FI116338B - Järjestely ja menetelmä sähkökoneessa - Google Patents

Description

1 116338

JÄRJESTELY JA MENETELMÄ SÄHKÖKONEESSA ARRANGEMANG OCH FÖRFARANDE VID ELEKTRISK MASKIN

Keksinnön ala Tämän keksinnön kohteena on sähkökoneet, ja tarkemmin muttei yksinomaan toimenpiteet sähkökoneiden asentamiseksi sellaiseen järjestelmään, joka käsittää välineet sähkökoneen toiminnan ohjaamiseksi ja/tai muita sähkökoneeseen liitettyjä laitteita.

Keksinnön kohteena on tarkemmin sanottuna patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä. Keksinnön kohteena on edelleen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä sähkökoneen asentamiseksi järjestelmään ja itsenäisen patenttivaatimuksen 14 mukainen arvokilpi sähkökonetta varten .

Keksinnön tausta

Tunnetaan monta erilaista sähkökonetta. Teollisuudessa \i.: yleisin sähkökone on vaihtovirtamoottori kuten asynkroninen :/*; induktiomoottori tai synkronimoottori, joka antaa pyörivää ‘:* tai lineaarista liikettä ulostuloakselinsa tai senkaltaisen välineensä luona. Toinen sähkökoneryhmä muodostuu generaat-·;.*· toreista tai vaihtovirtageneraattoreista, jotka ulostulona antavat sähköä, eli ne saavat aikaan päinvastaisen sähkö -mekaanisen tehon muunnoksen. Alan asiantuntija tuntee eri-. laisten sähkökoneiden yleisen rakenteen, toiminnan, toimin- nallisuuden ja käytön, joten niitä ei tässä sen yksityis- I f h" kohtaisemmin selitetä.

* t

Tavallisesti sähkökoneen koko määritetään järjestelmässä käytetyn laitteen vääntötarpeen ja tyypin mukaan. Tavalli-! . sesti järjestelmä, jossa moottori toimii, sisältää erilai- ‘ ‘ siä laitteita ja komponentteja, joiden tulee olla keskenään oikein mitoitettuja ja valittuja sellaisten vahinkojen 2 116338 välttämiseksi, jotka johtuvat järjestelmän vääristä ja keskenään sopeutumattomista komponenteista. Kiinteän nopeuden moottorin tällaiset laitteet kuten esim. moottorin käynnistimen kytkimet, sulakkeet, kontaktorit, mittausmuuntajat jne. valitaan siten, että niiden sähköinen suorituskyky vastaa moottorin maksimaalisia virtoja, jännitteitä jne.

Moottorin käynnistimet tai niiden komponentit voidaan vaihtaa huollon, korjauksen tai asennuksen aikana uuteen laitteistoon järjestelmässä. Vaihdettujen tai asennettujen komponenttien koon ja tehon tulee tietenkin taas vastata järjestelmän moottorin ja/tai muiden osien ja komponenttien kokoa. On myös mahdollista, että yksi tai useampi moottori vaihdetaan vaihtamatta moottorin käynnistintä tai järjestelmän muuta komponenttia (vaikkakin esim. moottorin koko hieman muuttuisi.)

Tavallisesti käytetään kolme tyyppiä olevaa moottorin-käynnistintä tai syöttölaitetta, jotka sijaitsevat kytkin-laitteistossa. Kiinteän moottorinkäynnistimen tai syöttölaitteen asennuskustannus on suhteellisen alhainen, mutta I I t kytkinlaitteisto on irroitettava jännitteensyötöstä, kun pitää suoritettaa moottorin käynnistimien tai syöttö- * <t(j’ laitteiden tai niiden komponenttien lisäys tai poisto.

:*·.* Irroitettavat moottorinkäynnistimet tai syöttölaittet voi- ·;··· daan poistaa laitteistotilasta kytkinlaitteiston ollessa kytkettynä. Irroitettavilla yksiköillä on kytkinlaitteiston jakokiskojärjestelmästä tulevassa syötössä pistokeliitok-; set, kun taas ulosmenevät kaapelit on kytketty kiinteästi laitteen napoihin. Ulosvedettävää tyyppiä (kasettityyppiä) 'V olevan moottorinkäynnistimen tai syöttölaitteen sähkö- • ·· liitokset ovat pistokeliitoksia, mikä tekee laitteen asen- : : nus ja irroitus hyvin nopeaksi. Irroitettavissa tai ulos- , , vedettävissä olevat moottorinkäynnistimet tai syöttö- . laitteet korvataan usein toisella yksiköllä huollon yhtey dessä. On mahdollista, että korvaavalla yksiköllä ei aina ole ekvivalentteja osia, ja näin ollen moottorin valvonta- 3 116338 tai suojaustaso saattaa olla alhaisempi.

Vaihtuvanopeuksisissa käyttölaitteissa järjestelmään asennetun taajuusmuuntimen koko ja parametrit on valittava oikein moottori-informaation perusteella, jotta voidaan taata moottorin oikea ohjaus ja suojaus.

Sähkökoneet, ja erityisesti sähkömoottorit on usein suojattu suojalaitteen kuten elektronisen releen avulla järjestelmän liian korkeita jännite- tai virta-arvoja vastaan. Ennenkuin sähkömoottori otetaan käyttöön, on suojaava laite säädettävä ottamaan huomioon kyseisen sähkömoottorin erityisiä parametreja, jotta määritetään kyseiselle suojattavalle sähkömoottorille oikea "suojaustaso".

Tarvittavat parametrit ilmoitetaan erityisellä lipulla tai kilvellä, joka on kiinnitetty moottoripesään, tavallisesti kohtaan, jossa se on helposti nähtävissä. Tätä lippua kutsutaan usein tehokilveksi. Joskus lippua myös kutsutaan arvo- tai tyyppikilveksi. Useissa kansainvälisissä tai kansallisissa standardeissa, kuten IEC 34-1, on määritetty arvokilvessä esitettävän informaation minimimäärä. Tavalli-·.’· sesti arvokilven parametrit ainakin sisältävät seuraavan informaation: jännite (U) , virta (I), teho (W) , cos 0-arvo, .· M taajuus ja kierrosluku. Arvokilpi voi myös sisältää sel- ·;··; laista lisäinformaatiota, jota katsotaan hyödylliseksi ....j ja/tai välttämättömäksi. Lisäinformaatio käsittää tietoa kuten moottorin vaiheluku, valmistaja, standardit, jotka ; >·> moottori täyttää / joiden mukaan se on suunniteltu, mootto- » » 1 ’!!,1 rin paino, erityiset käyttöolosuhteet, jne.

’1· Kun sähkömoottori asennetaan, asennusta suorittava teknikko : : manuaalisesti säätää ja konfiguroi suojaavaa laitetta ja/tai muuta ohjausvälinettä sen informaation mukaan, jonka * > » . hän pystyy lukemaan arvokilvestä. Tämä manuaalinen asetus ’ ' ja konfiguraatio on aikaavievä ja herkkä inhimillisille virheille. Erityisesti siinä tapauksessa, että moottori 4 116338 asennetaan muodostamaan olennaisen suuren järjestelmän osaa, saattaa esim. tuotantohäviöt ja siten häviöiden kustannukset nousta suuriksi tällaisen manuaalisen konfiguraa-tiotyön aikana. Manuaaliseen konfiguraatioon sisältyy lisäksi aina inhimillisten virheiden riski (kuten arvo-kilven lukuvirhe, toiselle moottorille kuuluvan arvokilven käyttö, väärä asetus ja "unohtunut" ja sitten määrittämätön parametri.)

Arvokilven esittämän informaation lisäksi ohjausvälineet siinä järjestelmässä, johon sähkömoottori on asennettu muodostamaan osan, saattavat vaatia jotain lisäinformaatiota, joka on syötettävä asetuksen ja konfiguraation aikana ennenkuin sähkömoottoria voidaan ottaa käyttöön. Tätä lisäinformaatiota tarvitaan erityisesti sellaisissa tapauksissa, missä käytössä on järjestelmiä kunnon arviointia ja/tai yleistä hallintaa ja/tai ohjausta varten. Muuttuva-nopeuksisia moottoreita syöttävät taajuusmuuttajat tarvitsevat myös informaatiota, jota yleensä ei ole esitetty arvokilvessä. Tämä lisäinformaatio saattaa sisältää voitelujärjestelmän ohjeita ja parametreja, moottoriin asennet-tujen laakereiden parametreja koskevaa informaatiota, moot-torin lämpökäyttäytymistä koskevaa informaatiota, suojaus-ja/tai ohjauslaitteita koskevaa informaatiota, moottorin .* huoltoa koskevaa informaatiota, jne.

• « Tällä hetkellä tällainen j är j estelmäalgoritmin vaatima informaatio syötetään järjestelmään manuaalisesti, esim.

; järjestelmää kokoavien ja konfiguroivien teknikoiden tai “λ* järjestelmää käyttävän tai ohjaavan käyttöhenkilöstön tai järjestelmää huoltavan tai korjaavan henkilöstön toimesta.

; '·· Tähän manuaaliseen tietojensyöttöön liittyy samat ongelmat : : kuten edellä jo on mainittu arvokilven tietojen manuaalisen , syötön yhteydessä.

Sähköistä ohjauslaitetta koskevassa US-patentissa nro 5,672,943 (Vivers), "Electronic Control Apparatus", on esi- 5 116338 tetty erillinen kiinteä muisti kunkin toiminnon sijoitus-osoitteen tallentamiseksi. Siinä muistiyksikkö fyysisesti liittyy jokaiseen moottoriin siten, että se sijaitsee moottorin ohjauskeskustilan kaapelijärjestelyn alueella. Kun ohjauskaapelointi on kiinnitetty, voidaan osoiteinformaatio siirtää moottorin muistiyksiköstä ohjausyksikölle, ja sen jälkeen sitä voidaan käyttää ohjausyksikön toimesta tiedon hakemiseksi mainitun osoitteen osoittamasta paikasta.

US-julkaisu 5,672,942 keskittyy paikkaosoitetiedon lukemiseen ja tiedon saamiseen muualta tämän osoitteen perusteella. US-5,672,943 esittää muistia, joka soveltuu ainoastaan ulosvedettävää tyyppiä oleville moottoriyksiköille. Se ei esitä mahdollisuutta havaita ja/tai tarkistaa sitä, että moottori tai järjestelmän jokin muu komponentti olisi vaihdettu, tai että vaihdettua komponenttia voidaan käyttää järjestelmässä. Siinä ei ole mitään varsinaista ehdotusta järjestelmän asettamiseksi automaattisesti. Julkaisun US-5,672,943 mukaisessa järjestelmässä olisi toisen moottorin identifioimiseksi vaihdettava myös moottorin ohjauskeskus-tilassa oleva tietomuisti tai muistin sisältö. Moottorin M,; asennuksen aikana informaatio on syötettävä manuaalisesti i tunnetun tekniikan kuvaamaan kiinteään muistiin.

:' ·. · Keksinnön yhteenveto Tämän keksinnön tarkoituksena on tunnetun tekniikan mukaisten järjestelyiden haittojen poistaminen ja kokonaan uuden ; ratkaisutyypin aikaansaaminen sähkökoneen asentamiseksi ! < » järjestelmään ja/tai sellaisen järjestelmän asettamiseksi ja/tai konfiguroimiseksi, jossa on vähintään yksi sähkö-* -* kone.

, Tämän keksinnön eräänä tarkoituksena on sellaisen ratkaisun _ : aikaansaaminen, jonka avulla saavutetaan luotettava ja automaattinen tapa sähkökoneen asentamiseksi järjestelmään, johon sisältyy välineet sähkökoneen toiminnan ohjaamiseksi.

6 116338

Keksinnön eräänä tarkoituksena on sellaisen ratkaisun aikaansaaminen, jonka avulla voidaan vähentää sellaisen järjestelmän asettamis- ja/tai koniigurointiaikaa, johon on asennettu uusi sähkökone tai muu komponentti.

Keksinnön eräänä tarkoituksena on sellaisen ratkaisun aikaansaaminen, jonka avulla minimoidaan inhimillisten virheiden riski sellaisen sähkökoneen ja/tai järjestelmän asennuksessa ja asettamis- ja/tai konfiguraatioproseduurien aikana, missä järjestelmään sisältyy sähkökone.

Keksinnön eräänä tarkoituksena on sellaisen ratkaisun aikaansaaminen, jonka avulla järjestelmään asennettavan uuteen sähkökoneeseen liittyvät parametrit identifioidaan automaattisesti ja missä järjestelmän parametrit tämä jälkeen vastaavasti päivitetään.

Keksinnön eräänä tarkoituksena on sellaisen ratkaisun aikaansaaminen, jonka avulla sähkömoottorin, ohjausvälineiden ja suojausvälineiden ja näiden laitteiden yhdistelmän

» t I

M.’ oikeita arvoja voidaan tarkistaa automaattisesti.

• « »

Eräänä tarkoituksena on sähkökoneen ja ohjausvälineiden : *.j uuden tyyppisen liittymän aikaansaaminen.

• ;.d Eräänä lisätarkoituksena on sellaisten välineiden aikaan saaminen, jotka mahdollistavat sähkökoneen koneeseen ; liittyvien parametrien lukeminen ja/tai konfigurointi.

♦ I 5 » Tämän keksinnön muita tavoitteita ja etuja esitetään seli-; * tyksen seuraavassa osassa yhdessä oheisten piirustusten v / kanssa.

; Tavoitteet saavutetaan aikaansaamalla järjestelmä, joka käsittää sähkökoneen, sähkökoneeseen liittyviksi kiinteästi kiinnitetyt muistivälineet sähkökonetta koskevan informaa- 7 116338 tion tallentamiseksi, ainakin yksi ohjausyksikkö, joka on sovitettu sähkökoneen toiminnan ohjaamiseksi, liittymä muistivälineiden ja mainitun ainakin yhden ohjausyksikön välissä siten, että mainittu ainakin yksi ohjausyksikkö pystyy lukemaan muistivälineisiin tallennetun informaation. Järjestelmässä ohjausyksikkö on järjestetty prosessoimaan muistivälineistä luettua informaatiota siten, että informaatio tulee varmistetuksi järjestelmän oletusparametrien kanssa sen jälkeen kun ne on luettu. Siinä tapauksessa, että informaatioon sisältyy sellaisia parametreja, jotka eivät ennalta määritetyllä tavalla vastaa oletusarvoja, ohjausyksikkö on sovitettu joko automaattisesti sovittamaan järjestelmää muistivälineistä vastaanotetun informaation mukaan tai estämään sähkökoneen tai koko järjestelmän käynnistymistä .

Keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tarkemmin sanottuna tunnusomaista se, mikä on määritelty itsenäisessä patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön mukaisen järjestelmän edulliset suoritusmuodot on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 2-9.

* f · « * « *.’* Keksinnön mukainen menetelmä sähkökoneen asentamiseksi jär- tih* jestelmään, joka käsittää ohjausvälineet sähkökoneen toi- : ·,: minnan ohjaamiseksi, kun sähkökone asennetaan järjestel- ·;··· mään, käsittää vaiheet, että sähkökoneeseen liittyvä infor- maatio tallennetaan sähkökoneen yhteyteen kiinnitettyihin muistivälineisiin, että ohjausvälineiden avulla luetaan ; (·ι ainakin osa muistivälineisiin tallennetusta informaatiosta muistivälineiden ja ohjausvälineiden välisen liittymän kautta, että luettu informaatio verrataan oletusparametrei- ·· hin sen varmistamiseksi, että sähkökonetta voidaan käyttää : : järjestelmässä, ja että siinä tapauksessa, että luettu informaatio sisältää sellaisia parametreja, jotka eivät ennalta määrätyllä tavalla vastaa oletusarvoja, joko auto- » i ’ ' maattisesti säädetään ohjausvälineitä ja/tai järjestelmää luetun informaation mukaisesti tai estetään sähkökoneen „ 116338

O

ja/tai järjestelmän käynnistyminen.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tarkemmin sanottuna tunnusomaista se, mikä on määritelty itsenäisessä patenttivaatimuksessa 10. Keksinnön mukaisen järjestelmän edulliset suoritusmuodot on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa 11 - 13.

Erään lisäpiirteen mukaan saadaan aikaan arvokilpi sähkökonetta varten. Arvokilpi käsittää toisella puolellaan visuaalisesti luettavissa moottorikohtaista tehoinformaa-tiota. Arvokilpi on lisäksi varustettu sähköisillä muistivälineillä moottorille ominaisen arvoinformaation säilyttämiseksi ja välineet kauko-ohjausvälineiden sovittamiseksi siten, että mahdollistetaan informaation lukeminen kauko-oh jausvälineiden avulla.

Keksinnön mukaiselle arvokilvelle on tarkemmin sanottuna tunnusomaista se, mikä on määritelty itsenäisessä patenttivaatimuksessa 14.

Keksinnön mukaisella keksinnöllä saavutetaan monta etua.

·. ; Kaikki yksittäistä sähkökonetta koskeva tärkeä informaatio tai tieto tulee olemaan tallennettuna suoraan koneeseen : kiinnitetyissä muistivälineissä, esim. sähkökoneeseen kiin- ';··· nitetyssä erityisessä tietopiirissä, mikropiirissä tai elektronisessa nastassa tai uutta tyyppiä olevassa arvo-kilvessä, johon sisältyy integroidut muistivälineet. Kaikki ; ne sähkökoneen parametrit, jotka järjestelmän ohjaus- ja/tai valvontalaitteisto tai senkaltainen laitteisto tar- » * vitsee, konfiguroidaan automaattisesti asennus- ja asetus-• proseduurien aikana, ja vastaavasti ne päivitetään myöhem- · missä vaiheissa, jos tämä on tarpeen. Asetus-, konfiguraa- tio- ja päivitysproseduurit voidaan toteuttaa luotettavalla ,·. ; tavalla, ja inhimilliset virheet tiedon syöttämisessä ohjausvälineisiin minimoidaan, kun taas asennus- ja asetus-ja/tai konfiguraatioaika minimoidaan. Siinä tapauksessa, „ 116338 y että sähkökone on korvattava toisella sellaisessa järjestelmässä, joka sisältää useita komponentteja, minimoidaan se aika, jolloin järjestelmä on poissa, koska vaihdettavan sähkökoneen asetus- ja koniiguraatioaika on minimoitu. Ratkaisu varmistaa sen, että sähkökone ja lisälaitteet sopivat toisiinsa ja että ne ajetaan ja on suojattu oikein valituilla parametreillä, ja estää käynnistyksen sellaisessa tapauksessa, että siinä on vahinkojen tai vaarallisten tilanteiden riski. Koska asennettuun sähkökoneeseen liittyvät järjestelmäparametrit kuten suojausparametrit on optimoitu ja valittu oikein, ja koska tämän valinnan ja tiedonsyötön oikeellisuuteen voidaan luottaa, voidaan sähkökonetta ajaa täydellä ja optimoidulla kapasiteetillä.

Koneiston huollon aikana väärien ja/tai sopimattomien komponenttien ja/tai koniiguraatioiden riski on vähennetty. Siinä tapauksessa, että järjestelmään asennetaan väärän-kokoinen korvauskone, voidaan kaikki vahingot ja rikkoutumiset välttää, koska järjestelmä tuntee sen, että kone on väärä ja ettei sitä voida ajaa ilman koneen tai itse järjestelmän rikkoutumista. Eräänä etuna on myös, että keksin-töä voidaan käyttää yhdessä kaiken tyyppisten moottori-*. käynnistimien (eli kiinteiden, irroitettavien tai ulos- vedettävien kasettittyyppiyksiköiden) kanssa. Lisäksi moot-

• I

toriin kiinnitetty muistiyksikkö saattaa sisältää para-metriarvoja, tietoa ja informaatiota, jo(i)ta on mitattu ·,·· tai määritetty erityisesti kyseistä moottoria varten moot torin valmistajan tai huoltoteknikon toimesta. Tätä tietoa : ,·. voidaan myös päivittää esim. vuosittaisten tarkastuksien , ··_ aikana. Informaatio kuten moottorin tai moottorikäynnisti- '1 men sähköiset arvokilpitiedot voidaan suoraan käyttää : hyväksi järjestelmässä. Tämä keksintö mahdollistaa myös sen, että automaattisesti tarkistetaan moottorin ohjaus-järjestelmän lyhytsulkukoordinatio (esim. normin IEC 947 , „ ; mukaisesti.)

Seuraavassa keksintö ja sen muita tunnusmerkkejä ja etuja 116338 ίο selitetään esimerkinomaisesti viittaamalla oheisiin piirustuksiin, missä samat viitenumerot eri kuvioissa viittaavat samanlaisiin piirteisiin.

Kuvioiden lyhyt kuvaus

Kuvio 1 esittää keksinnön erään suoritusmuodon mukaista kaaviomaista esitystä,

Kuvio 2 esittää keksinnön erään toisen suoritusmuodon mukaista kaaviomaista esitystä,

Kuvio 3 esittää sähkömoottoriin kiinnitettyä monitoimin-nallista arvokilpeä, ja

Kuvio 4 esittää toiminnan vuokaaviota tämän keksinnön periaatteiden mukaisesti.

Kuvioiden yksityiskohtainen selitys > » · '·'<>' Kuvion 1 mukainen kaaviomainen esitys kuvaa tämän keksinnön erästä suoritusmuotoa. Sähkömoottori 1 kuten kolmivaiheinen induktiomoottori käsittää pyöritettävissä olevan akselin 19, joka alalla sinänsä tunnetulla tavalla on moottorin ·:·; kotelon puitteissa kytketty roottoriin (ei näytetty) . Kote- ·;··· lon päälle on järjestetty kytkentäkotelo 20 tarpeellisten kaapeleiden tai johdotuksen kytkemiseksi moottoriin 1.

: .·, Tehonsyöttö tai tehonlähde 25 antaa moottorille tarpeelli- ,·“[ sen sähkötehon kytkentäkoteloon 20 kytketyn johdotuksen 24 kautta. Tehonsyöttöyksikköä 25 ohjaa ohjausyksikkö 7, joka ! on sovitettu mm. ohjaamaan moottorin 1 toimintaa tehon- \ ,* lähdettä 25 ohjaamalla. Tämä ohjaus toteuttaa sellaiset tehtävät kuin moottorin käynnistyksen, kiihdytyksen ja • t ; pysäytyksen, moottorin pyöritysnopeuden ja tehon säätämisen yms. alalla hyvin tunnetut ohjaustoimenpiteet. On myös mahdollista järjestää ohjausvälineet 7 valvomaan moottorin n 116338 toimintaa, kuntoa ja toimintoja, kuten myöhemmin selitetään .

Tavanomaisemman ohjauslaitteen (kuten kuviossa 2 olevan laiteohjaimen 7) tilalla ohjausvälineet 7 voivat muodostua sopivasta tietojenkäsittelylaitteesta kuten keskusyksikön (CPU) sekä ROM- ja RAM-muisteja sisältävän mikrotietokoneen laskimesta. Ohjausvälineet 7 voidaan myös kytkeä edelleen toisiin tietojenkäsittelylaitteisiin kuten mikrotietokoneeseen 38 ja/tai laajempaan hallinta-/ohjaus-järjestelmään kuten tehtaan kokonaisvaltaiseen tuotanto-valvontajärjestelmään tai avoimeen ohjausjärjestelmään. Kuvion 1 mukaisen kokonaisen tietokonelaitteen 38 sijasta ohjausyksikköön 7 kytketty ulkoinen laite myös voi olla vain näyttö tai tulostin tms. ulostulolaite.

Moottori 1 on varustettu muistivälineillä 2. Kuvion 1 mukaisessa esimerkissä muistivälineet käsittävät moottori-tietosirun 2, joka on kiinteästi kiinnitetty moottoripesän ulkokuoreen, mutta mikä tahansa toinen sijainti moottori-rakenteen sisällä tai päällä on myös mahdollinen. Sinänsä •..V tunnetaan asianmukaisia siruja (tai mikrosiruja) tai kiin-

Vi nitettyjä sähköisiä nastamuistivälineitä, joita voidaan helposti käyttää muistivälineinä, ja ne voivat olla mitä l',l tahansa asianmukaista tyyppiä, joita voidaan kiinnittää *;** moottoriin ja jotka pystyvät tallentamaan informaatiota ja <;··: mahdollistamaan sen jälkeen niihin tallennetun informaation lukemista tai takaisinsaamista. Sähköisesti pyyhittävissä : ,·, oleva ohjelmoitava muisti (EEPROM) muodostaa muistivälinei- ’··’ den erään edullisen teknologian.

; ” Tietylle moottorityypille ominainen tieto voidaan tallentaa ,* siruun etukäteen, minkä jälkeen "esiohjelmoitu" siru kiin- , , nitetään kyseistä tyyppiä olevaan moottoriin esim. sen : valmistuksen tai lopullisen tarkastuksen aikana. Yhden mah dollisuuden mukaan sähkömoottoriin liittyvä moottorille ominainen tieto tallennetaan tai ohjelmoidaan siruun 2 12 1 1 6338 moottorin ollessa edelleen valmistettavana työpajalla, tai sen jälkeen, kun moottori valmistuksen jälkeen on testattu testi- tai tarkastusasemalla tai senkaltaisella.

Yllä esitetyissä vaihtoehdoissa sirun asennus suoritetaan sähkömoottorin valmistajan toimesta. Vaikka tätä pidetään edullisena on tietenkin myös mahdollista, että moottorille ominaista tietoa sisältävät muistivälineet kiinnitetään sähkömoottoriin jossain toisessa vaiheessa, kuten juuri ennen sähkömoottorin varsinaista asennusta kokonaiseen järjestelmään. Tätä voidaan tehdä esim. sen teknikon toimesta, joka suorittaa varsinaisen asennustyön. Lisäksi teknikko voi päivittää moottoriin liittyvä informaatio, kun tähän syntyy tarvetta, esim. moottorin määräaikaistarkastuksen j älkeen.

Tietokone tai PC (engl: personal computer eli henkilö kohtainen tietokone) 38 voi myös olla kannettava tietokone, joka kytketään ohjausyksikköön tai järjestelmän johonkin toiseen liittymään, mikä mahdollistaa tietoyhteyden muistivälineisiin 2 vain silloin, kun tämä on tarpeen. Teknikko '•h’ voi käyttää tietokonetta 38 muistivälineisiin tallennettu- d jen parametrien lukemiseksi ja/tai kirjoittamaan ja tallen- tamaan muistivälineisiin jotain uutta informaatiota ja/tai • » jo olemassa olevien parametrien konfiguroimiseksi .

·;*·· Kuten jo on esitetty, muistivälineisiin 2 sisältyvä infor maatio saattaa sisältää kaikki arvokilvessä esitetyt para-: ,·. metrit ja tiedot sekä moottorin voiteluun, huoltoon, val- ,··, vontaan tai ohjaukseen liittyvää informaatiota, moottorin erityisolosuhteita, sen laakereiden ja/tai yleistä oletet-: * tua kuntoa yms.

, , Muistivälineiden 2 ja ohjausyksikön 7 välinen liittymä on ,· ; järjestetty yhteysjohdon tai -langan 14 avulla, joka sallii kaksisuuntaista tietoliikennettä muistivälineiden 2 ja ohjausyksikön 7 välillä. Yhden mahdollisuuden mukaan samaa 13 1 1 6338 tehonsyöttöä varten käytettyä johdotusta (kaapeli 24) voidaan käyttää myös tiedonsiirtoa varten, ja näin erillinen johdotus 14 tietoliikennettä varten ei ole välttämättömyys tietoliikennejärjestelyn aikaansaamiseksi.

Muistin 2 ja ohjauksen 7 kiinteän yhteyden lisäksi liittymä voi käsittää esim. infrapuna- tai radioyhteyden tai senkaltaisen järjestelyn etäällä olevien muistivälineiden 2 lukemiseksi. Erään mahdollisuuden mukaisesti kannettava tietokone tai senkaltainen lukulaite on kytketty teknikon toimesta joko suoraan muistivälineisiin tai järjestelmään siten, että parametrit voidaan siitä lukea. Sen jälkeen kannettava tietokone kytketään ohjausyksikköön tai sellaiseen komponenttiin, joka tarvitsee parametreja, ja parametrit lähetetään kannettavasta tietokoneesta eteenpäin yksikölle tai komponentille. Vielä erään vaihtoehdon mukaan liittymä on varustettu siten, että muistivälineissä oleva tieto luetaan erityisen lukijan toimesta, joka sijaitsee läheisessä suhteessa muistivälineiden kanssa tai joka ottaa yhteyttä muistivälineisiin asennusproseduurin jossakin vaiheessa, minkä jälkeen tieto lähetetään tästä laitteesta järjestelmän ohjausvälineisiin.

• · t

Kuvio 1 esittää lisäksi keskusvoitelujärjestelmän voitelu- » · keskusyksikköä 35. Tämänkin toiminta on myös yksikön 7 *: ’ * * ohjaama niiden välissä olevan tietoliikennejohdon kautta.

·;· Lisäksi kuvio 1 esittää voitelujohtoa 36, joka on liitetty moottoriin 1 ja antaa moottorille tarpeellisen voitelu-; .·, aineen muistisirusta 2 luettujen voiteluparametrien mukai- ·’ sesti.

; ’·’ Järjestelmä on sellainen, että ohjausyksikkö 7 on järjes- tetty lukemaan moottorille ominaista informaatiota muisti-välineistä 2 ja sitten vertaamaan tämän informaation jär-: jestelmän ennalta määritettyjen oletusparametrien kanssa, jotka on tallennettu ohjausyksikön tietokantaan tai joihin ohjausyksikkö pääsee käsiksi muulla tavalla. Varmistus- 14 1 1 6338 proseduuri selitetään yksityiskohtaisemmin kuvion 4 yhteydessä.

Kuvio 2 esittää toista järjestelmää, johon sisältyy sähkö-moottori, joka käsittää siihen liittyvät välineet. Sähkö-moottori 1 ohjataan ulosvedettävän moottorinkäynnistys-kasetin 6 avulla, joka sijaitsee kytkinlaitteistossa (kasetin 6 komponentteja on esitetty katkoviivan puitteissa). Moottorinkäynnistin 6 käsittää laiteohjaimen 7, joka valvoo, ohjaa ja suojaa moottoria jännitteenmittausta 9 ja virranmittausta 8 käyttäen. Laiteohjaimessa on myös releulostulo suojarelettä 10 varten. Lisäksi moottorinkäynnistin käsittää sulakkeita 11 ja kontaktoreita 15. Tässä suoritusmuodossa moottorinkäynnistinkasettiin sisältyy muistiyksikkö 16, joka sisältää informaation kasetissa olevista komponenteista ja laitteista. Kasettityyppisellä moottorinkäynnistimellä on pistokemainen yhteys 12 kytkin-laitteiston jakokiskojärjestelmästä sisääntulevalle syötölle 5 ja pistokemainen liitos 13 kytkinlaitteistossa olevalle sarjaväylälle 4. Moottorissa sijaitsee moottorille ominainen muistiyksikkö 2 ja tämä on liitetty sarjaväylään * * · 4 pysyvällä tai irroitettavalla johdotuksella tai muulla *: kommunikaatiovälineellä 14 sekä lähellä moottoria olevalla väyläsovitinyksiköllä 3. Kytkinlaitteiston sarjaväylä 4 on * · :,'i lisäksi liitetty tehtaan sarjaväylään 18 väyläsovittimella : · *: 17.

Kuvio 3 esittää osittain leikkauksena muistivälineiden : erästä edullista mahdollisuutta. Siinä muistivälineet 2 on > I ) toteutettu sähkömoottorin 1 arvokilven 30 yhteyteen, h Muistivälineiden 2 tarpeelliset piirit on toteutettu kilven : '* 30 taustapuolelle, jolloin kilpi 30 suojaa niitä. Tämän ' avulla on saatu aikaan monitoiminen arvokilpi, joka tarjoaa , , tyyppi-informaation sekä tavanomaisessa kirjallisessa muo- ; dossa että myös sähköisen tiedonmuodossa, ja näin ollen se on luettavissa sekä visuaalisesti että sähköisesti.

15 116338

Kuvio 3 esittää, sen lisäksi, että arvokilpeen 30 on toteutettu integroidut muistivälineet, myös sellaisen lisäpiirteen, jonka mukaan muistivälineet 2 on kytketty radio-lähettimeen 32. Tällaista radioliittymää on jo käsitelty kuvioon 1 liittyen. Lähetetyt signaalit otetaan tämän suoritusmuodon perusskenaarion mukaisesti vastaan vastaanotto-laitteistolla 34, joka on liitetty järjestelmän ohjaus-välineisiin 7. Jos molemmat laitteet 32 ja 34 ovat lähetti-miä, voidaan tiedon lähetys muistivälineistä 2 aktivoida signaalilla lähetinlaitteelta 34 lähetinlaitteelle 32. Aktivointi voidaan kuitenkin myös tehdä muullakin tavalla, esim. manuaalisesti painamalla aktivointipainiketta tai senkaltaista sähkömoottoriin liittyvää välinettä.

Jos tietoliikennettä varten käytetään johdotusta, kuten on esitetty kuviossa 1, tarpeellinen liittymä arvokilven ja ohjausyksikön välillä on järjestetty asianomaisella pistoke- ja johdotusjärjestelyllä. Tietoliikenne kytkentä-kotelon 20 ja ohjausyksikön välillä on yhden mahdollisuuden mukaan ainakin osittain toteutettu käyttämällä koneen kaapelointia .

·, : Sähkömoottori voi olla varustettu lisälaitteella kuten laa- kereiden valvontayksiköllä. On mahdollista sijoittaa muis-tivälineet tämän yksikön tai jonkun muun lisälaitteen ';··* yhteyteen, tai jopa integroida moottorille ominaisen tiedon ·;>· muistivälineet lisälaitteen elektroniikkaan.

; Erään vaihtoehdon mukaan teho sähkömoottorille syötetään ’ taajuusmuuntimen toimesta. Taajuusmuunnin on alalla hyvin tunnettu laite, ja sitä käytetään esim. sähkömoottorin pyö- • '·· ritysnopeuden säätämiseen. On mahdollista kytkeä taajuus- * j muunnin väylään tai senkaltaiseen tietoliikenneyhteyteen ja , , lähettämään tarpeellinen tieto muistivälineistä taajuus- ; muuntimella, ja tämän jälkeen asettaa ja käyttää sitä muistivälineistä vastaanotettujen tietojen mukaisesti.

ΐβ 1 1 6 3 5 8

Kuvio 4 esittää vuokaaviota keksinnön mukaisen ratkaisun erästä toimintamahdollisuutta varten. Vaiheessa 100 tarpeelliseksi katsottu tieto talletetaan sähkökoneen yhteyteen järjestettyihin muistivälineisiin. Tätä voidaan saada aikaan missä tahansa vaiheessa ennen sähkökoneen varsinaista asennus- ja asetusvaihetta, kuten koneen valmistuksen tai tarkastuksenaikana tai jopa jo asennetun koneen osalta aina kun tällainen katsotaan tarpeelliseksi. Tämän jälkeen tapahtuu koneen mekaaninen asennus vaiheessa 102, kuten koneen asennus konepetille tehtaassa ja sen liittäminen siihen laitteeseen, jota sen on tarkoitus pyörittää. Vaiheessa 104 saadaan aikaan tarpeelliset johdotukset tai liitokset tehonlähteeseen ja ohjauslaitteeseen. Vaiheessa 106 järjestelmän ohjausyksikkö lukee muistivälineissä olevan tiedon.

Sen jälkeen, kun tieto on luettu ja kun tieto siten on järjestelmän ohjausyksikön käytettävissä, tieto varmistetaan vaiheessa 108 järjestelmään tallennettuihin oletuspara-metreihin nähden. Oletusparametritiedot on edullisesti tallennettu ohjausyksikön tietokantaan, mutta sitä voidaan ·' : myös noutaa mistä tahansa muusta tietokannasta, johon ver- : tailuproseduureja suorittava ohjausyksikkö pääsee käsiksi.

« * t > :\· Siinä tapauksessa, että moottorille ominaiset parametrit • i ennalta määrätyllä tavalla vastaavat oletusparametreja (vaihe 110) sähkökonetta ja järjestelmää voidaan käynnistää i » (vaihe 111). Siinä tapauksessa, että tarvitaan säätö ja , , järjestelmä pystyy tämän toteuttamaan, niin nämä säädöt suoritetaan vaiheessa 114, ja järjestelmä käynnistetään sen jälkeen, kun järjestelmän säädettävät / valittavissa olevat : parametrit on säädetty luetun tiedon mukaisesti. Jos ; ; ohjausyksikkö kuitenkin vaiheessa 112 toteaa, ettei ole mahdollista toteuttaa järjestelmässä vaadittavia säätöjä, järjestelmän käynnistyminen estetään (vaihe 113).

Luettujen parametrien ennalta määritetty sallittu vaihtelu 17 116338 oletusparametreihin nähden voidaan määrittää ohjausyksikön tietokannassa. Lisäksi ohjausyksikön tietokannassa edullisesti määritetään ne säädöt ja/tai toimenpiteet, jotka vaaditaan koneen käytön mahdollistamiseksi järjestelmässä ja sähkökoneen ja järjestelmän saattamiseksi automaattisesti yhdenmukaisiksi.

Kun järjestelmä automaattisesti tunnistaa kaikki ne muutokset, jotka uusi sähkökone saattaa aiheuttaa aikaisempiin parametreihin, kuten suojauslaitteen parametreihin, nämä tulevat automaattisesti päivittymään tai sitten järjestelmää ei voida käynnistää ennenkuin ne on päivitetty, joko automaattisesti, jos tämä on mahdollista, tai manuaalisesti, kun tarvitaan suurempia muutoksia. Siksi vääristä asetuksista tai vääristä komponenteista johtuva riski on minimoitu.

Näin keksintö tarjoaa laitteiston ja menetelmän, jonka avulla saavutetaan merkittävä parannus siellä, missä sähkökone asennetaan ja/tai konfiguroidaan järjestelmään. On kuitenkin ymmärrettävä, että yllä olevat keksinnön esimer-kit ei ole tarkoitettu rajoittamaan keksintöä tässä yhtey- dessä esitettyihin erityisin muotoihin vaan tämä keksintö ·:* on päinvastoin tarkoitettu käsittämään kaikki ne muunnok- :*·,· set, samankaltaisuudet ja vaihtoehdot, jotka sisältyvät tämän keksinnön henkeen ja puitteisiin siten kuin oheiset patenttivaatimukset määrittävät. Alan asiantuntijalle tulee » » esimerkiksi yllä olevan selityksen ja siihen liittyvien , piirustuksien lukemisen jälkeen selväksi, että elektronis- ‘ ten järjestelyiden sijasta voidaan esim. viivakoodin, merkkijonon, erityisen kaavion tai senkaltaisten sähkö-: . koneeseen kiinnitettyjen välineiden lukemiseksi käyttää : ; konenäköjärjestelyä (kameraa ja kuvionkäsittelylaitteen käsittävää tietojenkäsittelylaitetta) ja/tai magneettista liuskaa ja siihen soveltuvaa lukulaitetta.

i

Claims (14)

18 1163 38

1. Järjestelmä, joka käsittää sähkökoneen (1) , sähkökoneen (1) yhteyteen kiinteästi kiinnitetyt muistivälineet (2) sähkökonetta koskevan informaation tallentamiseksi (100), ainakin yhden ohjausyksikön (6, 7), joka on sovitettu ohjaamaan sähkökoneen (1) toimintaa, muistivälineiden (2) ja mainitun ainakin yhden ohjausyksikön (6, 7) välissä olevan liittymän (14) siten, että mainittu ainakin yksi ohjausyksikkö (6, 7) pystyy lukemaan (106) muistivälineissä (2) tallennetun informaation, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö (6, 7) on järjestetty prosessoimaan (108; 110) muistivälineistä (2) luetun informaation siten, että informaatio tulee lukemisen jälkeen varmistetuksi järjestelmän oletusparametreihin nähden, ja että ohjausyksikkö (6, 7) on järjestetty joko auto-maattisesti säätämään (114) järjestelmää muistivälineistä ’· '· (2) saadun informaation mukaiseksi tai estämään (113) sähkökoneen (1) tai koko järjestelmän käynnistymistä siinä • ; tapauksessa, että informaatio sisältää parametreja, jotka »»IM eivät ennalta määritetyllä tavalla vastaa järjestelmään soveltuvan sähkökoneen (1) oletusparametreja.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että muistivälineisiin (2) tallen- * " nettu (100) informaatio käsittää ainakin osan seuraavista ’ parametreista: arvokilpiparametrit (U, I, cos 0, f, W, *,· · kierrosluku), huolto- ja/tai voiteluohjeet, laakeri-infor- maatiota, lämpökäyttäytyminen, suojaus- ja/tai ohjauslaitteiden (6, 7) parametreja, sähkökoneen (1) vaiheluku, 19 1 1 6338 sähkökoneen (1) valmistaja, ne standardit, jotka sähkökone täyttää ja/tai joiden mukaan se on rakennettu, koneen paino, erityiset käyttöolosuhteet.

3. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjes telmä, tunnettu siitä, että muistivälineet (2) on toteutettu kirjoitettavan muistin tai prosessorin avulla, kuten mikrosirun tai elektronisen nastan avulla, joka on kiinteästi kiinnitetty sähkökoneen (1) yhteyteen edullisesti sähkökoneen kytkentäkotelon (20) puitteisiin tai sähkökoneen (1) kuoren toiseen pintaan.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjes telmä, tunnettu siitä, että muistivälineet (2) on toteutettu sähkökoneen (1) arvokilven (30) yhteyteen.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjes telmä, tunnettu siitä, että muistivälineiden (2) ja ohjausyksikön (6, 7) välinen liittymä (14) on ainakin osit- • « » |”t tain toteutettu sähkökoneen (1) tehonsyöttökaapeloinnin • 1 · ,1 (24) avulla. * » 1 • ·

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1...4 mukainen järjestelmä, i<>; tunnettu siitä, että muistivälineiden (2) ja • » ohjausyksikön (6, 7) välinen liittymä (14) on radioyhteys : ,·. (32, 34) tai infrapunayhteys tai ultraääniyhteys tai toteu- tettu erillisen lukulaitteen tai konenäköjärjestelyn avulla. * t

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjes- * telmä, tunnettu siitä, että liittymä (14) muisti- ’1 välineiden (2) ja ohjausyksikön (6, 7) ja/tai toisen toi minnallisen yksikön välillä, joka yksikkö tarvitsee konee- 20 1 1 6338 seen liittyvää informaatiota, on toteutettu kannettavan tietokoneen (38) avulla, joka on sovitettu lukemaan informaation muistivälineistä (2) ja lähettämään informaation edelleen ohjausyksikölle (6, 7) ja/tai mainitulle toiselle toiminnalliselle yksikölle.

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että muistivälineet (2) liittyvät ohjauspaneeliin, joka on järjestetty olennaisen läheisesti sähkökoneeseen, jolloin mainittu ohjauspaneeli on järjestetty liittymään järjestelmän toiseen ohjausyksikköön väylän (4) ja väyläliitäntälaitteen (3) avulla.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi sisältää taajuus-muuntimen tehon syöttämiseksi sähkökoneeseen (1), sekä taajuusmuuntimen ja ohjausyksikön välisen yhteyden.

10. Menetelmä sähkökoneen (1) asentamiseksi järjestelmään, i < · I I · I", joka järjestelmä käsittää ohjausvälineet (6, 7) sähkökoneen ' (1) toiminnan ohjaamiseksi sähkökoneen (1) ollessa asennet- * * t tuna järjestelmään, jolloin menetelmä käsittää sen, että ! tallennetaan (100) sähkökoneeseen (1) liittyvä informaatio muistivälineisiin (2), jotka on kiinnitetty sähkökoneeseen (1) liittyen, ; ohjausvälineiden (6, 7) avulla luetaan (106) ainakin osa muistivälineisiin (2) tallennetusta informaatiosta muistivälineiden (2) ja ohjausvälineiden (6, 7) välisen liittymän (14) kautta, I i tunnettu siitä, että ‘ verrataan (108; 110) luettu informaatio oletuspara- '· metreihin sen varmistamiseksi, että sähkökonetta (1) voi daan käyttää järjestelmässä, sekä 2i 1 1 6338 siinä tapauksessa (112), että luettu informaatio sisältää parametreja, jotka eivät ennalta määrätyllä tavalla vastaa järjestelmään soveltuvan sähkökoneen (1) oletuspara-metreja, joko automaattisesti sovitetaan (114) ohjaus-välineitä (6, 7) ja/tai järjestelmää luetun informaation mukaan tai estetään (113) sähkökoneen (1) ja/tai järjestelmän käynnistyminen.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muistivälineet (2) on toteutettu sähkökoneen (1) arvokilven (30) yhteyteen.

12. Patenttivaatimuksen 10 tai 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että informaatio tallennetaan (100) muistivälineisiin (2) sähkökoneen (1) valmistuksen aikana tai valmistajan luona suoritetun lopullisen testauksen ja/tai tarkastuksen aikana, ja että informaatio käsittää ainakin osan seuraavista parametreista: arvokilpiparametrit (U, I, cos 0, f, W, kierrosluku), huolto- ja/tai voitelu-ohjeet, laakeri-informaatiota, lämpökäyttäytyminen, suoja- * : ja/tai ohjauslaitteiden parametreja, sähkökoneen vaiheluku, sähkökoneen valmistaja, ne standardit, jotka sähkökone * ; täyttää ja/tai joiden mukaan se on rakennettu, sähkökoneen *11·* . paino, erityiset käyttöolosuhteet. * · 4 * * .

13. Jonkin patenttivaatimuksen 10...12 mukainen menetelmä, t * t tunnettu siitä, että muistivälineiden (2) ja ohjausvälineiden (6, 7) välinen tietoliikenne on toteutettu ’ sähkökoneen (1) tehonsyöttökaapeloinnin (24) avulla. * » v

14. Arvokilpi (30) sähkökonetta (1) varten, joka kilpi toi- : sella puolellaan käsittää visuaalisesti luettavissa olevan sähkökoneelle (1) ominaiset arvokilpiparametrit (U, I, cos 116338 0, f, W, kierrosluku) käsittävän arvoinformaation, tunnettu siitä, että arvokilpi (30) on varustettu elektronisilla muistivälineillä (2) sähkökoneelle (1) ominaisen arvoinformaation tallentamiseksi (100) sekä välineet (32) etäällä olevien ohjausvälineiden (6, 7) sovittamiseksi siten, että etäällä olevat ohjausvälineet (6, 7) pystyvät lukemaan (106) informaation. 116338