FI68471C - Belastningsindikator foer vaexelstroemsmotorer - Google Patents

Description

68471

KUORMI TUS I NDIKAATTORI VAIHTOVIRTAMOOTTOREITÄ VARTEN - BELAST-NINGSIND IKATOR FÖR VÄXELSTRÖMSMOTORER

Tämä keksintö koskee vaihtovirtamoottoreiden kuormitusmittaria.

Sellaiset mittarit ovat tunnettuja, jotka perustavat kuormituksen määrittämisensä moottori virtaan, moottoritehoon tai moottori jännitteen ja moottori virran väliseen vaihe-eroon. Jokaisella näistä tyypeistä on haittoja esimerkiksi tietyillä kuormituksilla olevan alhaisen herkkyyden tai jännite-ri ippuvuuden johdosta.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kuormitusmitta-ri, joka perustaa kuormituksen määrittämisensä ensi sijassa moottoriin tuotuun tehoon, mutta olennaisesti vähentää sitä tässä määrityksessä olevaa virhemahdollisuutta, jonka tuodun tehon vaihtelut moottoriin asetetun jännitteen vaihteluiden kanssa muodostavat.

Keksinnön mukaan tämä päämäärä saavutetaan antamalla kuormi-tusmittarille jokin tai jotkut jäljessä seuraavien patenttivaatimusten tunnusmerkeistä.

Keksintö käyttää siten hyväksi sitä havaittua tilannetta, että moottorin kuormitus on olennaisesti verrannollinen moottoriin syötetyn tehon P ja suureen k f I | väliseen eroon, jossa I on moot torivirta ja k on empiirisesti määritettävä vakio. Tehon tällä vastaavuudella saavutetaan siten jakeluverkossa tavallisesti esiintyvistä jännitevaihteluista olennaisesti riippumaton suure moottori kuormitukselle moottorin normaalin kuormituskyvyn puitteissa. Lähemmin määritettynä on mainittu suure käyttökelpoinen jännitevaihteluilla -15¾ - +10¾ ja aina 2-3 kertaa normaalilla kuormituksella.

Keksinnön hyväksi käyttämää kuormituksen valvojaa kuvataan lähemmin seuraavassa viittaamalla mukana oleviin piirustuksiin.

Kuva 1 on kuormituksen valvojan lohkokaavio.

68471

Kuvat 2A ja 2B ovat kuormituksen valvojan esitetyn suoritus' muodon piirikaavio.

Kuvat 3A-D esittävät signaalien käyrämuotoja kuvan 2A mukaisen piirin joissakin pisteissä.

Kuvassa 1 kaaviollisesti esitetty kuormituksen valvoja käsittää jännite- ja virta-anturit 1 ja 2, jotka antavat signaaleja» jotka edustavat esittämättömän vaihtovirtamoottorin moottorijännitettä ja vastaavasti moottori virtaa. Nämä signaalit tuodaan kertomapiiriin 3 signaalin esiinottamiseksi, joka signaali edustaa moottoriin syötettyä tehoa. Erotuspiiri k muodostaa sen signaalin, joka edustaa syötettyä tehoa, ja signaalin, joka on verrannollinen moottorivi rran absoluuttiseen arvoon ja vaihtelevalla verrannollisuusvakiolla otetaan tasasuuntaajan 5 avulla, välisen eron. Erotuspiirin lähtö-signaali tasoitetaan suot imessa 6 ja tuodaan kahteen tasoil-maisimeen 7 ja 8, joiden asettelutaso on aseteltavissa erillisten säätöpiirien 9 ja 10 avulla. Taso ilmaisimet 7 ja 8 ovat yhdistetyt kukin viiveyksikköönsä 11 tai 12 yhteisillä viiveen suuruutta varten olevalla säätöpiirillä. Viiveyksiköt 11 ja 12 ovat yhdistetyt kukin relekäyttäjäänsä 14 ja 15 maksimikuormitusreleeseen tai minimikuormitusreleeseen (ei esitetty) vaikuttamista varten. Moottori v i rta-antur i 2 antaa v i r ran ilma i s i men 16 kautta signaalin kahdelle integraatto-rille 17 ja 18, joilla on erilaiset integroi nti vakiot ja joiden integraattorien ulosmenot ovat yhdistetyt EXELLER-porttiin 19, jonka ulosmeno on yhdistetty relekäyttäjiin 1 A ja 15 näiden tekemiseksi toimimattomiksi moottorin käynnis-tysajaks i .

Kuvassa 1 kaavio 11 ise sti esitetyn kuormituksen valvojan esitettyä suoritusmuotoa on havainnollistettu kuvissa 2A-B. Kuten käy selville näistä kuvista, jänniteanturi 1 muodostetaan vastusten pi iriverkosta , jonka kautta moottorijännitettä edustava signaali (katso kuvaa 3A) tuodaan kertoma-piiriin 3, joka on integroitu piiri tyyppiä ICL8Q13CCTC.

3 68471

Virta-anturί 2 on vi rranmuunnin, jonka sekundäärikäämitys ku~ vassa 2A on esitetty kytkettynä yli sisäänmenojen vahvistimeen F1 rinnakkain vastusverkon kanssa vahvistimen F1 sisääntulosi gnaa 1 i tason säätämiseksi. Vahvistimen F1 ulosmeno on yhdistetty kertomapiirin 3 sisäänmenoon, jonka kertomapiirin ulosmeno on yhdistetty vahvistimen F2 sisäänmenoon, jonka vahvistimen F2 ulosmeno on vastuksista ja kondensaattoreista muodostuvan ta soituspi irin 6 kautta kytketty puskurivahvistimen F3 sisäänmenoon. Vahvistimen F1 ulosmenoon on kytketty diodi-tasasuuntaajan 5 toinen liitäntä. Diodin toinen liitäntä on kytketty potentiometriin P1 , jonka liikkuvasta ulosotosta moot torivirtaan verrannollinen signaali viedään vahvistimen F2 s i säänmenoon joka toisen puolijakson aikana. Vahvistimen F2 ulosmenossa oleva signaali (esitetty kuvassa 3D) on siten joka toisen puolijakson aikana verrannollinen erotukseen P - k|l| ja muuten verrannollinen P:hen. Vahvistimen F3 ulosmeno on yhdistetty kahteen ta soi1 maisimeen 7 ja 8, jotka ovat käyttövahvistimia, jolloin ilmaisinten asettelutaso on aseteltava erillisten vastusverkkojen 9 ja 10 avulla. Ta soi1 maisin-ten 7 ja 8 ulosmenot ovat yhdistetyt jokaiseen käyttövahvistimesta muodostetun integraattorinsa 11 tai 12 sisäänmenoon. Integraattorien 11 ja 12 ulosmenot ovat kytketyt jokaiseen EXELLER-portti insa G1 ja G2 , joiden ulosmenot ovat kytketyt kukin releeseensä RA ja RB vaihtokontakti 11a. Virranmuuntirnen 2 sekundäärikäämissä kehitetty jännite vahvistetaan voimakkaasti yliohjatulla operaatiovahvistimella FA, joka tällöin antaa signaalin yhdellä kahdesta tasosta riippuen siitä, syötetä ankö moottoriin virtaa vai ei. Tämä signaali syötetään diodin D1 kautta ensimmäiseen kondensaattoriin C1 tämän lataamiseksi. Toinen kondensaattori C2 on sarjassa säätövastuksen Rl kanssa, joka on rinnankytketty ensimmäisen kondensaattorin kanssa. Jännitteet kahteen kondensaattoriin Cl ja C2 kytketään EXELLER-porti11 a G3 , jonka 1ähtösignaa 1 i ohjaa transistoria Q, jonka ko11ektori-emitterireitti on kytketty pii rimaan ja kahden kunkin integraattoreiden 11 ja 12 ulos-menoihin yhdistettyjen diodien D2 ja vastaavasti D 3 välille. Releitä RA ja RB ohjaavien EXELLER-porttien G1 ja G 2 * 68471 tosiin sis äänmenoihin voidaan vaihtoehtoisesti painaa päälle nollajännite tai positiivinen jännite virranasettajan S vaih-tokytkennälle.

Yllä kuvatun kuormituksen valvojan toimintatapa on lyhyesti seuraava. Vi rranmuunt imen 2 sekundääri käämi tuo kertomapiiriin 3 signaalin (katso kuva 3 B), joka edustaa moottori-virtaa. Vastuksista muodostettu piiriverkko 1 tuo kertoma-piiriin 3 signaalin (katso kuva 3A), joka edustaa moottori-jännitettä. Kertomapiiri 3 antaa vahvistimelle 2 signaalin (katso kuva 3C), joka edustaa moottoriin tuotua tehoa, ja vahvistin 2 antaa ulosmenostaan signaalin (katso kuva 3D), joka edustaa moottoriin tuodun tehon ja suureen, joka on nolla moottorivirran joka toisella puolijaksolla ja muuten verrannollinen moottorivirran absoluuttiseen arvoon, välistä eroa. Vahvistimien F 2 ja F3 välillä olevan taso i tussuot imen 6 kautta saadaan vahvisimen F3 ulosmenossa oleva tasavirta-signaali. Tämän signaalin taso on oleellisesti verrannollinen moo11orikuormitukse n suuruuteen ja ta soi1 maisimet 7 ja 8 ver-taavat signaalin tasoa moottori kuormituksen suuruudelle sää-dettyjen maksimi- ja minimitasojen kanssa. Niin kauan kuin signaali taso vahvistimen F3 ulostulossa on asetettujen maksimi- ja minimitasojen välissä tulee jännite integraat-toreiden 11 ja 12 ulostuloissa olemaan -15 V ja mitään muutosta ei tapahdu releitten RA ja RB toimesta. Kun signaali-taso vahvistimen F3 ulostulossa ylittää asetetun maksimi-kuormi tustason , tulee ylemmän tasoilmaisimen 7 ulostulo vaihtumaan positiivisesta negatiiviseen potentiaaliin, jolloin jäljessä seuraava integraattori 11 alkaa integroimisen, jonka aikana potentiaali integraattorin ulostulossa lisääntyy -15 V:sta +7,5 V: i i n, joka jälkimmäinen potentiaali muodostaa jäljessä seuraavan EXELLER-portin G1 käännepisteen. Vastaava kulku tapahtuu, kun vahvistimesta F3 ulostulevan signaalin taso alittaa ennalta asetetun min imikuormi tustason. Molemmille integraattoreille 11 ja 12 yhteisellä potentiomertillä, jonka liikkuva ulosotto vastusten R2 ja R3 kautta on yhdistetty integraattoreiden 11 ja 12 vastaaviin sisäämenoihin, voidaan vaikuttaa integrointiaikavakioon esimerkiksi alueella 50 ms -A s.

5 68471

Vahvistimen F 4 ulostuloon yhdistetyillä aikapiire illä,joillahan on erilaiset aikavakiot, estetään kuormituksen valvojaa vaikuttamasta lyhyenä ajanjaksona moottorin käynnistyksen jälkeen; tämä siksi että estetään valvojan ei-toivottava laukeaminen. Diodin D A liittämisellä esitetyllä tavalla yli vastuksen Rl estetään kuormituksen valvojaa vaikuttamasta moottoria poiskytkettäessä.

Useat muunnelmat kuvissa 2 A ja 2B esitetyistä suoritusmuodoista ovat mahdollisia keksinnön puitteissa. Esimerkiksi voitaisiin käyttää hyväksi puo1 iaa 1totasasuun taajaa puoli-aaltotasasuuntaavan diodin 5 asemasta. Suhteessa kuvien 2A ja 2B mukaiseen suoritusmuotoon tulee k:n arvo puolet niin suureksi tässä tapauksessa, koska sen virran absoluuttinen arvo, joka edustaa signaalia, ei nyt ole nolla joka toisella puol ijaksoi la.

Keksinnöllä on siten aikaansaatu vaihtovirtamoottorien kuormituksen valvoja, joka käsittää keksinnön mukaisen kuormi-tusmittarin, joka on lähes kokonaan riippumaton moottori-jännitteen vaihteluista edellyttäen, että verrannollisuus-vakio valitaan sopivalla tavalla. Edellä mainitun vakio k arvon määrittäminen täytyy suorittaa empiirisesti. Arvo, joka tavallisesti on välillä 0-5, on ensisijaisesti riippuvainen moottori koosta ja toissijaisesti moottorityypistä.

Keksinnöllä aikaansaatua kuormitusmittaria voidaan yleisesti käyttää käytön ohjaukseen tai vaikuttamiseen riippuen vaihto-virtamoottorin kuormituksesta. Siten voidaan suotimesta 6 saatu signaali uudelleenmuotoilla analogiseksi ulostulosignaaliksi esimerkiksi alueella 0-20 mA. Yleisesti keksintö käsittää ne toiminnot, jotka aikaansaadaan kuvassa 1 olevista lohkoista 1-6 ja kuvassa 2 olevista vastaavista piireistä.

Claims (5)

6 PATENTTIVAATIMUKSET s n λ π λ 6 o 4 / 1

1. Vaihtovirtamoottoreiden kuormitusmittari, joka käsittää anturin (2) moottori v i rtaa edustavan singaalin ulosottami-seksi ja anturin (1) moottori jännitettä edustavan signaalin ulosottamiseksi, t u n n e t t u siitä, että mittarissa on kertomapiiri (3) moot torivirtaa ja moo11orijännite11ä edustavien signaalien kertomiseksi keskenään syötettyä tehoa edustavan signaalin ulosottamiseksi, piiri (5) moottori virran absoluuttista arvoa vastaavan signaalin ulosottamiseksi, erotuspiiri (k) signaalin muodostamiseksi, joka signaali edustaa syötettyä tehoa vastaavan signaalin ja moottorivir-ran abso 1 uu11ista arvoa vastaavan signaalin välistä eroa, sekä piiri (Pl) erotuspiirin tulosignaal ien suhteellisten suuruuksien valitsemiseksi riippuen liitetystä vaihtovirta-moottori sta.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuormitusmittari, t u n -n e t t u siitä, että piiri (5) moottorivi rran absoluuttista arvoa edustavan signaalin ulosottamiseksi käsittää tasasuuntaajan yhdistettynä moottorivirtaa edustavan signaalin u1osottamiseen tarkoitettuun anturiin (2).

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen kuormitusmittari, t u n -n e t t u siitä, että tasasuuntaaja (5) on puoliaaltotasa-suuntaaja.

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen kuormitusmittari, t u n n e t t u siitä, että piiri (Pl) erotuspiirin (k) tulosignaalien suhteellisten suuruuksien valitsemiseksi käsittää tasasuuntaajan (5) ulostuloon yhdistetyn jännit” teenjakajan (Pl) vakion k arvon säätämiseksi erotuspiirin (k) muodostamassa signaalissa P - k|l|,jossa P on kertoma-piirin (3) ulostulosignaali ja I on virta-anturin (2) ulostulosignaali. 1 Jonkin patenttivaatimuksen 1-1» mukainen kuormitusmitta-ri, t u n n e t t u siitä, että mittarissa on ilmaisinpiiri 7 68471 (6,7,8) ilmaisemaan, koska erosignaalin keskiarvo ylittää tai alittaa etukäteen asetetut tasot, jotka vastaavat ennalta määritettyjä maksimi- ja minimikuormituksia. 8 r Ω A *7 Ί PATENTKRAV 0 0 4/1