen selostukset esillä olevan hakemuksen viitteinä.

Edelleen, vaikka esitetty suoritusmuoto yksinker-10 taisesti palauttaa epätahtimoottorin ja invertterin synk ronisen toiminnan tehosyötön palauduttua tilapäisen käyt-tökeskeytyksen jälkeen, voi olla mahdollista kiihdyttää moottori käytön palautumisen jälkeen tai tilapäisesti pysäyttää moottori ja sen jälkeen uudelleen käynnistää se.

15 Toisin sanoen, moottorin käyttömalli keskeytyneen tehon palautumisen jälkeen voidaan valita vapaasti.

Lisäksi, kun hissikorin nostosuunta tehosyötön epänormaalisuutta ilmaistaessa vaatii käyttömomenttia re-generaatiotilassa, voi olla mahdollista hätäohjausmuodossa 20 pysäyttää hissikori lähimpään kerrokseen. Edelleen, ta pauksessa jossa sähkökatko esiintyy tehomuodon toiminnan ’· '· aikana, jos hissikorin nopeus on suuri ja turvalliseen hidastukseen vaadittava matka on pitkä, voidaan moottorin '·.' : käyttönopeusmallia hidastus- ja jarrutusmomenttia varten h..1 25 ohjata hätäohjausmuodossa hissikorin pysäyttämiseksi paik- kaan, jossa hissin ovi voidaan turvallisesti avata ja sul-kea.

• · • · • · • · · • · · • · · • · · tl

Claims (9)

17 100148

1. Ohjausjärjestelmä vaihtovirtamoottoria (40) varten, jota käytetään valikoivasti tehotilassa, jossa vaih-5 tovirtateho syötetään siihen ja regeneraatiotilassa, jossa teho regeneroidaan siinä, joka järjestelmä käsittää: ensimmäisen laitteen (20), joka on kytketty vaihto-vitatehon lähteeseen (10) vaihtovirtatehon muuttamiseksi tasavirtatehoksi tehotilassa ja tasavirtatehon muuttami-10 seksi vaihtovirtatehoksi lähteeseen syöttämistä varten regeneraatiotilassa; toisen laitteen (30), joka on kytketty ensimmäiseen laitteeseen (20) muutetun tasavirtatehon vastaanottamiseksi siitä tasavirtatehon muuttamiseksi taajuudeltaan ja 15 amplitudiltaan ohjatuksi vaihtovirraksi vaihtovirtamootto- riin syöttämistä varten; kolmannen laitteen (58,66), joka liittyy toiseen laitteeseen (30) ja on vasteellinen sellaiselle jännitteen tasolle, joka ylittää ennalta määrätyn tason ensimmäisessä 20 laitteessa (20) epätahtimoottorin (40) regenerointitilan ·.; toiminnan aikana moottorin (40) käyttämiseksi pysähtymistä varten sen jälkeen kun sähkökatko on kestänyt ennalta mää-rätyn ajan ja kun kolmas laite havaitsee sen jälkeen liian '; · suuren jännitteen, moottorin (40) dynaamista jarruttamista '··' 25 varten; ja I t 1 neljännen laitteen, joka liittyy vaihtovirtamootto- • · :.V riin (40) mekaanisen jarrutuksen aikaansaamiseksi; ja viidennen laitteen (50) toisen laitteen (30) ohjaa-·1·.. miseksi käyttämään moottoria (40) säädettävällä nopeudel- 18 100148 sen suhteen ylläpitämiseksi toisen laitteen (30) ja moottorin (40) välillä kolmannen laitteen tekemiseksi aktiiviseksi moottorin dynaamista jarrutusta varten sen jälkeen kun sähkökatko jatkuu ennalta määrätyn ajan, t u n -5 n e t t u siitä, että kolmas laite on vasteellinen ennalta määrätyn rajan ylittävälle virran tasolle ensimmäisessä laitteessa (20) regeneraatiotilan toiminnan aikana, ja viides laite (50) lisäksi sisältää toisen hätäoh-10 jauslaitteen, joka on vasteellinen kolmannelle laitteelle (58, 66) joka ilmaisee virran tason tai jännitteen tason ensimmäisessä laitteessa ylittävän ennalta määrätyn tason vaihtovirtamoottorin (40) regeneraatiotilan toiminnan aikana neljännen laitteen aktivoimiseksi ja teholähteen (10) 15 tehosyöttötilan valvomiseksi sähkökatkon ilmaisua varten neljännen laitteen ollessa aktiivinen, toisen hätäohjaus-laitteen aktivoidessa ensimmäisen hätäohjauslaitteen, kun sähkökatko on ilmaistu samalla kun neljäs laite pidetään aktiivisena, ja muutoin ohjatessa neljättä laitetta me-20 kaanisen jarrun jarrutusmomentin säätämistä varten mootto rin (40) hidastamiseksi pysäyttämistä varten.

'· · 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen vaihtovirtamoot- torin ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että • I kolmas laite lisäksi käsittää ensimmäisen ilmaisimen (58), : :25 joka on kytketty teholähteen (10) ja ensimmäisen laitteen välille regeneroidun tehon virtatason valvomiseksi ensim-mäisen ilmaisusignaalin aikaansaamiseksi vasteena tietyn • · annetun virta-arvon ylittävälle valvotulle virtatasolle, · t ja toisen ilmaisimen (66), joka on kytketty ensimmäisen '...30 (20) ja toisen (30) laitteen välille teholähteestä syöte- • · < *. tyn tehon jännitteen valvomiseksi toisen ilmaisusignaalin • · • *·· aikaansaamiseksi vasteena tietyn annetun jännitearvon : ylittävälle valvotulle jännitteelle, ja sitä että viiden nen laitteen (50) toinen hätäohjauslaite on vasteellinen '...35 ensimmäiselle tai toiselle ilmaisusignaalille hätäohjaus- toiminnan suorittamiseksi. il 19 100148

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen vaihtovirtamoot-torin ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että viidennen laitteen (50) toinen hätäohjauslaite tarkistaa ensimmäisen ja toisen ilmaisusignaalin tietyn annetun 5 ajanjakson ajan, jossa neljättä laitetta ylläpidetään ak tiivisessa tilassa mekaanisen jarrun käyttämiseksi.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen vaihto-virtamoottorin ohjausjärjestelmä, tunnettu siitä, että viides laite (50) sisältää ensimmäiseen hätäohjaus- 10 laitteeseen liittyvän laitteen invertterin antotehon vir ran suuruuden palauttamiseksi alkuperäiseen arvoonsa, kun sähkökatko jatkuu ennalta määrätyn ajan.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen vaihtovirtamoot-torin ohjausjärjestelmä tunnettu siitä, että vii- 15 des laite (50) sisältää laitteen toisen laitteen (30) oh jaamiseksi käyttämään moottoria (40) hidastetulla nopeudella, kun sähkökatko jatkuu ennalta määrätyn ajan.

6. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukainen vaihtovirtamoottorin ohjausjärjestelmä tunnet- 20. u siitä, että ensimmäinen laite sisältää useita kytken- ·. : täelementtejä, jotka on ohjattu valikoivasti sallimaan ja estämään tehon virtaaminen toisesta laitteesta teholähtee-seen regeneraatiotilan aikana.

7. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai- 25 nen vaihtovirtamoottorin ohjausjärjestelmä, tunnet- • · · *·’ t u siitä, että toinen laite (30) käsittä invertterin, • * :.V joka on kytketty ensimmäiseen laitteeseen suhteellisesti positiivisten ja negatiivisten johtimien kautta. i*\

8. Jonkin edellä olevan patenttivaatimuksen mukai- 30 nen vaihtovirtamoottorin ohjausjärjestelmä tunnet- t u siitä, että vaihtovirtamoottori (40) on epätahtimoot- • · · tori. , ·

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen vaihtovirtamoot-torin ohjausjärjestelmä tunnettu siitä, että epä-:‘‘;3 5 tahtimoottori (40) on hissikorin nostomoottori hissikorin 20 100148 käyttämiseksi, ja että ensimmäinen ja toinen hätäohjaus-laite toiminnassa ollessaan ohjaavat epätahtimoottoria pysäyttämään hissikori ennalta määrättyyn paikkaan. i · * * · · • · s : : • · • · • · » * • · · • · * • · «· * • · · • · · 11 21 100148