FI119580B - Menetelmä ja järjestely vaihtosuuntaajan yhteydessä - Google Patents

Description

119580

Menetelmä ja järjestely vaihtosuuntaajan yhteydessä

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy menetelmään ja järjestelyyn vaihtosuuntaajan yhteydessä. Erityisesti keksintö liittyy sellaisen vaihtosuuntaajan ohjaamiseen, joka 5 koostuu useasta osavaihtosuuntaajasta, joista kukin on kytketty omalla kaapelillaan syöttämään yhteistä kuormaa.

Pienjännitealueelle tarkoitettujen suuritehoisten taajuusmuuttajien tehoasteet on tavallisesti koottu useista rinnakkaisista IGBT-kytkinmoduuleista. Perinteisesti rinnankytkentä on tehty vaihekohtaisesti siten, että kytkinmoduu-10 leiden saman vaiheen syöttöön tarkoitetut navat on kytketty jäykästi yhteen moduuleiden välittömässä läheisyydessä ja moottorikaapeleiden saman vaiheen johtimet on yhdistetty sopivin kiskojärjestelyin tähän yhteenkytkentään.

Tällä menettelyllä on kuitenkin useita, yleisesti tunnettuja haittapuolia. Jotta vaihevirta jakautuisi tasan jäykästi rinnankytkettyjen kytkinmoduuli-15 haarojen kesken, on moduulit valikoitava mahdollisimman samanlaisiksi IGBT-kytkimien jännitehäviön suhteen. Tämä kasvattaa kustannuksia ja vaikeuttaa varaosahuoltoa. IGBT-kytkimien jännitehäviön sovitus ei tavallisesti kuitenkaan merkitse sitä, että kytkimien rinnalla olevien diodien jännitehäviöt olisivat vastaavalla tavalla sovitettuja, vaan erot voivat olla erittäin huomattavia, mikä 20 saattaa johtaa joidenkin diodien ylilämpöön.

··.·; Kullakin rinnankytketyllä IGBT-moduulilla on oma nousu- ja laskuai- :*. kansa, joita ei kytkimien jännitehäviön sovituksessa voida sovittaa. Tämän * · · . vuoksi saattaa syntyä tilanteita, joissa nopein moduuli kytkee koko vaihevirran ja hitain moduuli vastaavasti katkaisee koko vaihevirran. Tämä johtaa vaka-: 25 vaan kytkentähäviöiden kasvuun ja kuumenemiseen näiden moduulien kohdal- • · ·* ** la.

• · ·

Kun vaihemoduuleiden rinnankytkennässä yleisesti käytetään kolme kytkinhaaraa sisältäviä komponentteja (six-pack), joista haaroista kukin koos-tuu esimerkiksi kolmesta, moduulin sisällä rinnankytketystä IGBT-chipistä, 30 saattaa jo keskitehoilla syntyä tilanne, jossa jäykästi rinnan kytkettyjä chippejä / . on 9 - 12 kappaletta. Yleisesti käytetty tekniikka on ilmaista mahdollinen vai- *:./ hehaaran läpisyttyminen mittaamalla saturaatiojännitettä, ts. joko alemman tai φ · *·;·* ylemmän IGBT-chippiryhmän jännitettä miinus- tai vastaavasti pluskiskoa vas- : taan. Tämä tekniikka ei kuitenkaan ole toimiva, jos rinnankytkettyä chippejä on 35 paljon, sillä viallisesti toimivan chipin oikosulkuvirta ei tunnetusti riitä vetämään ·♦· 2 119580 oikein toimivia chippejä pois saturaatiosta, vaan viallisesti toimiva moduuli räjähtää.

Yllä esitettyjä ongelmia on yritetty tunnetusti torjua kytkinmoduuli-kohtaisella lähtökuristimella, jossa kytkinkomponentit kytketään rinnan lähtöku-5 ristimen jälkeen. Tällaiset kuristimet ovat kuitenkin suurikokoisia, aiheuttavat paljon häviötehoa ja ovat kalliita.

Jäykkä rinnankytkentä merkitsee myös sitä, että suurilla tehoilla saatetaan tarvita enemmän kuin kaksi rinnan kytkettyä moottorikaapelin vaihe-johdinta. Tämä ei useiden maiden sähköturvallisuutta ohjeistavissa määräyk-10 sissä ole ilman erikoislupaa mahdollista, vaan useimmiten edellytetään, että kukin myös jäykästi yhteen kytketyistä osajohtimista on suojattu oikosulkua ja ylivirtaa vastaan joko sulakkeella, reletolminnolla tai virranmittauksella. Joissakin tapauksissa tätä edellytetään kaapelin molemmissa päissä. Nämä suojaus-komponentit ovat usein kalliita ja vaativat paljon tilaa.

15 Edellä esitettyä rinnankytkentäpulmaa on tunnetusti minimoitu siten, että kukin rinnankäyvistä kolmivaiheisista taajuusmuuttajista on kytketty omalla kaapelillaan suoraan moottoriin siten, että rinnakkaisten taajuusmuuttajien vastaavat vaiheet yhdistyvät vasta moottorin kytkentä kopassa. Tällaisella ratkaisulla pystytään ratkaisemaan kaikki edellä esitetyt rinnankäyntiongelmat, edel-20 lyttäen, että kunkin muuttajan lähtövirrat mitataan ja niitä käytetään moottori-kaapeleiden suojaukseen oikosulkua ja ylikuormitusta vastaan.

·',·1.·1 Jälkimmäinenkään menetelmä ei kuitenkaan poista sitä haittaa, joka saattaa syntyä moottorin käämeissä ja laakereissa äärimmäisen nopeiden :2’· IGBT-kytkimien kääntäessä tilaansa. Käännön seurauksena käämiin etenee * · · : 25 tyypillisesti syöksyaalto, jonka etureunan muutosnopeus on useita kilovoltteja * mikrosekunnissa. Lisäksi kaapeleiden ja moottorin erisuuruisten aaltoimpe- • · 1 danssien muodostaman epäjatkuvuuskohdan aiheuttama heijastusilmiö saat-*'2 taa pahimmassa tapauksessa lähes kaksinkertaistaa moottorin navoissa ilme nevän jännitehuipun verrattuna vaihtosuuntaajalta lähtevään välipiirin jännite- * 30 tasoon nähden. Tällainen jännitteen jyrkkyys ja suuri amplitudi aiheuttavat tun- netusti etenkin epäedullisesti käämityissä lankavyyhdeissä niin suuria kierros-jännitteitä, että mahdollisuus osittaispurkaukseen on olemassa. Pitkäaikaisesti .···. vaikuttava osittaispurkaus saattaa lopulta vioittaa käämilangan eristettä, josta seurauksena oleva kierrosoikosulku tuhoaa käämin.

• ♦ ♦ • « · • · · · 2 • « • · · 3 119580

Moottorikaapeleissa etenevä jyrkkä syöksyaalto aiheuttaa myös maapotentiaalin kautta kapasitiivisia kierto virtoja, jotka moottorin laakeroiden läpi kulkiessaan puhkaisevat voiteluainekalvon ja lyhentävät niiden elinikää.

Perinteisesti IGBT-lähtöasteen aiheuttaman syöksyaallon reunan 5 jyrkkyyttä on loivennettu käyttäen joko lähtökuristimia tai erityistä LC-lähtösuodinta. Nämä komponentit ovat kuitenkin suurikokoisia ja kalliita.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena onkin kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava järjestely siten, että yllä mainitut osittaispurkaus- ja laakerivirtaongel-10 mat saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä ja järjestelyllä, joille on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Keksintö perustuu siihen, että jännitettä tuotetaan kuormalle rinnak- 15 kaisilla osavaihtosuuntaajilla siten, että osavaihtosuuntaajat tuottavat saman lähtöjännitekuvion, mutta keskenään hieman viivästetyin käännöin. Kuormaan vain loppupäästään rinnan kytketyt kaapelit toteuttavat aaltoimpedanssiensa avulla moottorin navoissa kytkentähetkellä vaikuttavan jännitteenjaon, jolloin kuorman jännite saadaan nousemaan portaittain.

20 Koska yksittäisen osavaihtosuuntaajan kytkentäaika säilyy keksin- ;v. nön mukaisessa järjestelyssä ennallaan, mutta moottorin navoissa toteutunut • · :·. jänniteaskel on matalampi, merkitsee se kuorman, kuten moottorin, näkemän • «« ,'*··. jännitteen nousunopeuden pienentymistä siten, että kuorma ei pääse rikkoon- tumaan jännitteen nousunopeuden vaikutuksesta. Jännitteen nousunopeuden ;;·* : 25 pieneneminen saavutetaan lisäksi ilman erillisiä vaihtosuuntaajan lähtöön lisät- • · * " täviä komponentteja, kuten kuristimia tai suodattimia.

• · • * • · ·

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh- .···. teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista: 30 Kuvio 1 esittää kolmesta osavaihtosuuntaajasta kostuvaa vaih- *·**: tosuuntaajaa ja tämän kaapelointia kuormaan; • · ·

Kuvio 2 esittää esimerkkiä moottorin tuloissa vaikuttavan jännitepor-. .·. taan prosentuaalisesta osuudesta välipiirijännitteestä rinnakkaisesti kaapeloitu- jen vaihtosuuntaajien lukumäärän funktiona; • · ·*· 4 119580

Kuvio 3A esittää esimerkkiä tunnetun tekniikan tuottamasta jännite-värähtelystä moottorin navoissa; ja

Kuvio 3B esittää esimerkkiä keksinnön mukaisella menetelmällä aikaansaatavasta jännitteen käyrämuodosta moottorin navoissa.

5 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisella tasolla rinnakkain toimivat osavaihtosuuntaajat 1A, 1B, 1C, jotka yhdessä muodostavat vaihtosuuntaajan 1, jota ohjataan tuottamaan haluttua jännitettä kuormalle 2. Kuormana tässä selityksessä viitataan moottoriin, mutta on kuitenkin selvää, että kuorman tyy-10 pillä ei ole merkitystä keksintöä sovellettaessa.

Rinnakkain toimivat osavaihtosuuntaajat on kytketty kuormaan kukin omalla kaapelillaan, ja nämä osavaihtosuuntaajien kaapelit on kytketty moottorin päässä toisiinsa ja edelleen kuormaan. Kaapelien yhteen kytkeminen on luonnollisesti suoritettu siten, että kunkin kaapelin vastaavat vaiheet on kytket-15 ty toisiinsa. Kuviossa 1 on esitetty tämä kaapeleiden kytkentä ennen kuormaa havainnollisuuden lisäämiseksi. Todellisuudessa tämä liitäntä suoritetaan moottorin kytkentäkopassa tai vastaavassa käyttäen esimerkiksi kiskorakentei-ta.

Kuviossa 1 on esitetty myös vaihtosuuntaajaa ohjaava ohjausosa 3, 20 joka lähettää kullekin osavaihtosuuntaajalle kytkimien kääntöohjeet halutun :V: lähtöjännitteen muodostamiseksi sinänsä tunnetulla tavalla. Kukin rinnakkaisis- ta osavaihtosuuntaajista 1A, 1B, 1C saa siten saman kytkentä kuvion ohjaus- .·**. osalta 3.

• · :*!·. Keksinnön menetelmän mukaisesti kunkin osavaihtosuuntaajan kyt- • · · jr ' 25 kentäkuviota viivästetään siten, että osavaihtosuuntaajat tuottavat lähtöjännit- teen määritetyllä tasavälisellä aikaviiveellä porrastetusti. Toisin sanoen kukin • · *···* osavaihtosuuntaaja toteuttaa kytkentäohjeen toisistaan poikkeavana ajanhet kenä.

• · : '*· Aikaviiveen suuruuteen vaikuttaa lähinnä kaapelin pituus, sillä syök- 30 syaallon etenemisnopeus tässä yhteydessä tarkoitetuilla tehokaapeleilla on riit- : tävän tarkasti sama. Aikaviiveen edullisin suuruus voidaan määrittää joko las- • ♦♦ kennollisesti tuntemalla moottorikaapelin pituus tai kokeellisesti vaihtosuuntaa-*:* jän ja moottorin käyttöönoton aikana.

Aikaviiveen suuruutta ei voi kuitenkaan kasvattaa vapaasti, vaan on 35 otettava huomioon kääntöviiveiden rinnakkaisiin kaapeleihin aiheuttamat tasoi-tusvirrat, sillä jos esimerkiksi yhden osavaihtosuuntaajan vaihekytkin on kään- 5 119580 tynyt välipiirin plus-kiskoon ja muiden vaihtosuuntaajien kytkimet ovat vielä miinus-kiskossa, syntyy kaapeleiden kautta oikosulkuvirta, jonka nousunopeut-ta rajoittaa ainoastaan kaapeleiden induktanssi. On siten selvää, että pitkillä kaapeleilla on mahdollista käyttää suurempaa viivettä kuin lyhyillä kaapeleilla.

5 Tyypillisesti kääntöviiveestä aiheutuvien tasoitusvirtapiikkien pituus on vain muutamia kymmeniä tai enintään satoja nanosekunteja, joten niiden suuruudella ei ole merkitystä kaapelin kuormitettavuuden kannalta, mutta IGBT-moduuleiden kytkentähäviöt saattavat kasvaa huomattavasti, mikäli kytkettävät ja katkaistavat tasoitusvirrat ovat suuria.

10 Kun osavaihtosuuntaajilla muodostetaan lä htöjä n n itteet yhteiselle kuormalla mainitun aikaviiveen suuruisin väliajoin, ei kuorman, kuten moottorin, napajännite nouse yhdellä suurella askeleella ja mahdollisesti moottorin käämejä vaurioittavalla tavalla vaan nousu jakautuu rinnakkaisten osainvertte-reiden lukumäärän mukaisesti peräkkäisiin portaisiin.

15 Ratkaisun toiminta perustuu yksittäisten moottorikaapeleiden ja moottorin aaltoimpedanssien moottorin tulonavoissa muodostamaan jännit-teenjakoon, jonka seurauksena sekä yksittäistä kaapelia pitkin tulevan syöksy-aallon että sen päälle syntyvän heijastusaallon summa-amplitudi vaimenee sitä enemmän, mitä useampi osavaihtosuuntaaja on kytkettynä rinnankäyttöön.

20 Pienempiamplitudinen mutta samankestoinen syöksyaallon reuna merkitsee pienempää muutosnopeutta, mikä on edullista moottorin käämityksen ja laake- :Y: reiden kannalta.

• · • *·· Voidaan osoittaa, että yhtä rinnakkaista moottorikaapelia pitkin saa- puvan syöksyaallon ja kaapeleiden ja moottorin välisessä epäjatkuvuuskoh- : .·*: 25 dassa muodostuvan heijastuman yhteisesti aiheuttaman jännitepiikin korkeus ·»« · :\e on sitä pienempi, mitä useampia rinnakkaisia taajuusmuuttajia on kytketty syöt- *... tämään samaa moottoria. Jos moottorin aaltoimpedanssi on Zm ja kaapelin ***** aaltoimpedanssi Zk, niin moottorin navoissa näkyvän yksittäisen jännitepor- taan up korkeus voidaan määrittää yhtälöllä • · • ·· 30 H - 2C/Ä • · H — —— ·*.*·: ' nZm+Zk **♦ • ♦ * · *·· missä n on rinnakkaisten kaapelointien ja osavaihtosuuntaajien määrä ja U, on välipiirin jännitteen suuruus. Tyypillisenä arvona moottorin aal- • · · 6 119580 toimpedanssille voidaan pitää 200 ohmia ja kaapelin aaltoimpedanssille 50 ohmia.

Edeltävä yhtälö esittää siis sen jänniteportaan suuruuden, jonka yksittäisen osavaihtosuuntaajan kytkentä voi aiheuttaa huomioiden kaapeleiden 5 ja moottorin impedanssien epäjatkuvuuskohdan ja jännitteenjaon yhteisvaikutuksen. Moottorin navoissa vaikuttava kokonaisjännitepiikki wmax on vastaavasti

Moottorin napajännite nousee siis portaittain, määritetyn viiveen välisin aikavälein kohti välipiirin jännitettä. Jänniteportaiden lukumäärä vastaa 10 suoraan osavaihtosuuntaajien määrää, jolloin esimerkiksi kolmen osavaihtosuuntaajan syöttäessä samaa kuormaa, jännite nousee välipiirinjännitteen suuruiseksi kolmessa askeleessa. Vastaavasti muodostuvan jänniteportaan suuruus on sitä pienempi, mitä suuremmasta määrästä osavaihtosuuntaajia vaihtosuuntaaja koostuu.

15 Kuvio 2 esittää graafisesti maksimaalisen jännitepulssin pienenty mistä optimaalisesti viivästetysti ohjattujen rinnakkaisten osavaihtosuuntaajien lukumäärän funktiona. Kuviossa 2 esitetty prosentuaalinen osuus kuvastaa jänniteaskeleen prosenttiosuutta välipiirijännitteestä yllä esitetyn yhtälön mukaisesti. Kuten aikaisemmin mainittiin, mainittu yhtälö huomioi myös moottorin 20 ja kaapelin aaltoimpedanssien epäjatkuvuuskohdassa syntyvän heijastuma-4 v> jännitteen vaikutuksen.

,*;*** Keksinnön mukaisesti on siis edullista jakaa yhden suuritehoisen • · ” moottorin syöttö usean, omalla moottorikaapelillaan moottoriin kytketyn ja op- timaalisesti viivästetysti ohjatun rinnakkaisen tehoasteen kesken, koska kuvion • « :.·: 25 2 mukaisesti moottorin navoissa näkyvä syöksyjänniteaskel vaimenee esimer- kiksi alle puoleen välipiirijännitteeseen, jos tehoasteiden lukumäärä on neljä. Tällainen pienentynyt jänniteaskel ei tyypillisesti voi enää synnyttää osittais-purkausta 690 voltin pienjännitekäämityksessä, sillä osittaispurkaukseen tarvit-:·. tavan jännitteen teoreettinen suuruus on noin 350 volttia ja käytännön mini- ,*···. 30 miarvo on noin 450 volttia.

’.*** Kuviossa 3A on esitetty periaatteellisella tasolla jännitteen käyrä- • 4 ·*.**: muoto moottorin navoissa kun moottorille kytketään yksittäinen välipiirin jännit- teen suuruinen pulssi tunnetulla tavalla. Kuviossa 3B on puolestaan esitetty . I·. keksinnön mukaisella menetelmällä saavutettava periaatteellinen käyrämuoto.

• 44 35 Kuvion 3B käyrämuoto on tuotettu vaihtosuuntaajalla, joka sisältää kolme vii-**** västetysti ohjattua osavaihtosuuntaajaa, joten käyrä muodostuu kolmesta toi- 7 119580 siaan seuraavasta askeleesta, joiden välinen aikaero on määritetyn ja käytetyn viiveen suuruinen.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisesti kuviossa 1 esitetty ohjausosa 3 lähettää ohjeet osavaihtosuuntaajille peräkkäisesti määritetyn vii-5 veen välein. Tällöin osavaihtosuuntaaja toteuttaa jänniteohjeen välittömästi sen vastaanotettuaan. Viive voidaan tuottaa ohjausosassa sinänsä tunnetulla tavalla. Viive voidaan toteuttaa myös kussakin osavaihtosuuntaajassa, jolloin kukin osavaihtosuuntaaja vastaanottaa jänniteohjeen samanaikaisesti, mutta kukin toteuttaa vastaanottamansa jänniteohjeen vasta ennalta asetetun viive-10 kerran määräämän ajan jälkeen portaittaisuuden aikaansaamiseksi. Näistä suoritusmuodoista ensimmäinen on yksinkertaisempi toteuttaa, ja se samalla mahdollistaa helpommin vaihtosuuntaajan muokkaamisen poistamalla mahdollisesti vikaantuneita osavaihtosuuntaajia, jolloin vaihtosuuntaajan teho pienenee, mutta käyttöä voidaan jatkaa.

15 Kuviossa 1 on esitetty ainoastaan vaihtosuuntaajan 1 osavaih- tosuuntaajat 1A, 1B, 1C, sekä näiden tulopuolelle kytketyt kondensaattorit. Vaihtosuuntaajat tuottavat tyypillisesti lähtöjännitteensä välipiirin tasajännit-teestä. Tämä tasajännite voidaan tuottaa osavaihtosuuntaajille yhdellä tai useammalla tasasuuntaajalla. Tasajännitevälipiiri voi olla kaikille osavaihtosuun-20 taajille yhteinen, tai vastaavasti tasajännitevälipiirit voidaan tuottaa kaikille osa-vaihtosuuntaajille erillisinä, jolloin muodostuvan rakenteen redundanttisuus :V: edelleen kasvaa. On myös ajateltavissa, että yksi tasajännitepiiri on jaettu kahden tai useamman osavaihtosuuntaajan kesken.

.*··. Kaapelissa kulkevien syöksyaaltoreunojen heijastuminen impe- 25 danssitason epäjatkuvuuskohdista aiheuttaa kaapeliin tunnetulla tavalla edes- • · · y' * takaisin liikkuvia aaltorintamia, joiden vaiheisuutta sopivasti säätämällä ne saadaan ainakin osittain kompensoimaan toistensa vaikutus. Koska kaapelin • · ***** pituus vaikuttaa siihen kulkuaikaan, joka heijastumilta kuluu kulkea kaapelin päästä päähän, voidaan kaapelin pituus tuntien etukäteen laskea moottorin tu- • · : *·· 30 loliittimiin yhdistettyjen rinnakkaista syöttökaapeleiden kääntöjen välisten vii- '·,[]'· veiden optimaalisin arvo moottorin näkemän jännitteen muutosnopeuden mi- ; nimoimiseksi. Edelleen, samaa moottoria syöttävien osavaihtosuuntaajien väli- • · · sen viiveen optimoiminen voidaan suorittaa kokeellisilla mittauksilla käyttöön-**.*’* oton yhteydessä.

\·.ί 35 Keksinnön mukainen järjestely käsittää välineet aikaviiveen määrit- tämiseksi tai tallentamiseksi. Määrittäminen voidaan suorittaa siis käyttämällä 8 119580 itse järjestelyä, tai se voidaan asettaa laitteeseen parametrina esimerkiksi mittausten tai tilastollisten tietojen perusteella.

Kaapelin pituuden suora mittaus ei aina ole yksinkertainen toimenpide, koska kaapelit saattavat kulkea pitkin hankalia reittejä, eikä pituuden mit-5 tausta useinkaan asennusvaiheessa suoriteta. Aina ei myöskään kovin tarkasti tunneta nopeutta, jolla aaltorintama etenee kaapelissa. Keksinnön menetelmän toteuttavalla järjestelyllä on kuitenkin mahdollista suoraan mitata suoraan se aika, jonka jänniteaalto kulkee yhden taajuusmuuttajan lähtöasteelta toisen taajuusmuuttajan lähtöasteelle. Aika on sama, joka kuluu kaapelissa kulkevan 10 heijastuksen edestakaiseen matkaan.

Jännitepulssin kulkuajan mittaamiseksi voidaan toimia esimerkiksi siten, että yhtä lukuun ottamatta kaikki samaa moottoria syöttävät tehoasteet ohjataan suuri-impedanssiseen lähtötilaan, samalla kuin mainitun yhden muuttajan kaikki kolme vaihetta käännetään, eli toteutetaan niin sanottu nollavektori 15 esimerkiksi miinuskiskon potentiaaliin eli 'alas'. Tämä lähtönapaisuus näkyy moottorin kautta kaikissa muissakin lähtöasteissa. Kun nyt mainitun yhden muuttajan kaikki kolme vaihetta käännetään ’ylös’, etenee käännön aiheuttama syöksyaalto kohti moottoria ja sen navat saavutettuaan heijastuu paitsi takaisin omaa kaapeliaan pitkin, välittyy myös kaikkia muita rinnakkaisia kaapeleita pit-20 kin vastaaviin tehoasteisiin. Kun aaltorintama saavuttaa tehoasteet, niiden lähtötilan tarkka muutoshetki voidaan välittää mainitulle yhdelle taajuusmuuttajal-le. Se pystyy muuttajien välisen tiedonsiirtoviiveen, mikä on noin luokkaa 15 ns, tuntien määrittämään ajan, joka aaltorintamalta kului kaksinkertaisen moot-.···. torikaapelin pituisen matkan kulkemiseen. Mainitun kaltainen kääntö voidaan ·*". 25 toteuttaa useita kertoja kumpaankin suuntaan jolloin satunnaisten virheiden • » ( * vaikutus keskiarvoistuksen ansiosta vähenee.

* ·

Vaihtosuuntaajan ohjausosa voi vastaanottaa näin määritetyn ajan, • · *···* ja käyttää tätä aikaa edelleen eri vaihtosuuntaajien välisen viiveen määrittämi seen. Aikaviiveen suuruus voidaan määrittää kulkuajasta joko tiettynä prosen- ·· : *·· 30 tuaalisena osana tai vähentämällä kulkuajasta tietty moottorikohtainen vakioai- ka. On myös mahdollista, että kulkuajan ollessa tiettyä rajaa suurempi, viiveen · suuruutena käytetään tiettyä vakioarvoa.

• #* Käytetty kokonaisaikaviive on suuruudeltaan niin pieni, tyypillisesti **:** enintään 300 ns, että se ei voi sekoittaa vaihtosuuntaajan normaalia säätöä, eli 35 kytkinohje toteutetaan viiveestä huolimatta kaikkien osavaihtosuuntaajien osal-ta hyvissä ajoin ennen seuraavan kytkinohjeen vastaanottamista.

9 119580

Rinnakkaisten osavaihtosuuntaajien määrää ei ole rajoitettu vaan päinvastoin keksinnön mukainen ratkaisu tulee edulliseksi useita rinnankytkettyjä vaihtosuuntaajia käytettäessä, sillä suuritehoisten moottoreiden laakerit ovat erityisen herkkiä suurten jännitteenmuutosnopeuksien aiheuttamille, laa-5 kereita rasittaville maapiirivirroille.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

10 • · • · • t · • · • · • · * 9· ··· • · • ·

IM

• · • · I 9 9 9 Ml « 99 • · • ·· 9 999 • · • · • · · • • ·

• M

• 999 9 9 • · • ·· • • 9 • 9 9 • «9 • 9 9*« • 9 9 9 999 9 • 9 9 9 9 9 9 9 9 999 9 9 • 9 9 9 9

Claims (10)

119580

1. Menetelmä jännitevälipiirillä varustetun vaihtosuuntaajan ohjaamiseksi, jolloin vaihtosuuntaaja (1) käsittää kaksi tai useampia osavaihtosuun- 5 taajia (1A, 1B, 1C), joista kukin on kytketty omalla kaapelillaan syöttämään yhteistä kuormaa (2) ja kukin osavaihtosuuntaaja (1A, 1B, 1C) vastaanottaa saman kytkinohjekuvion, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa määritetään aikaviiveen suuruus, ja 10 tuotetaan kullakin osavaihtosuuntaajalla (1 A. 1B, 1C) kytkinohjeen mukainen lähtöjännite kuormalle (2) peräjälkeen siten, että kullakin osavaihtosuuntaajalla tuotetaan kytkinohjeen mukainen lähtöjännite aikaviiveen suuruisen ajan jälkeen,

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 15 että aikaviiveen suuruus määritetään tarkkailemalla osavaihtosuuntaajien tuottaman jännitteen käyrämuotoa kuormassa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aikaviiveen suuruuden määrittäminen käsittää vaiheen, jossa määritetään jännitepulssin kuikuaika osavaihtosuuntaajan ja kuorman välillä.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aikaviiveen suuruuden määrittäminen käsittää vaiheen, jossa määritetään :·. osavaihtosuuntaajien ja kuorman välisen kaapelin pituus. • ··

5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähtöjännitteen tuottaminen kullakin osavaihtosuuntaa- : 25 jaila peräjälkeen käsittää vaiheen, jossa kukin osavaihtosuuntaaja vastaanot- • · taa kytkinohjeen aikaviiveen suuruisen ajan jälkeen.

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lähtöjännitteen tuottaminen kullakin osavaihtosuuntaa- v.J jalia peräjälkeen käsittää vaiheen, jossa kukin osavaihtosuuntaaja vastaanot- 30 taa kytkinohjeen samanaikaisesti ja odottaa aikaviiveen tai -tämän monikerran S·· suuruisen viiveen ennen kytkinohjeen toteuttamista,

7. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, *···· \ * että jännitepulssin kuikuaika osavaihtosuuntaajan ja kuorman välillä käsittää • *·· vaiheet, jossa ·:··: 35 muodostetaan yhdellä osavaihtosuuntaajalla jännitepulssi, 119580 havaitaan muodostetun jännitepulssin aiheuttama tilamuutos muissa osavaihtosuuntaajissa, määritetään jännitepulssin muodostamisen ja tämän aiheuttaman tilamuutoksen havaitsemisen välinen aika.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muodostettava jännitepulssi on nollavektori.

9. Järjestely vaihtosuuntaajan ohjaamiseksi, jolloin vaihtosuuntaaja (1) käsittää kaksi tai useampia osavaihtosuuntaajia (1A, 1B, 1C), joista kukin on kytketty omalla kaapelillaan syöttämään yhteistä kuormaa (2) ja kukin osa- 10 vaihtosuuntaaja (1A, 1B, 1C) vastaanottaa saman kytkinohjeen, tunnettu siitä, että järjestely käsittää välineet aikaviiveen suuruuden määrittämiseksi tai vastaanottamiseksi, ja välineet kytkinohjeen mukaisen lähtöjännitteen tuottamiseksi kulia-15 kin osavaihtosuuntaajalia peräjälkeen siten, että kullakin osavaihtosuuntaajalla tuotetaan kytkinohjeen mukainen lähtöjännite aikaviiveen suuruisen ajan välein.

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että vaihtosuuntaaja käsittää lisäksi viivevälineet, jotka on sovitettu viivästyttä- 20 mään kullekin osavaihtosuuntaajalle lähetettäviä kytkinohjeita. • · • ♦ · • * · • · ·· • · • ·· ·♦· t · • · ··· • · • ♦ « • · · ··· · ·· • · • ·· *·« • ♦ • ♦ ··♦ • · • # * ♦ ♦ ♦ • · «·· • * • · ··· ··· • · • · «·· • · ·· • · • ♦♦ ··«·» • · 119580