FI69944C - Saett att placera drosslar med luftkaerna - Google Patents

Description

69944

TAPA ILMASYDÄMISTEN KURISTIMIEN SIJOITTAMISEKSI - SÄTT ATT PLACERA DROSSLAR MED LUFTKÄRNA

Keksinnön kohteena on tapa ilmasydämisten kuristimien, kuten tyristorien kommutoinitikuristimien sijoittamiseksi kolmivaiheisessa vaihtovirran tasasuuntaajassa.

Yleisesti on tiedossa, että tasasuuntaajien kommutointiku-ristimien tulisi olla ilmasydämisiä. Tämä johtuu useista ilmasydämisien kuristimien eduista, joista voidaan mainita seuraavat:

Ilmasydäminen kuristin ei kyllästy, joten ylivirtatilan-teissakin induktanssien arvot säilyvät. Toinen etu on ilma-sydämisen kuristimen parempi toiminta suurilla taajuuksilla. Kolmantena etuna voidaan mainita pienet häviöt. Rautasydämisessä kuristimessa on nimittäin kuparihäviöiden lisäksi vielä rautahäviöt.

Kuitenkin ilmasydämisien kuristimien käytössä on eräitä vaikeuksia. Eräänä vaikeutena voidaan mainita tällaisen kuristimen ympäristöönsä säteilemä magneettikenttä. Näin ollen sellaisissa laitteissa, joissa on useita ilmakuristi-mia, täytyy nämä kuristimet sijoittaa kauaksi toisistaan, jotta nämä eivät häiritsisi toisiaan. Tämä johtaa runsaasti tilaa vaativiin rakenteisiin. Toinen ongelma on ilmasydämisten kuristimien pieni induktanssi verrattuna käytettyyn lankakierrosmäärään.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada tapa sijoittaa kolmivaiheverkossa toimivat ilmasydämiset kuristimet niin, että yllämainitut ongelmat poistuvat. Keksinnön mukaiselle sijoitustavalle on siten pääasiassa tunnusomaista se, että kolmen vaiheen kolme samaan kiertosuuntaan käämittyä kuristinta sijoitetaan samalle tasolle sellaisen ajatellun kolmion kärkipisteisiin, joka tuo kuristimet mahdollisimman lähelle toisiaan. Kyseisissä kolmivaihesovellutuksissa vallitsee kuristimissa aina tietty symmetrinen tila, joka keksinnön mukaisesti mahdollistaa keskinäisinduktanssin 2 69944 hyväksi käyttämistä ilman, että tämä aiheuttaisi epäsymmetriaa virtoihin. Tällä oivalluksen ansiosta voidaan ilmasy-dämiset kuristimet sijoittaa tiiviiseen tilaan ja samalla lisätä käytettävissä olevan induktanssin suuruutta.

Keksinnön mukaisen kuristimien sijoitustavan eräälle edulliselle sovellutusmuodolle on tunnusomaista se, että kuristimet on kiinnitetty sähköä johtamattomasta materiaalista olevalle aluslevylle.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin esimerkin avulla viittaamalla oheisiin piirustuksiin, joissa

Kuv. 1 esittää tunnettua tyristoritasasuuntausiltaa, johon keksintöä voidaan soveltaa,

Kuv. 2 esittää kuvion 1 kommutointikuristimien virran käyrämuotoja ,

Kuv. 3 esittää keksinnön mukaista tapaa sijoittaa ilmaku-ristimet,

Kuv. 4 esittää keksinnössä käsitellyn kuristimen kolmi-uloitteisena piirroksena.

Kuvio 1 esittää erästä tasasuuntaussiltaa, joka soveltuu mm. hissikäyttöön. Tasasuuntaussilta on varustettu äänen-vaimennusresonaattori11a 19 ja 20. Tätä äänenvaimennustek-niikkaa on selostettu tarkemmin suomalaisessa patentissa No 61252. Muilta osin kytkentä on tavallinen nelikvadranttinen kolmivaiheinen kuusipulssinen tyristoritasasuuntaaja. Tasasuuntaaja saa syöttönsä vaihtovirtaverkosta navoista 1, 2 ja 3. Tyristorisiltojen kommutointieliminä toimivat kuristimet 4, 5 ja 6.

It 3 69944

Tasasuuntaajassa on kaksi tyristorisiltaa, jotka toimivat erillisinä ja jotka ohjaavat moottoria 24. Toinen silta muodostuu tyristoreista 7-12 ja toinen tyristoreista 13-18. Normaalitoiminnassa vain toinen silta toimii kerrallaan, moottorin tarvitseman virran suunnasta riippuen. Moottori 24 pyörittää vetopyörää 26 akselin 25 välityksellä. Veto-pyörällä 26 on köydet 27, jotka edelleen liikuttavat vastapainoa 29 ja hissikoria 28. Moottorin magnetointikäämi on merkitty viitenumerolla on 21 ja sen kytkentänavat on numeroitu 22 ja 23. Moottorissa on normaalitilanteissa vakio-magnetointi.

Tarkastelemme seuraavaksi kuviota 2, jossa kommutointiku-ristimissa kulkevat virrat on esitetty. Kuviossa 2a jännite UI edustaa kolmivaiheista syöttävää verkkojännitettä. Kolmivaiheiset jännitteet ovat siis R, S ja T. Jomman kumman edellä mainitun tyristorisillan toimiessa moottorin napoihin syntyvä jännite muodostuu verkkojännitteiden R, S ja T erotuksina. Nämä erotus jännitteet ovat kuviossa 2b akselis-tossa U2. Erotus jännitteet on merkitty R-S, R-T, S-T, S-R, T-R ja T-S. Kuviossa on myös esitetty tyypillinen tyristorien ohjaustilanne, jolloin moottorin napoihin muodostuu jännite Um. Jännite Um generoi edelleen moottoriin virran Im kuvion 2c mukaisesti. Kyseiset käyrämuodot edellyttävät moottorissa olevan sopivan vastajännitteen moottorin pyörimisen seurauksena. Vastajännitteen vaikutus on ammattimiehelle selvä, ja se jätetään tässä käsittelemättä asian yksinkertaistamiseksi.

Edellisistä jännitteistä ja moottorin virrasta voidaan päätellä, että kommutointikuristien virran ovat kuten kuviossa 2d virrat II, 12 ja 13, joita tarkastelemme seuraavaksi. Havaitaan, että virtaa on aina vain kahdessa kuristimessa tiettynä ajanhetkenä. Lisäksi nämä kaksi virtaa ovat yhtäsuuria mutta erimerkkisiä. Yksi kuristin on aina vuo- ___ .. 1" 4 69944 ronperään virrattomassa tilassa.

Tämän perusteella voidaan tarkastella mitä tapahtuu, jos kommutointikuristimet sijoitetaan kuvion 3 mukaisella tavalla. Kuristimet sijaitsevat mahdollisimman lähellä toisiaan samassa tasossa ajatellun kolmion A kärkipisteis-sä. Havaitaan, että jos esimerkiksi kuristimet 4 ja 5 ovat virrallisia ja kuristin 6 virraton, niin kuristimet 4 ja 5 vahvistavat keskinäisinduktanssin vaikutuksesta toisiaan ja kokonais induktanssi on suurempi kuin osainduktanssien summa. Lisäksi havaitaan, että koska kolmas induktanssi on virraton, niin se ei häiriinny mainittujen kahden muun induktanssin magnettikentän vaikutuksesta. Koska tilanne on täysin symmetrinen, niin tilanne säilyy vastaavana koko ajan. Näin ollen kuristimet eivät aiheuta mitään epäsymmetriaa virtoihin vaikka näiden välillä onkin voimakas keski-näisinduktanssi läheisyyden vaikutuksesta.

Yllä esitetty toiminta on mahdollinen vain, jos kuristimien kiertosuunta on sama. Tämä tarkottaa kuvion 3 tapauksessa, että positiivinen virta kiertää myötäpäivään kussakin kelassa. Kuristimet on siis hyvä sijoittaa mahdollisimman lähelle toisiaan keskinäisen induktanssin maksimoimiseksi. Pieni etäisyys kuitenkin tarvitaan, jotta kuristimet olisivat sähköisesti eristetyt toisistaan. Kuviossa 3 kuristimet on kiinnitetty aluslevylle 32, josta sanottakoon sen, että epämagneettista ja mieluummin sähköä johtamatonta materiaalia tulisi käyttää tähän tarkoitukseen. Lisäksi kuristimien lämpenemisestä johtuen on hyvä valita mahdollisimman hyvin kuumuutta kestäviä materiaaleja.

Kuristimien aluslevy kiinnitetään sopivaan kaappiin tai jalkaan. Myöskin kaapin rakenteessa on huomioitava, että sähköä johtavia ja magneettisia materiaaleja ei asenneta liian lähelle kuristimien magneettikenttää.

69944 5

Kuristimet on tietenkin mahdollista sijoittaa muulla tavalla kuin keksinnön mukaisesti lähelle toisiaan. Tällöin kuitenki keskinäisten induktanssien vaikutuksesta syntyy virtojen epäsymmetriaa, joka on haitallista tasasuuntaajan toiminnan kannalta.

Ammattimiehelle on selvää, että keksinnön eri sovellutus-muodot eivät rajoitu yllä esitettyyn esimerkkiin, vaan voivat vaihdella jäljempänä esitettävien patenttivaatimusten puitteissa. Niinpä kyseinen keksintö ei rajoitu vain tyristoritasasuuntaajiin, vaan myös dioditasasuuntaajissa voidaan käyttää samaa sijoitustapaa. Keksintöä voidaan myöskin soveltaa muidenlaisten kolmivaiheisten tasasuun-tauskytkentöjen yhteydessä.

Claims (2)

69944

1. Tapa ilmasydämisten kuristimien, kuten tyristorien kom-mutointikuristimien sijoittamiseksi kolmivaiheisessa vaihtovirran tasasuuntaajassa, tunnettu siitä, että kolmen vaiheen (R,S,T) kolme samaan kiertosuuntaan käämittyä kuristinta (4,5,6) sijoitetaan samalle tasolle sellaisen ajatellun kolmion (A) kärkipisteisiin, joka tuo kuristimet mahdollisimman lähelle toisiaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen kuristimien sijoitustapa, tunnettu siitä, että kuristimet on kiinnitetty sähköä johtamattomasta materiaalista olevalle alus- levylle ( 32 ) . li