FI65512C - Foerfarande och anordning foer oevervakning av stroemdata vid tyristorstyrt likstroemsbruk - Google Patents

Description

6551 2

MENETELMÄ JA LAITE VIRTATIEOON VALVOMISEKSI TYRISTORIOHJATUSSA TASAVIRTAKÄYTÖSSÄ - FÖRFARANOE OCH ANORDNING FÖR ÖVERVAKNING AV STRöMDATA VID TYRISTORSTYRT LIKSTRÖMSBRUK

Tämä keksintö kohdistuu menetelmään virtatiedon valvomiseksi ty-ristoriohjatussa tasavirtahissikäytössä, jonka käyttöjärjestelmään kuuluu kaksi tyris tori siltaa, jotka muuttavat vaihtovirran tasavirraksi käyttömoottoria varten, ja virranmittausyksikkö.

Hissi voi olla virrattomassa tilassa joko silloin, kun käyttöjärjestelmässä on jokin vika tai silloin, kun kuormitus aiheuttaa normaalin hetkellisen virrattoman tilan. Näiden tilojen erottaminen toisistaan on hankalaa. Tämä aiheuttaa ylimääräisiä vaaratilanteita hissin käyttäjille ja myös erikoisesti hissin huolto- ja korjaus-henkilöille. Niinpä eräiden maiden hissimääräykset jopa vaativat tasavirtapiirin valvomista. Virran valvonta on kuitenkin yleensä ollut edellä mainitusta syystä vaikea järjestää, koska ei voida seurata saako käyttömoottori virtaa vai ei. Puo1ijoh teiden kehityttyä korvaamaan aikaisempia laitteita on uusia tarpeita ilmaantunut virran valvontajärjestelmissä. Tyristorit ovat korvanneet yhä useammin pyörivät virtamuuttajat edullisuutensa takia. Tyri s tori käyttöjen hyötysuhde on huomattavasti parempi, joten käyttökustannukset ovat paremmat. Samoin valmistuskustannukset pienenevät pyöriviin muuttajiin nähden. Mutta joitakin uusia haittojakin on tällöin ilmennyt käyttöjärjestelmissä. Normaalissa hissikäytössä tapahtuu usein, että tavanomainen tilanne, jossa käyttömoottori liikuttaa hissikoria ja siis tarvitsee virtaa, muuttuukin niin, että hissin kuorman, ajosuunnan ja ajonopeuden vaikutuksesta alkaakin hissikori "vetää” käyttömoot-toria. Tällöin käyttömoottori toimii generaattorina ja syöttää virtaa verkkoon sen sijaan, että se ottaisi sitä verkosta. Tässä tilanteessa vaihtuu virran suunta ja käyttöjärjestelmien luonteesta johtuen jää järjestelmä vai htohetke1lä hetkeksi täysin virrattomaan tilaan. Virrattoman tilan kestoaika vaihtelee, eikä sitä ole pystytty tunnetulla tekniikalla tarkoin määrittelemään. Virran mittausta ei ole voitu tyydyttävällä tavalla soveltaa, sillä hätäpysäytyksiä tapahtuisi aivan liian useasti ja aiheettomasti silloin, kun virta vaihtaa järjestelmässä suuntaansa.

Eräässä tunnetussa menetelmässä on virtapiiriin kytketty sulake tyristorisiltojen ja käyttömoottorin väliin. Tätä sulaketta valvo- 2 6551 2 taan optoisolaattorin avulla siten, että sulakkeen mentyä rikki antaa optoisalaattori tiedon, että virransaanti moottorille on katkennut. Tämän tiedon perusteella suoritetaan hätäpysäytys. Järjestelmän haittana on se, että pystytään valvomaan vain sulakkeen rikkoontumisen aiheuttamaa virtahäiriötä. Jos virta katkeaa jostakin muusta syystä, ei järjestelmä tunne sitä valvontatarkoitusta silmällä pitäen.

Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat sekä aikaansaada virran valvontajärjestely, joka on luotettava ja halpa sekä täyttää eri maiden hissimääräykset näiltä osin. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että virtasäätäjän avulla saatetaan käyttöjärjestelmä toimimaan kahdessa eri toimintamuodossa siten, että järjestelmän lähestyessä virratonta tilaa, muuttuu normaa 1ito imi ntamuoto värähteleväksi toimintamuodoksi, jossa sillat ovat vuorotellen tietyn jakson auki ja että normaalitilassa olevan käyttöjärjes telmänvaivonnan lisäksi valvotaan tasavirtapiiriä myös nollavirtatilanteessa siten, että virran oloarvotiedosta muodostetaan virtaindjkaattoritietof jota hidastetaan niin, että värähtelevän toimintamuodon lyhyiden virrattomien verkkojakso-jen aikana ei hidastettu virtaindikaattori tieto ehdi vaihtaa merkkiään. Menetelmän etuna on se, että se on helposti saatettavis sa toimimaan ja näin ollen luotettava ja halpa. Lisäksi etuna on se, että näin menetellen voidaan valvoa minkä tahansa syyn aiheuttama virtakatkos ja suorittaa siten oikeat toimenpiteet.

Erään edullisen sove1lutusmuodon mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että sähkökatkon sattuessa muuttuu hidastettu virtaindi-kaattoritieto positiivisesta negatiiviseksi tai päinvastoin ja suoritetaan hätäpysäytys. Etuna on valvontajärjestelmän yksinkertaisuus.

Keksintö kohdistuu myös laitteeseen menetelmän mukaisen valvonta-järjestelyn toteuttamiseksi. Laitteeseen kuuluu operaattorivahvistin virtaindikaattoritiedon aikaansaamiseksi. Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, että virtasäätäjän avulla saatetaan käyttöjärjestelmä toimimaan kahdessa eri toimintamuodossa siten, että järjestelmän lähestyessä virratonta tilaa muuttuu normaalitoimin-tamuoto värähteleväksi toimintamuodoksi, jossa sillat ovat vuorotellen 3 6551 2 tietyn jakson auki ja että virtasäätäjään on yhdistetty operaattorivahvistin, jonka lähtötietoa eli virtaindi- kaattoritietoa hidastetaan hidastuspiiri1lä, jonka jälkeen hidastettu virtaindikaattoritieto menee hätä- pysäytyspiiri1le, joka aikaansaa hätäpysaytyksen tarpeen vaati essa.

Keksinnön mukaiselle laitteelle on myöskin tunnusomaista se, että hidastuspiiri muodostuu operaattorivahvistimeen kytketystä diodista ja tämän sekä maadoituksen väliin rinnan ky t ke tyi s tä.vc s t u kses t a ja kondensaattorista sekä hidas tuspiirin ja hätäpysaytyspiirin väliin kytketystä vastuksesta. Tämän tapainen hidastuspiiri ηΠ yksinkertainen ja käyttövarma.

Seuraavassa selostetaan keksintöä tarkemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuvio 1 esittää staattisen virtamuuttajan teho-osan oleelliset komponentit sekä teho-osaan liittyvän hätäpysäytyspiirin, kuvio 2 esittää tavanmukaisen tyristorisilloilla toimivan virta-muuttajan antamaa virtakäyrää, kuvio 3 esittää keksinnön mukaisen virtamuuttajan virtakäyrää, kuvio 4 esittää virtaindikaattorikäyrää keksinnön mukaisessa laitteistossa, kuvio 5 esittää hidastettua virtaindikaattorikäyrää samassa laitteistossa ja kuvio 6 esittää virtaindikaattorikäyrää tilanteessa, jossa suoritetaa katkoviivan kohdalla hätäpysäytys.

Kuviossa 1 näkyvät staattisen muuttajan teho-osan oleelliset komponentit sekä teho-osaan liittyvä virtasäätäjä 39 ja sytytinyksikkö 40, jotka on selvyyden vuoksi esitetty vain lohkokaavioina. Virtasää-täjän ja sytytinyksikön rakenne h tn ja toimintaa on yksityiskohta!- 4 6551 2 semmin käsitelty saman hakijan suomalaisessa patenttihakemuksessa 794075 . Teho-osassa on kaksi tyristorisi 1 taa, joista ensimmäinen tyristorisilta 13 sisältää tyristorit 1-6 jo toinen tyristorisi1 ta 14 sisältää tyristorit 7-12. Lisäksi teho-osaan kuuluu virranmittaus-yksikkö, joka sisältää vi rtamuun taj at 17-19, diodit 20-22 ja vastuksen 23. Maadoitusta varten on liitin 24. Vielä lisäksi teho-osaan kuuluu tasavirtamoottori 15 ja sen magnetoimiskäämi 16. Virtasäätä-jään 39 tulee virran oloarvotieto V ja virran ohjearvotieto Vo·

Virran oloarvotiedosta V muodostetaan virtaindikaattoritieto Vx operaattorivahvistimen 25 ja vastuksien 26 ja 27 avulla. Periaatteessa virtaindikaattoritie to VjEsiintyy piirissä kuvion 4 esittämällä tavalla ja kuvion 3 virran oloarvotiedon V määräämällä taajuudella. Aina, kun virta on piirissä, on virtaindikaattnritieto Vj positiivinen riippumatta virran oloarvotiedon V etumerkistä. Kun virtaa ei ole, on Vj negatiivinen. Esillä olevan keksinnön mahdollistaa se, että järjestelmä saatetaan normaalin toimintamuodon sijasta ns. värähtelevään toimintamuotoon silloin, kun virran oloarvotieto V lähestyy ulkoisten seikkojen vaikutuksesta nollatilaa. Värähtelevässä toimintamuodossa virran oloarvotieto vaihtaa merkkiään verkko-taajuuden mukaan, eikä kokonaan virratonta tilaa pääse syntymään, kuten on laita kuvion 2 mukaisessa tavanmukaisessa järjestelmässä. Esillä oleva keksintö perustuu siihen, että virtaindikaattoritietoa Vj hidastetaan diodin 28, vastuksen 29 ja kondensaattorin 30 muodostamalla hidastuspiiri1lä 41 niin, että aikana t*] , joka on lyhyt virra-ton aika verkkojaksojen välillä, ei hidastettu virtaindikaattoritieto Vjj_j ehdikään vaihtaa merkkiään positiivisesta negatiiviseen. Kun verkon taajuus on 50 hz on t = 3,3 ms ja t-j paljon sitä pienempi.

Tällöin on hidastuspiirin 41 sopiva aikavakio esimerkiksi 3,0 ms.

Nyt johdetaan hidastettu vi rt a i nd i kaa t tori t i e to V j j_| edelleen vastuksen 31 kautta hätäpysäytyspiiri1 le 42. Vastuksen 31 tehtävänä on estää operaattorivahvistimen 25 ylikuormittuminen.

Hidastettu virtaindikaattoritieto Vjh tulee hätäpysäytyspiiriin 42 transistorin 32 kannan 33 kautta. Transistorin emitteri 34 maadoitetaan ja kollektori 35 on kytketty virtaa antavaan piiriin, jonka muodostavat keskenään rinnankytketyt diodi 37 eliy1ijännitesuoja ja rele 36, jonka kosketinosaa on merkitty viitteellä 38. Kun järjestel- 6551 2 mä toimii normaalisti ja siis transistorin kantaan 33 tulee positiivinen hidastettu virtaindikaattoritie to on transistori 32 johtavassa tilassa ja releen kosketin 38 suljettuna, jolloin jarruun vaikuttava sähkövirta pitää jarrua auki ja hissikori voi liikkua.

Jos taas piiriin tulee syystä tai toisesta todellinen virtakatko, ei hidastuspiiri 41 enää riitäkään pitämään hidastettua virtaindikaat-toritietoa Vj^ positiivisena, vaan Vj|_| vaihtaa merkkiään. Tällöin transistorin kannalle 33 tulee negatiivinen virtatieto ja transistori lakkaa johtamasta. Tällöin releen kosketin 38 avautuu, virta loppuu jarrulta ja jousivoima sulkee jarrun. Tällöin siis tapahtuu ns. hätä-pysäytys.

Alan ammattimiehelle on selvää, ettei keksintö rajoitu yksinomaan tässä esitettyyn esimerkiin, vaon keksinnön eri sovellutusmuodot voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteis-s a.

Claims (3)

1. Menetelmä virtatiedon valvomiseksi tyristoriohjatussa tasa-virtakäytössä, jonka käyttöjärjestelmään kuuluu kaksi tyristori-siltaa [13,14), jotka muuttavat vaihtovirran tasavirraksi käyttö-moottoria (15) varten, ja virranmittausyksikkö (17-24), tunnettu siitä, että virtasäätajän (3D) avulla saatetaan käyttöjärjestelmä toimimaan kahdessa eri toimintamuodossa siten, että järjestelmän lähestyessä virratonta tilaa, muuttuu normaalitoi-mintamuoto värähteleväksi toimintamuodoksi, jossa sillat ovat vuorotellen tietyn jakson auki ja että normaalitilassa olevan käyttöjärjestelmän valvonnan lisäksi valvotaan tasavirtapiiriä myös nollavirtatilanteessa siten, että virran oloarvotiedosta (V) muodostetaan virtaindikaattoritieto (Vj), jota hidastetaan niin, että värähtelevän toimintamuodon lyhyiden virrattomien verkkojaksojen aikana ei hidastettu virtaindikaattoritieto ehdi vaihtaa ~erh kiään.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n n e t t u siitä, että sähkökatkon sattuessa muuttuu hidastettu vi rtai nd i-kaattori tieto (V) positiivisesta negatiiviseksi tai päinvastoin ja suoritetaan hätäpysäytys.

3. Laite patenttivaatimuksen 1 mukaisen menetelmän toteuttamiseksi, johon laitteeseen kuuluu operaattorivahvistin (25) virta-indikaattoritiedon (Vj) aikaansaamiseksi, tunnettu siitä, että virtasäätäjän (39) avulla saatetaan käyttöjärjestelmä toimimaan kahdessa eri toimintamuodossa siten, että järjestelmän lähestyessä virratonta tilaa muuttuu normaalitoimintamuoto värähteleväksi toimintamuodoksi, jossa sillat ovat vuorotellen tietyn jakson auki ja että virtasäätäjään (39) on yhdistetty operaatto-rivahvistin (25), jonka lähtötietoa eli virtaindikaattoritietoa (V j) hidaste t aan h i d a s t u s p i i r i11ä (41), jonka jälkeen hidastettu virtaindikaattoritieto (Vj^) menee hätäpysäytyspiirilie (42), joka aikaansaa hätäpysäytyksen tarpeen vaatiessa. 1 Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että hidastuspiiri (41) muodostuu operaattori vahvistimeen (25) kytketystä diodista (28) ja tämän sekä maadoituksen väliin rinnan kytketyistä vastuksen La ( 7Π ) ja Hondo n n aa k torista (3(1) sekä h i r|a s k u sp i i r i n (41) ja hä käpynäy Lyspi i ri n (42) väliin kytketystä vontukses ta (31).