HU217734B - Eljárás és készülék zavarimpulzusok csillapítására - Google Patents

Abstract

A találmány tárgya eljárás zavarimpulzusok csillapítására zavarszűrőeszközök segítségével, amely zavarimpulzusok egy- vagy többfázisúvillamos motor (10) vezérlőjelek által létrehozott motorhajtó jelekkeltörténő hajtásánál keletkeznek, és a találmány szerint legalább azegyes motorvezérlő jelek (E1a...E3b) és/vagy a motorhajtó jelek (A1,A2, A3) vezetékeire a villamos motor (10) helyzetének és/vagy amotorhajtó jelek (A1, A2, A3) állapotainak és/vagy a vezérlőjelek(E1a...E3b) állapotainak függvényében zavarszűrő eszköz (21) elsőcsatlakozási pontját (20a) kapcsolják, amelynek másik csatlakozásipontját (20b) vonatkoztatási potenciálra csatlakoztatják. A találmánytárgya továbbá az eljárást megvalósító készülék egyfázisú vagytöbbfázisú villamos motort (10) hajtójelekkel működtetőhajtókészülékhez, amely zavarszűrő eszközöket, valamint a hajtójeleketlétrehozó vezérlőjeleket előállító vezérlőegységet (12) tartalmaz,amelynek a vezérlőegység (12) által a villamos motor helyzetének (p)és/vagy a hajtójelek (A1, A2, A3), illetve a vezérlőjelek (E1a...E3b)állapotának függvényében vezérelt legalább egy átkapcsolókészüléke(19) van, amely a zavarszűrő eszköz (21) első csatlakozási pontját(20a) a hajtójelek (A1, A2, A3) és/vagy a vezérlőjelek (E1a.. E3b)vezetékeivel kapcsolja össze, és a zavarszűrő eszköz (21) másodikcsatlakozási pontja (20b) vonatkoztatási potenciálra van kötve. ŕ

Description

A találmány tárgya eljárás zavarimpulzusok csillapítására zavarszűrő eszközök segítségével, amely zavarimpulzusok egy- vagy többfázisú villamos motor vezérlőjelek által létrehozott motorhajtó jelekkel történő hajtásánál keletkeznek. A találmány tárgya továbbá az eljárást megvalósító készülék egyfázisú vagy többfázisú villamos motort hajtójelekkel működtető hajtókészülékhez, amely zavarszűrő eszközöket, valamint a hajtójeleket létrehozó vezérlőjeleket előállító vezérlőegységet tartalmaz.

Ismeretes például a „Motion Control Application Manual” című SGS-adatkönyv 1987. januári kiadásának 641-647. oldalairól (Three-Phase Brushless DC Motor Driver L6231; Háromfázisú, kefe nélküli egyenáramú motorhajtás L6231), hogy többfázisú villamos motorok egyes fázisait árammal ciklikusan gerjesztik.

Az e célra alkalmazott hajtójelek szokásos módon úgy vannak kialakítva, hogy az egyes fázisokba a villamos motor forgórésze szöghelyzetének függvényében - a következőkben egyszerűen a motor p helyzetének említve - áramot vezetünk. Ennek iránya a p helyzettől függően változik. A megfelelő áramok bevezetése közötti időközökben olyan időszakok vannak, amikor az egyes fázisok árammentesek. Az első áramirány állapotát „+1 ,,-nek jelölve, a második áramirány állapotát 1 ,,-nek jelölve, és az árammentes állapotot „0”-val jelölve, egy első fázishoz tartozó első hajtójel ciklikusan +1, 0, -1, 0, +1 stb. állapotban van.

A többi fázis hajtójele a fázisszámtól függően az első hajtójelhez képest a p helyzethez viszonyított fáziskülönbséggel rendelkezik. Ez a többi hajtójel is szokásosan a +1, 0, -1, 0, +1 stb. állapotot veszi fel ciklikusan.

Különösen a +1, 0 és -1, 0 állapotok közötti átmenetnél nagy áramimpulzusok lépnek fel, amelyeket alkalmas eszközökkel zavarmentesítés céljából csillapítani kell.

A már említett SGS adatkönyvben ezek az alkalmas zavarszűrő eszközök egyrészről ellenállások és kondenzátorok alkalmas kombinációja, úgynevezett RC-tagok, amelyek az egyes motorfázisokat hajtó végfokozatok után kívülállóan, vagyis a tulajdonképpeni hajtáskapcsoláson kívül vannak elhelyezve, és mint integrált áramkörök valósíthatók meg. Az SGS-adatkönyvben másrészről zavarszűrés céljára megfelelő visszacsatoló kondenzátorral megvalósított integrátorok vannak ismertetve, amelyek a végfokozatok bemenete előtt vannak elrendezve.

Ezek az eszközök a hajtóáramkör részeként valósíthatók meg. Egy integrált áramkör részeként történő megvalósítás azonban sok helyet igényel, és az integrálás tömörségét lerontja.

A találmány elé célul tűztük ki az említett hajtási módnál a zavarszűrő eszközök szükségességének csökkentését anélkül, hogy a fellépő zavarimpulzusok csillapítását csökkentenénk.

A kitűzött feladatot a bevezetőben körülírt eljárással a találmány szerint úgy értük el, hogy legalább az egyes motorvezérlőjelek és/vagy a motorhajtó jelek vezetékeire a villamos motor helyzetének és/vagy a motorhajtó jelek állapotainak és/vagy a vezérlőjelek állapotainak függvényében zavarszűrő eszköz első csatlakozási pontjára kapcsoljuk, amelynek másik csatlakozási pontját vonatkoztatási potenciálra csatlakoztatjuk. Az egyes fázisok vezérlőjeleivel létrehozott motorhajtó jeleknek a következő állapotait állítjuk elő ciklikusan:

- egy adott forgatónyomatéknak megfelelő első irányú áramot vezetünk,

- nem vezetünk áramot,

- az adott forgatónyomatéknak megfelelően második irányú áramot vezetünk, és a zavarszűrő eszközt előnyösen az egyes motorvezérlő jelek és/vagy a motorhajtó jelek vezetékeire az egyik állapotból egy másik állapotba történő átmenetkor, célszerűen árammentes állapotban csatlakoztatjuk.

Célszerűen a zavarszűrő eszközök kapcsolását az alkalmazott motor típusának és/vagy az alkalmazott motorok számának függvényében vezéreljük, amely vezérlés adatait kívülről adjuk be és/vagy a motor típusának megfelelő eljárással határozzuk meg.

A bevezetőben körülírt, és a találmány szerinti eljárás megvalósítására szolgáló készüléknek a találmány szerint egy vezérlőegység által a villamos motor helyzetének (p) és/vagy a hajtójelek, illetve a vezérlőjelek állapotának függvényében vezérelt legalább egy átkapcsolókészüléke van, amely a zavarszűrő eszköz első csatlakozási pontját a hajtójelek és/vagy a vezérlőjelek vezetékeivel kapcsolja össze, és a zavarszűrő eszköz második csatlakozási pontja vonatkoztatási potenciálra van kötve.

A találmány szerinti készüléknek a hajtójeleket előállító végerősítő fokozatai vannak, és a zavarszűrő eszközök első csatlakozópontja előnyösen a végerősítő fokozatok bemenetelre, illetve kimeneteire kapcsolódik, és a többi zavarszűrő eszköz csatlakozópontja a végerősítő fokozatok további bemenetelre, illetve kimeneteire kapcsolódik.

Lehetséges módon a zavarszűrő eszköz egy vezérelhető zavarszűrő eszköz, amely egy erősítőfokozatot és egy invertáló erősítőfokozatot tartalmaz, amelyek közösített bemenetére aluláteresztő elem van kapcsolva, amely erősítőfokozatok kimenete a zavarszűrő eszköz egy-egy csatlakozópontja. Az aluláteresztő elem egyik lehetséges módon egy soros ellenállásból és párhuzamos kondenzátorból áll, másik lehetséges változatban digitális-analóg átalakítóval van megvalósítva.

A találmány szerint tehát egy hajtandó motor nem mindegyik fázisához alkalmazzuk valamennyi zavarszűrő eszközt, hanem ezen eszközök számát csökkentjük, és szükség esetén a zavarszűrő eszközöket a motorhajtó eszközökkel úgy kapcsoljuk össze, hogy a fellépő zavarcsúcsokat csillapítsuk.

A zavarszűrő eszközök számának csökkentése által már megvalósítható, hogy azok kívülről, vagyis egy tulajdonképpeni hajtáskapcsoláson kívül legyenek elhelyezve, amely hajtáskapcsolás integrált áramkörként lett megvalósítva. Ezáltal ugyanazon hajtáskapcsolás alkalmazásakor különböző vezérelendő motorok különböző zavarszűrő eszközei egyszerűen beilleszthetők. Ezáltal a mindenkori hajtás optimalizálható, ugyanakkor a költségek, mint például a fejlesztési költségek, raktározási költségek stb. megtakaríthatók.

Az ilyen zavarszűrő eszközök tehát úgy vannak megvalósítva, hogy azoknak a tulajdonságait a hajtóje2

HU 217 734 Β lek megváltoztatják úgy, hogy kis ohmos kimenetű erősítőfokozatokhoz meghatározott lefolyású bemenőjelet vezetünk. A megfelelő kimenőjelek lefolyása meghatározza azon jelek lefolyását, amelyek a motorhajtó eszközökön vannak, mindaddig, amíg egy megfelelő összeköttetés fennáll. Ezáltal a zavarimpulzusok gyengítése jobb lesz, és a zavarszűrő eszköz átkapcsolásához kisebb költség szükséges.

A találmányt az alábbiakban a mellékelt rajzon bemutatott kiviteli példák kapcsán ismertetjük részletesen, ahol az

1., lb. ábra háromfázisú villamos motorok hajtására szolgáló ismert készülékeket tüntet fel zavarszűrő eszközökkel; a

2a., 2b. ábra a zavarimpulzusok gyengítésére szolgáló találmány szerinti készülék előnyös kiviteli alakjait szemlélteti egy háromfázisú villamos motor hajtókészülékével együtt; a

3. ábra a villamos motor p helyzetét megadó érzékelőjeleit mutatja; a

4a.-4c. ábrák egy villamos motor hajtójeleit szemléltetik; az

5. ábra a motor egyik fázisán lévő feszültség lefolyása; a

6a., 6b. ábra az előnyös kiviteli példák szerinti zavarszűrő eszközöket átkapcsoló jeleket szemlélteti; a

7a., 7b. ábra egy végerősítő fokozat szokásos megvalósítását és az alkalmas hajtójeleket mutatja; a

8., 9. és 10. ábra a 2b. ábra szerinti kiviteli alak előnyös változatai láthatók; a

11. ábra a 10. ábra szerinti kiviteli változat vezérlőjeleit tünteti fel.

Mielőtt a kiviteli példát részletesebben ismertetnénk, rá kívánunk mutatni arra, hogy az ábrákon egyenként bemutatott blokkok csupán a találmány jobb megértését szolgálják. Szokásos módon egy vagy több ilyen blokk egységekbe van összefogva. Ezek integrált áramkörökben, hibrid áramkörökben vagy programvezéreit mikroszámítógépben, illetve a hajtásra alkalmas program részeként lehetnek megvalósítva.

Természetesen az egyes fokozatokban lévő elemek különállóan is megvalósíthatók.

Az la. ábrán egy háromfázisú villamos motor hajtására szolgáló első ismert elrendezés van ábrázolva.

Egy háromfázisú 10 villamos motor egy 11 hajtókészülékkel van vezérelve. Ez a 11 hajtókészülék tartalmaz egy elektronikus 12 vezérlőegységet, amelyhez egy 13 érzékelőjelei vannak vezetve. Ezek a jelek a 10 villamos motor fordulatszámát és/vagy p helyzetét tartalmazzák. Az elektronikus 12 vezérlőegységhez vannak vezetve továbbá az ns névleges fordulatszám beadására szolgáló vezérlőjelek. A 12 vezérlőegység El a, Elb, E2a, E2b, E3a, E3b vezérlőjeleket továbbít a 14a, 14b, 24a, 24b, 34a, 34b előerősítő fokozatok bemenetére.

Az első 14a előerősítő fokozat kimenete egy első 15 végerősítő fokozat 15+ pozitív bemenetével van összekötve, míg a második 14b előerősítő fokozat kimenete az első 15 végerősítő fokozat 15 - negatív bemenetére csatlakozik.

Ezzel analóg módon vannak a 24a, 24b és 34a, 34b előerősítő fokozatok kimenetei egy második 25, illetve egy harmadik 35 végerősítő fokozat bemenetéivel összekapcsolva.

Az első 15 végerősítő fokozat kimenete a 10 villamos motor első fázisára csatlakozik. Ezen túlmenően ez a kimenet egy első 17a csatlakozási pontra is el van vezetve, amelyre az első 16 zavarszűrő eszköz csatlakozik, amely egy első 16a ellenállás és egy első 16b kondenzátor soros kapcsolásából áll. A 16b kondenzátor szabad vége egy első 17b testpontra van kapcsolva, amely a testen van.

A 25, 35 végerősítő fokozatok kimenete a 10 villamos motor második, illetve harmadik fázisára, valamint második és harmadik 27a, 37a csatlakozási pontra van vezetve. Ezekre a 27a, 37a csatlakozási pontokra van egy második 26, illetve harmadik 36 zavarszűrő eszköz kötve, amelyek egy második 26a ellenállás és egy második 26b kondenzátor soros kapcsolásából, valamint egy harmadik 36a ellenállás és egy harmadik 36b kondenzátor soros kapcsolásából állnak, hasonlóképpen, mint az első 15 végerősítő fokozat kimenetén.

Az la. ábra szerinti elrendezés működését a 3. és

4. ábra segítségével ismertetjük. A 3. ábrán a 13 érzékelő kimenőjele látható a 10 villamos motor p helyzetének függvényében. A 10 villamos motor alaphelyzetében (p=0) legyen egy különleges jelzés, amely egy megfelelő kimenőjelet hoz létre. Ábrázolva vannak azok a további jelzések, amelyek a 13 érzékelő 15°onként leadott kimenőimpulzusát jelzik.

Az elektronikus 12 vezérlőegység, amelyhez a 13 érzékelő jele van vezetve, a 14a, 14b, 24a, 24b, 34a, 34b előerősítő fokozatokat vezérli az Ela...E3b jelek által az 1. táblázatnak megfelelően.

Ezekből a 4a, 4b, illetve 4c ábrák szerinti 15, 25, illetve 35 végerősítő fokozatok kimenő Al, A2, A3 jelei lesznek, amelyek áramértéke a kívánt forgatónyomatéknak a függvénye. Ez a motorhajtás ismert, így ezt tovább nem ismertetjük.

1. táblázat (az 1 az előerősítő fokozaton lévő hajtójelet jelenti)

	Ütemidők
Vezérlőjel	ti	t2	t3	t4	t5	tő
Ela	1	1	0	0	0	0
Elb	0	0	0	1	1	0

HU 217 734 Β

7. táblázat (folytatás)

	Ütemidők
Vezérlőjel	ti	t2	t3	t4	t5	tő
E2a	0	0	1	1	0	0
E2b	1	0	0	0	0	1
E3a	0	0	0	0	1	1
E3b	0	1	1	0	0	0

Az 5. ábrán a 10 villamos motor első fázisán lévő feszültség látható az említett módon történő meghajtás melletti p helyzet függvényében. Világosan látható, 15 hogy az első 15 végerősítő fokozat kimenő Al jelének +1 -ről 0-ra és -1 -ről 0-ra való átmeneteinél a, illetve b zavarcsúcsok lépnek fel, amelyek az első 16 zavarszűrő eszköz által erősen csillapítva vannak. Ilyen csillapítás nélkül az a, b zavarcsúcsok lényegesen erősebbek len- 20 nének.

Az lb. ábra egy második ismert meghajtókészüléket szemléltet a 10 villamos motor hajtására. Azok az alkatrészek, amelyek az la. ábra szerinti kiviteli példáéval azonos funkciókat lámák el, azonos hivatkozási számok- 25 kai vannak ellátva, és ezekre a következőkben csak olyan mértékben térünk ki, amennyire az a mellékelt rajzok kapcsán ismertetett találmány megértéséhez szükséges.

Az lb. ábrán látható meghajtókapcsolás az la. áb- 30 rán bemutatottól lényegében abban tér el, hogy a zavarszűrő eszközök a 15,25, 35 végerősítő fokozatok bemenetére csatlakoznak.

Ennek megfelelően a 15 végerősítő fokozat 15+ pozitív bemenetére egy 17 zavarszűrő eszköz van csatla- 35 koztatva, amely egy 17a ellenállásból és egy 17b kondenzátorból áll. A 17a ellenállás egyik vége az első 14a előerősítő kimenetére csatlakozik, és másik vége a 17b kondenzátor egyik kivezetésével valamint az első 15 végerősítő fokozat 15 + pozitív bemenetére csatlako- 40 zik. A 17b kondenzátor másik kivezetése testre van kötve. Hasonlóképpen van a 18 zavarszűrő eszköz, amelyet a 18a ellenállás és 18b kondenzátor alkot, a 15 végerősítő fokozat 15- negatív bementére csatlakoztatva.

Hasonlóképpen van a 27, 28, 37, 38 zavarszűrő esz- 45 köz a 25 és 35 végerősítő fokozatok 25+ , 35+ pozitív bemenetére, illetve 25-, 35- negatív bemenetére beiktatva.

Az lb. ábra szerinti készülék meghajtóimpulzusai azonosak az la. ábra szerinti meghajtóimpulzusaival. Ezekre itt részletesebben nem térünk ki.

A találmány előnyös kiviteli alakjai a 2a. és 2b. ábrákon láthatók. Ezeken az ábrákon a, már az la. és lb. ábrákon bemutatott meghajtásokkal azonos funkciót ellátó eszközök azonos hivatkozási számokkal vannak jelölve, és ezeket a továbbiakban csak oly mértékben ismertetjük, amennyiben az a találmány megértéséhez szükséges. A 2a. ábra szerinti kiviteli alak tartalmaz egy 19 átkapcsolókészüléket, amely vezérlőjeleit a vezérlőbemenetén keresztül az elektronikus 12 vezérlőegységtől kapja. A 19 átkapcsolókészülék bemenetel a 15, 25, 35 végerősítő fokozatok kimenetével vannak összekötve, és a 19 átkapcsolókészülék kimenete egy 20a csatlakozási pontra van vezetve, amely ebben a kiviteli alakban csatlakozóként van kialakítva. Erre a csatlakozóra kívülről, vagyis a tulajdonképpeni hajtáskapcsoláson kívül 21 zavarszűrő eszköz csatlakozik, amely ezen kiviteli alak esetén egy 21a ellenállás és egy 21b kondenzátor soros kapcsolásából áll. A 21b kondenzátor szabad vége egy 20b testpontra csatlakozik, amely a testtel van összekötve.

A 2a. ábra szerinti kiviteli példa működését a 6a ábra segítségével ismertetjük. Ez utóbbi ábrán a 19 átkapcsolókészülék kapcsolási állapotait a motorhajtó Al, A2, A3 jeleinek függvényében adtuk meg, amelyek a 15, 25, illetve 35 végerősítő fokozatok kimenetén jelennek meg.

Lényeges, hogy mindig az a kimenet, amelynek hajtójele -1-ről 0-ra vagy + 1-ről 0-ra vált át, kapcsolódik a 21 zavarszűrő eszközre.

Az elektronikus 12 vezérlőegységnek a 19 átkapcsolókészülékre vezetett vezérlőimpulzusai a 2. táblázatban láthatók.

2. táblázat (az 1 a 20a csatlakozóponttal való összekapcsolódást jelenti)

	Ütemidők
Vezérlőjel	ti	t2	t3	t4	t5	tő
Al	0	1	0	0	1	0
A2	1	0	0	1	0	0
A3	0	0	1	0	0	1

HU 217 734 Β

Mind a 6a. ábrából, mind a 2. táblázatból látható, hogy a ti ütemidő alatt az A2 meghajtójel és ezzel együtt a 25 végerősítő fokozat kimenete a 21 zavarszűrő eszközzel össze van kapcsolódva, a t2 időpontban a motorhajtó A1 jel stb. Megfigyelhető, hogy az átkapcso- 5 lás csak akkor jön létre, ha a 21 zavarszűrő eszköz által lekerekített motorhajtó Al, A2 jelek kívánt állapotukat már elérték.

A találmány egy második kiviteli alakja a 2b. ábrán látható.

Ez a kiviteli alak tartalmaz egy 29 átkapcsolókészüléket, amely az elektronikus 12 vezérlőegységtől a vezérlőbemenetén keresztül vezérlőimpulzusokat kap. A 29 átkapcsolókészülék bemenetel rendre a 15, 25, 35 végerősítő fokozatok 15 + , 25+ , 35+ pozitív bemenetéivel és 15-, 25-, 35- negatív bemenetéivel vannak összekötve. A 29 átkapcsolókészülék kimenete a 20a csatlakozóponttal van összekötve, amelyre a 22 zavarszűrő eszköz csatlakozik, amely ennél a kiviteli alaknál egy 22a kondenzátorból áll. A 22a kondenzátor szabad vége egy 22c test csatlakozóponttal van összeköt10 ve, amely a testre csatlakozik.

A 2b. ábra szerinti kiviteli alak működése a 3. táblázat és 6b. ábra alapján követhető.

3. táblázat (az 1 a 20a csatlakozóponttal való összeköttetést jelenti)

	Ütemidő
Végerősítő fok. bemenete	ti	t2	t3	t4	t5	tó
15 +	0	1	0	0	0	0
15-	0	0	0	0	1	0
25+	0	0	0	1	0	0
25-	1	0	0	0	0	0
35 +	0	0	0	0	0	1
35-	0	0	1	0	0	0

Lényeges, hogy mindig az a bemenet, amelynek be- 30 negatív bemenetre van kapcsolva. A 15b pnp-tranzisztor menőjele a megfelelő motorhajtójelben -1-ről 0-ra, il- kollektorára egy Uo feszültség van vezetve, amelynek letve + 1-ről 0-ra történő váltást hozza létre, a 22 zavarszűrő eszközre van csatlakoztatva.

A ti ütem alatt a 25 végerősítő fokozat negatív bemenete a 20a csatlakozóponttal és ezzel együtt 22a kondenzátorral van összekötve. A t2 ütem alatt a 15 végerősítő fokozat pozitív bemenete van a 22a kondenzátorral összekapcsolva stb.

Megfigyelhető, hogy az átkapcsolás csak akkor jön létre, amikor a lekerekített jelek kívánt végértéküket már elérték.

Megjegyezzük, hogy a 2a. ábra szerinti kiviteli példa változatainál alkalmazott 21 zavarszűrő eszköz a (z integrált) meghajtókapcsolás részeként alakítható ki.

Lehetséges továbbá az is, hogy a 2b. ábra szerinti kiviteli példa egy további változatánál a 22 zavarszűrő eszközök kívülről, vagyis egy nem ábrázolt csatlakozón keresztül csatlakoztathatók.

A 7b. ábrán az első végerősítő fokozat szokásos kialakítása látható vázlatosan. Ez tartalmaz egy tranzisztoros végfokozatot, amely egy 15a npn-tranzisztorból és egy 15b pnp-tranzisztorból áll.

A 15a npn-tranzisztor kollektora U+ pozitív feszültségre van kapcsolva, amely például a rendszer pozitív tápfeszültsége. A 15a npn-tranzisztor bázisa közvetlenül vagy közvetve a 15+ pozitív bemenettel és az emitter 15 végerősítő fokozat kimenetével van összekötve, amely kimeneten a motorhajtó Al jel van jelen. Ezzel a ponttal a 15b pnp-tranzisztor emittere is össze van kötve, amelynek a bázisa közvetlenül vagy közvetve a 15értéke az U+ feszültség értékénél negatívabb, mint amilyen például a rendszer testpontján lévő feszültség.

A 7b. ábra szerinti 15 végerősítő fokozat vezérlőjelei a 7a. ábrán vannak feltüntetve.

Annak érdekében, hogy a ti - t6 ütemidők alatt a motorhajtó A1 jel a 4a. ábra szerinti lefolyású legyen, a ti, t2 ütemidők alatt a 15 + pozitív bemeneten az U + feszültség, és a t3-t6 ütemidők alatt az U0 feszültség van jelen.

A ti —13 ütemidők alatt a 15- negatív bemeneten U+ feszültség, míg t4, t5 ütemidők alatt U0 feszültség, és a t6 ütemidő alatt U + feszültség van jelen.

Ez azt jelenti, hogy minden olyan esetben, amikor a motorhajtó Al jel „+1” állapotban van, akkor mindkét 15+, 15- bemeneten pozitív feszültség van jelen, amely ennél a kiviteli példánál U + feszültséggel egyenlő. Ezáltal a 15a npn-tranzisztor vezető állapotban van, és a 15b pnp-tranzisztor le van zárva. Az A1 jel 1 ” állapotában mind a 15+ pozitív bemeneten, mind a 15negatív bemeneten az U+ feszültséghez képest negatív feszültség van jelen, amely ennél a kiviteli példánál U0 feszültséggel azonos. Ezáltal a 15b pnp-tranzisztor vezet, és a 15a npn-tranzisztor lezárt állapotban van.

A jel „0” állapotához mindkét 15a, 15b tranzisztor lezárt állapotban kell legyen. Ezt úgy éljük el, hogy a 15 + pozitív bemenetre a negatív U0 feszültséget, a 15negatív bemenetre a pozitív U+ feszültséget vezetjük.

Felhívjuk a figyelmet arra, hogy a most bemutatott 25, 35 végerősítő fokozatok meghajtása megegyezik a 4b., illetve 4c. ábra szerintiével.

HU 217 734 Β

A 15, 25, 35 végerősítő fokozatoknak a 7. ábrán bemutatott kiviteli alakjánál a 8. és 9. ábra szerinti találmány szerinti változatait arra használjuk fel, hogy a zavarszűrő eszközöket a 15, 25, 35 végerősítő fokozatok bemenetéivel kötjük össze, amelyeken lévő bemenője- í lek a motormeghajtó Al, A2, illetve A3 jelek megfelelő „+ l”-ről „0”-ra, illetve „-1 ”-ről „0”-ra történő átmeneteit, és viszont, létrehozzák.

A 8. és 9. ábra a 2b. ábra szerinti kiviteli alak további változatai, melyeket előnyösen a 15,25,35 végerősítő fo- 1 kozatok megvalósításánál alkalmazunk, mint azt a 7. ábrán jelöltük. Azok a fokozatok és jelek, amelyek a már ismertetett példákéval azonos funkciókat lámák el, azonos hivatkozási számmal vannak jelölve, és ezekre a következőkben csak olyan mértékben térünk ki, amennyire ez a 1 találmány megértéséhez szükséges.

A 8. ábrán egy első 29’ átkapcsolókészülék és egy második 29” átkapcsolókészülék látható. A 29’, 29” átkapcsolókészülékek bemenetel, amint az a 2b. ábra kiviteli alakján is látható, a 15, 25, 35 végerősítő fokozatok 2 bemenetéivel vannak összekötve. Az első 29’ átkapcsolókészülék kimenete egy első csatlakozóra van vezetve, amely megfelel a 20a csatlakozópontnak, amelyre egy első 32 zavarszűrő eszköz csatlakozik, valamint a második 29” átkapcsolókészülék kimenete, a 20d csatlakozó- 2 nak megfelelő csatlakozópontjára van vezetve, amelyre egy második 42 zavarszűrő eszköz van kötve. Az említett 32, 42 zavarszűrő eszközök második csatlakozása testre van kötve, ami a 20c csatlakozópontnak felel meg. Ennél a kiviteli alaknál az első 32 zavarszűrő eszköz és a második 42 zavarszűrő eszköz tartalmaz egy első 32a, illetve egy második 42a kondenzátort.

A 29’, 29” átkapcsolókészülékek vezérlésénél lényeges, hogy a 15, 25, 35 végerősítő fokozatoknak nemcsak azok a bemenetel vannak a 32, 42 zavarszűrő eszközökkel összekötve, amelyek az egyik állapotból, amelyben áramot vezetünk (+1, -1), egy árammentes állapotba (0) vált át, hanem azok a bemenetek is, amelyek „0”-ról „+l”-re, vagy a „0”-ról ,,-l”-re történő átmenetet hozzák létre. Ezt az elektronikus 12 vezérlőegység megfelelő vezérlőjeleinek a 29’, illetve 29” átkapcsolókészülékekre történő vezetésével hozzuk létre.

A megfelelő vezérlőjelek a 4. táblázatban vannak megadva. Eszerint a ti ütemidő alatt a 25- bemenet, amelynek a bemenőjele UO-ról U+-ra vált át, a 29’ átkapcsolókészüléken keresztül a 32a kondenzátorral, és a 35- bemenet, amelynek a bemenőjele U+-ról UO-ra vált át, az átkapcsoló készüléken keresztül a 42a kondenzátorral van összekötve. A t2 ütemidő alatt a 15 + bemenet a 29’ átkapcsolókészüléken keresztül a 32a kondenzátorral, és a 25+ bemenet a 29” átkapcsolókészüléken keresztül a 42a kondenzátorral van összekötve stb.

4. táblázat

Az átkapcsolókészülék ütemezése	ti	t2	t3	t4	t5	tő
29’	25-	15+	35-	25 +	15-	35 +
29”	35-	25 +	15-	35 +	25-	15 +

Lényeges, hogy az említett 32a, 42a kondenzátorok, illetve általánosságban a 32, 42 zavarszűrő eszközök a megfelelő átmenetek alatt az említett bemenetekkel vannak összekötve és a 32a, 42a kondenzátorok a bemenőjel által mindig úgy töltődnek át, hogy a feszültségugrásokat ezáltal elkerüljük.

Ennek megfelelően például a 32a kondenzátor a ti ütemidő átmenete után pozitív feszültségre töltődik fel (U + ). A 15+ bemenetről érkező bemenőjel ezt követő átmenete U + -ról UO-ra vált át, ezt követően a 35bemeneten levő bemenőjel UO-ról U+-ra vált át stb., ezáltal a feszültségugrás mindig elkerülhető. Természetesen ugyanez érvényes a 29” átkapcsolókészülék által létrehozott átkapcsolásra is.

A következő, 8. ábra szerinti változat szintén tartalmazza a 29’, 29” átkapcsolókészülékeket. Ebben az esetben lényeges, hogy egy harmadik 52 zavarszűrő eszköz, amely egy 52a kondenzátort tartalmaz, első kivezetése az első 29’ átkapcsolókészülék kimenetével van összekötve, amely a 20a csatlakozópontnak felel meg, és második kivezetése a második 29” átkapcsolókészülék kimenetével van összekötve, amely megfelel a 20d csatlakozópontnak.

Ezeknél a változatoknál a 15, 25, 35 végerősítő fokozatoknak azok a bemenetel vannak a harmadik 52 zavarszűrő eszközzel összekötve, amelyek „0”-ról „+1”re, „0”-ról ,,-l”-re, „+l”-ről „0”-ra, vagy l”-ről „0”-ra váltanak át.

A 29’, 29” átkapcsolókészülékek vezérlése az elektronikus 12 vezérlőegység által történik a 4. táblázatnak és az ezzel kapcsolatban leírtaknak megfelelően.

Felhívjuk a figyelmet arra, hogy a 7., illetve a 8., ábra szerinti változatoknál a végerősítő fokozatok kimenetei is összekapcsolhatók és megfelelően vezérelhetők.

Megemlítjük továbbá, hogy a 21, 22 zavarszűrő eszközök, valamint a 32,42, 52 zavarszűrő eszközök jelképes ábrázolása erre a kiviteli alakra nem korlátozódik. Az említett eszközök az említett 21a, 21b, 22a,... alkatrészek helyett vagy ezek mellett más alkalmas, szakember számára ismert alkatrészek vagy építési egységek is lehetnek. így például egy integrátorfunkció is megvalósítható.

Egy további kiviteli alak látható a 10. ábrán, amelynél a zavarszűrő eszköz a 12 vezérlőegység jele által van befolyásolva, amelyet az alábbiakban all. ábra kapcsán ismertetünk.

Ebben az esetben is azokat az eszközöket és jeleket, amelyeknek a működése vagy funkciója az előzőkben ismertetett kiviteli alakokéval megegyezik, azonos mó6

HU 217 734 Β dón jelöljük, és ezekre a következőkben csak oly mértékben térünk ki, amennyire az a megértéshez szükséges.

A 10. ábrán bemutatott aktív 62 zavarszűrő eszköz tartalmaz egy 62a ellenállást, amelynek egyik kivezetésére a 12 vezérlőegységről egy L jel van vezetve, és ennek második kivezetése egy 62b kondenzátor első kivezetésével van összekötve. A 62b kondenzátor második kivezetése testre van kötve. A 62a ellenállás második kivezetése egy 62c erősítőfokozat bemenetére is csatlakozik, és egy 62d invertálófokozat bemenetével van összekötve. A 62c erősítőfokozat kimenete egy első Ll zavarszűrő jelet vezet a 29’ átkapcsolókészülék 20a csatlakozópontjára és az invertálófokozat kimenete egy második Ll * zavarszűrő jelet vezet a 29” átkapcsolókészülék 20d csatlakozására.

Az L jel, amelyet a 12 vezérlőegység az aktív 62 zavarszűrő eszközre továbbít, a 10 villamos motor helyzetéből van származtatva, és ennél a kiviteli alaknál egy olyan jelből állítjuk elő, például az úgynevezett „least significant bit” (LSB) (legjelentéktelenebb bit), amelyet egy 12a számláló, amely a 13 érzékelőjelét veszi, egy 12b dekódolónak ad le, amely az Ela...E3b meghajtójeleket előállítja.

Az L, Ll, Ll* jelek lefutása látható rendre a 11a., b., c. ábrákon. A 29’ és 29” átkapcsolókészülékek vezérlése a 12 vezérlőegység vezérlőjelei által történik a

4. táblázatnak megfelelően.

A ti, t2, ... ütemidők kezdetén az L jel az „1” állapotból a „0” állapotba, és viszont, vált át. Az RC-hálózat által, amely a 62a ellenállásból és 62b kondenzátorból áll, a 62c, 62d fokozatok bemenetén egy olyan feszültséglefolyást hoz létre, amely a kimenőjeleket, vagyis a zavarszűrő Ll, illetve Ll* jeleket hozza létre, amint az a 11a., illetve 1 lb. ábrán látható.

Az Ll jel a ti ütemidő alatt, pontosabban mondva, miután az Ll jel az U0 feszültségértéket felvette, a 29’ átkapcsolókészüléken keresztül a 25 bemenetre kerül. Az ezen a bemeneten levő bemenőjel a t2 ütemidő kezdetén UO-ról U+-ra történő átmenettel rendelkezik, amely az Ll jel által megfelelően le van kerekítve.

Az L1 * zavarszűrő j el a 11 ütemidő alatt a 29” átkapcsolókészüléken keresztül a 35 bemenetre van vezetve, és ezáltal a megfelelő jel, amely a t2 ütemidő kezdetén UO-ról U+-ra vált át, megfelelően le van kerekítve.

Az ezt követő t2, t3 ... ütemidők alatt történik a 29’, 29” átkapcsolókészülékek vezérlése a 4. táblázatnak megfelelően. Lényeges, hogy mindig azok a 15 + , ..., 35 bemenetekre legyenek a zavarszűrő Ll, Ll* jelek legalább abban az időpontban vezetve, amelyben a hozzá tartozó bemenőjel átmenete (U0- U+) megfelel a zavarszűrő Ll, illetve Ll* jelnek.

Ennek a kiviteli alaknak egy változatában az aktív 62 zavarszűrő eszköz egy blokként alakítható ki, amely ugyanezt a műveletet látja el, azonban más alkatrészeket, mint például digitális-analóg átalakítót stb. tartalmaz. Ezek egy RC-hálózat funkcióját, amely egy 62a ellenállásból és 62b kondenzátorból áll, vagy a 62c, 62d erősítőfokozatok funkcióját is legalább részben helyettesíti.

Elképzelhető továbbá, hogy a 12 vezérlőegység által leadott L jel már lekerekített alakú, ami már a 12 vezérlőegységen belül megfelelő eszközökkel (RC-hálózat, digitális-analóg átalakító, ...) létrehozható, így ez az L jel közvetlenül a 62c erősítőfokozatra és a 62d inverterre vezethető.

Rámutatunk arra, hogy a zavarszűrő eszközök vezérlése a 12 vezérlőegység által más módon is történhet.

így lehetséges az is, hogy azoknak a fokozatoknak vagy alkatrészeknek a tulajdonságai, amelyek az említett zavarszűrő eszközök részét képezik, a megfelelő meghajtójel által változnak, és ezáltal a zavarimpulzusok további gyengítése érhető el. A vezérlőjel által lehetséges például az egyes elemeknek párhuzamos, vagy soros átkapcsolása.

Ez az átkapcsolás például kívülről is beadható, és ezáltal a zavarimpulzusok csökkentése érhető el úgy, hogy az az alkalmazott típusú 10 villamos motorhoz illeszkedjen.

Lehetséges az is, hogy az átkapcsolás egy alkalmazott eljárás alapján van meghatározva. Az említett kiviteli alakok további változatai legalább a következő variációkat tartalmazzák:

- alkalmazható háromnál több végerősítő fokozat (kimenőfokozat), így háromfázisúnál több fázisú, vagy több motor hajtható meg. Ebben az esetben a zavarszűrő eszközök átkapcsolása megfelelően történik, amely esetben esetlegesen több mint egy zavarszűrő eszközt kell alkalmazni;

- egy csillagkapcsolású motor helyett, mint amilyen a rajzon látható, más, többfázisú villamos motorok is alkalmazhatók, amelyeknél például az egyes fázisok egymással sorba vannak kapcsolva. Egyfázisú villamos motorok szintén meghajthatok;

- az elektronikus 12 vezérlőegység más alkalmas vezérlőegységekkel helyettesíthető, amelyek például mechanikusan, optikai és/vagy villamos elven működnek;

- a 13 érzékelő más alkalmas érzékelőkkel helyettesíthető, amelyek a fordulatszámot és/vagy a p helyzetet érzékelik. Az érzékelők kialakíthatók mechanikusan, villamosán és/vagy mágnesesen, például Hall-érzékelőként; vagy a meghajtandó 10 villamos motor fázisaival. A leadott jeleket megfelelően fel kell dolgozni.

Ezáltal a találmány révén összességében egy rendszer jön létre, amely egy eljárásból, valamint az eljárás foganatosítására alkalmas készülékből áll, és amely rendszer egy villamos motor hajtására szolgál, és amely lehetővé teszi, hogy a zavarszűrő eszközök számát csökkentsük anélkül, hogy a zavarimpulzusok csillapítását csökkentenénk.

A zavarszűrő eszközök olyan alkatrészeket tartalmazhatnak, mint például ellenállásokat, kondenzátorokat, félvezető alkatrészeket, amelyek meghatározott csillapítási műveletet látnak el, mint az RC-tagok, integrálófokozatok vagy hasonlók.

Ezek az egyes elemek más műveletekre is felhasználhatók, így részei lehetnek előerősítő fokozatoknak vagy végerősítő fokozatoknak.

A zavarszűrő eszközök számának csökkentésével elérjük, hogy a motor meghajtójelének függvényében ke7

HU 217 734 Β vesebb zavarszűrő eszközt kapcsoljunk be oly módon, hogy zavarimpulzusokat okozó átmeneteknél a zavarszűrő eszköz legalább részben megfelelően legyen bekapcsolva.

Az említett zavarszűrő eszközök számának csökkentésével elérhető a találmánnyal az az előny, hogy növelhető az integrálás, vagy külső kapcsolás esetén a külső csatlakozópontok száma csökkenthető.

Claims (8)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Eljárás zavarimpulzusok csillapítására zavarszűrő eszközök segítségével, amely zavarimpulzusok egyvagy többfázisú villamos motorvezérlőjelek (Ela...E3b) által létrehozott motorhajtó jelekkel (Al, A2, A3) történő hajtásánál keletkeznek, azzal jellemezve, hogy legalább az egyes motorvezérlőjelek (Ela...E3b) és/vagy a motorhajtó jelek (Al, A2, A3) vezetékeire a villamos motor (10) helyzetének és/vagy a motorhajtó jelek (Al, A2, A3) állapotainak és/vagy a vezérlőjelek (El a...E3b) állapotainak függvényében zavarszűrő eszköz (21, 22, 42, 52, 62) első csatlakozási pontját (20a, 20d) kapcsoljuk, amelynek másik csatlakozási pontját (20b, 20c) vonatkoztatási potenciálra csatlakoztatjuk.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az egyes fázisok vezérlőjeleivel (Ela, Elb; E2a, E2b; illetve E3a, E3b) létrehozott motorhajtó jeleknek (Al, A2, A3) a következő állapotait állítjuk elő ciklikusan:

   - egy adott forgatónyomatéknak megfelelő első irányú áramot vezetünk,

   - nem vezetünk áramot,

   - az adott forgatónyomatéknak megfelelően második irányú áramot vezetünk, és a zavarszűrő eszközt (21, 22, 42, 52, 62) az egyes motorvezérlőjelek (Ela...E3b) és/vagy a motorhajtó jelek (Al, A2, A3) vezetékeire az egyik állapotból egy másik állapotba történő átmenetkor csatlakoztatjuk.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a zavarszűrő eszköz (21, 22, 42, 52, 62) kapcsolását egy árammentes állapotban végezzük.
4. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a zavarszűrő eszközök kapcsolását az alkalmazott motor típusának és/vagy az alkalmazott motorok számának függvényében vezéreljük, amely vezérlés adatait kívülről adjuk be és/vagy a motor típusának megfelelő eljárással határozzuk meg.
5. 5. Készülék zavarimpulzusok csillapítására, egyfázisú vagy többfázisú villamos motort (10) hajtójelekkel (Al, A2, A3) működtető hajtókészülékhez (11), amely zavarszűrő eszközöket (21, 22, 42, 52, 62), valamint a hajtójeleket (Al, A2, A3) létrehozó vezérlőjeleket (Ela...E3b) előállító vezérlőegységet (12) tartalmaz, azzal jellemezve, hogy a vezérlőegység (12) által a villamos motor helyzetének (p) és/vagy a hajtójelek (Al, A2, A3), illetve a vezérlőjelek (Ela...E3b) állapotának függvényében vezérelt legalább egy átkapcsolókészüléke (19, 29, 29’, 29”) van, amely a zavarszűrő eszköz (21, 22, 42, 52, 62) első csatlakozási pontját (20a, 20d) a hajtójelek (Al, A2, A3) és/vagy a vezérlőjelek (Ela...E3b) vezetékeivel kapcsolja össze, és a zavarszűrő eszköz (21, 22, 42, 52, 62) második csatlakozási pontja (20b, 20c) vonatkoztatási potenciálra van kötve.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy a hajtójeleket (Al, A2, A3) előállító végerősítő fokozatai (15, 25, 35) vannak, és a zavarszűrő eszközök (21, 22, 42, 52, 62) első csatlakozópontja (20a) a végerősítő fokozatok (15, 25, 35) bemenetelre, illetve kimeneteire kapcsolódik, és a többi zavarszűrő eszköz (21,22, 42, 52, 62) csatlakozópontja (20d) a végerősítő fokozatok (15, 25, 35) további bemenetelre, illetve kimeneteire kapcsolódik.
7. 7. Az 5. vagy 6. igénypont szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy egy vezérelhető zavarszűrő eszköze (62) van, amely egy erősítőfokozatot (62c) és egy invertáló erősítőfokozatot (62d) tartalmaz, amelyek közösített bemenetére aluláteresztő elem van kapcsolva, amely erősítőfokozatok (62c, 62d) kimenete a zavarszűrő eszköz (62) egy-egy csatlakozópontja (20a, 20d).
8. 8. Az 5-7. igénypontok bármelyike szerinti készülék, azzal jellemezve, hogy az aluláteresztő elem egy soros ellenállásból (62a) és párhuzamos kondenzátorból (62b) áll.