NL8602895A

NL8602895A - Inrichting voor het besturen van de voeding van een inductieve belasting.

Info

Publication number: NL8602895A
Application number: NL8602895A
Authority: NL
Original assignee: Johnson Service Co
Priority date: 1986-11-14
Filing date: 1986-11-14
Publication date: 1988-06-01
Also published as: EP0268337A1; JPS63137310A

Description

% /

Inrichting voor het besturen van de voeding van een.inductieve belasting.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het besturen van de toevoer van elektrische energie vanuit een drie fasen net naar een inductieve belasting welke inrichting omvat voor elk van de drie fasen een bestuurbare electronische schakelaar die 5 is voorzien van een ingang voor de bewuste fase, een uitgang naar de inductieve belasting en een ingang voor een stuursignaal, en voorts voor tenminste één van de fasen een stroomrichtingdetector die is opgenomen in een shunt over de electronische schakelaar, een electronische synchronisatiesignaalgenerator met een ingang voor het 10 uitgangssignaal van de stroomrichtingdetector, en een stuursignaal-generator met een ingang voor het synchronisatiesignaal en een ingang voor een instelsignaal ter besturing van de electronische schakelaar.

Een dergelijke inrichting is bekend voor het met het stuursignaal regelen van het toerental van een drie-fasen electrische 15 motor van het inductie-type. In de bekende inrichting wordt elk van de drie fase-gedeelten van de motor met een afzonderlijke electronische schakelaar bestuurd om het roterende magnetische veld van de inductiemotor synchroon te kunnen voeden. Hierdoor wordt bereikt dat de motor geruisloos loopt en trillingsvrij is en dat de warmte-20 dissipatie beperkt blijft. Bij een in ster geschakelde motor loopt de stroom van een fase van het net via de bijbehorende electronische schakelaar en een motorwikkeling naar de neutrale leider van het drie-fasen net. Daarentegen loopt de stroom bij een op bekende wijze in driehoek geschakelde motor van een fase van het 25 net via de bijbehorende electronische schakelaar en een motorwikkeling naar een andere fase van het net. De electronische schakelaars zijn binnen in de driehoekschakeling opgenomen. Voor aansluiting van de motor aan de bekende besturingsinrichting zijn zes geleiders nodig.

30 De uitvinding heeft ten doel de inrichting van de in de aanhef omschreven soort geschikt te maken voor aansluiting Zonder 8602895 > ) % - 2 - neutrale leider van een in een ster geschakelde drie-fasen belasting, en voor aansluiting van een in driehoek geschakelde drie-fasen belasting met eveneens slechts drie geleiders tussen inrichting en belasting. Bij deze doelstelling blijkt het nood-5 zakelijk dat de electronische schakelaars niet, zoals bij de bekende inrichting, tussen fase en nulleider, respectievelijk tussen twee fasen worden opgenomen, maar in de fase-geleiders zelf. Hiervan is het gevolg dat de stroom van een fase door twee of drie electronische schakelaars gaat. Het uitgangssignaal van de stroomrichting-10 detector wordt aldus beinvlioéd door de stroom of stromen die in de andere fase, respectievelijk fasen worden geïnitieerd. Dit verklaart waarom de toepassing van een stroomrichtingdetector als referentiesignaal-generator naast correcte ook foute referentie-signalen oplevert, hetgeen het genereren van het synchronisatie-15 signaal verstoort en fouten introduceert in de energietoevoer naar de belasting.

De uitvinding berust op het volgende inzicht:

De spanning over een electronische schakelaar in een bepaalde fase, waarvan de stroomrichtingdetector gebruikt maakt, 20 wordt beïnvloed door schakelacties van electronische schakelaars in de andere fasen. De beïnvloeding kan door een electronische schakelaar in één bepaalde andere fase (fase R door fase T, S door R en T door S) binnen een bepaald tijdsinverval van de netspanningperiode zodanig groot zijn dat de stroomrichtingdetector foute stroomnul-25 doorgangsignalen afgeeft. Het bedoelde tijdsinterval bevindt zich rond de 33° na de stijgende spanning-nuldoorgang van de betreffende fase ten opzichte van de nul. De tijdsduur van het interval komt overeen met ongeveer 15° van een periode.

Volgens de uitvinding is de inrichting van de in de 30 aanhef omschreven soort gekenmerkt door een uitstelorgaan dat een ingang heeft voor een aan een fase van de netspanning ontleend nul-doorgangsignaal en dat met dat nuldoorgangssignaal een bepaald tijdsinterval laat beginnen, en door een logische poort met een ingang voor het uitgangssignaal van de stroomrichtingdetector en een ingang 35 voor het uitgangssignaal van het uitstelorgaan, en met een uitgang 8602895 - 3 - naar de ingang van de synchronisatiesignaalgenerator-

Het bepaalde tijdsinterval is afhankelijk van de net-frequentie; het tijdsinterval vertegenwoordigt een bepaalde fase-hoek.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvoorbeeld heeft de 5 inrichting volgens de uitvinding verder het kenmerk dat het nuldoor-gangsignaal het spanning-nuldoorgangsignaal is dat is afgeleid van het uitgangssignaal van een spanning-tekendetector in een tak van een sterschakeling tussen de ingangen van de electronische schakelaars voor de netspanning.

10 Volgens een tweede uitvoeringsvoorbeeld is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat het nuldoorgang-signaal is afgeleid van het uitgangssignaal van de stroomrichting-detector.

De electronische schakelaars in de inrichting volgens 15 de uitvinding zijn bij voorkeur uitgevoerd met een half-geleider-schakelaar van het type TRIAC.

De uitvoeringsvoorbeelden zullen nu worden toegelicht in een beschrijving aan de hand van een tekening.

Pig. 1 toont een schematische voorstelling van de voor-20 keursuitvoering van de inrichting volgens de uitvinding.

Fig. 2 toont een variant van een gedeelte van de inrichting volgens de uitvinding, zoals getoond in fig. 1.

Fig. 1 toont de voorkeursuitvoering van de inrichting volgens de uitvinding. De drie fasen van het net kunnen worden aange-25 sloten aan de klemmen R, resp. S en T. De aansluiting van een inductieve belasting vindt plaats aan de klemmen U, resp. v en W. De inrichting voorziet voor elk van de fasen een gelijke opbouw. De electronische schakelingen vragen om een voeding die geen geleidende contacten heeft met de fasen. Daarom is voor de drie fasen samen een 30 enkele voeding 52 voorzien die via een transformator 51 energie ontleent aan een leiding 50 tussen de fase-aansluitingen R en S.

Eveneens geïsoleerd van de electronische schakelingen is tussen de drie fasen een sterschakeling met de takken 22, 122 en 222 tot stand gebracht die een kunstmatig nulpunt 21 (AN) bepaalt.

35 Een spanning-tekendetector 20, 120, 220 in de resp. takken volgt het 8602895

V

- 4 - teken van de spanning in de fase en het uitgangssignaal van de detector 20, 120, 220 is aldus een aanwijzing van de nuldoorgang van de spanning in de fase.

Een tweede nuldoorgangsignaal kan worden ontleend aan 5 een stroomrichtingdetector 3, 103, 203 die parallel aan de electronische schakelaar 6, 7; 106, 107; 206, 207 in een shunt 10, 110, 210 van de bijbehorende fase is opgenomen. Door de inductieve belasting over de klemmen U, V en W is in het algemeen het nuldoorgangsignaal dat van de fasespanning is afgeleid, vóór op het nuldoorgangsignaal dat van 10 de fasestroom is afgeleid. De afstand in de tijd tussen de nuldoorgang-signalen is afhankelijk van de cos phi van de belasting.

In de voorkeursuitvoering van de inrichting volgens de uitvinding wordt het spanning-nuldoorgangsignaal dat van de spanning-tekendetector 20 afkomstig is, via de uitgang 19 van de detector 20 15 toegevoerd aan een monostabiele multivibrator 18 waarin het een tijdsinterval bepalend evenement start waarvan het eind wordt doorgegeven over een uitgang 17 naar een ingang van een EN-poort 16. Een tweede ingang 12 van de EN-poort 16 ontvangt het aan de stroomrichtingdetector 3 ontleende stroomnuldoorgangsignaal, zodat aan de 20 ingang 11 van een electronische synchronisatiesignaalgenerator 4 een ±artsignaal verschijnt zodra het tijdsinterval bepalende evenement in de multivibrator 18 is afgelopen en de stroomrichtingdetector 3 het stroom-nuldoorgangsignaal afgeeft. Het tijdsinterval begint met het spanning-nuldoorgangsignaal en loopt door tot ongeveer 40° van 25 een periode. Hiermee wordt bewerkstelligd dat het stroom-nuldoorgangsignaal wordt geblokkeerd gedurende een tijdsinterval worden fouten stroom-nuldoorgangsignalen kunnen ontstaan.

Het synchronisatiesignaal activeert de ingang 13 van een stuursignaalgenerator 5, aan de ingang 14 waarvan vanuit de voe-30 ding 52 over uitgang 53 een instelspanning kan worden aangeboden die het tijdstip bepaalt waarop na activering een stuursignaal wordt uitgezonden naar de ingang 9 van de isolatietrap 6 die de electronische sterkstroomschakelaar 7, zoals een TRIAC, galvanisch gescheiden houdt van de .rest van de electronische schakeling. De isolatie komt 35 bijvoorbeeld tot stand met een opto-electronische koppeling zoals dat 8602895 φ - 5 - ook in de detectoren 20 en 3 het geval kan zijn. De isolatietrap 6 wordt gevoed vanuit de fase S via een aansluiting 54. Een leiding 23 dient voor het in elke periode automatisch IN schakelen van de in de electronische schakelaar gebruikte TRIAC 7 na omkering van het teken 5 van de spanning.

Aldus wordt een nauwkeurige besturing van de electronische schakelaar tot stand gebracht met in acht neming van de inductieve belasting waarin de geschakelde energie wordt gedissipeerd.

In een variant van de inrichting volgens de uitvinding 10 zoals gedeeltelijk getoond in fig. 2 waarin gelijke verwijzingstekens naar gelijke onderdelen in fig. 1 verwijzen, is de uitgang 212 van de stroomrichtingdetector 203 zowel rechtstreeks als via een geheugen 230 verbonden met een ingang van een OF-poort 232 waarvan de uitgang is verbonden met ingang 211 van de electronische synchronieatiesignaal-15 generator 204. Het geheugen 230 heeft bij voorkeur de vorm van een monostabiele tijdbepalend element dat na verloop van een bepaalde tijd in de stabiele niet-actieve toestand terugkeert. De bepaalde tijd dient minimaal overeen te komen met het tijdsinterval waarin fouten kunnen ontstaan, praktisch 15° van een periode, zodat foute 20 stroom-nuldoorgangsignalen worden geëlimineerd. Voor elk van de fasen R, S en T is een schakeling als in fig. 2 getoond voor fase T, in de inrichting aanwezig.

86028 9 5

Claims

1. Inrichting voor het besturen van de toevoer van electrische energie vanuit een drie-fasen net naar een inductieve belasting welke inrichting omvat voor elk van de drie fasen een bestuurbare electronische schakelaar die is voorzien van een ingang 5 voor de bewuste fase, een uitgang naar de inductieve belasting en een ingang voor een stuursignaal, en voorts voor tenminste één van de fasen een stroomrichtingdetector die is opgenomen in een shunt over de electronische schakelaar, een electronische synchronisatie-signaalgenerator met een ingang voor het uitgangssignaal van de 10 stroomrichtingdetector, en een stuursignaalgenerator met een ingang voor het synchronisatiesignaal en een ingang voor een instelsignaal ter besturing van de electronische schakelaars, gekenmerkt door een uitstelorgaan dat een ingang heeft voor een aan een fase van de netspanning ontleend nuldoorgangsignaal en dat met dat nuldoorgang-15 signaal een bepaald tijdsinterval laat beginnen, en door een logische poort met een ingang voor het uitgangsignaal van de stroomrichtingdetector en een ingang voor het uitgangssignaal van het uitstelorgaan, en met een uitgang naar de ingang van de synchronisatie-generator.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het nuldoorgangsignaal het spanning-nuldoorgangsignaal is dat is afgeleid van het uitgangssignaal van een spanning-tekendetector in een tak van een sterschakeling tussen de ingangen van de electronische schakelaars voor de netspanning.

3. Inrichting volgens oonclusie 1, met het kenmerk, dat het nuldoorgangsignaal is afgeleid van het uitgangssignaal van de stroomrichtingdetector.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het uitstelorgaan een geheugen is dat het uitgangssignaal van de 30 stroomrichtingdetector gedurende een bepaalde tijd vasthoudt, en de poort een OF-poort is, waarbij het uitgangssignaal van de stroomrichtingdetector en dat van het uitstelorgaan aan de OF-poort worden aangeboden.

5. Inrichting volgens één van de voorafgaande conclusies, 8602895 * - 7 - met het kenmerk/ dat de electronische schakelaars zijn uitgevoerd met een half-geleider-schakelaar van het type TRIAC. -o-o-o-o-o-o-o-o- 8602895