FI120759B - Kuljetusjärjestelmän tehonohjaus - Google Patents

Description

KULJETUSJÄRJESTELMÄN TEHONOHJAUS Keksinnön ala

Keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdannon mukainen kuljetusjärjestelmän tehonohjaus sekä patenttivaatimuksen 9 johdannon mukainen mene-5 telmä kuljetusjärjestelmän tehon ohjaamiseksi.

Tunnettu tekniikka

Kuljetusjärjestelmässä tehoa syötetään moottoriin kuljetuslaitteiston liikuttamiseksi. Tehonsyöttö moottoriin tapahtuu yleensä invertterin avulla. Kuljetuslaitteiston jarruttaessa tehoa myös palaa moottorilta invertterin tasajännitevälipii-10 riin, josta se varsinkin pienitehoisemmissa järjestelmissä usein muutetaan lämmöksi erillisessä tehovastuksessa. On myös sovelluksia, joissa moottorin jarru-tusteho palautetaan verkkoon verkkovaihtosuuntaajan avulla. Tällöin invertterin yhteyteen on sovitettava erillinen, sovelluskohtainen laitteisto jarrutustehon käsittelemiseksi.

15 Moottorin jarrutustehoa kuluttava tehovastus on perinteisesti sovitettu ohjatta- ; ;·; van kytkimen eli jarrukatkojan välityksellä invertterin tasajännitevälipiiriin, posi- • · · tiivisen ja negatiivisen välipiirikiskon välille, esimerkiksi kuviossa 1 esitetyllä ta- • · :T; valla. Kytkimen johtaessa tehovastus kuluttaa välipiiritehoa lämmöksi. Moottorin jarruttaessa välipiirijännite alkaa nousta, ja vastusjarrutus käynnistyy jännitteen 20 saavutettua raja-arvon, joka voi olla vaikkapa 700 volttia. Tällöin tehovastuksen jännitteenkesto pitää mitoittaa välipiirijännitteen mukaisesti.

Vastusjarrutuksen aikana tehovastuksen virta ja jännite vaihtelevat jarrukatko- • · · .···. jän kytkentätaajuuden mukaan, ja virran ja jännitteen muutosnopeudet vastaa- • · · vat likimain jarrukatkojan kytkimen nousu- ja laskuaikoja. Tällainen jännitteen ja ' | 25 virran suuri muutosnopeus aiheuttaa korkeataajuisia EMC-häiriöitä, mikä pitää • » • ottaa huomioon laitteiston häiriönsuojausta suunniteltaessa. Tällöin tehovastuk- • · • · : " sen syöttökaapeleissa pitää yleensä käyttää erityistä suojavaipallista kaapelia.

• · 2

Keksinnön tarkoitus Tämän keksinnön tarkoituksena on ratkaista tunnetun tekniikan ongelmia. Tällöin keksinnössä tuodaan esiin kuljetusjärjestelmän tehonohjaukseen sovitettu välipiiritehon suuntaaja, jonka avulla syötettävä kuorma on ohjattavissa tunnet-5 tua monipuolisemmin.

Keksinnön tunnusmerkit

Keksinnön mukaiselle kuljetusjärjestelmän tehonohjaukselle on tunnusomaista se, mitä on kerrottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle kuljetusjärjestelmän tehon ohjaamiseksi on tunnusomais-10 ta se, mitä on kerrottu patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa. Muille keksinnön piirteille on tunnusomaista se, mitä on kerrottu muissa patenttivaatimuksissa. Keksinnöllisiä sovellusmuotoja on myös esillä tämän hakemuksen selitysosassa. Hakemuksessa oleva keksinnöllinen sisältö voidaan määritellä myös toisin kuin jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa tehdään. Keksinnöllinen 15 sisältö voi muodostua myös useammasta erillisestä keksinnöstä, erityisesti jos keksintöä tarkastellaan ilmaistujen tai implisiittisten osatehtävien valossa tai : .·*· saavutettujen hyötyjen tai hyötyryhmien kannalta. Tällöin jotkut jäljempänä ole- ··· : Y: vien patenttivaatimuksien sisältämät määritteet voivat olla erillisten keksinnöllis- • « :T: ten ajatusten kannalta tarpeettomia.

··· ♦ · • · .·]* 20 Keksinnön mukainen moottorin tehonsyöttölaite voi olla jokin vaihtovirtamootto- • ·· .*···. iin ohjain, kuten taajuusmuuttaja tai toisaalta tehonsyöttölaite voi käsittää esi- • Λ merkiksi H-siltakytkentäisen tasavirtamoottorin tehonsuuntaajan.

··» • · · *;’/ Keksinnössä tarkoitettu kuljetusjärjestelmä voi olla vaikkapa hissijärjestelmä, * · *·.*·* liukuporrasjärjestelmä, liukukäytäväjärjestelmä tai nosturijärjestelmä. Kuljetus- • · ·*,*·: 25 laitteistolla tarkoitetaan sitä kuljetusjärjestelmän osaa, jota käytetään kuljetetta- van kuorman, kuten matkustajien tai tavaroiden liikuttamiseen.

« • # • · * ·♦

Eräs keksinnön mukainen kuljetusjärjestelmän tehonohjaus käsittää sähkö- • ♦ moottorin kuljetuslaitteiston liikuttamiseksi sekä moottorin tehonsyöttölaitteen, 3 joka käsittää välipiirin ja joka moottorin tehonsyöttölaite on sovitettu teholähteen ja sähkömoottorin välille. Tehonohjaus käsittää myös välipiiritehon suuntaajan, joka on sovitettu moottorin tehonsyöttölaitteen välipiirin sekä syötettävän kuorman välille. Teholähde voi olla vaikkapa sähköverkko tai generaattori.

5 Eräs keksinnön mukainen välipiiritehon suuntaaja käsittää kuristimen sekä vaih-tokytkimen. Tällöin kuristin on sovitettu syötettävän kuorman ensimmäisen lii-täntäpisteen ja välipiiritehon suuntaajan vaihtokytkimen ulostulon välille, vaih-tokytkimen rinnalle on liitetty sarjaan ainakin kaksi kondensaattoria, ja syötettävän kuorman toinen liitäntäpiste on liitetty kondensaattoreiden väliin.

10 Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa välipiiritehon suuntaaja on ohjattavissa kytketyn kuorman mukaisesti. Välipiiritehon suuntaajan ohjaus voi tällöin vaihdella riippuen syötettävästä kuormasta, ja syötettävän virran ja jännitteen taajuutta voidaan muuttaa. Suuntaajan ohjauksella voidaan toteuttaa esimerkiksi yleisesti käytetty 50 hertsin taajuinen, tehollisarvoltaan 230 voltin syöt-15 töjännite, jolloin välipiiritehon suuntaajalla voidaan syöttää erilaisia normaaliin 230 voltin sähköverkkoon liitettäviä kuormia. Syöttöjännitteen taajuutta voidaan tarvittaessa myös kasvattaa, ja tällaisella suurempitaajuisella jännitteellä voi- j daan syöttää esimerkiksi muuntajaa, jolloin muuntajan tehotiheys on suurempi • · » :Y; kuin perinteisillä 50 hertsin muuntajilla.

• · <»· * # · • · · \..t 20 Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa syötettävä kuorma käsittää • · ·"* tehovastuksen.

• *·

Mt *··*: Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa syötettävä kuorma käsittää kuljetusjärjestelmän sähköistyksen tehonsyötön.

• * * • » · *

Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa välipiiritehon suuntaaja on :\j 25 sovitettu syöttämään tehoa moottorin tehonsyöttölaitteen välipiiristä sähköver- • m kon vaiheeseen.

* · ·» : **· Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa välipiiritehon suuntaajan po- sitiivinen ja negatiivinen vaihtokosketin ovat ohjattavissa johtavaan tilaan samanaikaisesti moottorin dynaamiseksi jarruttamiseksi.

4

Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa välipiiritehon suuntaaja käsittää kuormalle syötettävän tehon määrityksen.

Eräs keksinnön mukainen välipiiritehon suuntaaja käsittää kuorman virran mittauksen, ja kuorman tila on tällöin arvioitu mitatun virran perusteella.

5 Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä kuljetusjärjestelmän tehon ohjaamiseksi sovitetaan moottorin tehonsyöttölaite teholähteen ja sähkömoottorin välille, sekä sovitetaan välipiiritehon suuntaaja moottorin tehon-syöttölaitteen välipiirin sekä syötettävän kuorman välille.

Eräässä keksinnön mukaisessa menetelmässä kuljetusjärjestelmän tehon oh-10 jäämiseksi mitataan välipiirijännitettä; käynnistetään tehonsyöttö välipiiristä syötettävälle kuormalle välipiirijännitteen ylitettyä jännitteen raja-arvon; sekä pysäytetään tehonsyöttö välipiiristä syötettävälle kuormalle välipiirijännitteen alitettua jännitteen raja-arvon.

Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa suuntaajaohjaus käsittää 15 ensimmäisen ja toisen välipiirijännitteen raja-arvon, joista ensimmäinen raja- arvo on toista raja-arvoa suurempi. Välipiiritehon suuntaaja on tällöin sovitettu :.·*.· käynnistämään tehonsyötön välipiiristä syötettävälle kuormalle välipiirijännitteen • » \ v ylitettyä ensimmäisen raja-arvon ja lopettamaan tehonsyötön välipiiristä syötet- • v Σ tavalle kuormalle välipiirijännitteen laskettua toisen raja-arvon alapuolelle. Toi- ··· .

20 sin sanoen, tällöin ensimmäinen ja toinen raja-arvo muodostavat hystereesirajat ·· : *** tehonsyötön käynnistymiselle ja pysähtymiselle.

• ·· • · · ···

Eräässä toisessa keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa suuntaajaohjaus :T: käsittää vain yhden raja-arvon. Välipiiritehon suuntaaja on tällöin sovitettu :***: käynnistämään tehonsyötön välipiiristä syötettävälle kuormalle välipiirijännitteen .·! : 25 ylitettyä raja-arvon ja pysäyttämään tehonsyötön välipiirijännitteen alitettua raja- • · arvon.

• · ·· : *·* Eräässä keksinnön sovelluksessa välipiiritehon suuntaajan kondensaattoreiden ' väliin on liitetty johdin, jonka toinen pää on liitetty syötettävän kuorman toiseen liitäntäpisteeseen. Eräässä keksinnön sovelluksessa mainittuun johtimeen on 5 sarjaankytketty ainakin yksi häiriönsuodatuskuristin välipiiritehon suuntaajan aiheuttamien häiriöiden suodattamiseksi. Mainittu kuristin voi olla RF-kuristin, jolloin sitä käytetään vain suuritaajuisten, yli 150 kilohertsin häiriöiden suodattamiseen. Kuristin voi olla myös tarkoitettu matalampitaajuisten häiriöiden, ku-5 ten välipiiritehon suuntaajan kytkentätaajuisten virran muutoksien, suodattamiseen. On myös mahdollista, että välipiiritehon suuntaajan vaihtokytkimen ulostulon ja syötettävän kuorman ensimmäisen liitäntäpisteen väliseen johtimeen sarjaankytketty kuristin on jaettu kahteen osaan, ja toinen mainituista kuristimista on sovitettu häiriönsuodatuskuristimen tilalle tai sarjaan häiriönsuodatuskuris-10 timen kanssa. Eräässä keksinnön sovelluksessa häiriönsuodatus käsittää myös ainakin yhden kondensaattorin.

Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa ainakin yhden kuristimen kanssa sarjaan on sovitettu ohjattava kytkin, joka on sovitettu sulkeutumaan välipiirijännitteen saavutettua ennalta määrätyn raja-arvon. Ennalta määrätty 15 raja-arvo voi olla vaikkapa 350 volttia.

Eräässä keksinnön mukaisessa tehonohjauksessa välipiiritehon suuntaaja käsittää suuntaajaohjauksen, joka käsittää välipiirijännitteen mittauksen perusteel-. la muodostetun syötettävän kuorman virran ohjearvon. Välipiiritehon suuntaaja • I* on tällöin sovitettu säätämään syötettävän kuorman virtaa ohjearvon mukai- • » :T: 20 seksi suuntaajaohjauksella.

·· • · •

Syötettävä kuorma voi käsittää akuston ja / tai superkondensaattorin, tai näiden • *· latauslaitteen • · ···

Eräässä keksinnön sovelluksessa välipiiritehon suuntaajan vaihtokytkimien • n * vaihtokoskettimina käytetään edullisesti igbt-transistoreita.

• · • ♦ ·«· .·. : 25 Keksinnön edut • ·· * · • 9 ..· Keksinnöllä saavutetaan muun muassa ainakin yksi seuraavista eduista: • · • M a *:**: - keksinnön mukaisella välipiiritehon suuntaajalla on mahdollista syöttää välipiiritehoa, kuten kuljetusjärjestelmän moottorista palaavaa jarru- 6 tusenergiaa, erilaisille syötettäville kuormille. Syötettävä kuorma voidaan valita monipuolisesti, ja välipiiritehon suuntaajaa voidaan ohjata kytkettävän kuorman mukaisesti. Syötettävän kuorman syöttöjännitettä ja virtaa voidaan tällöin sovittaa syötettävän kuorman perusteella, jolloin virran ja 5 jännitteen taajuus ja amplitudi voidaan valita syötettävän kuorman mitoi tuksen mukaisesti. Kun syötettävän kuorman virran ja jännitteen kytken-tätaajuinen vaihtelu pienenee, tullaan myös toimeen tunnettua vähäi-semmällä häiriönsuojauksella.

- Kun moottorin jarrutustehoa kuluttavaa tehovastusta syötetään keksin- 10 nön mukaisesti välipiiritehon suuntaajalla, voidaan tehovastuksen syöttö- jännite valita vastuksen jännitekeston mukaisesti, jolloin tehovastuksiksi voidaan valita vaikkapa yleisesti käytettyjä 230 voltin jännitekestolle mitoitettuja vastuksia.

- Kun kuljetusjärjestelmän sähköistyksen tehonsyöttö tapahtuu välipiirite- 15 hon suuntaajan kautta, voidaan moottorin jarrutustehoa käyttää kuljetus järjestelmän sähköistyksen energianlähteenä, jolloin kuljetusjärjestelmän hyötysuhde paranee • t · *;!·’ - Keksinnön mukainen välipiiritehon suuntaaja voidaan myös tarvittaessa • ·** sovittaa syöttämään tehoa sähköverkkoon, jolloin moottorin jarrutustehoa • · · *;],* 20 voidaan palauttaa takaisin verkkoon, ja kuljetusjärjestelmän hyötysuhde • · !;·** paranee.

* « • ·· t - Välipiiritehon suuntaajan avulla on myös mahdollista toteuttaa niin sanottu dynaaminen jarrutus, jolloin suuntaajan positiivinen ja negatiivinen • f· v ·' vaihtokosketin ohjataan johtavaan tilaan samanaikaisesti. Tällöin mootto- • · · 25 rin liikkeen aikaansaama lähdejännite moottorin vaiheissa oikosulkeutuu välipiiritehon suuntaajan vaihtokoskettimien sarjaankytkennän kautta, ja "**: oikosulkuvirta jarruttaa moottorin liikettä.

·· • · * " - Välipiiritehon suuntaaja voi myös määrittää syötettävän kuorman tehoa erimerkiksi kuorman jännitteen ja virran avulla. Tällöin suuntaaja voi syöt- 7 tötehon perusteella esimerkiksi arvioida syötettävänä kuormana toimivan tehovastuksen lämpenemää, ja määrittää mahdollisen vastuksen ylikuumenemisen, jolloin kuljetusjärjestelmän toiminta voidaan kuljetusjärjestelmän turvallisuuden vaarantuessa tarvittaessa pysäyttää.

5 - Syötettävän kuorman virran mittauksesta voidaan arvioida syötettävän kuorman tilaa. Esimerkiksi tehovastuksen syöttökaapeleiden huono liitos voidaan havaita virran kulun katkeamisena, jolloin kuljetusjärjestelmän toiminta voidaan keskeyttää. Kuorman vikaantumisesta voidaan myös tarvittaessa lähettää vikatieto huoltokeskukseen.

10 Piirustusten esittely

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin sovellusesimerkkien avulla viitaten oheisiin kuvioihin, joista

Kuvio 1 esittää erästä tunnetun tekniikan mukaista kuljetusjärjestelmän te-honohjausta 15 Kuvio 2 esittää erästä keksinnön mukaista kuljetusjärjestelmän tehonoh-jausta * · S ··· v.: Kuvio 3 esittää erästä keksinnön mukaista välipiiritehon suuntaajaa *·· • · · • · «

Kuvio 4 esittää erästä keksinnön mukaista välipiiritehon suuntaajaa ··· φ· •

Kuvio 5 esittää lohkokaaviona erästä suuntaajaohjausta • ·

«M

20 Kuviossa 1 on esitetty eräs tunnetun tekniikan mukainen kuljetusjärjestelmän «·· v : tehonohjaus. Taajuusmuuttaja 3 käsittää tasasuuntaajan 8, tasajännitevälipiirin «·· 4,5 sekä invertterin 9. Tasasuuntaaja 8 muuttaa sähköverkon 6 kolmivaiheisen jännitteen tasajännitevälipiiriin tasajännitteeksi, ja invertteri 9 muuttaa tasajänni-tevälipiirin jännitteen edelleen moottorin vaihtuvataajuiseksi ja -amplitudiseksi ·*·„ 25 syöttöjännitteeksi. Tehonsyöttö on kuvion 1 mukaisen taajuusmuuttajan avulla ·:·· mahdollista vain sähköverkosta 6 moottoriin 2 päin. Kuljetusjärjestelmässä moottorijarrutuksen aikana tehoa kuitenkin myös palaa moottorista takaisin ta- 8 sajännitevälipiiriin 4,5, ja tällöin teho kulutetaan lämmöksi tehovastuksessa 15. Kun tehoa alkaa palata moottorista välipiiriin, välipiirijännite alkaa nousta. Taajuusmuuttaja 3 rekisteröi jännitteen nousun, ja kytkee kytkimen 20 eli jarrukatko-jan johtavaan tilaan. Tällöin tehovastus 15 kytkeytyy tasajännitevälipiirin positii-5 visen 4 ja negatiivisen välipiirikiskon välille, ja virta alkaa kulkea tehovastuksessa 15. Tämä niin sanottu vastusjarrutus voi alkaa esimerkiksi välipiirijännitteen noustua 700 volttiin, jolloin tehovastus 15 tulee olla mitoitettu kestämään tällainen korkea välipiirijännite.

Kuviossa 2 on esitetty eräs keksinnön mukainen kuljetusjärjestelmän tehonoh-10 jaus. Tässä keksinnön sovelluksessa kuljetusjärjestelmänä on hissijärjestelmä, mutta vastaava tehonohjaus soveltuu myös moniin erilaisiin kuljetusjärjestelmiin. Hissimoottorin tehonsyöttölaiteena 3 on tässä yhteydessä taajuusmuuttaja, käsittäen tasasuuntaajan 8, välipiirin 4, 5, sekä invertterin 9. Taajuusmuuttaja 3 syöttää tehoa sähköverkosta 6 hissikoria (ei kuvassa) liikuttavaan mootto-15 riin 2. Tehonohjaus käsittää myös välipiiritehon suuntaajan 7, joka on sovitettu moottorin tehonsyöttölaitteen välipiirin 4,5 sekä syötettävän kuorman 14 välille. Syötettävänä kuormana 14 on tässä tehovastus, mutta kuormana voi olla myös esimerkiksi hissijärjestelmän sähköistyksen tehonsyöttö, jolloin taajuusmuutta- • ·*· *;ϊ·* jän välipiiritehoa on mahdollista syöttää esimerkiksi hissin ohjauselektroniikalle, • · * *;*·* 20 hissikuilun sähköistykselle tai hissin valaistukselle. Koska hissin generaattori- • » i käytön aikana tehoa palaa hissimoottorilta 2 tasajännitevälipiiriin 4,5, voidaan • · ]"·* palaava teho tällöin hyväksikäyttää hissijärjestelmän sähköistyksessä, jolloin • · hissijärjestelmän hyötysuhde paranee. Välipiiritehon suuntaaja 7 voi olla myös : : *** sovitettu syöttämään tehoa taajuusmuuttajan välipiiristä 4,5 sähköverkon 6 vai- ... 25 heeseen.

• * · V * ··· Välipiiritehon suuntaaja 7 käsittää suuntaajaohjauksen 29, jolla ohjataan tehoa ;**.j taajuusmuuttajan välipiiristä 4, 5 syötettävälle kuormalle 14. Suuntaajaohjaus *i**: käynnistyy välipiirijännitteen noustua ennalta määrätyn ensimmäisen raja-arvon * :*.ti 38 yläpuolelle, ja pysähtyy välipiirijännitteen laskettua toisen ennalta määrätyn ....: 30 raja-arvon 39 alapuolelle. Toisin sanoen, raja-arvot muodostavat suuntaajaoh- 9 jaukselle hystereesirajat, jolloin ei ole mahdollista, että tietyllä välipiirijännltteen arvolla ohjaus alkaisi kytkeytyä päälle ja pois suurella taajuudella.

Kuviossa 3 on kuvattu tarkemmin erästä keksinnön mukaista välipiiritehon suuntaajaa 7. Suuntaaja käsittää kuristimen 11 sekä vaihtokytkimen 10. Kuristin 5 11 on sovitettu syötettävän kuorman 14 ensimmäisen liitäntäpisteen ja välipiiri tehon suuntaajan vaihtokytkimen ulostulon 16 välille. Vaihtokytkimen 10 rinnalle on liitetty sarjaan kaksi kondensaattoria 17, ja syötettävän kuorman 14 toinen liitäntäpiste on liitetty kondensaattoreiden väliin 18. Kuristimen 11 kanssa on lisäksi sovitettu sarjaan ohjattava kytkin 24. Ohjattavan kytkimen avulla syötet-10 tävä kuorma 14 voidaan tarvittaessa erottaa välipiiritehon suuntaajasta 7.

Välipiiritehon suuntaaja 7 käsittää myös kuristimen 11 virran mittauksen 26 sekä syötettävän kuorman 14 jännitteen mittauksen 27. Välipiiritehon suuntaaja 7 * pyrkii asettelemaan kuristimen 11 virtaa suuntaajaohjauksella 29. Virran suuruutta muutetaan kytkemällä vaihtokytkimen 10 positiivinen 36 tai negatiivinen 15 37 vaihtokosketin vuoron perään taajuusmuuttajan välipiirin positiivisen 4 ja ne gatiivisen 5 kiskon potentiaaliin. Kytkimien ohjaukseen käytetään pulssinle-veysmodulaatiota (PWM-modulaatio). Vaihtokoskettimina on käytetty igbt- • ·*: transistoreita. Välipiiritehon suuntaaja määrittää syötettävän kuorman 14 tehoa ··· i Yi syötettävän kuorman jännitteen 27 ja virran 26 mittauksien avulla.

M· • · · • ♦ · .I.., 20 Kuviossa 4 on kuvattu erästä keksinnön mukaista välipiiritehon suuntaajaa 7

i S

··" sovitettuna syöttämään tehoa taajuusmuuttajan välipiiristä 4,5 sähköverkon 6 * «t !···. vaiheeseen. Sähköverkon 6 nollajohto N on kytketty kondensaattoreiden väliin • · 18. Vaihtokytkimen ulostulon 16 ja sähköverkon 6 vaiheen välille on kytketty kuristin 11. Kuristimen kanssa on lisäksi sovitettu sarjaan ohjattava kytkin 24.

* :***: 25 Ohjattava kytkin sulkeutuu välipiirijännitteen noustua ennalta määrättyyn raja- • t· . arvoon, joka tässä on 350 volttia. Ohjattavan kytkimen 24 avulla estetään ver- • ·« kon pääkytkimen sulkeutumisen yhteydessä mahdollinen kondensaattoreiden • » 17 äkillisen latautumisen aiheuttama syöksyvillä.

• · • ·# *i**i Välipiiritehon suuntaaja 7 on sovitettu taajuusmuuttajan välipiiriin diodeiden 12, 30 13 kautta. Diodi 12 on sovitettu johtamaan virtaa taajuusmuuttajan välipiirin po- 10 sitiivisesta kiskosta 4 välipiiritehon suuntaajan vaihtokytkimen 10 positiivisen vaihtokoskettimen 36 kollektorille. Diodi 13 on sovitettu johtamaan virtaa välipiiritehon suuntaajan 7 vaihtokytkimen 10 negatiivisen vaihtokoskettimen 37 emit-teriitä taajuusmuuttajan välipiirin negatiiviseen kiskoon 5. Tällä tavalla kytketyt 5 diodit estävät tehon syötön välipiiritehon suuntaajan 7 kautta sähköverkosta 6 moottorille 2, mikä on kuljetusjärjestelmän turvallisuuden kannalta tärkeää, sillä tällöin välipiiritehon suuntaajan 7 vikaantuminen ei mahdollista vikatilanteessa moottorille 2 momenttia luovaa tehonvirtausta sähköverkosta 6.

Kuviossa 5 on esitetty tarkemmin välipiiritehon suuntaajan suuntaajaohjausta 10 29. Taajuusmuuttajan 3 väiipiirijännitettä 25 mitataan ja verrataan vertailijalla 40 välipiirijännitteen ensimmäiseen raja-arvoon 38 (U1), joka voi olla vaikkapa 680 volttia. Välipiirijännitteen noustua ensimmäistä raja-arvoa 38 suuremmaksi ver-tailija 40 antaa luvan suuntaajaohjaukselle 29 alkaa ohjata välipiiritehon suuntaajalla 7 tehoa taajuusmuuttajan välipiiristä 4, 5 syötettävälle kuormalle 14. 15 Tällöin välipiirijännite 25 alkaa laskea. Vertailija 40 vertaa väiipiirijännitettä jännitteen toiseen raja-arvoon 39 (U2), joka voi olla vaikkapa 650 volttia. Välipiirijännitteen laskettua toisen raja-arvon 39 alapuolelle vertailija käskee suuntaaja-ohjausta lopettamaan välipiiritehon suuntaajan 7 tehonsyötön.

• · · • · · • m

Kuristimen 11, 20 virtaohjeen amplitudi määrätään vertaamalla taajuusmuutta- • · ;·.**. 20 jän välipiirijännitteen ohjearvoa 30 mitattuun välipiirijännitteeseen 25 jännitesää- täjällä 31. Välipiirijännitteen ohjearvo voi olla vaikkapa 650 volttia. Virtaohjeen ·· amplitudi kasvaa verrannollisena välipiirijännitteen ohje- ja oloarvojen eroon, f Kuristimen mitattua virtaa 26 pyritään asettelemaan virtaohjeen 29 mukaiseksi virtasaätäjässä 33 siten, että virtasäätäjän avulla ohjataan modulaattoria 35, !*·”.* 25 jonka avulla muodostetaan vaihtokytkimen 10 kytkentäohje. Modulaattorina toi- :,..i mii pulssinleveysmodulaattori, jolloin vaihtokytkimen ohjauspulssin leveyttä muutetaan virtasäätäjän ulostulon mukaisesti.

• * . * Eräässä toisessa suuntaajaohjauksessa 29 ei ole lainkaan jännitesäätäjää 31, *· *** vaan virtaohjeen 29 amplitudi on vakio. Tällöin suuntaajaohjauksen käynnistet- • · 11 tyä tehonsyötön välipiiritehon suuntaajalla 7 välipiiristä 4, 5 syötettävälle kuormalle 14, kuorman virta on virtaohjeen 29 mukaisesti amplitudiltaan vakio.

Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten 5 määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

* • · · • · · ··· • t · · • · · • · • •e • · 1 • « « ·«· • 1 • · ·· • · • ·1 ··· • · • · ··· ·· • · · • · 1 ··· • · • 1 ··· • • · · • 2 ♦ · • · ·· • · • ·· 1911« 2 • 1

Claims (10)

1. Kuljetusjärjestelmän tehonohjaus (1), joka tehonohjaus käsittää sähkö-moottorin (2) kuljetuslaitteiston liikuttamiseksi sekä moottorin tehonsyöt-tölaitteen (3), joka käsittää välipiirin (4, 5) ja joka moottorin tehonsyöttö-5 laite (3) on sovitettu teholähteen (6) ja sähkömoottorin (2) välille, ja joka tehonohjaus (1) edelleen käsittää välipiiritehon suuntaajan (7), joka väli-piiritehon suuntaaja on sovitettu moottorin tehonsyöttölaitteen välipiirin (4, 5) sekä syötettävän kuorman (14) välille, tunnettu siitä, että välipiiritehon suuntaaja (7) muodostuu kuristimesta (11), vaihtokytkimestä (10), 10 ainakin kahdesta keskenään sarjaankytketystä kondensaattorista (17), sekä suuntaajaohjauksesta (29); ja että kondensaattoreiden (17) sarjaankytkentä on liitetty vaihtokytkimen (10) rinnalle; ja että syötettävä kuorma (14) on liitetty välipiiritehon suuntaajaan (7) en-15 simmäisestä ja toisesta liitäntäpisteestään siten, että välipiiritehon suuntaajan kuristin (11) on sovitettu välipiiritehon suuntaajan vaihtokytkimen ulostulon (16) sekä syötettävän kuorman (14) ensimmäisen liitäntäpisteen välille, ·· · • · v ja syötettävän kuorman (14) toinen liitäntäpiste on liitetty mainittujen kon- • · · v : 20 densaattoreiden (17) väliin (18).

• · · • · • · ··· ·*·,. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tehonohjaus, tunnettu siitä, että välipiiritehon suuntaaja (7) on ohjattavissa kytketyn kuorman (14) mukai- ··· sesti. • · • · · • · ·

3. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjaus, tun- • · 25 nettu siitä, että syötettävä kuorma (14) käsittää tehovastuksen.

• · *:·*: 4. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjaus, tun- nettu siitä, että syötettävä kuorma (14) käsittää kuljetusjärjestelmän • sähköistyksen tehonsyötön.

5. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjaus, tunnettu siitä, että välipiiritehon suuntaaja on sovitettu syöttämään tehoa moottorin tehonsyöttölaitteen välipiiristä (4,5) sähköverkon vaiheeseen.

6. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjaus, tun- 5 nettu siitä, että välipiiritehon suuntaajan (7) positiivinen (36) ja negatiivi nen (37) vaihtokosketin ovat ohjattavissa johtavaan tilaan samanaikaisesti moottorin (2) dynaamiseksi jarruttamiseksi.

7. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjaus, tunnettu siitä, että välipiiritehon suuntaaja (7) käsittää kuormalle (14) syö- 10 tettävän tehon määrityksen

8. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen tehonohjaus, tunnettu siitä, että välipiiritehon suuntaaja (7) käsittää kuorman virran mittauksen (26), ja että kuorman tila on arvioitu mitatun virran perusteella.

9. Menetelmä kuljetusjärjestelmän tehon ohjaamiseksi, jossa menetelmäs- 15 sä: , t.t - sovitetaan moottorin tehonsyöttölaite (3) teholähteen (6) ja • · » sähkömoottorin (2) välille • · · • · ·»· • · · *^t* - sovitetaan välipiiritehon suuntaaja (7) moottorin tehonsyöttö- • · ];··* laitteen välipiirin (4,5) sekä syötettävän kuorman (14) välille • * • ·* : *': 20 tunnettu siitä, että: - muodostetaan välipiiritehon suuntaaja (7) kuristimesta (11), • · * • · .···. vaihtokytkimestä (10), ainakin kahdesta keskenään sarjaan- ··· # kytketystä kondensaattorista (17), sekä suuntaajaohjaukses- ta (2Q) • · :T: 25 - liitetään kondensaattoreiden (17) sarjaankytkentä vaihtokyt- ·:·*: kimen (10) rinnalle liitetään syötettävä kuorma (14) välipiiritehon suuntaajaan (7) ensimmäisestä ja toisesta liitäntäpisteestään, jolloin sovitetaan kuristin (11) syötettävän kuorman (14) ensimmäisen liitäntäpisteen ja välipiiritehon suuntaajan vaihtokytkimen 5 ulostulon (16) välille ja liitetään syötettävän kuorman (14) toinen liitäntäpiste mainittujen kondensaattoreiden (17) väliin (18)

10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: mitataan välipiirijännitettä (25) 10. käynnistetään tehonsyöttö väli piiristä (4,5) syötettävälle kuormalle (14) välipiirijännitteen ylitettyä jännitteen raja-arvon (38) pysäytetään tehonsyöttö välipiiristä (4,5) syötettävälle kuormalle (14) välipiirijännitteen alitettua jännitteen raja-arvon 15 (39) • · · • · · ··* • · • · a a a a a · a·· aa· • a a • aa# a a • a • aa aa • a a aa a a a a a # • a • •a a a a · a a a a a a taa • a a a a · a a a • a a a a • aa· • a · • a a • a a a