PT90152B

PT90152B - Unidade de controlo da velocidade de um inversor

Info

Publication number: PT90152B
Application number: PT90152A
Authority: PT
Inventors: Koji Yamada; Kazuhiko Doi
Original assignee: Otis Elevator Co
Priority date: 1988-03-30
Filing date: 1989-03-29
Publication date: 1995-03-01
Also published as: EP0335599A2; PT90152A; FI100440B; FI891464A0; MX171404B; EP0335599B1; BR8901464A; DE68910361T2; EP0335599A3; JPH01252193A; FI891464A; JP2848605B2; DE68910361D1

Description

DESCRIÇÃO

Sistema de controlo da velocidade de um inversor

A presente invenção diz respeito a uma unidade de controlo de um inversor do tipo de controlo de tensão e, mais particu 1 armente, a uma unidade de controlo da v£ locidade para controlar o valor do reforço de binário de acordo com o valor da carga.

Quando um motor de indução é accionado por um i£ versor PWM do tipo de controlo de tensão, controla-se a relação F/V entre a frequência F na saída do inversor e a sua tensão de saída V de modo que a mesma seja constan_ te.

A patente de invenção GB 21 59353 descreve um sis_ tema de controlo de um inversor para melhorar as caracte rísticas de binário de um motor de indução no qual se de tecta de maneira contínua uma corrente introduzida na eri trada do motor de indução e se corrige a tensão de saída do inversor de acordo com uma variação na corrente dete£ tada.

Adiciona-se a tensão corrigida à saída fornecida por um circuito que determina a relação entre a tensão e a frequência para controlarum gerador PWM para determinar os

-2instantes de actuação de um elemento interruptor no inversor. Porém, quando se acciona o motor a uma velocidade baixa, a carga elevada que o motor solicita pode não ser accionada se o inversor tiver uma tensão de saída baixa. Em gerai, neste caso, o chamado reforço do binário proporciona uma tensão de saída mais elevada no domínio que possui uma frequência de saída do inversor mais baixa do que a linha (A) que representa uma relação F/V constante, como se mostra na linha (B) característica de reforço da técnica anterior da fig. 4. Como consequência disso, pode obter-se um binário suficiente mesmo no dom_í_ nio de accionamento em retardamento.

Quando se acciona um motor de indução, o binário de saída de um motor que roda a uma velocidade baixa estabelecida pelo reforço do binário é mantido constante se a carga variar e portanto levanta-se um problema pelo fa£ to de a relação entre a corrente de excitação e a corre_n te do binário variar em função da variação da carga. Por conseguinte, por exemplo se o valor estabelecido pelo re forço do binário for aplicado a um inversor para um elevador que deve ser controlado em anel aberto, surgem os seguintes problemas. Isto é, quando se calcula uma frequência de escorregamento a partir do binário de carga detectado para manter a velocidade de uma cabina de elevador constante independentemente do valor da carga de modo a corrigir uma frequência de saída, é muito difícil

manter a velocidade da cabina constante, independentemente da carga, visto que o reforço de binário proporcio na uma tensão de saída imprópria para um inversor e po_r tanto não se mantém constante a distância de desacelaração. Um objecto da presente invenção consiste em eliminar esse problema.

Segundo a presente invenção, proporciona-se um sistema de controlo da velocidade para um inversor do t_i_ po de controlo da tensão para controlar um motor de indjj ção, em anel aberto, que compreende:

meios para converter uma corrente detectada que passa através do inversor num sinal representativo de um binário indicativo da carga no motor de indução;

incluindo o referido sistema, além disso, um meio para estabelecer um binário de reforço;

respondendo o meio de estabelecimento do binário de reforço ao referido sinal representativo do binário para proporcionar um sinal de estabelecimento do binário de reforço com uma amplitude que varia de acordo com a amplitude do referido sinal representativo do binário; e um controlador de tensão de saída para adicionar o referido sinal de estabelecimento do binário de reforço variável a um sinal de comando de tensão, caracterizado por a referida corrente detectada.a conver ter no referido sinal representativo do binário ser detectada durante um período estável em que a frequência de

-4saída ou a tensão de saída do referido inversor é substancialmente constante.

A presente invenção serve para ajustar a frequêri cia de escorregamento correspondente ao binário de carga no estado de marcha a velocidade elevada constante de um motor e adiciona a tensão correspondente ao ajustameja to a uma tensão de saída quando o motor é desacelerado mantendo-se constante o ajustamento.

Como atrás se mencionou, a presente invenção detecta o binário de carga do motor de indução a partir da corrente detectada que passa pelo inversor e controla a frequência de escorregamento e a tensão de saída correspondentes a este binário de carga. Pode assim controlar-se a velocidade para compensar a influência da carga, mesmo num inversor do tipo de controlo de tensão controlado em anel aberto. Além disso, quando se controla a frequência de escorregamento e uma tensão de saída quando se marcha a baixa velocidade, mantém-se constante a distância de desace1eração, independentemente do valor da carga. 0 elevador pode assim atingir o piso com maior precj_ são. Além disso, como os próprios programas permitem maja ter constante a distância de desace1eração sem ter de ad£ cionar mais componentes materiais, aumenta-se o rendimeja to com um reduzido acréscimo dos custos.

Estes e outros objectos, características e vant£ gens da presente invenção serão mais evidentes à luz da descrição pormenorizada seguinte de uma sua forma de re_a lização dada como exemplo.

Breve descrição dos desenhos

Nos desenhos anexos, as figuras representam:

A fig. 1, um esquema de blocos que representa uma forma de realização da presente invenção;

A fig. 2, uma curva padrão da tensão de saída de um i nversor ;

A fig. 3, um gráfico da curva caracteristica da tensão de saída em função da frequência de saída para des_ crever a tensão compensada correspondente à carga; e

A fig. 4, um gráfico explicativo do reforço de bi nári o.

A fig. 1 é um esquema de blocos que mostra uma forma de rea 1 ização da presente invenção. Um rectificador (1) converte a corrente alternada numa linha (2) em corrente contínua nas linhas (3) e (4), com as polaridades positiva e negativa, respectivamente. Um inversor (5) converte a corrente contínua nas linhas (3) e (4) em cor_ rente alternada numa linha trifásica (6) para ser fornecida a um motor de indução (7). Um sensor de corrente (8) proporciona um sinal da corrente detectada numa linha (9) para um detector (10) para proporcionar um sinal de corrente de carga numa linha para uma secção de conver-6.

são (12) para converter o sinal na linha (11) indicativo da corrente de carga num sinal na linha (13) indicatj_ vo de binário para um motor de indução. Uma secção (14) de ajustamento da conversão converte o sinal de binário na linha (13) num sinal na linha (15) com um valor ajustado como for requerido para o reforço do binário. Uma secção de comando de tensão (16) proporciona um sinal nu. ma linha (17) com uma amplitude determinada por forma a manter constante a relação F/V. 0 sinal de comando na lj_ nha (17) e o sinal de ajustamento do reforço do binário na linha (15) são adicionados num adicionador (19) para aplicar um sinal de soma numa linha (20) para um controlo da tensão de saída (21).

Uma secção aritmética (22) de um microcomputador responde a um sinal de saída numa linha (23) proveniente do controlo de tensão (21), bem como a um sinal de comando de frequência (não representado). 0 processamento aritmético PWM é executado na secção aritmética em resposta a um sinal de comando de frequência e sendo o sinal de saída na linha (23) um sinal de comando de tensão reforçado. Um circuito comandado na base (24) responde a um sinal de saída da secção aritmética numa linha (25) para proporcionar sinais de comando da base numa linha (26) para os dispositivos de comutação no inversor (5). Um condensador de filtragem (27) é utilizado entre as linhas de saída positiva e negativa (3) e (4) do rectificador

-7r para filtrar a saída de corrente contínua.

funcionamento da forma de realização da presente invenção com a configuração atrás indicada é o que se descreve a seguir.

A fig. 2 representa um exemplo da curva da frequência de saída (ou da tensão de saída) em função do tempo proporcionada quando um inversor é aplicado para accionar um elevador. No instante t arranca o inversor (5). Desde o instante t_Q até ao instante t^, a frequência de saída do inversor sooe com base num comando com um certo padrão emitido pela secção aritmética (22), de modo que o motor de indução (7), e por consequência, uma cabj_ na de elevador, são mantidos em aceleração. 0 sensor de corrente (8) e o detector (10) detectam a corrente que passa pelo circuito de corrente contínua do inversor (5), mas o sinal de saída do detector de corrente (10) na linha para a corrente detectada (11) não é utilizado duran_ te este intervalo de tempo pelo circuito (14) de reforçodo binário. Isto é, o inversor (5) é controlado através de um circuito de comando de base (24) por um sinal de um certo padrão emitido da secção aritmética, independentemente da carga. 0 microcomputador capta amostras do sinal de tensão ou de frequência para determinar se sim ou não um padrão de tensão ou de frequência ou saída do sinal do perfil proveniente de uma memória (não representa_ da) sai correctamente, como se mostra entre os instantes

tg e t? ^na 2, comparando um valor de uma amostra anteriormente recolhida com um valor corrente. Assim, quando os valores das amostras consecutivas não apresentarem variação, por outras palavras, quando a cabina do elevador se deslocar com a velocidade elevada constante, a secção aritmética (22) fornece um comando de busca da corrente de carga para a secção de conversão (12). Assim, durante um intervalo de tempo seleccionado de amostragem dentro do período t₁ a t?, durante o qual a velocidade estabilizou, a secção aritmética (22) serve para efectuar a amostragem da corrente de carga. A secção de conversão (12) converte o sinal de corrente de carga buscada na l_i_ nha (11) para indicar o binário do motor de indução por via do sinal de binário na linha (13). 0 sinal de reforço de binário na linha (15) é somado ao valor ajustado pela secção de comando de tensão (16) na secção de adição (19), sendo a soma depois fornecida à secção aritmética (22) por via da secção (21) de controlo da tensão de saída. A secção aritmética (22) ajusta assim a frequência de escorregamento correspondente ao binário de carga no estado em que a cabina do elevador se desloca com uma velocidade elevada constante e controla depois o inversor (5) com base na correcção.

No instante t?, um circuito de sequência (não representado) emite um comando de desace1eração. Então, a secção de conversão (12) interrompe a busca da corren-9-, te de carga. Como se mostra por uma linha a tracejado (30) na fig. 2, adiciona-se a tensão correspondente a uma correcção de escorregamento (32), sequencia 1 mente, quando a cabina do elevador é desacelerada de acordo com a correcção de escorregamento constante da linha (32).

As linhas oblíquas na fig. 3 indicam a polarização para ajustar a carga, por meio da qual a curva da ten. são de saída do inversor é ajustada como se mostra pelas linhas oblíquas na fig. 2.

Embora a presente invenção tenha sido representa, da e descrita com referência a uma forma de realização exemp 1 ificativa da mesma, deve entender-se que podem introduzir-se alterações, omissões e adições na mesma sem que por isso se verifique um afastamento do espírito e dos objectos da invenção.

Lisboa, 23 de Maio de 1994

O Agento Of ciai da Propriedade industrio!

Claims

REIVINDICAÇÕES

1.- Sistema de controlo da velocidade para um inversor do tipo de controlo de tensão para controlar um motor de indução (7), em anel aberto, que compreende:

meios (8-12) para converter uma corrente detectada, que passa através do inversor, num sinal representativo de um binário indicativo da carga no motor de indução (7);

incluindo o referido sistema, além disso, um meio (14) para o ajustamento de um suplemento de binário;

respondendo o meio (14) para o ajustamento de um suplemento de binário ao referido sinal representativo do binário para proporcionar um sinal (15) para o ajustamento do suplemento de binário com uma amplitude que varia de acordo com a amplitude do referido sinal representativo do binário; e um controlador (19,21) da tensão de saída para adicionar o referido sinal (15) para o ajustamento do suplemento de binário a um sinal (17) de comando da tensão; caracterizado por a referida corrente detectada que se pretende converter no referido sinal indicativo do binário ser detectada durante um período estável em que a frequência de saída ou a tensão de saída do referido inversor é substancialmente constante.

-112.- Sistema de controlo da velocidade de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o referido controlador da tensão de saída incluir meios (19) de soma, que respondem ao referido sinal (17) de comando da tensão e a um sinal (15) para o ajustamento do suplemento de binário, para adicionar o referido sinal de comando da tensão e o referido sinal de ajustamento do suplemento de binário para proporcionar um sinal de total para controlar a corrente de saída do inversor; e por os referidos meios (14) para ajustamento do suplemento de binário responderem a um sinal de binário (13) que tem uma amplitude indicativa da carga do motor, para proporcionar o referido sinal modificado de ajustamento do suplemento de binário.

Lisboa, 23 de Maio de 1994

O Agente Õfícíal da Propriedade Índusfrídf j

-10RESUMO

SISTEMA DE CONTROLO DA VELOCIDADE DE UM INVERSOR

A invenção refere-se a uma unidade de controlo da velocidade para um inversor PWM destinado a controlar o trajecto de desaceleração para o tornar constante, por ajustamento da frequência de escorregamento correspondente ao binário da carga fornecido como resultado da detecção da corrente de carga a uma velocidade constante, durante a desaceleração, adicionando uma tensão correspondente ao valor da frequência de escorregamento ajustado, sem ter que alterar o valor ajustado.