FI96467C - Menetelmä vuon pyörimisnopeuden, suuruuden ja hetkellisen suunnan määrittämiseksi - Google Patents

Description

96467

Menetelmä vuon pyörimisnopeuden, suuruuden ja hetkellisen suunnan määrittämiseksi Tämän keksinnön kohteena on menetelmä vuon pyöri -5 misnopeuden, suuruuden ja hetkellisen suunnan määrittämiseksi käytettäväksi n-vaiheisen vaihtojänniteverkon ja tasajännitevälipiirin väliin molempiin suuntiin sähkötehoa siirtämään sovitetun verkkovaihtosuuntaajan synkronoinnissa vaihtojänniteverkon kanssa, kun virtaa ei kulje verkko-10 vaihtosuuntaajan kautta, joka verkkovaihtosuuntaaja käsittää n haaraa asianomaisine ohjattuine kytkimineen ja niiden kunkin rinnalle kytkettyine vain yhteen suuntaan johtavine komponentteineen, jotka haarat on kytketty kuristimien kautta vaihtojänniteverkon vaiheisiin. Keksintö kos-15 kee myös tilannetta, jossa verkkovaihtosuuntaaja jo on kuormitettu toimimaan diodimoodissa eli sen vain yhteen suuntaan johtavien komponenttien kautta kulkee jo virtaa. Menetelmää voidaan varioida kattamaan myös tilanteet, joissa jo tunnetaan vaihtojänniteverkon pyörimissuunta ja 20 taajuus samoin kuin jännite, joka on suoraan verrannollinen vuon suuruuteen vaihtosähköjärjestelmän taajuuden ollessa vakio, jolloin on tarpeen määrittää ainoastaan vuon suunta.

Edeltävän mukaisesti keksinnön kohteena on menetel-·. . 25 mä vuon alkuarvon määrittämiseksi käytettäväksi verkko- vaihtosuuntaajan synkronoinnissa vaihtojänniteverkkoon, kun verkkovaihtosuuntaaja on nimensä mukaisesti kytketty vaihtojänniteverkon ja tasajännitevälipiirin väliin. Tyypillisesti tämä tasajännitevälipiiri syöttää puolestaan 30 vaihtosuuntaajaa, joka syöttää yhtä tai useampaa sähkö-moottoria. Tällaisessa järjestelyssä teho syötetään tavan-omaisimmin sähköverkosta moottoriin, mutta esimerkiksi moottoria jarrutettaessa saattaa syntyä tilanteita, joissa on tarpeen siirtää sähköenergiaa myös kuormasta tasajänni-35 tevälipiirin kautta sähköverkkoon. Näissä tilanteissa jou- 2 96467 dutaan verkkovaihtosuuntaajan ohjatut kytkimet ottamaan käyttöön ja synkronoimaan ne vaihtojänniteverkon kanssa eikä verkkovaihtosuuntaajaa voida tällöin käyttää pelkästään diodimoodissa, jossa se toimii yksinomaan tasasuun-5 taussiltana eikä salli tehon siirtoa välipiiristä vaihto-j änniteverkkoon.

Jotta verkkovaihtosuuntaaja voidaan synkronoida vaihtojänniteverkkoon, tarvitaan tieto sähköverkossa vallitsevasta jännitteen tai jännitteen generoivan vuon pyö-10 rimisnopeudesta eli taajuudesta, suuruudesta ja hetkellisestä suunnasta, jotta verkkovaihtosuuntaajan haarojen ohjatut kytkimet osataan tahdistaa oikein vaihtojännite-verkon vaihejännitteiden suhteen. Jännitehän muodostuu tunnetusti kaavan U =-d£/dt mukaan, jolloin jännitevektori 15 U ja vuovektori Ψ ovat 90°:n vaihesiirrossa toisiinsa nähden. Vaihtosähköverkon jännite on sinimuotoista ja vakio kulmanopeuden eli taajuuden mukaan vaihtelevaa. Tällöin vaihtosähköjärjestelmässä esiintyvä jännite on suoraan verrannollinen vuohon kulmanopeuden suuruuden ollessa ker-20 toimena. Lisäksi seuraavassa esityksessä oletetaan, että virran positiiviseksi kulkusuunnaksi on määritetty suunta vaihtosähköverkosta välipiiriin.

Vuon pyörimisnopeus, suuruus ja hetkellinen suunta silloin, kun verkkovaihtosuuntaajan kautta ei kulje vielä • 25 lainkaan virtaa, määritetään keksinnön mukaisesti siten, että mitataan tasajännitevälipiirin jännite, kun väli-piiri on latautunut verkkojännitteen määräämään tasoon eikä välipiiriä kuormiteta eikä siihen virtaa energiaa 30 muualta, ja määritetään vuon suuruus tämän mitatun tasa-jännitteen perusteella, oikosuljetaan vaihtojänniteverkon vaiheet määräajaksi kytkemällä verkkovaihtosuuntaajan kunkin vaiheen kytkimet samaan tasajännitevälipiirin potentiaaliin ja 35 mitataan oikosulun aikana ensimmäinen oikosulkuvirtavekto- il 3 96467 ri, oikosuljetaan vaihtojänniteverkon vaiheet toistamiseen tietyn ajan kuluttua ensimmäisestä oikosulusta ja mitataan oikosulun aikana toinen oikosulkuvirtavektori, 5 määritetään oikosulkuvirtavektoreiden ja niiden mittaushetkien eron perusteella vaihtojänniteverkon vaihe järjestys eli pyörimissuunta ja taajuus ja määritetään vuon suunta kiertämällä toista oikosul-kuvirtavektoria 90° määritettyyn pyörimissuuntaan.

10 Jos tilanteessa, jossa verkkovaihtosuuntaajan kaut ta ei vielä lainkaan kulje virtaa tunnetaan vaihtojännite-verkon pyörimissuunta ja taajuus samoin kuin jännite, joka on suoraan verrannollinen vuon suuruuteen, voidaan keksinnön mukainen menetelmä yksinkertaistaa käsittämään ainoas-15 taan vaiheet, joissa oikosuljetaan vaihtojänniteverkon vaiheet määräajaksi kytkemällä verkkovaihtosuuntaajan kunkin vaiheen kytkimet samaan tasajännitevälipiirin potentiaaliin ja mitataan oikosulun aikana oikosulkuvirtavektori ja 20 määritetään vuon suunta kiertämällä oikosulkuvirta- vektoria 90° verkon pyörimissuuntaan.

Usein verkkovaihtosuuntaajaa käytetään pelkästään tasasuuntaussiltana ja vaihtosuuntausominaisuus aktivoidaan vain tarvittaessa. Tasasuuntaussiltana verkkovaih-·'. . 25 tosuuntaajan vain yhteen suuntaan johtavien komponenttien kautta kulkee virtaa. Tässä tilanteessa keksinnönmukainen menetelmä käsittää vaiheet, joissa mitataan tasajännitevälipiirin jännite, kun virtaa ei vielä kulje verkkovaihtosuuntaajan kautta eikä välipii-30 riin tuoda energiaa muualta ja määritetään vuon suuruus tämän mitatun tasajännitteen perusteella, mitataan virran huippuarvon kohdalla ensimmäinen huippuvirtavektori, , . mitataan virran seuraavan huippuarvon kohdalla toi- 35 nen huippuvirtavektori, 96467 4 määritetään huippuvirtavektoreiden ja niiden mit-taushetkien eron perusteella vaihtojänniteverkon vaihejärjestys eli pyörimissuunta ja taajuus ja määritetään vuon suunta jomman kumman huippuvirta-5 vektorin suuntaan perustuen.

Vuon suunnan määrittäminen perustuu tällöin virran huippuarvon ja jännitteen huippuarvon väliseen riippuvuuteen erityisesti suunnan suhteen ja toisaalta jännitteen suunnan ja vuon suunnan väliseen riippuvuuteen. Tah-10 distuksen kannalta virran huippuarvon hetki ei kuitenkaan ole kaikkein suotavin juuri virran suuruuden johdosta. Jotta tahdistus voisi perustua kommutoinnin alkuhetkeen käsittää menetelmä lisäksi vaiheet, joissa määritetään kommutoinnin alkuhetki ja 15 määritetään vuon suunta kommutointiajan alussa kiertämällä toista huippuvirtavektoria kulman 360°/2n verran eteenpäin pyörimissuunnassa.

Jos tahdistus halutaan perustaa kommutoinnin loppu-hetkeen, joka itse tahdistuksen suorittamisen kannalta 20 lienee suotuisin hetki, käsittää menetelmä lisäksi vaiheet, joissa määritetään kommutoinnin kesto, määritetään kulma, jonka vuo siirtyy kommutointia jän kuluessa taajuuden ja kommutoinnin kestoajan : 25 tulona ja määritetään vuon suunta kommutoinnin tapahduttua summaamalla vuon suuntaan kommutointiajän alussa kulma, jonka vuo siirtyy kommutoinnin aikana.

Jos edellä määritellyssä tilanteessa, jossa vain 30 yhteen suuntaan johtavien komponenttien kautta jo kulkee virtaa, tunnetaan vaihtojänniteverkon pyörimissuunta ja taajuus samoin kuin jännite, joka on suoraan verrannollinen vuon suuruuteen, voidaan keksinnön mukainen menetelmä yksinkertaistaa käsittämään ainoastaan vaiheet, joissa 35 mitataan virran huippuarvon kohdalla huippuvirta- 1! 5 96467 vektori ja määritetään vuon suunta huippuvirtavektorin suuntaan perustuen. Tällöin tahdistus siis perustuu huippuvir-ran hetkeen. Jos tahdistus halutaan perustaa kommutoinnin 5 alkuhetkeen, niin menetelmä lisäksi käsittää vaiheet, j oissa määritetään kommutoinnin alkuhetki ja määritetään vuon suunta kommutointiajan alussa kiertämällä huippuvirtavektoria kulman 360°/2n verran 10 eteenpäin pyörimissuunnassa. Jos tahdistus halutaan perustaa kommutoinnin päättymishetkeen menetelmä lisäksi käsittää vaiheet, joissa määritetään kommutoinnin kesto, määritetään kulma, jonka vuo siirtyy kommu-15 tointiajan kuluessa taajuuden ja kommutoinnin kestoajan tulona ja määritetään vuon suunta kommutoinnin tapahduttua summaamalla vuon suuntaan kommutointiajan alussa kulma, jonka vuo siirtyy kommutoinnin aikana.

20 Seuraavassa keksinnön mukaisia menetelmiä kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisten menetelmien toteuttamiseen soveltuvan verkkovaihtosuuntaajan periaat-: 25 teellisen kytkennän, kuvio 2 esittää vektoriesityksenä verkkovaihtosuuntaajan oikosulkutilanteessa syntyvät virrat ja niihin perustuen vuon suunnan ja kuvio 3 esittää virtaympyrän kuvion 1 mukaiselle 30 verkkovaihtosuuntaajalle sen toimiessa tasasuuntaussilta-na.

Kuviossa 1 on esitetty periaatekytkentä, jossa verkkovaihtosuuntaaja WS on kytketty kolmivaiheisen vaihto jänniteverkon U, jonka vaihejännitteet ovat U0,U1 ja U2, 35 ja tasajännitevälipiirin 1 väliin. Tällöin verkkovaih- 6 9646? tosuuntaajan WS kunkin haaran ja vaihtojänniteverkon vaiheiden väliin on kytketty verkkokuristimet L. Verkkovaih-tosuuntaajan tasajännitevälipiirin 1 puolelle on kytketty kondensaattori C, jonka yli vaikuttaa tasajännite Uc ja 5 tätä tasajännitevälipiiriä 1 kuormittaa kuorma Sdc. Itse verkkovaihtosuuntaaja WS puolestaan käsittää kussakin haarassa kaksi ohjattua kytkintä, ensimmäisessä haarassa kytkimet SI ja S2, toisessa haarassa kytkimet S3 ja S4 ja kolmannessa haarassa kytkimet S5 ja S6. Näiden ohjattujen 10 kytkimien rinnalle on kytketty vain yhteen suuntaan johtavat komponentit, kuten diodit, D1...D6. Verkkovaihtosuun-taajan toimiessa tasasuuntaussiltana virtaa kulkee ainoastaan diodien D1...D6 kautta ja vastaavasti verkkovaih-tosuuntaajan toimiessa vaihtosuuntaajana ja siirtäessä 15 tehoa ensisijaisesti tasajännitevälipiiristä vaihtojänni-teverkon U puolelle toimivat ohjatut kytkimet S1...S6.

Keksinnön tavoitteena on tuoda esiin menetelmä, jonka avulla kuviossa 1 kuvatun kaltaisen verkkovaih-tosuuntaajan WS kytkimet S1...S6 kyetään synkronoimaan 20 vaihtojänniteverkon U vaiheisiin eli ensisijaisesti mää rittämään vaihtojänniteverkossa kullakin hetkellä vallitseva vuo. Tilanteessa, jossa verkkovaihtosuuntaajan kautta ei vielä kulje lainkaan virtaa, päästään tähän tietoon käsiksi seuraavien toimenpiteiden avulla.

25 Ensimmäisessä vaiheessa mitataan vuon suuruuden määrittämiseksi tasajännitevälipiirin tasajännite, kun kondensaattori C on latautunut vallitsevalla verkkojännitteellä tasajännitteeseen Uc. Tästä mitatusta tasajännit-teestä suoraan päätellä se vaihejännite, joka vaikuttaa 30 vaihtojänniteverkossa U. Tämä vaihtojänniteverkon jännit teen suuruus taas suoraan verrannollinen vuon suuruuteen tässä vaihtojänniteverkossa.

Seuraavaksi oikosuljetaan vaihtojänniteverkon vaiheet määräajaksi. Tämä voi käytännössä tapahtua kytkemällä 35 joko kaikki alahaarojen ohjattavat kytkimet, siis kytkimet

II

7 96467 S2,S4 ja S6, samanaikaisesti johtaviksi tai vaihtoehtoisesti kytkemällä kaikki ylähaarojen kytkimet eli kytkimet SI, S3 ja S5 samanaikaisesti johtaviksi. Tässä tilanteessa vaihtojänniteverkon vaiheet syöttävät kuristimien L 5 kautta oikosulkuvirran, joka mitataan. Käytännössä tämän oikosulkuvirran suunnan ja suuruuden määrittämiseen riittää kolmivaiheverkossa kahden vaiheen virran mittaaminen ja n-vaiheisessa verkossa n-l vaiheen virran suunnan ja suuruuden mittaaminen. Tämän oikosulun tulee luonnollises-10 ti olla suhteellisen lyhytkestoinen, esimerkiksi noin lOO^s. Seuraavaksi suoritetaan toinen samankaltainen oikosulku, jonka perusteella määritetään toinen virtavektori edellä kuvatulla tavalla. Näiden kahden oikosulkuvirtavek-torin, joita voidaan ajatella merkittäväksi esimerkiksi il 15 ja i2 ja näiden oikosulkuvirtavektoreiden mittaushetkien eron At avulla voidaan nyt määrittää vaihtojänniteverkon vaihejärjestys eli pyörimissuunta ja taajuus esimerkiksi seuraavan kaavan 1 avulla ws= (<i2 - <il)/At, (1) 20 missä <il tarkoittaa oikosulkuvirtavektorin il suuntaa, <i2 toisen oikosulkuvirtavektorin i2 suuntaa ja ws sähköverkon sähköistä taajuutta. Arvon ws etumerkki määrittää puolestaa verkon vaihejärjestyksen eli verkon pyörimissuunnan.

25 Seuraavaksi määritetään vuon suunta kiertämällä toista oikosulkuvirtavektoria i2 90° määritettyyn pyörimissuuntaan. Tämä perustuu siihen, että oikosulkutapauk-sessa vuo on 90° edellä virtavektoria.

Edeltävän mukaisesti kyetään määrittämään kaikki 30 tarvittavat tiedot eli vuon pyörimisnopeus, suuruus ja sen hetkellinen suunta, jotta saadaan lähtökohtatiedot verkko-vaihtosuuntaajan ohjattujen kytkimien ohjaamiseksi siten, että niiden toiminta saadaan synkronoitua vaihtojännite-verkon U vaiheiden U0,U1 ja U2 kanssa.

35 Kuviossa 2 on esitetty kaaviollisesti oikosulkuvir- 96467 a tavektorit il ja i2 samoin kuin vuovektori £ oikosulku-virtavektorin i2 mittaushetkellä.

Ylläkuvattua menettelyä voidaan merkittävästi yksinkertaistaa, jos ennakolta tunnetaan vaihtojänniteverkon 5 pyörimissuunta ja taajuus samoin kuin jännite, joka edeltävän mukaisesti on verrannollinen vuon suuruuteen. Tällöin joudutaan tekemään ainoastaan yksi oikosulku ja mittaamaan tässä tilanteessa syntyvä oikosulkuvirtavektori. Tämän oikosulkuvirtavektorin perusteella kyetään määrittä-10 mään vuon suunta kiertämällä oikosulkuvirtavektoria 90° jo ennakkoon tiedossa olleeseen verkon pyörimissuuntaan. Täten siis menetelmävaiheet, joissa määritetään vuon pyörimisnopeus ja suuruus voidaan jättää suorittamatta.

Kuten edellä on jo käynyt ilmi, käytetään verkko-15 vaihtosuuntaajaa varsin usein diodimoodissa eli tilassa, jossa vain yhteen suuntaan johtavat komponentit, kuten diodit, D1...D6 johtavat eli toimivat tasasuuntaussiltana, mutta jossa ohjattuja komponentteja S1...S6 ei vielä ohjata. Jotta ohjatut kytkimet S1...S6 tässä tilanteessa voi-20 täisiin synkronoida vaihtojänniteverkkoon, tarvitaan, kuten edellä, tieto vaihtojänniteverkon vuon pyörimisnopeudesta, suuruudesta ja hetkellisestä suunnasta. Nyt kun verkkovaihtosuuntaajan WS kautta jo kulkee virta, voidaan tätä virtaa käyttää hyödyksi vuon määrityksessä. Samoin 25 kuin edellä määritetään vuon suuruus mittaamalla tasajän-nitevälipiirin 1 tasajännite Uc tilassa, jossa tasajänni-tevälipiirin kondensaattori C on latautunut vallitsevalla verkkojännitteellä. Tämän tasajännitteen perusteella kyetään, kuten edellä on jo todettu, suoraan määrittämään 30 verkkojännitteen suuruus ja sitä kautta vuon suuruus.

Seuraavaksi mitataan kolmivaiheverkon tapauksessa kahden vaiheen virtamittausten ja n-vaiheisen verkon tapauksessa n-l-vaiheen virtamittausten avulla ensimmäinen virtavektori hetkellä, jolla virta saavuttaa huippuarvon. 35 Tätä mittaushetkeä on kuvion 3 virtaympyrässä merkitty

II

9646? 9 merkinnällä Tl. Jo tämän huippuvirtavektorin mittaushetken perusteella voitaisiin määrittää vuon suunta perustuen virran ja jännitteen ja toisaalta jännitteen ja vuon väliseen riippuvuuteen. Hetken Tl jälkeen kuviossa 3 nähdään 5 virran laskevan nopeasti hetkeen T2 asti, jolloin virta alkaa siirtyä seuraavalle vaiheelle. Tätä kommutoinnin alkuhetkeä on kuviossa 3 merkitty merkinnällä T2. Kommu-tointi, jonka kestoa voidaan merkitä Atk, päättyy kuviossa 3 merkinnällä T3 merkityssä kohdassa. Keksinnön mukaisessa 10 menetelmän edullisimmassa suoritusmuodossa pyritään määrittämään vuon suunta kommutoinnin päättymishetkellä ja sitä varten määritetään kommutoinnin alkuhetki T2 ja sen loppuhetki T3 ja niiden erotuksena kommutoinnin kesto Atk. Kommutoinnin päätyttyä kasvaa virta seuraavaan huippuar-15 voonsa, joka saavutetaan hetkellä T4. Tällöin mitataan toinen huippuvirtavektori ±2. Samoin kuin edellä voidaan nyt huippuvirtavektoreiden il ja i2 ja niiden mittaushet-kien eron At perusteella määrittää vaihtojänniteverkon vaihejärjestys eli pyörimissuunta ja taajuus ws kaavan 1 20 mukaisesti. Vuon suunta määritetään puolestaan siten, että määritetään ensin vuon suunta kommutointiajan alussa kiertämällä toista huippuvirtavektoria i2 kolmivaihever-kossa 60° ja n-vaiheisessa verkossa 360°/2n eteenpäin määritetyssä pyörimissuunnassa. Tämä perustuu siihen, että 25 mikäli kommutointeja ei huomioitaisi ja tasavirtakom-ponentti oletettaisiin jatkuvaksi, voitaisiin päätellä virtavektorin nollakohdasta, että verkon vuo ja välipiirin kehittämä vuo ovat yhtä pitkiä ja samansuuntaisia, jolloin vuo on seuraavasta virtavektorista virran juuri siirryttyä 30 vaiheelta toiselle 60° (tai n-vaiheisessa verkossa 360°/2n edellä virtavektoria). Näin saatua vuovektoria on kuviossa 3 havainnollistettu vektorilla ΨΤ2. Käytännössä kommutoin-ti joudutaan kuitenkin ottamaan huomioon. Tämän johdosta määritetään kulma Δα, jonka vuo siirtyy kommutointiajan 35 Atk kuluessa taajuuden ws ja kommutoinnin kestoajan Atk 10 9646? tulona eli Δα = wsAtk. (2)

Vuon suunta kommutoinnin tapahduttua kyetään nyt määrittämään summaamalla kommutointiajan alussa määritet-5 tyyn vuon suuntaan kulma Δα eli kulma, jonka vuo likimain siirtyy kommutoinnin aikana. Näin saatua vuovektoria on havainnollistettu kuviossa 3 vektorilla ΨΤ4 . On selvää, että vuon paikka voitaisiin määrittää edellä kuvatun menettelyn sijasta myös esimerkiksi huippuvirtavektorin tai 10 kommutoinnin alkuhetken mukaan, jolloin vuon paikan määritys kyseiseen hetkeen sidottuna yksityiskohdiltaan vaan ei periaatteeltaan hivenen poikkeaisi kuvatusta menettelystä. Mikäli synkronointirutiini halutaan sitoa juuri määrättyyn vuon paikkaan, on mielekästä valita juuri tietty diodisil-15 lan tila (huippuvirta, kommutoinnin alku-tai loppuhetki) vuon määrittämiseksi synkronointia varten. Edellä esitetty ratkaisu soveltuu siten tilanteisiin, joissa diodisillan kommutoinnin halutaan synkronointihetkellä olevan ohitse, mutta virta ei ole vielä kasvanut huippuarvoonsa.

20 Jos vaihtojänniteverkon pyörimissuunta ja taajuus samoin kuin jännite eli vuon suuruus tunnetaan ja verkko-vaihtosuuntaaja toimii diodimoodissa voidaan edellä kuvatuista toimenpideaskelista varsin monet jättää pois. Täl-löinhän ei ole tarpeen määrittää vuon suuruutta eikä 25 myöskään vuon pyörimisnopeutta vaan tarvitaan ainoastaan tieto vuon hetkellisestä suunnasta. Tässä tarkoituksessa määritetään, kuten edelläkin, kommutoinnin alkuhetki ja loppuhetki ja niiden erotuksena kommutoinnin kesto. Samoin mitataan kommutointia seuraavan virran huippuarvon kohdal-30 la huippuvirtavektori. Näistä voidaan päätellä vuon suunta kommutointiajan alussa kiertämällä huippuvirtavektoria kolmivaiheverkon tapauksessa 60° eteenpäin pyörimissuunnassa. Tämän jälkeen määritetään kulma Δα, jonka vuo siirtyy kommutointiajan kuluessa kaavan 2 mukaisesti. Samoin 35 kuin edellä vuon suunta kommutoinnin tapahduttua saadaan il 11 96467 nyt summaamalla vuon suuntaan kommutointiajan alussa kulma Aa, jonka vuo on siirtynyt kommutoinnin aikana.

Yllä keksinnön mukaista menetelmää on kuvattu pääasiallisesti vain kolmivaiheisen järjestelmän yhteydessä.

5 Kuten toisaalta on annettu ymmärtää, soveltuu keksinnön mukainen menetelmä toteutettavaksi myös minkä tahansa vai-heisen tai taajuisen vaihtojänniteverkon yhteydessä toteuttamalla tarvittavat toimenpiteet oheisten patenttivaatimusten mukaisina.

Claims (8)

9646? 12

1. Menetelmä vuon pyörimisnopeuden, suuruuden ja hetkellisen suunnan määrittämiseksi käytettäväksi n-vai-5 heisen vaihtojänniteverkon (U) ja tasajännitevälipiirin (1) väliin molempiin suuntiin sähkötehoa siirtämään sovitetun verkkovaihtosuuntaajan (WS) synkronoinnissa vaihto-jänniteverkon (U) kanssa, kun virtaa ei kulje verkkovaihtosuuntaajan kautta, joka verkkovaihtosuuntaaja käsittää n 10 haaraa asianomaisine ohjattuine kytkimineen (Sl...S2n) ja niiden kunkin rinnalle kytkettyine vain yhteen suuntaan johtavine komponentteineen (Dl...D2n), jotka haarat on kytketty kuristimien (L) kautta vaihtojänniteverkon (U) vaiheisiin (UO...U(n-1)), tunnettu siitä, että 15 menetelmä käsittää vaiheet, joissa mitataan tasajännitevälipiirin jännite, kun väli- piiri on latautunut verkkojännitteen määräämään tasoon eikä välipiiriä kuormiteta eikä siihen virtaa energiaa muualta, ja määritetään vuon suuruus tämän mitatun tasa-20 jännitteen perusteella, oikosuljetaan vaihtojänniteverkon vaiheet määräajaksi kytkemällä verkkovaihtosuuntaajan kunkin vaiheen kytkimet samaan tasajännitevälipiirin potentiaaliin ja mitataan oikosulun aikana ensimmäinen oikosulkuvirtavekto-' 25 ri (il), oikosul jetaan vaihto j änniteverkon vaiheet toistamiseen tietyn ajan (At) kuluttua ensimmäisestä oikosulusta ja mitataan oikosulun aikana toinen oikosulkuvirtavektori (i2) , 30 määritetään oikosulkuvirtavektoreiden (il,i2) ja niiden mittaushetkien eron (At) perusteella vaihtojänniteverkon vaihejärjestys eli pyörimissuunta ja taajuus (ws) ja määritetään vuon suunta kiertämällä toista oikosul-35 kuvirtavektoria (i.2) 90° määritettyyn pyörimissuuntaan. 13 96467

2. Menetelmä vuon hetkellisen suunnan määrittämi seksi käytettäväksi n-vaiheisen vaihtojänniteverkon (U) ja tasajännitevälipiirin (1) väliin molempiin suuntiin sähkötehoa siirtämään sovitetun verkkovaihtosuuntaajan 5 (WS) synkronoinnissa vaihtojänniteverkon (U) kanssa, kun virtaa ei kulje verkkovaihtosuuntaajän kautta, mutta vaihto jänniteverkon pyörimissuunta ja taajuus samoin kuin jännite, joka on suoraan verrannollinen vuon suuruuteen, tunnetaan, joka verkkovaihtosuuntaaja käsittää n haaraa asi-10 anomaisine ohjattuine kytkimineen (Sl...S2n) ja niiden kunkin rinnalle kytkettyine vain yhteen suuntaan johtavine komponentteineen (Dl...D2n), jotka haarat on kytketty kuristimien (L) kautta vaihtojänniteverkon (U) vaiheisiin (U0...U(n-l)), tunnettu siitä, että menetelmä kä-15 sittää vaiheet, joissa oikosuljetaan vaihtojänniteverkon vaiheet määräajaksi kytkemällä verkkovaihtosuuntaajän kunkin vaiheen kytkimet samaan tasajännitevälipiirin potentiaaliin ja mitataan oikosulun aikana oikosulkuvirtavektori ja 20 määritetään vuon suunta kiertämällä oikosulkuvirta- vektoria 90° verkon pyörimissuuntaan.

3. Menetelmä vuon pyörimisnopeuden, suuruuden ja hetkellisen suunnan määrittämiseksi käytettäväksi n-vaiheisen vaihtojänniteverkon (U) ja tasajännitevälipiirin • 25 (1) väliin molempiin suuntiin sähkötehoa siirtämään sovi tetun verkkovaihtosuuntaajän (WS) synkronoinnissa vaihto-jänniteverkon (U) kanssa, joka verkkovaihtosuuntaaja käsittää n haaraa asianomaisine ohjattuine kytkimineen (Sl...S2n) ja niiden kunkin rinnalle kytkettyine vain yh-30 teen suuntaan johtavine komponentteineen (Dl...D2n), jotka haarat on kytketty kuristimien (L) kautta vaihtojänniteverkon (U) vaiheisiin (U0...U(n-l)), ja kun virtaa kulkee verkkovaihtosuuntaajan vain yhteen suuntaan johtavien komponenttien (Dl...D2n) kautta, tunnettu siitä, että 35 menetelmä käsittää vaiheet, joissa 9646? 14 mitataan tasajännitevälipiirin jännite, kun virtaa ei vielä kulje verkkovaihtosuuntaajan kautta eikä välipii-riin tuoda energiaa muualta, ja määritetään vuon suuruus tämän mitatun tasajännitteen perusteella, 5 mitataan virran huippuarvon kohdalla ensimmäinen huippuvirtavektori (il), mitataan virran seuraavan huippuarvon kohdalla toinen huippuvirtavektori (i2), määritetään huippuvirtavektoreiden (il,i2) ja nii-10 den mittaushetkien eron (At) perusteella vaihtojännitever-kon vaihejärjestys eli pyörimissuunta ja taajuus (ws) ja määritetään vuon suunta jomman kumman huippuvirta-vektorin (il,i2) suuntaan perustuen.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, 15 tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheet, joissa määritetään kommutoinnin alkuhetki ja määritetään vuon suunta kommutointiajan alussa kiertämällä toista huippuvirtavektoria (d.2) kulman 360°/2n 20 verran eteenpäin pyörimissuunnassa.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheet, joissa määritetään kommutoinnin kesto (Atk), 25 määritetään kulma (Δα), jonka vuo siirtyy kommu tointiajan (Atk) kuluessa taajuuden (ws) ja kommutoinnin kestoajan tulona ja määritetään vuon suunta kommutoinnin tapahduttua summaamalla vuon suuntaan kommutointiajan alussa kulma 30 (Δα), jonka vuo siirtyy kommutoinnin aikana.

6. Menetelmä vuon hetkellisen suunnan määrittämiseksi käytettäväksi n-vaiheisen vaihtojänniteverkon (U) ja tasajännitevälipiirin (1) väliin molempiin suuntiin sähkötehoa siirtämään sovitetun verkkovaihtosuuntaajan 35 (WS) synkronoinnissa vaihtojänniteverkon (U) kanssa, joka 15 96467 verkkovaihtosuuntaaja käsittää n haaraa asianomaisina ohjattunne kytkimineen (Sl...S2n) ja niiden kunkin rinnalle kytkettyine vain yhteen suuntaan johtavine komponentteineen (Dl...D2n), jotka haarat on kytketty kuristimien (L) 5 kautta vaihtojänniteverkon (U) vaiheisiin (UO...U(n-l)), ja kun virtaa kulkee verkkovaihtosuuntaajan vain yhteen suuntaan johtavien komponenttien (Dl...D2n) kautta ja vaihtojänniteverkon pyörimissuunta ja taajuus samoinkuin jännite, joka on suoraan verrannollinen vuon suuruuteen, 10 tunnetaan, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet joissa mitataan virran huippuarvon kohdalla huippuvirta-vektori ja määritetään vuon suunta huippuvirtavektorin suun-15 taan perustuen.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheet, joissa määritetään kommutoinnin alkuhetki ja 20 määritetään vuon suunta kommutointiajan alussa kiertämällä huippuvirtavektoria kulman 360°/2n verran eteenpäin pyörimissuunnassa.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheet, 25 joissa määritetään kommutoinnin kesto (Atk), määritetään kulma (Δα), jonka vuo siirtyy kommutointiajan kuluessa taajuuden (ws) ja kommutoinnin kestoajan tulona ja 30 määritetään vuon suunta kommutoinnin tapahduttua summaamalla vuon suuntaan kommutointiajan alussa kulma (Δα), jonka vuo siirtyy kommutoinnin aikana. 16 9646?