SE460240B - Saett och anordning foer hastighetsreglering av vaexelstroemsmotor vid kortvarigt avbrott i matningskaellan - Google Patents

Description

460 240 10 15 20 25 30 35 2 spänning som tillföres induktionsmotorn l5 genom reglering av styrsignalerna, vilka tillföres de tyristorer som bil- dar likriktaren 12, från utspänningsstyrdonet 19 i överens- stämmelse med utspänningsfrekvensreferenssignalen ez. Den primära spänning som detekteras av utspänningsdetektorn 20 jämföres således med utspänningsfrekvensreferenssigna- len e med hjälp av en komparator 23 i en sluten spän- ningsšeglerslinga, medan strömmen styres av en mindre, sluten strömreglerslinga, som innefattar inströmsdetektorn 21, så att likriktarens 12 utström ej överskrider ett förutbestämt värde. När närmare bestämt likriktarens ut- ström bringas att öka till följd av en kortslutning eller en överbelastning av motorn 15, begränsas utströmmen till att vara mindre än det förutbestämda värdet oberoende av utspänningsfrekvensreferenssignalen e genom att likrikta- rens l2 utspänning minskas. Inom en fšrutbestämd utström regleras med andra ord den primära spänningen och den primära frekvensen för induktionsmotorn 15 på ett förut- bestämt sätt i överensstämmelse med utspänningsfrekvens- signalen ez, medan då utströmmen tenderar att öka bortom det förutbestämda värdet den primära spänningen minskas för begränsning av utströmmen.

Variationen i växelströmskällans ll utspänning detek- teras av inspänningsdetektorn 22. När källans ll drift stoppas tillfälligt, stoppar således spänningsdetektorn 22 tillfälligt frekvensomriktarens arbete. Denna arbetsmod är åskådliggjord i fig 2 på bifogade ritningar, där en kurva (a) visar växelströmskällans ll spänning, en kurva (b) visar en gángsignal, en kurva (c) visar induktions- motorns 15 varvtal och en kurva (d) visar utspännings- frekvensreferenssignalen e2. Det antages nu att källans ll spänning minskar under det förutbestämda värdet vid en tidpunkt tl värdet vid en tidpunkt t och att spänningen återtar det förutbestämda 2. Under ett intervall Tc'mellan tidpunkterna t och t2 skulle då likriktarens 12 och växel- l riktarens 14 arbete avbrytas, och under detta intervall skulle induktionsmotorns 15 varvtal minska med AN. Av detta skäl minskas också utspänningsfrekvensreferenssignalen 10 l5 20 25 30 460 240 3 e2 med AE under detta intervall till ett värde, som mot- svarar induktionsmotorns varvtal. Detta följer av motorns 15 vridmoments-primärströmkarakteristik (T, I-karakterí- stik), som är visad i fig 3 på de härmed bifogade rit- ningarna, i vilken figur abskíssan representerar varvtalet N och ordinatan representerar induktionsmotorns vridmoment T och primärström I. När induktionsmotorns 15 primärfrek- vens är Fl, är vridmomentet betecknat med TI, primärström- men med Il och den synkrona hastigheten med N01, medan då den primära frekvensen är F2 vridmomentet är betecknat T2, primärströmmen I2 och den synkrona hastigheten N där F l 2 frekvensen F2 är vridmomentet T detsamma som T2 i ett 02' När primärströmmen begränsas till Izl för primär- hastighetsomráde N21-N22, men i andra hastighetsområden avtar det alstrade vridmomentet med ett med streckade partier visat belopp.

Det antages nu att motorn 15, som går med den primä- ra frekvensen F2 under intervallet Tc samt åter startar vid tidpunkten tz med den primära frekvensen F2. Då under dessa förhållanden fram till tidpunkten tl, upphör att gå motorns 15 hastighet är högre än N21 omedelbart före tid- punkten t2 är det lätt att återföra motorhastigheten till den före tidpunkten tl, medan då hastigheten har minskats till ett mindre värde än N21 växelriktarens 14 (dvs likrikta- rens 12) utström skulle begränsas till 121 med den följden att motorns vridmoment T avtar, vilket således gör det omöjligt att àterta varvtalet före tidpunkten t När den 1. primära frekvensen minskas till Fl från F2. svarande mot minskningen AN i hastighet, skulle det således vara möjligt att att göra vridmomentet lika med T1 vid tidpunkten t för 2 påbörja en acceleration av motorn vid tidpunkten t2 för återtagande av den ursprugliga hastigheten, förutsatt att N den synkrona hastigheten uppfyller relationen 02 " N01 š AN' Av ovanstående beskrivning framgår att då källspän- ningen tillfälligt försvinner motorn kan àterstarta för återtagande av den ursprungliga hastigheten, men såvida” 460 240 10 15 20 25 30 35 4 inte utfrekvensreferenssignalen e2 också minskas med AE i motsvarighet till variationen AN i motorhastigheten under intervallet Tc skulle växelriktarens utström be- gränsas till Izl, vilket minskar vridmomentet T och gör det svårt att återtaga den ursprungliga hastigheten.

Hur storleken av variationen AN i hastigheten skall bestämmas medför följaktligen en mängd olika problem.

Eftersom variationsvidden exempelvis kraftigt påverkas av längden av det tillfälliga avbrottsintervallet Tc och induktionsmotorns 15 belastningstillstånd, är det nödvändigt att återstarta motorn genom att minskningen AE av utspänningsfrekvensreferenssignalen ez ástadkommes med tillräckligt stor marginal, dvs att den primära frek- vensen göres liten vid tidpunkten för áterstart. Av detta skäl tar det lång tid att återtaga den normala rotationen och om minskningen var alltför liten skulle det vara omöjligt att âtertaga den normala eller ursprungliga hastigheten.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är följakt- ligen att åstadkomma ett förbättrat sätt och en förbättrad anordning för reglering av en växelströmsmotor, så att återgång till den ursprungliga hastigheten blir möjlig, när ett avbrott inträffar i matningskällan under ett kort intervall.

Anordningar liknande den i fig l enligt teknikens ståndpunkt visas också i DE 25 20 l64 och DE 26 40 622.

Enligt föreliggande uppfinning uppnås detta och andra ändamål med uppfinningen genom att sättet och anordningen för hastighetsreglering av en växelströmsmotor ges de känne- tecken som framgàr av efterföljande oberoende patentkrav.

Uppfinningen skall beskrivas närmare i det följande under hänvisning till medföljande ritningar. Fig l är ett blockschema, som visar en induktionsmotorstyranordning enligt tidigare teknik. Fig 2 är ett diagram, som visar arbetssättet för den tidigare teknikens anordning, visad i fig 1, vid tidpunkten för ett tillfälligt avbrott i matningen från växelströmskällan. Fig 3 visar en induk- 10 15 20 25 30 35 460 240 5 tionsmotors vridmoments- och primärströms~varvta1skarakte- ristiker. Pig 4 är ett blockschema, som visar en utförings- form av styranordningen enligt uppfinningen. Pig 5 är ett diagram, som visar arbetssättet för anordningen enligt uppfinningen vid tidpunkten för ett tillfälligt avbrott i strömmatningen.

I en i fig 4 visad föredragen utföringsform av före- liggande uppfinning har kretselement ll-23 samma funktioner som de i fig 1 visade.

Enligt föreliggande uppfinning är en begränsare 24 ansluten mellan inspänningsdetektorn 22, inströms- detektorn 21 och insignalsbegränsaren 17. Arbetssättet för begränsaren 24 skall förklaras med hjälp av fig 5.

Fig 5 visar vågformer för signalerna pa olika punkter under ett tillstånd, då växelströmskällans ll spänning minskar under ett förutbestämt värde vid en tidpunkt tl samt återgår till det ursprungliga eller normala värdet vid en tidpunkt t2. Pâ samma sätt som i fig 2 repre- senterar en kurva (a) källspänningen, en kurva (b) repre- senterar en driftsignal, en kurva (c) representerar induk- tionsmotorns 15 varvtal, en kurva (d) representerar ut- spänningsfrekvensreferenssignalen e2 och en kurva (e) representerar induktionsmotorns l5 primärström (inströmmen till likriktaren 12). På samma sätt som i fig 2 avbrytes under ett intervall Tc mellan tidpunkterna tl och t2 likriktarens 12 och växelriktarens l4 drift, och käll- spänningens återkomst detekteras av inspänningsdetektorn 22 för återstart av likriktaren och växelriktaren. När, såsom beskrivits ovan, likriktaren och växelriktaren återstartas vid tidpunkten t2, motsvarar ej Variationen AN11 i utspänningsfrekvensreferenssignalen ez. När AE i induktionsmotorns 15 hastighet variationen AEll ll är liten, kan närmare bestämt induktionsmotorn ej alstra ett förutbestämt accelerationsvridmoment, varför motorns hastighet under ett intervall mellan tidpunkterna tz och avtar ytterligare med ANIZ- Under ett intervall mellan och t t 21 tidpunkterna t2 Zl detekterar begränsaren 24 det för- 460 240 10 15 20 25 30 35 6 hållandet, att källspänningen har återkommit, detta via inspänningsdetektorn, liksom det förhållandet, att induk- tionsmotorns primärström har överskridit ett förutbestämt värde, detta via inströmsdetektorn 21, i och för minskning av utspänningsfrekvensreferenssignalen ez med AEIZ under ett intervall mellan tidpunkterna tz och t21, tills induk- tionsmotorns primärström når ett förutbestämt värde Il, som är mindre än strömreglerslingans eller den mindre reglerslingans begränsningsvärde. Som följd härav kommer variationen (ANll+ANl2) i motorhastigheten att ha ett förutbestämt förhållande till variationen (AE1l+AEl2) i utspänningsfrekvensreferenssignalen e2, så att motorn 15 börjar att accelerera vid tidpunkten tzl för att nå den normala hastigheten vid tidpunkten t3. Fig 5 visar ett fall, vid vilket motorn accelererar under ett intervall mellan tidpunkterna tzl och t3 med sin primärström begrän- sad till det förutbestämda värdet Il.

När strömmatningen från en växelströmskälla till- fälligt avbrytes, minskas enligt föreliggande uppfinning, såsom beskrivits ovan, motorns primärfrekvens i högre takt än minskningstakten för motorns hastighet i och för accelerering av motorn till den utsprungliga hastig- heten med primärströmmen begränsad till ett förutbestämt värde under det att primärfrekvensen upprätthálles i ett sådant förhållande till primärspänningen, att motorn skulle alstra ett förutbestämt vridmoment. Av detta skäl är det möjligt att fortsätta stabil drift av motorn under ett sådant övergående tillstånd som ett tillfälligt avbrott i växelströmskällan.

Det är vidare klart, att det ej alltid är nödvändigt att minska utspänningsfrekvenssignalen e2 med ett förut- bcstämt värde AEI1 under tillfälligt avbrott av strömmen samt att värdet AEII kan vara noll, i vilket fall inter~ vallct mellan tidpunkterna tz och tzl blir något längre.

Det är vidare klart att uppfinningen är tillämpbar på varje slag av frekvensomriktare.

Såsom beskriven ovan gör föreliggande uppfinning det 460 249 7 möjligt att snabbt återtaga en växelströmsmotors ursprung- liga hastighet och att fortsätta motorns stabila gång vid tidpunkten för det korta strömavbrottets början.

Claims (2)

1. 460 10 15 20 25 30 240 PATENTKRAV l. Sätt att hastighetsreglera en växelströmsmotor (15), som matas av en växelströmskälla (ll) via en frek- vensomriktare (12-14), varvid växelströmsmotorns (15) hastighet styres genom reglering av motorns primärfrekvens och primärspänning med frekvensomriktaren (12-l4), primär- spänningen regleras medelst en sluten slinga, innefattande en mindre slinga, växelströmsmotorns (15) primärström regleras medelst den mindre slingan samt primärfrekvensen regleras av en öppen slinga, k ä n n e t e c k n a t av åtgärderna att minska primärfrekvensen hos frekvens- omriktaren (12-14) i snabbare takt än takten för växel- strömsmotorns (l5) varvtalsminskning, när källans (ll) växelström avbrytes och sedan återkommer efter ett kort intervall, samt att bringa växelströmsmotorn (15) att accelerera till den ursprungliga hastigheten med primär- strömmen begränsad till ett förutbestämt värde, som är mindre än ett av den mindre slingan begränsat värde, under det att primärfrekvensen bibehålles i ett förut- bestämt förhållande till primärsoänningen.

2. Anordning för hastighetsreglering av en växel- strömsmotor (15) för utförande av sättet enligt patent- kravet l, varvid växelströmsmotorn (15) matas av en växelströmskälla (ll) via en frekvensomriktare (12-14), växelströmsmotorns hastighet styres genom reglering av motorns primärfrekvens och primärspänning med frekvens- omriktaren (12-14), primärspänningen regleras medelst en sluten slinga, som innefattar en primärspännings- detektor samt en mindre, sluten slinga med en ström- detektor (21), växelströmsmotorns (15) primärström reg- leras medelst den mindre, slutna slingan, samt primär- frekvensen regleras medelst en öppen slinga, som inne- fattar en insignalsbegränsare (17), k ä n n e t e c k - n a d av en begränsare (24), som är inkopplad mellan insignalsbegränsaren (17), en spänningsdetektor (22), f) 10 460 240 9 som detekterar växelströmskällans (ll) spänning, och strömdetektorn (21), varvid begränsaren (24) och in- signalsbegränsaren (17) är anOrdnade att minska primär- frekvensen i en högre takt än minskningstakten för växel- strömsmotorns (15) varvtal, när växelströmmen från växel- strömskällan (ll) avbrytes och sedan återkommer efter ett kort intervall, samt bringa växelströmsmotorn (15) att accelerera till den ursprungliga hastigheten med primärströmmen begränsad till ett förutbestämt värde, som är mindre än ett av den mindre slingan begränsat värde samtidigt som primärfrekvensen hàlles i ett förut- bestämt förhållande till primärspänningen.