FI119162B - Jarrukatkoja - Google Patents

Description

119162

JARRUKATKOJA

Keksinnön kohteena on jarrukatkoja jarrutehon siirtämiseksi pois AC-käyttöjärjestelmän tasavirtakiskostosta, joka jarrukatkoja on fyysisesti sa-5 manlainen invertteriyksikkö joita käytetään normaaleissa moottorinsyöttösovel-luksissa.

Jarrukatkojia käytetään normaalisti suurissa AC-käyttöjärjestel-missä, joissa tasavirtakiskosto yhdistää syöttöverkkoon liittyvät tasasuun-tausyksiköt (REC) ja moottoreita ohjaavat invertteriyksiköt (INU) toisiinsa (kuvio 10 1). Silloin kun INUjen summateho on negatiivinen, eli moottorit tai ainakin osa niistä jarruttaa, on jarruteho siirrettävä pois tasavirtakiskostosta ylijännitteen välttämiseksi. Tavallisin ratkaisu on syöttää jarruteho katkojan avulla jarruvas-tukseen R (kuvio 2).

Tunnettuja jarrukatkojaratkaisuja on esitetty kuviossa 2: 15 1. Tarkoitukseen vartavasten suunniteltu katkojayksikkö BRC, jossa te- hopuolijohdekytkin V1 alkaa johtamaan kun DC-kiskoston jännite ylittää asetetun rajan, sekä 2. Tavanomainen INU, johon on ladattu erikoisohjelma jarrukatkoja-toiminnon aikaansaamiseksi. Kuvion 2 esimerkkiratkaisussa INU on invertteri-20 silta, jossa alahaaran tehopuolijohdekytkimet V4...V6 on kytketty rinnan suorittamaan samaa toimintoa kuin BRC:n kytkin. Ylähaaran kytkimiä ei tässä ratkaisussa siis käytetä ollenkaan. Tavanomaisen INUn käyttäminen jarrukatkojana on hyvä ratkaisu mm. huolto- ja varaosamielessä, koska se fyysisesti samanlai- • · *.1·: nen vakioyksikkö jollaisia käytetään myös moottorin-ohjaimena.

25 Invertteriyksiköt on suunniteltu ja mitoitettu toimimaan moottorin- syöttölaitteena. Tässä sovelluksessa huomattava osa, esimerkiksi 40%, teho- ·:··: puolijohdekytkinten häviöistä on kytkentätilanteissa syntyviä kytkentähäviöitä.

··. Kytkentähäviöiden suuruuteen vaikuttavat mm. kytkentätaajuus ja kuormavirran ···· .··1. induktiivisuus. Moottorin kuormavirta on normaalisti induktiivista, mikä lisää 30 kytkentähäviöitä.

Jarrukatkojasovelluksessa kuormavirta on lähes puhtaasti resistii-"" vistä ja myös tarvittava kytkentätaajuus on huomattavasti alhaisempi kuin moot- ’1:2 torikäytössä. Tämän vuoksi tehopuolijohdekytkinten kuormitus on tunnetussa **/·· ratkaisussa varsin alhainen ja rajan jarruvastukseen syötettävälle teholle aset- ·:··: 35 tavatkin johdotus ja liitännät, jotka on mitoitettu moottorisovelluksen tarpeiden mukaisesti.

• · · • § · 2 • M • · 2 119162 Tämän keksinnön mukaisesti jarrukatkoja on fyysisesti samanlainen ylä- ja alahaaran ohjattavista puolijohdekytkimistä koostuva invertteriyksik-kö, jollaisia käytetään myös moottorinsyöttölaitteina, jossa invertteriyksikkö on kytketty lähtöliittimistään tasavirtakiskostoon (DC) vastusyksikön kautta. Kek-5 sinnön mukaisessa ratkaisussa jarrukatkojana toimivan INUn jarrutehon käsittelykyky kaksinkertaistetaan käyttämällä sillan molempien haarojen puolijohdekytkimiä jarrutuksessa, ohjaamalla yhtä jarruvastusta vain yhden vaiheen alahaaran kytkimellä ja toista jarruvastusta jonkin toisen vaiheen ylähaaran kytkimellä.

10 Yksityiskohtaisesti keksinnön mukaiselle ratkaisulle tunnusomaiset piirteet on esitetty oheisissa patenttivaatimuksissa.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää AC-käyttöjärjestelmää, 15 Kuvio 2 esittää tunnettuja jarrukatkojaratkaisuja, ja

Kuvio 3 esittää keksinnönmukaista jarrukatkojaa.

Kuviossa 1 on esitetty esimerkki AC-käyttöjärjestelmästä. Siihen kuuluu tasasuuntausyksikkö REC, joka muodostaa syöttöverkon AC 20 kolmivaiheisesta vaihtojännitteestä tasajänniiteen DC, johon liittyy useita moottoria syöttäviä invertteriyksiköitä INU1, INU2 jne. Tasasuuntausyksikkö voi olla sellainen, että se pystyy syöttämään tehoa vain yhteen suuntaan. Mikäli tällaisessa tapauksessa INUjen summateho on negatiivinen, alkaa DC-piirin • · \**: tasajännite nousta. Normaali ratkaisu ylijännitteen välttämiseksi tässä 25 tilanteessa on käyttää tasajännitepiirissä jarrukatkojaa, joka syöttää negatiivisen tehon jarruvastukseen.

:··· Tämän keksinnön mukaisesti jarrukatkojana toimivan INUn ··· jarrutehon käsittelykyky kaksinkertaistetaan ohjaamalla yhtä jarruvastusta vain «··» .***. yhden vaiheen alahaaran kytkimellä ja toista jarruvastusta jonkin toisen vaiheen 30 ylähaaran kytkimellä kuvion 3 mukaisesti. Näin voidaan tehdä koska ti# tehopuolijohdekytkimien kapasiteetti jarrukatkojasovelluksessa normaalisti riittää yksinäänkin ohjaamaan samaa tehoa johon perinteisesti on käytetty *"** kolmea kytkintä rinnan. Kuvion 3 esimerkkikytkennässä alahaaran kytkin V4 *.*·· ohjaa ensimmäistä vastusta (R1), joka on kytketty positiivseen kiskoon DC+, ja *:**: 35 ylähaaran kytkin V3 toista vastusta (R2), joka on kytketty negatiiviseen kiskoon DC-, Näin jarrutuksessa voidaan hyödyntää INUn sekä DC+ että DC- haaran • « . kiskotuksia minkä ansiosta myös maksimaalinen jarrutusteho kaksinkertaistuu.

• ·· • * 3 119162 INU-yksikön käyttäminen jarrukatkojana mahdollistaa myös useita ohjausteknisiä parannuksia perinteiseen tekniikkaan verrattuna: 1. Kytkimiä V3 ja V4 voi ohjata vuorovaiheisesti erimittaisilla pulssisuhteilla jolloin jarrutustehon säätö on tarkempaa kuin perinteisellä yhden 5 vastuksen ratkaisulla; yhdellä vastuksella jarruteho on joko 100% tai 0, mutta kahdella vastuksella myös 50% tehoporras on käytettävissä.

2. Koska INU-yksikköön kuuluu lähtövirran mittamuuntimet, yksikkö voi testata toiminnan alussa lyhyillä pulsseilla kuinka vastukset on kytketty.

Esimerkiksi kuvan 3 tapauksessa, kun V1 sytytetään, ei virtaa kulje 10 ollenkaan ja kun V4 sytytetään, virta kulkee INUun päin. Tästä voi päätellä että vastus R1 on kytketty DC+:n ja kyseisen vaihekytkimen välille.

Alan ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutusmuodot eivät rajoitu yksinomaan edellä esitettyyn esimerkkiin, vaan ne voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa.

15 • · f · 1 * ·1 • · *·#

»•H

• Φ · » 1 » ··· · («· ··«« • · · • ♦ • 1 ·«· **· ·«1· Φ·· • · • «

«M

* · • · · t »· * f • • · · » · • t · >t • ·

Claims (4)

4 119162

1. Jarrukatkoja jarrutehon siirtämiseksi pois AC-käyttöjärjestelmän ta-savirtakiskostosta, joka jarrukatkoja on ylä- ja alahaaran ohjattavista puolijoh- 5 dekytkimistä (V1 - V6) koostuva invertteriyksikkö (INU), jossa invertteri on kytketty lähtöliittimistään tasavirtakiskostoon (DC) vastusyksikön kautta, tunnettu siitä, että vastusyksikössä on kaksi vastusta (R1, R2), joista ensimmäinen on kytketty positiiviseen tasavirtakiskoon (DC+) ja toinen negatiiviseen tasavirtakiskoon (DC-), 10 jossa sekä ylä- että alahaaran puolijohdekytkimiä ohjataan johtamaan jar rutuksessa, ja jossa yhtä jarruvastusta ohjataan vain yhden vaiheen alahaaran kytkimellä ja toista jarruvastusta jonkin toisen vaiheen ylähaaran kytkimellä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen jarrukatkoja, 15 tunnettu siitä, että ylä- ja alahaaran puolijohdekytkimiä (V3, V4) ohjataan vuorovaiheisesti erimittaisilla pulssisuhteilla.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen jarrukatkoja, tunnettu siitä, että ensimmäisen ja toisen vaiheen kytkimien kyt- kentähetket on vuorovaiheistettu ja johtoajan pulssisuhde on portaattomasti 20 säädeltävissä, jolloin tehoportaat 0, 50% ja 100% ovat käytettävissä.

4. Patenttivaatimuksen 1,2 tai 3 mukainen jarrukatkoja, tunnettu siitä, että vastusten kytkentää testataan toiminnan alussa kytkemällä yhden puolijohdekytkimen kerrallaan johtavaksi lyhyeksi, esim. 100με ajaksi, ja mittaamalla johtavanaoloaikana virran suuntaa lähtöliittimissä. • a 25 * a a a a • · · a a a • f Φ • · a Φ Φ a Φ a a a a a a • Φ Φ a a a a Φ a a a • a a a a Φ a Φ • a φ a mmm m m Φ a a a a aa m Φ a a a a m m m m a mmm a aa a a « «j 5 119162 J