FI122305B - Taajuusmuuttaja - Google Patents

Description

Taajuusmuuttaja

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy itsenäisen patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen taajuusmuuttajaan.

5 Nykyaikaiset taajuusmuuttajat soveltuvat monentyyppisten kuormien syöttämiseen. Ongelmana on kuitenkin se, että useantyyppisten kuormien syöttämiseen soveltuvien taajuusmuuttajien käyttöliittymät ovat monimutkaisia, jolloin kulloisenkin kuorman huomioonottavien ohjauskäskyjen syöttäminen vaatii huomattavaa asiantuntemusta, minkä lisäksi yksinkertaistenkin ohjaus-10 käskyjen syöttäminen on monesti asiantuntijallekin aikaa vievä toimenpide.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on kehittää taajuusmuuttaja, jolla yllä mainittu ongelma saadaan ratkaistua. Keksinnön tavoite saavutetaan taajuusmuuttajalla, jolle on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisessä patenttivaatimukses-15 sa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Keksintö perustuu siihen, että taajuusmuuttajan ohjainvälineisiin on ennalta tallennettu useita kuormatyyppejä ja ohjausvasteluettelo, joka määrittelee kutakin kuormatyyppiä kohti tavan jolla ohjainvälineet ohjaavat taajuus-20 muuttajavälineitä vasteena kuhunkin ohjauskäskyyn, ohjausvasteluettelon sisällön ollessa erilainen eri kuormatyypeille, ja ohjausvasteluettelon määritellessä kutakin kuormatyyppiä kohti ohjainvälineiden vasteen käynnistyskäskyyn ja sammutuskäskyyn.

-r- Keksinnön mukaisen taajuusmuuttajan etuna on se, ettei käyttäjän ^ 25 tarvitse olla perehtynyt erityyppisten kuormien vaatimiin erilaisiin ohjaustapojen hin. Lisäksi keksinnön mukainen taajuusmuuttaja voidaan varustaa hyvin yk- sinkertaisella käyttöliittymällä, koska käyttöliittymästä tarvitsee voida valita ai-noastaan haluttu ohjauskäsky, kuten esimerkiksi käynnistys, pysäytys tai ^ suunnanvaihto, ja ohjainvälineet osaavat automaattisesti ohjata taajuusmuutta- 30 javälineitä valitun kuormatyypin vaatimalla tavalla ohjausvasteluettelon perus-lo teella.

05 o Keksinnön eräässä suoritusmuodossa taajuusmuuttajan kuorma- tyyppi on valittu jo taajuusmuuttajan valmistuksen tai käyttöönoton yhteydessä, jolloin kukin taajuusmuuttaja on sovitettu syöttämään tiettyä ennalta valittua 35 kuormaa. Tämän suoritusmuodon mukaiset, eri kuormatyypeille tarkoitetut taa- 2 juusmuuttajat voidaan helposti valmistaa samalla tuotantolinjalla, koska niiden kaikki komponentit ovat identtisiä. Kuormatyypin valinnan jälkeen taajuusmuuttajan koteloon voidaan liimata tarra, joka kertoo taajuusmuuttajan olevan esimerkiksi pumpputaajuusmuuttaja tai puhallintaajuusmuuttaja.

5 Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joista:

Kuviot 1 ja 2 esittävät erillisellä käyttöliittymäyksiköllä varustettua taajuusmuuttajaa; 10 Kuvio 3 esittää kiinteällä käyttöliittymäyksiköllä varustettua taajuus- muuttajaa; ja

Kuviot 4A ja 4B esittävät erään suoritusmuodon mukaista erillistä käyttö I i i tty m äy ks i kköä.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 15 Kuviossa 1 esitettävä taajuusmuuttaja käsittää kotelon 2, koteloon asennetut taajuusmuuttajavälineet 4, ohjainvälineet 6 taajuusmuuttajavälinei-den 4 ohjaamiseksi, ja käyttö I i i tty m ä vä I i n eet 8 ohjauskäskyjen välittämiseksi käyttäjältä ohjainvälineille 6. Taajuusmuuttajavälineet 4 on sovitettu sähkön taajuuden muuttamiseksi. Taajuusmuuttajavälineet 4 käsittävät sisääntulolii-20 tännän sisääntulotaajuuden omaavan sähkötehon syöttämiseksi sisään taa-juusmuuttajavälineisiin 4, ja ulostuloliitännän ulostulotaajuisen sähkötehon syöttämiseksi ulos taajuusmuuttajavälineistä 4.

Ohjainvälineisiin 6 on ennalta tallennettu useita kuormatyyppejä ja ohjausvasteluettelo. Kuormatyypeistä voidaan käyttöön valita yksi kerrallaan, o 25 Ohjausvasteluettelo määrittelee kutakin kuormatyyppiä kohti ohjainvälineiden 6 σ> vasteen käyttöliittymävälineiltä 8 tuleviin eri ohjauskäskyihin, eli tavan jolla oh-

O

jainvälineet 6 ohjaavat taajuusmuuttajavälineitä 4 vasteena kuhunkin ohjaus-^ käskyyn. Ohjausvasteluettelon sisältö on erilainen eri kuormatyypeille, jolloin £ taajuusmuuttaja reagoi ohjauskäskyihin eri tavoin riippuen siitä, mikä kuorma- 30 tyyppi on valittuna.

S Ohjainvälineisiin 6 ennalta tallennetut kuormatyypit käsittävät pum- § pun, puhaltimen, kastelujärjestelmän, betonimyllyn, halkokoneen ja sirkkelin.

CM

Ohjainvälineet 6 on sovitettu ohjaamaan taajuusmuuttajavälineitä 4 tavalla, joka on optimaalinen valitun kuormatyypin sähkönsyötölle. Kun kuormatyypiksi 35 on esimerkiksi valittu puhallin, on ohjainvälineet 6 sovitettu ohjaamaan taa- 3 juusmuuttajavälineitä 4 tavalla, joka on optimaalinen puhaltimen sähkönsyötöl- le.

Vaihtoehtoisissa suoritusmuodoissa ohjainvälineisiin ennalta tallennettujen kuormatyyppien lukumäärä voi olla erilainen kuin edellä kuvatussa 5 esimerkissä. Lisäksi ohjainvälineisiin voi olla tallennettu ennalta myös muita kuormatyyppejä, kuin mitä edellä on lueteltu. Tallennettujen kuormatyyppien lista voi käsittää yhden tai useamman edellä mainituista kuormatyypeistä, ja/tai yhden tai useamman muun kuormatyypin.

Ohjausvasteluettelo määrittelee kutakin kuormatyyppiä kohti ohjain-10 välineiden 6 vasteen kuhunkin ohjauskäskyyn kuten käynnistyskäskyyn, sam-mutuskäskyyn, suunnanvaihtokäskyyn ja askelluskäskyyn. Ohjausvasteluette-lon laadinnassa on huomioitu kunkin kuormatyypin erityisominaisuudet.

Ohjainvälineet 6 on sovitettu vasteena käynnistyskäskylle tutkimaan kuorman tilaa, ja aloittamaan taajuuden noston vasta, kun ohjainvälineet 6 ha-15 vaitsevat taajuusmuuttajavälineisiin 4 kytketyn moottorin 18. Taajuusmuuttajan käynnistymisen ehtona on siis se, että taajuusmuuttajavälineisiin 4 on liitetty moottorikaapelin 12 välityksellä moottori 18.

Tietyissä suoritusmuodoissa ohjausvasteluettelo voi sisältää erikseen käskyt hitaalle ja nopealle käynnistykselle, hitaalle ja nopealle suunnan-20 vaihdolle, hitaalle ja nopealle askellukselle, ja niin edelleen. Jotta taajuusmuuttajan käyttäjä voisi hyödyntää kaikkia ohjausvasteluettelosta löytyviä toimintoja, täytyy käyttöliittymävälineiden tukea kyseisiä toimintoja. Mikäli taajuusmuut-tajatuotesarjan jonkin jäsenen käyttöliittymä halutaan pitää äärimmäisen yksinkertaisena, voidaan käyttöliittymä toki suunnitella sellaiseksi, että se tukee vain 25 perustoimintoja, vaikka ohjainvälineet muilta osin tukisivat myös lisätoimintoja. ^ Kuvioissa 1 ja 2 esitettävän taajuusmuuttajan käyttöliittymävälineet ° 8 käsittävät erillisen käyttöliittymäyksikön 82, joka on siirrettävä koteloon 2 g nähden. Erillinen käyttöliittymäyksikkö 82 on sovitettu liitettäväksi induktiivisella cd kytkennällä taajuusmuuttajan kaapeliin ohjauskäskyjen lähettämiseksi erillises- x 30 tä käyttöliittymäyksiköstä 82 ohjainvälineille 6 kyseisen kaapelin kautta. Kuvi- cc ossa 1 erillinen käyttöliittymäyksikkö 82 on kytketty induktiivisella kytkennällä a> taajuusmuuttajan syöttökaapeliin 10, joka on sovitettu siirtämään sähkötehoa ^ syöttävän sähköverkon 16 ja taajuusmuuttajavälineiden 4 välillä. Kuviossa 2 o g erillinen käyttöliittymäyksikkö 82 on kytketty induktiivisella kytkennällä taa- 35 juusmuuttajan moottorikaapeliin 12, joka on sovitettu siirtämään sähkötehoa taajuusmuuttajavälineiden 4 ja moottorin 18 välillä.

4

Kuvio 3 esittää kiinteällä käyttöliittymäyksiköllä 83’ varustettua taajuusmuuttajaa. Kiinteä käyttöliittymäyksikkö 83’ on asennettu taajuusmuuttajan koteloon 2’.

Sekä erillinen käyttöliittymäyksikkö että kiinteä käyttöliittymäyksikkö 5 voi käsittää yhden tai useampia käyttökytkimiä, joita painamalla käyttäjä voi antaa ohjauskäskyjä taajuusmuuttajalle. Käyttöliittymäyksikkö voi lisäksi käsittää näytön niissä suoritusmuodoissa, joissa käyttöliittymän ei tarvitse olla rakenteeltaan äärimmäisen yksinkertainen ja kestävä. Näyttö voi olla kosketusnäyttö, jolloin yksi tai useampi käyttökytkin voi olla toteutettu kosketusnäytöllä. 10 Kuviot 4A ja 4B esittävät erään suoritusmuodon mukaista erillistä käyttöliittymäyksikköä 82”, joka on sovitettu liitettäväksi induktiivisella kytkennällä taajuusmuuttajan kaapeliin, ja ohjaamaan taajuusmuuttajavälineitä 4 ohjaussignaalien avulla. Erillinen käyttöliittymäyksikkö 82” käsittää signaaliliitän-tävälineen 14”, joka on sovitettu kuljettamaan ohjaussignaalit erillisestä käyttö-15 liittymävälineestä 82” taajuusmuuttajan kaapeliin. Signaaliliitäntäväline 14” sisältää avattavan induktiosilmukan, jolla on avoin asento ja suljettu asento, avoimen asennon ollessa sovitettu avattavan induktiosilmukan asettamiseksi taajuusmuuttajan kaapelin ympärille, ja suljetun asennon ollessa sovitettu ohjaussignaalien syöttämiseksi avattavan induktiosilmukan sisällä olevaan taa-20 juusmuuttajan kaapeliin. Kuviossa 4A signaaliliitäntävälineen 14” avattava in-duktiosilmukka on avoimessa asennossa, ja kuviossa 4B avattava induktiosil-mukka on suljetussa asennossa.

Erillinen käyttöliittymäyksikkö 82” käsittää käyttöelimen 42”, jota painamalla käyttäjä voi avata avattavan induktiosilmukan leuat 141” ja 142”.

25 Kuviossa 4A avattavan induktiosilmukan leuat 141” ja 142” ovat avoimessa ^ asennossa, jossa leukojen 141” ja 142” kärkien etäisyys on olennaisesti suu- ™ rempi kuin syöttökaapelin 10” halkaisija. Kuviossa 4B avattavan induktiosilmu- § kan leuat 141” ja 142” ovat suljetussa asennossaan, ja syöttökaapeli 10” on co leukojen 141” ja 142” muodostaman induktiosilmukan sisällä mahdollistaen x 30 ohjaussignaalien syöttämisen induktiivisesti syöttökaapeliin 10”.

“ Keksinnön mukainen taajuusmuuttaja voi olla sovitettu liitettäväksi to suoraan pistorasiaan, jolloin pistotulppa on integroitu taajuusmuuttajan kote- 55 loon. Vaihtoehtoisesti pistorasian ja taajuusmuuttajan kotelon välillä voi olla o o syöttökaapeli. Sekä syöttökaapeli että moottorikaapeli voi olla joko kiinteästi 35 koteloon liitetty kaapeli tai irrotettavissa oleva kaapeli.

5

Keksinnön eräässä suoritusmuodossa taajuusmuuttajan suojaus-luokka on korkea, vähintään IP66. Tällainen korkean suojausluokan omaava taajuusmuuttaja voidaan sovittaa siirrettäväksi taajuusmuuttajaksi, jota voidaan käyttää esimerkiksi rakennustyömailla likaisissa ja kosteissa olosuhteissa.

5 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaisen taajuusmuuttajan kuormatyyppi on ennalta valittu taajuusmuuttajan valmistuksen tai käyttöönoton yhteydessä siten, että käyttäjä ei voi muuttaa kuormatyyppiä käyttöliitty-mävälineillä. Tämän suoritusmuodon mukainen taajuusmuuttaja on siis sovitettu syöttämään koko käyttöikänsä samantyyppistä kuormaa. Kuormatyyppi on 10 merkittynä esimerkiksi taajuusmuuttajan koteloon, jolloin taajuusmuuttajaa käyttävä henkilö voi helposti todeta minkä tyyppisen kuorman syöttämiseen taajuusmuuttaja on optimoitu. Keksinnön eräässä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa käyttöliittymävälineet mahdollistavat kuormatyypin vaihdon.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että keksinnön perusajatus voidaan 15 toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

δ

CVJ

CD

O

CD

X

cc

CL

CM

00

CD

LO

CD

O

O

CM

Claims (7)

1. Taajuusmuuttaja, joka käsittää kotelon (2), koteloon (2) asennetut taajuusmuuttajavälineet (4), ohjainvälineet (6) taajuusmuuttajavälineiden (4) ohjaamiseksi, ja käyttöliittymävälineet (8) ohjauskäskyjen välittämiseksi käyttä- 5 jäitä ohjainvälineille (6), jossa ohjainvälineisiin (6) on ennalta tallennettu useita kuormatyyppejä, joista käyttöön voidaan valita yksi kerrallaan, ja ohjausvaste-luettelo, joka määrittelee kutakin kuormatyyppiä kohti ohjainvälineiden (6) vasteen käyttöliittymävälineiltä (8) tuleviin eri ohjauskäskyihin, eli tavan jolla ohjainvälineet (6) ohjaavat taajuusmuuttajavälineitä (4) vasteena kuhunkin ohja- 10 uskäskyyn, ohjausvasteluettelon sisällön ollessa erilainen eri kuormatyypeille, tunnettu siitä, että ohjausvasteluettelo määrittelee kutakin kuormatyyppiä kohti ohjainvälineiden (6) vasteen käynnistyskäskyyn ja sammutuskäskyyn.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen taajuusmuuttaja, tunnettu siitä, että ohjausvasteluettelo lisäksi määrittelee kutakin kuormatyyppiä kohti 15 ohjainvälineiden (6) vasteen suunnanvaihtokäskyyn ja/tai askelluskäskyyn.

3. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen taajuusmuuttaja, tunnettu siitä, että ohjainvälineisiin (6) ennalta tallennetut kuormatyypit käsittävät yhden tai useampia seuraavista: pumppu, puhallin, kastelujärjestelmä, betonimylly, halkokone, sirkkeli.

4. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen taajuusmuuttaja, tunnettu siitä, että taajuusmuuttajan ohjainvälineet (6) on sovitettu vasteena käynnistyskäskylle tutkimaan kuorman tilaa, ja aloittamaan taajuuden noston vasta, kun ohjainvälineet (6) havaitsevat taajuusmuuttajavälineisiin (4) kytketyn moottorin (18).

5. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen taajuusmuuttaja, ^ tunnettu siitä, että kuormatyyppi on ennalta valittu taajuusmuuttajan vai- O ^ mistuksen tai käyttöönoton yhteydessä siten, että käyttäjä ei voi muuttaa o kuormatyyppiä käyttöliittymävälineillä (8).

^ 6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen taajuusmuuttaja, g 30 tunnettu siitä, että käyttöliittymävälineet käsittävät erillisen käyttöliitty- mäyksikön (82, 82”), joka on siirrettävä koteloon (2) nähden, ja joka erillinen C\1 § käyttöliittymäyksikkö (82, 82”) on sovitettu kytkettäväksi induktiivisella kytkenet nällä taajuusmuuttajan syöttökaapeliin (10, 10”) tai moottorikaapeliin (12) oh- c3 jauskäskyjen lähettämiseksi ohjainvälineille (6) syöttökaapelin (10, 10”) tai 35 moottorikaapelin (12) kautta.

7. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen mukainen taajuusmuuttaja, tunnettu siitä, että taajuusmuuttajan suojausluokka on vähintään IP66. δ (M i O) o CD X en CL (M 00 O) m σ> o o (M