FI120810B - Taajuusmuuttaja - Google Patents

Description

Taajuusmuuttaja

Keksinnön ala Tämä keksintö koskee taajuusmuuttajaa, ja erityisesti ratkaisua, jolla käyttäjä voi ohjata taajuusmuuttajan toimintaa.

5 Tekniikan tason kuvaus

Ennestään tunnetaan ratkaisuja, joissa taajuusmuuttaja on varustettu paneelilla, jonka näppäimiä hyödyntämällä käyttäjä voi ohjata taajuusmuuttajan sähkönsyöttöä. Tyypillisesti näppäinten välityksellä syötetään parametreja tai makroja taajuusmuuttajan ohjaimen muistiin. Käytön aikana taajuusmuut-10 tajan ohjain ohjaa sähkönsyöttöä näiden parametrien mukaisesti.

Edellä mainitun tunnetun ratkaisun heikkous on huono käyttäjäystävällisyys. Taajuusmuuttajan parametrien ohjelmointi näppäimistön avulla on hankala ja hidas prosessi, varsinkin jos kyseessä on taajuusmuuttaja, jonka sähkönsyöttöä joudutaan muuttamaan usein.

15 Keksinnön yhteenveto Tämän keksinnön tarkoitus on ratkaista edellä selostettu ongelma ja . tarjota käyttöön ratkaisu, jonka ansiosta käyttäjä voi entistä yksinkertaisemmin • · · *·**,1 ja nopeammin vaikuttaa taajuusmuuttajan sähkönsyötön ohjaukseen. Tämä • : päämäärä saavutetaan itsenäisen patenttivaatimuksen 1 mukaisella taajuus- : 1·· 20 muuttajalla.

• · :.· · Keksinnössä hyödynnetään kiintyvyysanturin sisältävää ohjainsau- vaa, joka ohjausjakson aikana tuottaa taajuusmuuttajan ohjaimelle ohjaussig- naaleja, joita taajuusmuuttajan ohjain hyödyntää sähkönsyötön ohjauksessa.

Ohjainsauva tarjoaa käyttäjälle mahdollisuuden vaikuttaa sähkönsyöttöön ot- 25 tamalla ohjainsauva käteen ja liikuttamalla sitä sellaisilla kädenliikkeillä, jotka .1··. kuvaavat käyttäjän haluamia toimintoja. Käyttäjä pystyy siten hyvin nopeasti ja • · " tehokkaasti osoittamaan taajuusmuuttajalle millä tavoin sähkönsyöttöä tulisi • φ ohjata.

Keksinnön mukaisen taajuusmuuttajan edulliset suoritusmuodot . !·. 30 ilmenevät oheisista epäitsenäisistä patenttivaatimuksista.

* · · «· · · 2

Kuvioiden lyhyt kuvaus

Keksintöä selostetaan seuraavassa esimerkinomaisesti lähemmin viittaamalla oheisiin kuvioihin, joista: kuvio 1 havainnollistaa taajuusmuuttajan ensimmäistä suoritusmuo- 5 toa, ja kuvio 2 havainnollistaa taajuusmuuttajan toista suoritusmuotoa.

Ainakin yhden suoritusmuodon kuvaus

Kuvio 1 havainnollistaa taajuusmuuttajan ensimmäistä suoritusmuotoa.

10 Kuvion 1 taajuusmuuttaja käsittää sähkönsyöttölaitteita 1, jotka oh jaimen 2 ohjaamina syöttävät sähköä sähkömoottorille 3. Sähkönsyöttölaittei-siin 2 voi tekniikan tason mukaisesti sisältyä esimerkiksi tasasuuntaaja, välipiiri tasasuuntaajan antaman sykkivän tasajännitteen suodattamiseksi alipääs-tösuodattimella tai muuttamiseksi tasavirraksi tasoituskuristimella, ja vaih- 15 tosuuntaaja, joka muodostaa välipiirin tasasähköstä halutun taajuista vaih-tosähköä.

Ohjaimeen kuuluu kuvion 1 esimerkissä muisti 4 ja prosessori 5, joka muistiin 4 tallennettujen tietojen perusteella ohjaa sähkönsyöttölaitteita 1.

: Kuviossa 1 on esitetty, että taajuusmuuttajaan kuuluu myös käyttö- ·»» 20 paneeli, jossa on näyttö 6 ja näppäimistö 7. Tämä käyttöpaneeli ei kuitenkaan :·. ole välttämätön kaikissa suoritusmuodoissa. Tekniikan tason mukaisissa rat- * · | kaisuissa tällaista käyttöpaneelia voidaan hyödyntää taajuusmuuttajan toimin- * taan vaikuttavien parametrien syöttämiseksi ohjaimen 2 muistiin.

Kuvion 1 taajuusmuuttajaan on järjestetty vastaanotin 8 joka langat- • · *···* 25 toman yhteyden 8 välityksellä vastaanottaa ohjaussignaaleja ohjainsauvan 9 lähettimeltä 10. Kyseessä voi olla esimerkiksi radiotaajuisia signaaleja hyödyn- • · · v ; tävästä lähettimestä ja vastaanottimesta. Vastaanottimen 8 ei välttämättä tar- vitse sijaita itse ohjaimessa kuten kuviossa 1 on esimerkinomaisesti esitetty, .·! · vaan se voi sijaita myös jossakin muussa taajuusmuuttajan osassa, josta se • · · 30 välittää vastaanottamiaan ohjaussignaaleja ohjaimelle.

. Ohjainsauva 9 käsittää kiihtyvyysanturin 11, joka rekisteröi ohjain- sauvan 9 liikkeet ja tuottaa liikkeitä kuvaavia ohjaussignaaleja. Ohjainsauvan 9 ·:·*: toimintaa ohjaa prosessori 12 muistiin 13 tallennettuja tietoja hyödyntämällä.

3

Kuvion 1 tapauksessa taajuusmuuttajan käyttäjä voi ottaa ohjain-sauvan 9 käteensä ja tietyillä ohjainsauvan liikkeillä ohjata taajuusmuuttajaa toteuttamaan sähkönsyöttö sähkömoottorille 3 käyttäjän toivomalla tavalla. Tällöin käyttäjä Hipaisee aluksi ohjausjakson asettamalla kytkimen 14 määrättyyn 5 asentoon. Tämä jälkeen käyttäjä voi esimerkiksi liikuttaa sauvaa oikealle sen osoittamiseksi, että taajuusmuuttajan tulisi ohjata sähkönsyöttöä sähkömoottorille 3 sellaisella tavalla, että laitteessa jota sähkömoottori käyttää tapahtuu liike oikealle. Vastaavasti liike vasemmalle osoittaa, että taajuusmuuttajan tulisi ohjata sähkönsyöttöä sähkömoottorille sellaisella tavalla, että laitteessa tapah-10 tuu liike vasemmalle. Mikäli kiihtyvyysanturi 11 on kolmiakselinen kiihtyvyysanturi voi käyttäjä liikuttaa ohjainsauvaa 9 mihin tahansa suuntaan siten, että oh-jainsauvalta 9 välittyy ohjaimelle 2 liikesuuntaa osoittavia ohjaussignaaleja. Esimerkiksi liikuttamalla ohjainsauvaa 2 eteen/taakse (tai ylös/alas) käyttäjä voi osoittaa taajuusmuuttajalle, että sähkönsyöttöä tulee ohjata tavalla, jolla 15 laitteessa tapahtuu muutos sen toimintanopeudessa.

Ohjaimen 2 muistiin 4 on edullisesti etukäteen tallennettu tietoja, joita hyödyntämällä ohjain kykenee tulkitsemaan sen ohjainsauvalta 9 vastaanottimen 8 välityksellä vastaanottamia ohjaussignaaleja siten, että se kykenee hyödyntämään niitä sähkömoottorin 3 sähkönsyötön ohjauksessa. Tämä • 20 ohjaussignaalien hyödyntäminen voi tapahtua ainakin neljällä vaihtoehtoisella • · * tavalla: · :·. - ohjain 2 hyödyntää ohjaussignaaleja sähkönsyötön muuttamiseksi

• M

\ reaaliaikaisesti ohjaussignaalin osoittamalla tavalla. Tällöin ohjain 2 muuttaa i:: : välittömästi sähkömoottorin 3 sähkönsyöttöä käyttäjän ohjainsauvan 9 liikkei- • · • 25 den mukaisesti.

«ia *·*·* - ohjain 2 hyödyntää ohjaussignaaleja tallentamalla ne muistiin käy tettäväksi sähkönsyötön ohjauksessa myöhempänä ajankohtana. Tällöin käyt- ··· ·'.· : täjä voi tallentaa ohjaimen muistiin esimerkiksi tietyn makron, tässä tapauk- sessa liikkeiden sarjan, jota ohjain hyödyntää myöhemmin määriteltävänä X ; 30 ajankohtana. Eräs vaihtoehto on se, että jokaisen ohjaimen vastaanottaman · · * : ohjaussignaalin jälkeen ohjain osoittaa käyttäjälle näytöllä 6 minkä ohjaussig naalin se on muistiin tallentanut. Käyttäjä voi näin ollen näyttöä 6 seuraamalla :.:V varmistaa, että muistiin tulee tallennetuiksi oikea ohjaussignaalien sekvenssi, *:**: eli liikesarja.

4 - ohjain 2 hyödyntää ohjaussignaaleja sähkönsyötön muuttamiseksi reaaliaikaisesti, jonka lisäksi se tallentaa ohjaussignaalit muistiin hyödynnettäväksi myöhempänä ajankohtana. Tällöin käyttäjä voi esimerkiksi tallentaa tietyn makron, tässä tapauksessa liikkeiden sarjan ohjaimen muistiin. Käyttäjä 5 näkee jokaisen liikkeen jälkeen, että ohjain on vastaanottanut ja tallentanut oikean ohjaussignaalin muistiin, koska ohjain 2 muuttaa jokaisen vastaanotetun ohjaussignaalin yhteydessä sähkömoottorin sähkönsyöttöä siten, että sähkömoottorin 3 käyttämässä laitteessa ilmenee käyttäjän toivoma muutos.

- ohjain 2 hyödyntää ohjaussignaaleja valikkorakenteen selaukses-10 sa ja parametrien tallentamisessa muistiin hyödynnettäväksi myöhempänä ajankohtana. Tällöin käyttäjä voi ohjainsauvan avulla selata taajuusmuuttajan näytöllä näkyviä valikkoja, siirtyä haluamaansa valikkoon, ja tässä valikossa ohjainsauvaa käyttämällä esimerkiksi näytöllä valita haluamansa parametrin syöttämisen ja tallentamisen muistiin.

15 Mikäli käyttäjä on ohjaimen avulla tallentanut edellä selostetusti makron ohjaimen 2 muistiin, voi ohjain tarjota käyttäjälle mahdollisuuden myöhemmin selata ja muuttaa tallennettua makroa paneelin näytön 6 ja näppäimistön 7 avulla. Kun tallennettu makro on käyttäjän toiveiden mukainen, voi hän esimerkiksi saattamalla kytkimen 14 vaihtoehtoiseen asentoon Hipaista muistiin : :*· 20 tallennetuista ohjaussignaaleista muodostuvan makron käyttöönoton sähkön- ··· syötön ohjauksessa.

:·. Kuvio 2 havainnollistaa taajuusmuuttajan toista suoritusmuotoa.

;... Kuvion 2 suoritusmuoto vastaa erittäin pitkälle kuvio 1 suoritusmuotoa, minkä • · · j" * vuoksi kuvion 2 suoritusmuotoa seuraavassa selostetaan ensisijaisesti tuomal- 25 la esille näiden suoritusmuotojen välisiä eroja.

***** Kuviossa 2 nähdään taajuusmuuttajan sähköasennuskaappi 20, johon on järjestetty muun muassa taajuusmuuttajan ohjain. Sähköasennus- ·«· *.* * kaapissa on tulo 28, esimerkiksi irrotettavaa paneelia varten, USB-liitin (Uni- versal Serial Bus), standardi analogia I/O liitäntä tai muu käyttöön soveltuva .*! : 30 liitin, johon kaapelin 21 välityksellä on kytketty ohjainsauva 22. Langallisen rat- kaisun vuoksi ohjainsauvassa 22 ei tarvita kuvion 1 kaltaista lähetintä. Taa- . juusmuuttaja on toisen kaapelin välityksellä kytketty sähkömoottoriin 26, joka * tässä esimerkissä käyttää esimerkiksi hihnaa 27. Kuvion taajuusmuuttaja huo-"**: lehtii näin ollen sähkömoottorin 26 sähkönsyötöstä.

5

Myös tässä suoritusmuodossa oletetaan esimerkinomaisesti, että ohjainsauvassa 22 on kolmiakselinen kiihtyvyysanturi. Ohjainsauva 22 voidaan poistaa alustasta 23, jonka jälkeen käyttäjä voi liikutella sitä kädessään vapaasti. Kytkimen 24 sekä napin 25 avulla käyttäjä voi asettaa ohjainsauvan 22 5 haluamaansa toimintatilaan.

Kytkintä 24 liikuttamalla käyttäjä voi valita eri ohjausmoodeja: 1. Tässä moodissa ohjauksen nollakohta asetetaan painamalla nappia 25 kerran nopeasti. Tämän jälkeen kallistukset sekä liikuttamiset XYZ-avaruudessa aiheuttavat ohjainsäätöjä yhdelle tai useammalle moottorille 26.

10 Tarvittaessa nollakohta voidaan lukita esimerkiksi erillisellä napilla. Ohjainsauvan 22 nollakohdaksi voidaan valita vapaasti mikä kulma tahansa.

2. Tässä moodissa ohjauksen nollakohta määräytyy aina siitä hetkestä kun nappi 25 painetaan pohjaan. Niin kauan kuin nappi 25 on pohjassa ohjauskomentoja lähetetään ohjaussignaalien muodossa taajuusmuuttajan 15 ohjausyksikölle.

Tätä tilaa voidaan myös käyttää "Strokejen” tunnistamiseen: - Kun ilmaan piirretään tietty kuvio nappi 25 pohjassa, esim. pyöräytys myötäpäivään, vaihtaa moottori 26 vastaavasti suuntaa. Edestakainen heilutus esimerkiksi pysäyttää laitteen.

: 20 - Lisäksi ohjain voi tässä tilassa tunnistaa käyttäjän ilmaan kirjoitta- mia asioita kuten numeroita. Tätä voidaan myös käyttää parametrien syöttöön :\ taajuusmuuttajan ohjaimelle, joka tallentaa syötetyt parametrit muistiin hyö- *... dynnettäväksi sähkömoottorin sähkönsyötön ohjauksessa.

• · jy * - Käyttäjä voi myös halutessaan opettaa laitteelle erilaisia omia 25 ’’strokeja".

• · *···’ 3. Tämä moodi on "ohjaustila" tai ’’opetustila”. Ohjauksen opetus alkaa esimerkiksi kun nappia 25 painetaan kerran. Tämän jälkeen ohjainsau- ··· v : van 22 logiikka tallentaa kaikki kiihtyvyysmuutokset muistiin tietyllä intervallilla.

ϊ”)ϊ Kun käyttäjä on suorittanut halutut liikkeet pysäytetään "ohjaustila" tai ’’opetus- X ; 30 tila” painamalla nappia 25 uudestaan. Tällä opetustoiminnalla voidaan nopeas- • · · ti tallentaa makroja. Tarvittaessa makrot voi saada scriptinä taajuusmuuttajan . näytölle, jolloin niitä voi hienosäätää.

4. Tässä tilassa napin 25 painalluksesta suoritetaan "ohjaustilassa" *:·*: tai ’’opetustilassa” tallennettu ohjausmakro.

6

On ymmärrettävä, että edellä oleva selitys ja siihen liittyvät kuviot on ainoastaan tarkoitettu havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Alan ammattimiehelle tulevat olemaan ilmeisiä erilaiset keksinnön variaatiot ja muunnelmat ilman että poiketaan keksinnön suojapiiristä.

• 1 · ♦ · · ··· • · 44 • · • «t 4 • · • t · • 1 · ··1 · ·· ♦ « • ·1 ··· • · • 4 ♦ ·· 444 • » · • 4 4 4 4 4 4 4 4 4 444 4 4 4 4 4 4 4 44 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 444 4 4 4

Claims (5)

1. Taajuusmuuttaja, joka käsittää: sähkönsyöttölaitteita (1) sähkön syöttämiseksi taajuusmuuttajaan 5 kytkettävälle sähkömoottorille (3, 26), ohjaimen (2), joka on konfiguroitu ohjaamaan mainittua sähkönsyöt-töä, tunnettu siitä, että taajuusmuuttaja käsittää: ohjainsauvan (9, 22) ohjaussignaalien välittämiseksi ohjaimelle (2), joka ohjainsauva (9, 22) käsittää kiihtyvyysanturin (11) ohjainsauvan (9, 22) 10 liikkeiden rekisteröimiseksi ja liikkeitä kuvaavien ohjaussignaalien tuottamiseksi, kytkimen (14, 24), jonka käyttö Hipaisee ohjausjakson, jonka aikana ohjain (2) vastaanottaa mainittuja ohjainsauvan (9, 22) tuottamia ohjaussignaaleja ja tallentaa ohjaussignaalit muistiin (4), ja 15 näytön (6) ja näppäimistön (7) mainittujen muistiin tallennettujen ohjaussignaalien selaamiseksi ja muokkaamiseksi mainittujen muokattujen ohjaussignaalien hyödyntämiseksi mainitussa sähkönsyötön ohjauksessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen taajuusmuuttaja, tunnettu :.:V siitä, että ohjain (2) hyödyntää mainittuja ohjaussignaaleja sähkönsyötön muut- *:*·: 20 tamiseksi myös reaaliaikaisesti ohjaussignaalien osoittamalla tavalla.

:*·„ 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen taajuusmuuttaja, tunnettu • ·*. siitä, että mainitulla kytkimellä (14, 24) on vaihtoehtoinen asento, jonka käyttö M» · Hipaisee muistiin (4) tallennettujen ohjaussignaalien hyödyntämisen sähkön- !···. syötön ohjauksessa. • ·

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen taajuusmuuttaja, ... tunnettu siitä, että mainittu kiihtyvyysanturi (11) on kolmiakselinen kiihty- « » « **[/ vyysanturi, joka kolmiulotteisesti rekisteröi ohjainsauvan (9, 22) liikkeet.

*·*·* 5. Jonkin patenttivaatimuksen 1 - 4 mukainen taajuusmuuttaja, tunnettu siitä, että ohjainsauva (9) käsittää lähettimen (10), joka langat- ····· 30 toman yhteyden välityksellä lähettää ohjaussignaaleja ohjaimen (2) yhteyteen ·. järjestetylle vastaanottimet (8). » · · t « · ··· • ·