FI119765B - Kuljetusjärjestelmän tehonsyöttölaitteisto - Google Patents

Description

KULJETUSJÄRJESTELMÄN TEHONSYÖTTÖLAITTEISTO Keksinnön ala

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen kuljetusjärjestelmän tehonsyöttölaitteisto.

5 Tunnettu tekniikka

Kuljetusjärjestelmässä tehoa syötetään moottoriin kuljetuslaitteiston liikuttamiseksi sekä kuljetusjärjestelmän sähköjärjestelmälle. Tehonsyöttö moottoriin tapahtuu yleensä taajuusmuuttajan avulla. Tehonsyöttö sähköjärjestelmälle tapahtuu yleensä verkkotaajuisella muuntajalla, jonka ensiökäämi on kytketty jär-10 jestelmän verkkojännitesyöttöön. Kuljetuslaitteiston jarruttaessa tehoa myös palaa moottorilta taajuusmuuttajalle, jossa se varsinkin pienitehoisemmissa järjestelmissä yleensä muutetaan lämmöksi erillisessä tehovastuksessa.

Kuljetusjärjestelmä voi olla myös hissijärjestelmä. Hissijärjestelmän sähköjärjestelmä käsittää sähkönsyötön muun muassa hissinohjauselektroniikalle sekä 15 korin ja kuilun sähköistykselle. Lisäksi yleensä tarvitaan erillinen suojamaadoi-tettu sähkönsyöttö hissijärjestelmän turvalaitteita varten.

Julkaisussa US5058710 on esitetty hissin tehonsyöttöjärjestelmä, jossa normaalikäytön aikana tehoa otetaan verkkojännitesyötöstä hissimoottorille, hissi-järjestelmän sähköistykselle, sekä lisäksi ladataan akkukennostoa. Verkkojän-20 nitteen katketessa tehoa aletaan syöttää akkukennostolta sekä taajuusmuuttajan tasajännitevälipiiriin että vaihtojännitteeksi muunnettuna hissijärjestelmän sähköistykselle. Koska sähkönsyöttö normaalitilanteessa otetaan suoraan verkosta, pääsevät sähköistyksen aiheuttamat verkkovirran yliaallot kuitenkin kulkeutumaan suoraan verkkosyöttöön. Verkkojännitteen katketessa välipiirijännite 25 määräytyy akkukennoston jännitteen mukaiseksi, ja koska tunnetun tekniikan mukaisten akkukennostojen jännitteet ovat huomattavasti alhaisempia kuin verkkojännitesyötön jännite, myös moottorin ohjausjännite jää pieneksi, mikä vaikeuttaa moottorin säätöä.

2

Julkaisussa US6827182 on esitetty hissijärjestelmän tehonsyöttölaitteisto, johon kuuluu energiavarasto sekä välineet energiavaraston purkamiseksi ja lataamiseksi. Hissijärjestelmän normaalikäytön aikana moottorille syötetään tehoa verkkojännitesyötöstä, samoin myös hissijärjestelmän sähköistykselle. Energia-5 varastoa ladataan tällöin välineillä energiavaraston purkamiseksi ja lataamiseksi. Verkkojännitteen katketessa tehoa syötetään energiavarastosta taajuus-muuttajan välipiiriin sekä hissijärjestelmän sähköistykselle. Ongelmana on tällöin toisaalta se, että verkkojännitteen ollessa normaali sähköistyksen tehon-syöttö otetaan suoraan verkosta, jolloin sähköistyksen aiheuttamat verkkovirran 10 yliaallot pääsevät kulkeutumaan suoraan verkkosyöttöön, ja toisaalta se, että tässä ratkaisussa energiavarastoa ei ole galvaanisesti erotettu päävirtapiiristä, erityisesti taajuusmuuttajan tasajännitevälipiirin negatiivisesta jännitekiskosta, jolloin energiavaraston navat ovat jännitteelliset, ja energiavaraston yhteydessä vaaditaan erityisiä eristämis-ja suojaamistoimenpiteitä.

15

Keksinnön tarkoitus Tämän keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin yksinkertainen kuljetusjärjestelmän tehonsyöttölaitteisto tehon syöttämiseksi moottorin tehonsuuntaajan tasa-jännitevälipiiristä koko kuljetusjärjestelmän sähköjärjestelmälle. Sähköjärjestel-20 män tehonsyötössä on tällöin mahdollista käyttää moottorin jarrutusenergiaa. Sähköjärjestelmän syöttöjännite on vaihtojännitettä, joka voidaan reguloida. Edelleen keksintö sisältää ajatuksen erillisen energiavaraston liittämisestä osaksi tehonsyöttölaitteistoa ja tehon syöttämisestä energiavarastosta moottorin tehonsuuntaajan tasajännitevälipiiriin esimerkiksi hissin hätäajon aikana.

25 Keksinnön tunnusmerkit

Keksinnön mukaiselle kuljetusjärjestelmän tehonsyöttölaitteistolle on tunnusomaista se, mitä on kerrottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Muille keksinnön piirteille on tunnusomaista se, mitä on kerrottu muissa patenttivaatimuksissa. Keksinnöllisiä sovellusmuotoja on myös esillä tämän hakemuksen 3 selitysosassa. Hakemuksessa oleva keksinnöllinen sisältö voidaan määritellä myös toisin kuin jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa tehdään. Keksinnöllinen sisältö voi muodostua myös useammasta erillisestä keksinnöstä, erityisesti jos keksintöä tarkastellaan ilmaistujen tai implisiittisten osatehtävien valossa tai 5 saavutettujen hyötyjen tai hyötyryhmien kannalta. Tällöin jotkut jäljempänä olevien patenttivaatimuksien sisältämät määritteet voivat olla erillisten keksinnöllisten ajatusten kannalta tarpeettomia.

Keksinnön mukainen kuljetusjärjestelmän tehonsyöttölaitteisto käsittää moottorin tehonsuuntaajan, vaihtojännitepiirin sekä turvalaitteiden tehonsyöttöpiirin. 10 Lisäksi keksinnön mukainen tehonsyöttölaitteisto käsittää moottorin tehonsuuntaajan tasajännitevälipiirin, vaihtojännitepiirin ja turvalaitteiden tehonsyöttöpiirin välille sovitetun tehonmuokkaimen. Moottorin tehonsuuntaaja voi olla vaikkapa jokin tunnetun tekniikan mukainen taajuusmuuttaja tai H-siltakytkentäinen tasavirtamoottorin tehonsuuntaaja.

15 Keksinnössä tarkoitettu kuljetusjärjestelmä voi olla vaikkapa hissijärjestelmä, liukuporrasjärjestelmä, liukukäytäväjärjestelmä tai nosturijärjestelmä. Moottorin tehonsuuntaajalla tarkoitetaan laitetta, joka käsittää verkkosuuntaajan verkko-jännitteen tasasuuntaamiseksi, tasajännitevälipiirin sekä tehonsyöttöpiirin tasajännitevälipiirin jännitteen muokkaamiseksi moottorille. Vaihtojännitepiirillä tar-20 koitetaan piiriä, jolla syötetään tehoa kuljetusjärjestelmän sähköistykselle, kuten valaistukselle, automaattiovien moottoreille, kontaktoreiden ja muiden sellaisten toimilaitteiden ohjaukselle, jotka eivät ole turvalaitteita, sekä edelleen esimerkiksi ohjauselektroniikalle ohjausjännitepiirin kautta. Turvalaitteiden tehonsyöt-töpiirillä tarkoitetaan piiriä, joka syöttää tehoa eri kuljetusjärjestelmän turvalait-25 teille, kuten hissijärjestelmässä koneistojarrun jarrunohjauspiirille, pääkontakto-rien ohjauskeloille, turvakytkimille, kuten tasonoven koskettimille sekä mahdollisesti hissin korijarrun tehonsyöttöpiirille. Tämä turvalaitteiden tehonsyöttöpiiri on suojamaadoitettu ja siihen kohdistuu erityisiä turvallisuusvaatimuksia koskien muun muassa johtimien erotusvälejä sekä syöksyvirran rajoituksia. Tehon-30 muokkaimella tarkoitetaan laitetta, joka syöttää tehoa ainakin moottorin tehonsuuntaajan tasajännitevälipiirin ja kuljetusjärjestelmän sähköjärjestelmän välillä.

4

Eräässä keksinnön sovelluksessa tehonmuokkain käsittää ensimmäisen ja toisen vaihtokytkimen moottorin tehonsuuntaajan tasajännitevälipiirissä H-sillaksi sovitettuina sekä vaihtokytkimien negatiivisten ja positiivisten vaihtokoskettimien rinnalle vastarinnankytketysti sovitetut diodit. Lisäksi tehonmuokkain käsittää 5 edelleen useita käämejä käsittävän muuntajan, jonka ensimmäinen käämi on sovitettu H-siltaan ensimmäisen ja toisen vaihtokytkimen keskipisteiden välille, toinen käämi on sovitettu vaihtojännitepiiriin ja kolmas käämi on sovitettu turvalaitteiden tehonsyöttöpiirin. Vaihtokytkimen keskipisteellä tarkoitetaan sitä pistettä, jossa vaihtokytkimen positiivinen ja negatiivinen vaihtokosketin on yhdis-10 tetty sähköä johtavasti toisiinsa.

Eräässä keksinnön sovelluksessa tehonsyöttölaitteisto käsittää H-sillan ohjauksen sekä moottorin tehonsuuntaajan tasajännitevälipiirin jännitemittauksen. Ohjaus on sovitettu kytkemään H-sillan ensimmäisen vaihtokytkimen positiivinen vaihtokosketin oleellisesti samanaikaisesti toisen vaihtokytkimen negatiivi-15 sen vaihtokoskettimen kanssa johtavaan tilaan sekä ensimmäisen vaihtokytkimen negatiivinen vaihtokosketin oleellisesti samanaikaisesti toisen vaihtokytkimen positiivisen vaihtokoskettimen kanssa johtavaan tilaan, siten että ensimmäisen ja toisen vaihtokytkimen positiivinen ja negatiivinen vaihtokosketin kytketään vuoron perään johtavaan tilaan ennalta määrätyksi, tasajännitevälipiirin 20 jännitteen mukaan muuttuvaksi ajaksi siten, että tasajännitevälipiirin jännitteen kasvaessa tämä ennalta määrätty johtavan tilan aika lyhenee ja tasajännitevälipiirin jännitteen pienentyessä ennalta määrätty aika kasvaa. Johtavan tilan aika on oleellisesti samansuuruinen vaihtojännitepiirin positiivisen ja negatiivisen jännitteen puolijakson aikana.

25 H-sillan ohjaus voidaan sovittaa kytkemään H-sillan ensimmäisessä ja toisessa vaihtokytkimessä positiivinen ja negatiivinen vaihtokosketin johtavaan tilaan vuoron perään kerran jännitteen perusaallon puolijakson aikana. Jännitteen pe-rusaallon taajuudeksi voi olla sovitettu ainakin 350 Hz, jolloin tehonmuokkaimen muuntajan koko on pienempi kuin käytettäessä tunnetun tekniikan mukaista 30 50Hz muuntajaa. Jännitteen perusaallon taajuuden sovittaminen tapahtuu täi- 5 löin valitsemalla vaihtokoskettimien kytkentätaajuus samaksi kuin jännitteen perusaallon taajuus.

Keksinnön mukainen kuljetusjärjestelmän tehonsyöttölaitteisto voi käsittää myös vaihtojännitepiirin ja ohjausjännitepiirin välille sovitetun AC/DC-muuttajan, joka 5 on sovitettu syöttämään tehoa vaihtojännitepiiristä ohjausjännitepiiriin. Ohjaus-jännitepiirillä tarkoitetaan vaihtojännitepiiriä matalajännitteisempää tasajännite-piiriä, jonka jännite voi olla vaikkapa 24 volttia. Tästä piiristä syötetään tehoa esimerkiksi ohjauselektroniikalle, sekä mahdollisesti akkukennostolle tai muulle energiavarastolle, kuten superkondensaattorille. Ohjausjännitepiiri saa tehonsa 10 vaihtojännitepiiristä AC/DC -muuttajan syöttämänä.

Eräässä keksinnön sovelluksessa tehonsyöttölaitteisto käsittää ainakin yhden ensimmäisen energiavaraston ohjausjännitepiirissä. Tällöin tehonsyöttölaitteis-toon kuuluvan AC/DC- muuttajan vaihtojänniteosa on vaihtojännitepiirissä ja tasajänniteosa on ohjausjännitepiirissä, ja AC/DC-muuttaja on sovitettu syöttä-15 mään tehoa vaihtojännitepiiristä ohjausjännitepiiriin.

Tehonsyöttölaitteisto voi käsittää ohjausjännitepiiriin sovitetut akuston ja / tai superkondensaattorin, latauspiirin mainittujen akuston ja / tai superkondensaat-torin lataamiseksi sekä invertterin, jonka tasajänniteosaan on sovitettu ohjausjännitepiiri ja jonka vaihtojänniteosaan on sovitettu tehonmuokkaimen muunta-20 jän toinen käämi tehon syöttämiseksi ohjausjännitepiiristä tehonmuokkaimelle.

Tehonmuokkaimen muuntaja voi käsittää neljännen käämin ja tehonsyöttölaitteisto voi käsittää toisen energiavaraston sekä invertterin, jonka tasajänniteosan yhteyteen on sovitettu toinen energiavarasta, ja jonka vaihtojänniteosan yhteyteen on sovitettu tehonmuokkaimen muuntajan neljäs käämi tehon syöttämisek-25 si energiavaraston ja tehonmuokkaimen välillä.

Eräässä keksinnön sovelluksessa invertteri käsittää vain H-sillan. Invertterillä voidaan keksinnön yhteydessä tarkoittaa laitetta, joka käsittää matalampijännit-teisen tasajänniteosan, korkeampijännitteisen vaihtojänniteosan sekä näiden välillä jonkin jännitteennostoratkaisun, kuten jännitettä nostavan katkojan tai 6 muuntajan. Toisaalta invertterillä voidaan keksinnön yhteydessä tarkoittaa myös pelkkää H-siltakytkentää. Jos tehonmuokkaimen käsittämän muuntajan ener-giavaraston yhteyteen sovitetun käämin muuntosuhde valitaan siten sopivasti, että käämin jännitetaso on sama kuin energiavaraston jännitetaso, voidaan 5 energiavaraston ja muuntajan välille sovittaa pelkkä H-siltakytkentä, eikä erillistä jännitettä nostavaa ja laskevaa katkojaa tarvita. Tällöin H-siltakytkennän vaih-tokytkimet on sovitettu energiavaraston jännitenapojen välille, ja tehonmuokkaimen muuntajan käämi on sovitettu vaihtokytkimien keskipisteiden välille.

Eräässä keksinnön mukaisessa sovelluksessa tehonsyöttölaitteisto käsittää 10 kommunikaatioväylän, joka on sovitettu ainakin moottorin tehonsuuntaajan, H-sillan ohjauksen, AC/DC-muuttajan, invertterin sekä mahdollisesti hissinohjaus-järjestelmän välille. Tässä keksinnön sovelluksessa jokainen mainituista laitteista on sovitettu lukemaan sekä toiminnan käynnistys- että keskeytyskäsky kommunikaatioväylästä ja käynnistämään ja keskeyttämään toimintansa käskyn 15 mukaisesti.

Eräässä keksinnön sovelluksessa moottorin tehonsuuntaaja, H-sillan ohjaus, AC/DC- muuttaja ja invertteri on vian havaitessaan sovitettu lähettämään vikailmoitus kommunikaatioväylään.

Eräässä keksinnön sovelluksessa tehonmuokkain käsittää moottorin tehon-20 suuntaajan tasajännitevälipiirissä vaihtokytkimen, jonka vaihtokoskettimien rinnalla on vastarinnankytketyt diodit sekä tasajännitevälipiirissä ainakin kaksi keskenään sarjaan kytkettyä kondensaattoria. Tässä keksinnön sovelluksessa tehonmuokkain käsittää myös muuntajan, jonka ensimmäinen käämi on sovitettu kondensaattoreiden yhdistyspisteen ja vaihtokytkimen keskipisteen välille, 25 toinen käämi on sovitettu vaihtojännitepiiriin ja kolmas käämi on sovitettu turvalaitteiden tehonsyöttöpiirin.

Eräässä keksinnön sovelluksessa invertterillä syötetään tehoa toisesta energia-varastosta tehonmuokkaimen muuntajan neljännen käämin kautta ainakin moottorin tehonsuuntaajan tasajännitevälipiiriin myös kuljetuslaitteiston kiihdytyksen 7 aikana, jolloin kuljetusjärjestelmän kiihdytyksen aikana verkkojännitesyötöstä ottama teho pienenee.

Keksinnön edut - koska keksinnön mukaisella tehonsyöttölaitteistolla on mahdollista syöt- 5 tää kuljetusjärjestelmän moottorin jarrutusenergiaa sähköjärjestelmälle, paranee kuljetusjärjestelmän hyötysuhde. Jarrutusenergia on tunnetun tekniikan mukaisissa kuljetusjärjestelmissä esimerkiksi muutettu lämmöksi tarkoitukseen varatuissa tehovastuksissa.

- Tilanteessa, jossa kuljetusjärjestelmän verkkojännitesyöttö katkeaa, on 10 tehonsyöttölaitteiston invertterillä mahdollista syöttää tehoa energiava- rastosta tehonmuokkaimen muuntajan käämiin ja tätä kautta edelleen kuljetusjärjestelmän sähköistykselle vaihtojännitepiirin kautta, kuljetusjärjestelmän turvalaitteiden tehonsyöttöpiiriin sekä moottorin tehonsuun-taajan tasajännitevälipiiriin tehonmuokkaimen H-sillan vastarinnankytket-15 tyjen diodien kautta, jolloin kuljetuslaitteistoa voidaan ajaa moottorilla myös sähkökatkon aikana. Esimerkiksi hissijärjestelmällä on mahdollista suorittaa hätäajo, jolloin sähkökatkon sattuessa hissikori voidaan ajaa lähimmälle poistumistasolle ja matkustajat pääsevät poistumaan hissiko-rista.

20 - Keksinnön mukaisella H-sillan ohjauksella voidaan vakioida kuljetusjär jestelmän sähköjärjestelmän syöttöjännitteen perusaallon amplitudi. Syöttöjännitteellä ohjataan esimerkiksi kuljetusjärjestelmän kontaktoreja, jotka on normaalisti mitoitettu kestämään vain 15 prosentin alijännite. Jos esimerkiksi tunnetun tekniikan mukaisissa järjestelmissä moottorikontak-25 torien ohjausjännite laskee enemmän kuin 15 prosenttia syöttöverkon jännitteen laskiessa, alkavat kontaktorien koskettimet avatua ja sulkeutua suurella taajuudella, jolloin ne tuhoutuvat nopeasti.

- Keksinnön mukaisella tehonmuokkaimella on mahdollista syöttää tehoa keskitetysti koko sähköjärjestelmälle, jolloin erillisten tehonsyöttölaittei- 8 den määrä vähenee ja järjestelmä yksinkertaistuu, jolloin myöskin järjestelmän luotettavuus paranee. Tehonmuokkaimen avulla vaihtojännitteen taajuus on mahdollista nostaa 50 hertsin verkkotaajuudesta vaikkapa 400 hertsin taajuiseksi, jolloin tehonmuokkaimen muuntajan koko piene-5 nee.

- Tunnetun tekniikan mukaisissa kuljetusjärjestelmissä sähköjärjestelmälle otetaan tehoa yleensä syöttöverkosta, jolloin sähköjärjestelmän aiheuttamat virran yliaallot pääsevät kulkeutumaan syöttöverkkoon. Keksinnön mukaisessa tehonsyöttölaitteistossa syöttöteho otetaan moottorin tehon- 10 suuntaajan tasajännitevälipiiristä, jolloin myös sähköjärjestelmän tarvit sema virta suodattuu kulkiessaan moottorin tehonsuuntaajan verkkopuo-lella sijaitsevan harmonissuodattimen kautta. Näin sähköjärjestelmän aiheuttamat verkkovirran yliaallot minimoituvat. Tällöin virta myös jakaantuu tasaisesti kaikkiin verkkosyötön vaiheisiin, toisin kuin esimerkiksi sil- 15 loin, jos sähköjärjestelmä ottaa syöttötehon vain kahdesta kolmivaiheisen syöttöverkon vaiheesta. Mainittu verkkovirran harmonissuodatin on nykyisin lainsäädännöllä määrätty pakolliseksi useissa maissa.

- Jos tehonmuokkaimen muuntajan energiavaraston yhteyteen sovitetun käämin muuntosuhde valitaan siten sopivasti, että käämin jännitetaso on 20 sama kuin energiavaraston jännitetaso, voidaan energiavaraston ja muuntajan välille sovittaa H-siltakytkentä, eikä erillistä jännitettä nostavaa ja laskevaa katkojaa tarvita.

- Tunnetun tekniikan mukaisissa ratkaisuissa, joissa energiavarasta on galvaanisesti erotettu moottorin tehonsuuntaajan päävirtapiiristä esimer- 25 kiksi muuntajan avulla, tarvitaan yleensä ensimmäinen suuntaaja, joka syöttää tehoa moottorin tehonsuuntaajan tasajännitevälipiiristä energia-varastolle, sekä lisäksi toinen suuntaaja, joka syöttää tehoa energiavarastapa päävirtapiiriin. Molemmat suuntaajat tarvitsevat lisäksi erilliset muuntajat, jolloin järjestelmän koko kasvaa, kuten myös kustannukset.

9

Piirustusten esittely

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin sovellusesimerkkien avulla viitaten oheisiin kuvioihin, joista

Kuvio 1 esittää erästä keksinnön mukaista kuljetusjärjestelmän tehonsyöttö- 5 laitteistoa

Kuvio 2 esittää erästä keksinnön mukaista tehonmuokkainta

Kuvio 3 esittää esittää H-siltaa

Kuvio 4 esittää AC/DC -muuttajaa

Kuvio 5 esittää invertteriä 10 Kuvio 6 esittää vaihtojännitepiirin jännitettä sekä vaihtojännitepiirin jännitteen perusaaltoa

Kuvio 7 esittää erästä tehonmuokkaimen tehonsyöttöpiiriä

Kuviossa 1 on esitetty eräs mahdollinen keksinnön mukainen kuljetusjärjestel män tehonsyöttölaitteisto. Kuviossa 2 on esitetty tarkemmin tehonmuokkaimen 15 4 rakennetta, ja kuviossa 3 on edelleen esitetty tehonmuokkaimen H- siltakytkennän päävirtapiiriä.

Taajuusmuuttaja 1 syöttää tehoa verkkojännitesyötöstä 3 kuljetuslaitteistoa liikuttavaan moottoriin 2. Tehonmuokkain 4 on sovitettu taajuusmuuttajan tasa-jännitevälipiiriin 15, turvalaitteiden 10 tehonsyöttöpiiriin 7, vaihtojännitepiiriin 8 20 sekä invertterin 5 yhteyteen. Jännite turvalaitteiden tehonsyöttöpiirissä 7, vaih-tojännitepiirissä 8 sekä tehonmuokkaimen jännitepiirissä 16 on vaihtojännitettä, ja tehonmuokkain käsittää H-sillan ohjauksen, jonka ohjaamana vaihtojännitteen perusaallon taajuus ja amplitudi on vakioitu. Kuljetusjärjestelmän normaalin toiminnan aikana tehonmuokkain 4 syöttää tehoa taajuusmuuttajan tasajän-25 nitevälipiiristä turvalaitteiden tehonsyöttöpiiriin sekä vaihtojännitepiiriin. Lisäksi tehonmuokkain syöttää tehoa toiselle energiavarastolle 6 invertterin 5 välityksel- 10 lä, jolloin energiavarasta latautuu. Tehonsyöttölaitteistoon kuuluu edelleen AC/DC -muuttaja, joka muuttaa vaihtojännitepiirin jännitteen tasajännitteeksi ohjausjännitepiiriin 13. Vaihtojännitepiirin jännitteen tehollisarvo on tyypillisesti 230 volttia, ja ohjausjännitepiirin tyypillisesti 24 volttia, mistä syystä AC/DC-5 muuttaja käsittää tasasuuntauksen lisäksi myös katkojan, jonka avulla vaihtojännitepiirin jännite alennetaan ohjausjännitepiiriä varten. Tehonsyöttölaitteisto käsittää myös ohjausjännitepiiriin sovitetun ensimmäisen energiavaraston 12 sekä latauspiirin 42 energiavaraston lataamiseksi. Ensimmäinen 12 ja toinen 6 energiavarasta voivat olla sovitettuina rinnakkain ohjausjännitepiirin yhteyteen, 10 tai ne voivat olla sovitettuina toisistaan erilleen, jolloin vain ensimmäinen energiavarasta 12 sijaitsee ohjausjännitepiirin 13 yhteydessä ja invertteri 5 syöttää tehoa vain toisen energiavaraston 6 ja tehonmuokkaimen ulostulopiirin 16 välillä.

Jos verkkojännitesyöttö lakkaa tai verkkojännite laskee jostain syystä niin pal-15 jon, ettei riittävän ohjausjännitteen muodostaminen moottorille 2 ole taajuus-muuttajalla 1 enää mahdollista tai vaihtojännitepiirin 8 jännitteen perusaallon amplitudi ei enää pysy vakioituna, tehonmuokkaimen H-sillan ohjaus 38 ohjaa vaihtokytkimet 24, 25 ei-johtavaan tilaan sekä lähettää kommunikaatioväylän 43 kautta ohjauskäskyn invertterille 5, ja invertteri 5 alkaa ohjauskäskyn perusteel-20 la syöttää tehoa toisesta energiavarastosta 6 tehonmuokkaimen muuntajan 18 neljännelle käämille 23 ja muuntajan välityksellä edelleen taajuusmuuttajan ta-sajännitevälipiiriin 15, turvalaitteiden tehonsyöttöpiiriin 7 sekä vaihtojännitepiiriin 8.

H-siilan ohjaus 38 lukee taajuusmuuttajan tasajännitevälipiirin 15 jännitteen 25 jännitemittauksen 39 avulla ja ohjaa H-sillan molempien vaihtokytkimien 24, 25 negatiivisia 26 ja positiivisia 27 vaihtokoskettimia johtavaan tilaan ennalta määrätyksi ajaksi 40. Jos välipiirijännitteen mittaus 39 osoittaa välipiirijännitteen pienentyneen, H-sillan ohjaus kasvattaa vaihtokoskettimien johtoaikaa 40. Vastaavasti välipiirijännitteen kasvaessa H-sillan ohjaus pienentää vaihtokoskettimien 30 johtoaikaa 40. H-sillan ohjaus pyrkii vaihtokoskettimien johtoaikaa muuttamalla pitämään vaihtojännitepiirin 8 ja muuntajavälitteisesti samalla turvalaitteiden 11 tehonsyöttöpiirin 7 sekä tehomuokkaimen jännitepiirin 16 vaihtojännitteen pe-rusaallon amplitudin vakiona.

Taajuusmuuttaja 1, H-sillan ohjaus 38, AC/DC-muuttaja 9 ja invertteri 5 on sovitettu keskeyttämään tai käynnistämään toimintansa saadessaan keskeytys- tai 5 käynnistyspyynnön kommunikaatioväylästä 43. Lisäksi jokainen mainituista laitteista on havaitessaan toimintansa vikaantuneen sovitettu lähettämään vikailmoitus kommunikaatioväylään. Kommunikaatioväylään 43 voi olla myös sovitettuna hissin ohjausjärjestelmä, jolloin hissin ohjausjärjestelmä voi lähettää kommunikaatioväylän kautta toiminnan keskeytys- tai käynnistyspyynnön jolle-10 kin kommunikaatioväylään sovitetulle laitteelle, sekä vastaanottaa vikailmoituksen joltakin kommunikaatioväylään sovitetulta laitteelta.

Eräässä keksinnön sovelluksessa tehonmuokkaimen 4 muuntajan 18 neljännen käämin 23 muuntosuhde on valittu siten, että käämi on sovitettu jännitetasoltaan samaan jännitteeseen toisen energiavaraston 6 kanssa. Tällöin invertteris-15 sä ei tarvita erillistä jännitettä nostavaa tai laskevaa katkojaa, vaan invertterin päävirtapiiri voi käsittää pelkän H-sillan.

Kuviossa 4 on esitetty AC/DC -muuttajan päävirtapiirin lohkokaavio. Muuttaja käsittää Vaihtojännitepiiriin sovitetun vaihtojänniteosan 41, joka voi olla esimerkiksi diodeilla toteutettu tasasuuntaussilta, jännitettä laskevan katkojan 45, joka 20 voi käsittää energian välivarastona kuristimen tai muuntajan, sekä tasajännite-osan 28.

Kuviossa 5 on esitetty invertterin päävirtapiirin lohkokaavio. Invertteri käsittää tasajänniteosan 28, mahdollisesti jännitettä nostavan katkojan 29, jossa voi olla energian välivarastona kuristin tai muuntaja, sekä vaihtojänniteosan, joka voi 25 olla H-silta. Jos vaihtojänniteosan ulostulojännite on sama kuin tasajänniteosan jännitetaso, ei erillistä jännitettä nostavaa katkojaa tarvita, vaan invertteri voi käsittää pelkästään H-sillan. Tällöin H-sillan vaihtokytkimet 24, 25 on sovitettu tasajänniteosan jännitenapojen välille ja vaihtojänniteulostulo on sovitettu vaih-tokytkimien keskipisteiden 37 välille.

/ 12

Kuviossa 6 on esitetty vaihtojännitepiirin 8 jännite 32 sekä jännitteen perusaalto 33 ensimmäisellä suuremmalla taajuusmuuttajan tasajännitevälipiirin 15 jännitteellä sekä vaihtojännitepiirin jännite 34 ja jännitteen perusaalto 35 toisella pienemmällä taajuusmuuttajan tasajännitevälipiirin jännitteellä. Ensimmäisellä suu-5 remmalla tasajännitevälipiirin jännitteellä vaihtokytkimien 24, 25 positiivisten 27 ja negatiivisten 26 vaihtokoskettimien päälläoloaika 40 on lyhyempi kuin toisella pienemmällä tasajännitevälipiirin jännitteellä. Vaihtokoskettimien päälläoloajan 40 kasvattaminen tasajännitevälipiirin 15 jännitteen pienentyessä aiheuttaa sen, että jännitteen perusaalto 33, 35 pysyy vakiona taajuusmuuttajan tasajännitevä-10 lipiirin jännitteestä riippumatta.

Kuviossa 7 on esitetty eräs H-sillalle 17 vaihtoehtoinen kytkentä tehon syöttämiseksi taajuusmuuttajan tasajännitevälipiirin 15 ja tehonmuokkaimen muuntajan 18 ensimmäisen käämin 20 välillä. Tasajännitevälipiiriin 15 on sovitettu vaih-tokytkin 25 sekä kaksi sarjaankytkettyä kondensaattoria 46, 47. Tehonmuok-15 kaimen muuntajan ensimmäinen käämi 20 on sovitettu vaihtokytkimen keskipisteen 37 sekä kondensaattoreiden sarjaankytkennän väliin. Syötettäessä tehoa tasajännitevälipiiristä 15 muuntajaan 18 vaihtokytkimen positiivinen 27 ja negatiivinen 26 vaihtokosketin kytketään vuoron perään johtavaan tilaan. Syötettäessä tehoa muuntajasta 18 tasajännitevälipiiriin, vaihtokoskettimet ohjataan joh-20 tamattomaan tilaan, jolloin käämi 20 syöttää tehoa vuoron perään ensimmäiselle kondensaattorille 46 positiivisen vaihtokoskettimen vastarinnankytketyn diodin 36 kautta sekä toiselle kondensaattorille 47 negatiivisen vaihtokoskettimen vastarinnankytketyn diodin kautta, riippuen käämin 20 napojen välisen jännitteen polariteetista.

25 Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Claims (12)

1. Kuljetusjärjestelmän tehonsyöttölaitteisto (14), joka tehonsyöttölaitteisto käsittää moottorin tehonsuuntaajan (1), vaihtojännitepiirin (8), turvalaitteiden (10) tehonsyöttöpiirin (7), sekä moottorin tehonsuuntaajan tasa- 5 jännitevälipiirin (15, vaihtojännitepiirin (8) ja turvalaitteiden tehonsyöttöpii rin (7) välille sovitetun tehonmuokkaimen (4), tunnettu siitä, että tehonsyöttölaitteisto käsittää ensimmäisen (24) ja toisen (25) vaihtokytkimen moottorin tehonsuuntaajan (1) tasajännitevälipiirissä (15) H-sillaksi (17) sovitettuina sekä vaihtokytkimien negatiivisten (26) ja positiivisten (27) 10 vaihtokoskettimen rinnalle vastarinnankytketysti sovitetut diodit (36).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tehonsyöttölaitteisto, tunnettu siitä, että tehonmuokkain käsittää useita käämejä käsittävän muuntajan (18), jonka ensimmäinen käämi (20) on sovitettu H-siltaan (17) ensimmäisen ja toisen vaihtokytkimen keskipisteiden (37) välille, toinen käämi (22) on 15 sovitettu vaihtojännitepiiriin (8) ja kolmas käämi (21) on sovitettu turva laitteiden tehonsyöttöpiirin (7).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tehonsyöttölaitteisto, tunnettu siitä, että tehonsyöttölaitteisto käsittää H-sillan ohjauksen (38) sekä moottorin tehonsuuntaimen tasajännitevälipiirin (15) jännitemittauksen (39) ja että 20 ohjaus on sovitettu kytkemään H-sillan (17) ensimmäisen vaihtokytkimen (24) positiivinen vaihtokosketin oleellisesti samanaikaisesti toisen vaihto-kytkimen (25) negatiivisen vaihtokoskettimen kanssa johtavaan tilaan sekä ensimmäisen vaihtokytkimen negatiivinen vaihtokosketin oleellisesti samanaikaisesti toisen vaihtokytkimen positiivisen vaihtokoskettimen 25 kanssa johtavaan tilaan, siten että ensimmäisen ja toisen vaihtokytkimen positiivinen (27) ja negatiivinen (26) vaihtokosketin kytketään vuoron perään johtavaan tilaan ennalta määrätyksi, tasajännitevälipiirin jännitteen mukaan muuttuvaksi ajaksi (40).

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen tehonsyöttölaitteisto, tunnettu siitä, et- 30 tä H-sillan ohjaus (38) on sovitettu kytkemään ensimmäisessä ja toises- sa vaihtokytkimessä (24, 25) positiivinen (27) ja negatiivinen (26) vaihto-kosketin johtavaan tilaan vuoron perään kerran jännitteen perusaallon (33, 35) puolijakson aikana.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen tehonsyöttölaitteisto, tunnettu sii- 5 tä, että jännitteen perusaallon (33, 35) taajuudeksi on sovitettu vähintään 350Hz.

6. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonsyöttölaitteisto, tunnettu siitä, että tehonsyöttölaitteisto käsittää ohjausjännitepiirin (13) sekä AC/DC -muuttajan (9), joka on sovitettu vaihtojännitepiirin ja ohja- 10 usjännitepiirin välille syöttämään tehoa vaihtojännitepiiristä (8) ohjaus- jännitepiiriin (13).

7. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonsyöttölaitteisto, tunnettu siitä, että tehonsyöttölaitteisto käsittää ainakin yhden ensimmäisen energiavaraston (6, 12) ohjausjännitepiirissä, AC/DC- muuttajan 15 (9) vaihtojänniteosa (41) on vaihtojännitepiirissä (8) ja tasajänniteosa (28) on ohjausjännitepiirissä (13), ja että AC/DC-muuttaja on sovitettu syöttämään tehoa vaihtojännitepiiristä ohjausjännitepiiriin.

8. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonsyöttölaitteisto, tunnettu siitä, että tehonsyöttölaitteisto käsittää ohjausjännitepiiriin (13) 20 sovitetut akuston ja / tai superkondensaattorin (6, 12), latauspiirin (42) mainittujen akuston ja / tai superkondensaattorin lataamiseksi sekä in-vertterin (5), jonka tasajänniteosaan (28) on sovitettu ohjausjännitepiiri (13) ja jonka vaihtojänniteosaan (30) on sovitettu tehonmuokkaimen muuntajan toinen käämi (22) tehon syöttämiseksi ohjausjännitepiiristä 25 (13) tehonmuokkaimelle (4).

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 7 mukainen tehonsyöttölaitteisto, tunnettu siitä, että tehonmuokkaimen muuntaja (18) käsittää neljännen käämin (23), tehonsyöttölaitteisto käsittää toisen energiavaraston (6) sekä invert-terin (5), jonka tasajänniteosan (28) yhteyteen on sovitettu toinen ener- giavarasto, ja jonka vaihtojänniteosan (30) yhteyteen on sovitettu muuntajan neljäs käämi (23) tehon syöttämiseksi energiavaraston (6) ja te-honmuokkaimen välillä.

10. Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen tehonohjauslaitteisto, tunnettu sii-5 tä, että invertteri käsittää vain H-sillan (17, 30). H.Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonsyöttölaitteisto, tunnettu siitä, että tehonsyöttölaitteisto käsittää kommunikaatioväylän (43), joka on sovitettu ainakin moottorin tehonsuuntaajan (1), H-sillan ohjauksen (38), AC/DC-muuttajan (9), invertterin (5) sekä mahdollisesti his-10 sinohjausjärjestelmän välille, ja että jokainen mainituista laitteista on so vitettu lukemaan sekä toiminnan käynnistys- että keskeytyskäsky kommunikaatioväylästä (43) ja käynnistämään ja keskeyttämään toimintansa käskyn mukaisesti.

12. Jonkin patenttivaatimuksen 8-11 mukainen tehonsyöttölaitteisto, tun-15 nettu siitä, että moottorin tehonsuuntaaja (1), H-sillan ohjaus (38), AC/DC-muuttaja (9) ja invertteri (5) on vian havaitessaan sovitettu lähettämään vikailmoitus kommunikaatioväylään (43).