SE460723B - Hissanlaeggning innefattande en vaexelriktare foer matning och styrning av efterslaepningen hos en flerfasig motor - Google Patents

Description

460 723 10 15 20 25 30 35 2 i beroende av motorns konstruktion och om den arbetar som motor eller generator eller som broms. För att utveckla maximalt vridmoment och maximera motorns verk- ningsgrad skall eftersläpningen under belastningsför-A hållanden hållas på den siffran. Om exempelvis en tvâ- polig motor drives från en källa på 60 Hz under motor- drift, skulle hastigheten vid nominellt vridmoment vara ungefär 3540 r/min, vilket är en positiv eftersläpning“ på +l Hz.

Enligt en omvänd tankegång men med användning av samma kriterier kan, om motorn arbetar vid en högre hastighet än den frekvensen, ström avges från motorn eller regenereras tillbaka till källan. Eftersläpningen bör också i detta fall upprätthållas inom de gränserna, men för regenerering eller bromsning kan motorns has- tighet exempelvis vara 3660 vid nominellt vridmoment.

I detta fall är eftersläpningen negativ, -l Hz.

Det är därför ej förvånande att många tekniker har försökts för exakt styrning av eftersläpningen, men de flesta har ej uppnått de önskade resultaten, eftersom de är alltför dyrbara, alltför komplicerade eller ej ger goda egenskaper.

I en enhet för styrning av eftersläpning i en hiss är det särskilt betydelsefullt och nödvändigt, eftersom motorns egenskaper i det fallet måste vara överlägsna vad som gäller i de flesta andra tillämpningar. För en bekväm färd måste exempelvis motorn accelerera och retardera jämnt utan vibration och oljud, men systemets hastighet måste ändå vara hög. Den skall Också vara effektiv, vilket innebär att den skall regenerera ström och den måste naturligtvis arbeta på sådant sätt att den ger exakt korgpositionering vid våningsplanen. AV största betydelse är att motorn ofta mäste arbeta vid eller nära hastighet noll, dvs ett tillstànd, i vilket noggrann frekvensstyrning är av kritisk betydelse för ett mjukt uppförande.

Ett ändamål med föreliggande uppfinning är att 10 15 20 25 30 _35 460 723, 3 åstadkomma en av en flerfasig motor driven hiss med hastighets- och vridmomentsstyrning. ' Enligt en sida av föreliggande uppfinning matas en flerfasig motor av en växelriktare, som strömmatas av en likströmskälla, t ex ett batteri, som laddas av en batteriladdare. Växelriktaren styres på sådant sätt, att motorns eftersläpning regleras för uppnàende av maximalt vridmoment och även maximal regenerering för laddning av batteriet. Växelriktarens utsignalsfrekvens och utsignalsstorlek styres också för reglering av mo- torns hastighet och vridmoment.

Enligt en annan sida styres denna växelriktare av en anordning, vilken lämnar signaler, som represen- terar en beräknad motorhastighet och -eftersläpning, Med användning av dessa signaler drives växelriktaren att följa ett sinuskurvmönster, som har den önskade frekvensen för den beräknade eftersläpningen samt en önskad storlek för uppnàende av önskat motorarbete med den eftersläpningen. Dessa signaler alstras digitalt genom avkänning av motorns axelläge samt ständig acku- mulering av ett räknetal och ökning av det räknetalet i proportion till den önskade eftersläpningen. Det ackumu- lerade räknetalet uppträder i någon särskild tidsperiod som svarar mot en fjärdedels period för den sinuskurvan; Med beaktande av det karakteristiska sambandet mellan de olika faserna för de signaler som tillföres motorn framställes det relativa, momentana Y-värdet på sinus- kurvsignalen vid varje fas ur det räknetalet. Y-värdet justeras uppåt och nedåt för att återspegla de momentana nivåerna av varje fas som driver växelriktaren. Detta ger en signal, som tillföres varje fasingáng på växel- riktaren av en strömställningsanordning. Storleken av den signalen skalas upp eller ned för styrning av motorström eller -spänning. Med utgångspunkt från ett enkelt räknetal, som representerar motorhastighet och axelläge, och genom addering av några tal till det räkne- talet åstadkommas således en flerfasdrivning till växel- _ ,->--,-;f ,. Uwvflufl. wwwwfl.. 10 15 l2O -25 30 35 460 723 4 riktaren för styrning av motorhastighet, eftersläpning och vridmoment. p Ett särdrag för uppfinningen är att den eftersläp- ningsstyrning som uppnås är mycket exakt, eftersom axeln kodas med mycket hög frekvens, väsentligt högre än motorns hastighet eller med andra ord många gånger under varje varv.

Styrningen är universell; den kan användas pà alla flerfasiga motorer och genom ökning av motorhastighets- räknetalet tillsammans med olika polkonfigurationer samt genom att den i sig ej är frekvensbegränsad kan den styra en motor över mycket breda hastighetsomràden, särskilt nära nollhastighet och låg hastighet, vilket gör den mycket tilltalande för hissar. Genom att sam- tidigt ge en mycket noggrann eftersläpningsstyrning optimerar uppfinningen regenereringen av ström tillbaka till batteriet, och detta är ett särdrag som är särskilt användbart i en hissanläggning, där regenerering sker ungefär 30% av tiden som följd av att en motvikt finns till lasten.

Andra ändamål med, fördelar av och särdrag för uppfinningen kommer att framgå för fackmannen genom efterföljande beskrivning, lämnad under hänvisning till medföljande ritningar. Fig l är ett blockschema över en hissanläggning, som utnyttjar en växelriktare för drivning av en trefasig motor, vilken växelriktare ström- matas av ett batteri och styres i överensstämmelse med föreliggande uppfinning. Fig 2 är ett blockschema över en amplitud- och frekvensstyrenhet, vilken användes i anläggningšn enligt fig l för att driva växelriktaren »för uppnàende av eftersläpnings-, vridmoments- och has- tighetsstyrning. Pig 3 utgöres av flera vàgformer, som har gemensam tidbas. _ V Pig 1 visar ett hisstyrsystem, som innefattar ett antal funktionskomponenter, vilka är väl kända och vil- kas konstruktion ej är kritisk för uppfinningen, Dessa _ komponenter beskrivas därför ej i detalj utom i den 2 : å ; 10 15 20 25 30 35' 5 omfattning_som krävs för uppfinningens beskrivning.

Dessa komponenter innefattar en rörelsestyrenhet, enl profilgenerator samt en hastighets- och vridmoments- styrenhet jämte andra, i det följande identifierade enheter.

I fig l är en hisskorg 10 medelst en kabel ll för- bunden med en motvikt l2. Korgen är kopplad till den flerfasiga induktionsmotor l3 som mottager trefasström från en växelriktare 14. Motorn driver en takometer 15 (axelkodare), som alstrar en takometerutsignal TACH 1 på en ledning l5a, vilken signal återspeglar motorns momentana hastighet. Växelriktaren mottager likström från ett batteri 16, och batteriet laddas av en laddare 17, som är kopplad till en strömkälla. Likströmmen kan flyta till och från batteriet via växelriktaren. Ström kan flyta till batteriet genom regenerering från motorn som följd av korgens rörelse i en riktning (t ex nedåt) och detta laddar vid sidan av laddaren batteriet. Bat- teriet lämnar det mesta av stöt- eller toppeffekten till växelriktaren, vilket innebär att systemet i själva verket är isolerat från strömkällan, vilket eliminerar en källa till radiofrekvensstörning och annan elektrisk störning som kan byggas upp i strömsystemet och störa annan, därtill ansluten utrustning. ' En systemstyrenhet l8 mottager korgstyrsignalers och kravsignaler samt kommunicerar som gensvar därpå med en rörelsestyrenhet 19 via ett flertal ledningar l9a. Rörelsestyrenheten sänder signaler från ledningar l9b till en profilgenerator 20, som på ett förutbestämt eller programmerat sätt fastställer en särskild rörelse- eller hastighetsprofil, som hisskorgen skall förflyttas efter som gensvar på rörelsestyrenheten. Denna idé är visad i ett otal patent. Profilgeneratorn alstrar en utsignal ÉROF l på en ledning 20a, vilken är ansluten till en hastighets- och vridmomentsstyrenhet 21; Denna hastighets- och vridmomentsstyrenhet lämnar som gensvar . på signalen PROF l en första likströmssignal SLIP l v: “ywwr v; 'w p, W. 460 723 10 15 20 25 30 v ww ' “fiüwyvv - .Wmix-VJ* Mvh” W. Ill/w; :h vw» »rörelsen på visst sätt. Signalerna FAS“l-3 är fasför- ^j¿ 7,120, 240 för en trefasmotor, som exemplet visar) och _av signalen AMPLITUD l. _;AFCL-kretsen matas till en strömregulator (CR) 23, som ldå alstrar CR-utsignaler, vilka också är sinusvàgor, snpàfsina utgángsledningar 23a, varvid dessa signaler 6 på en ledning 2la,_vilken signal SLIP l återspeglar en önskad eftersläpning för den särskilda signal PROF l som alstras av profilgeneratorn. Styrenheten 21 avqêfgaekså på en ledning 21k: en andra likstföffaautëiqnal AMPLITUD l, som representerar den önskade amplituden för strömmen (eller spänningen) till motorlindningen för förflyttning av korgen enligt önskan.

Sambandet mellan signalerna SLIP l och AMPLITUD 1 bestämmer motorns vridmoment och hastighet, och sam- bandet upprättas genom àterkopplingsstyrning, vilken styrning är centrerad på avkänning av signalen TACH l, som tillföres från takometern, samt matning av den till rörelsestyrenheten, profilgeneratorn, hastighets- och vridmomentsstyrenheten, vilka använder den för alstring av sina respektive signaler, samt signalerna SLIP l och AMPLITUD l för erhållande av en önskad motoregen- skapskarakteristik vid varje tidpunkt för reglering av korgrörelsen efter behov.

Signalen TAÖH l matas också till en amplitud- och frekvensstyrkrets (AFCL) 22, som också mottager signalen S SLIP l och signalen AMPLITUD l. AFCL-kretsen använder 'ä dessa signaler för alstring av signaler FAS 1, 2, 3 på tre utgàngsledningar 22a, varvid var och en av dessa signaler består av en trappstegssinusvàg av hög upp- lösning, vilken sinusvàgs storlek varieras i valt för- hållande till signalen AMPLITUD l för styrning av korg- skjutna enligt vad som krävs av motorns fas (t ex 0, deras frekvens återspeglar den önskade motorhastigheten och eftersläpningen för en vald signal SLIP l. Deras storlek återspeglar önskad motorström, vilken styres Dessa signaler FAS l-3 som utgör utsignalen från 10 15 20, 25 30 ,35i 460 723 7 'avges till en pulsbreddsmodulator (PWM) 24. Pulsbredds- modulatorn avger motsvarande PWM-utsignaler, vilka var- dera innefattar en puls, vars varaktighet varierar i proportion till storleken av den motsvarande CR-signa- len. PWM-signalerna matas till växelriktaren på en led- ning 24a. Strömregulatorn ger en styrning i sluten slinga av motorströmmen för säkerställande av att den noggrant följer signalerna FAS 1-3. Denna typ av styrning är välkänd på områaet. ^ De PWM-signaler som matas frán pulsbreddsmodulatorn till växelriktaren slår till och från särskildasektioner eller delar av växelriktaren i direkt proportion till varaktigheten av pulserna i PWM-signalen. Växelriktaren slår till och från batterispänningen i proportion till varaktigheten av de pulser som bildar PWM-signalerna, varvid den spänningen pàtryckes motorlindningarna via ledningarna l4a. På grund av att varaktigheten av de pulser som driver växelriktaren står i ett sinusformigt förhållande till följd av AÉCL-kretsen är också medel- värdena av pulserna på växelriktarens utgång också sinusformiga. Även om utsignalen pá var och en av led- ningarna l4a från växelriktaren utgör spänningspulser resulterar emellertid motorns induktiva egenskap i en sinusformig ström (I) genom motorn över var och en av vledningarna l4a, varvid den strömens frekvens är pri- » 7 märfrekvensen för signalerna FAS l, 2, 3. De harmoniska övertonerna undertryckes dramatiskt till följd av motorns induktans och därmed lämnar växelriktaren i själva ver- ket en sinusformig trefasström till motorn, vilken ström svarar mot digitala pulser, vilka återspeglar strömmens frekvens, storlek och fasförhàllande bland motorlind- ningarna. Denna ström I är inställbar till sin frekvens och storlek, varigenom motorns hastighet, vridmoment och eftersläpning regleras. Denna justering åstadkommas genom AFCL-kretsen 22, som skall beskrivas i detalj 1 det följande.

Fig 2 visar AFCL-kretsen 22. AFCL-kretsen mottager 460 723 10 15 20 25 30 35 8 signalen SLIP l och också signalen AMPLITUD l. Signalen SLIP l tillföres en spänningsstyrd oscillator (VCO) 30, som alstrar en VCO-utsignal på en ledning 30a. VCO- signalen, som tillföres en vippa 32, består av en kedja av pulser, vilkas frekvens (VCO-frekvensen) Fl varierar i proportion till likströmsniván hos signalen SLIP l, vilken kan vara inställd mellan förutbestämda positiva och negativa värden, varvid dessa nivåer definierar ett motorhastighetsområde, över_vilket den spännings- styrda oscillatorns frekvens kan variera för styrning av motorns eftersläpning. A I Vippan 32 mottager också en CLK-utsignal från en klocka 33, vilken signal avkänner signalen från den spänningsstyrda oscillatorn till vippans utgång, där en vipputsignal alstras, som också är en kedja av pulser med frekvensen Fl, vilka pulser över en ledning 32a tillföres en eftersläpningsräknare 34, som.räknar dessa pulser. Eftersläpningsräknaren räknar kontinuerligt uppåt och startar pá nytt då den när sitt maximala räkne- tal (t ex N bitar). Dess utsignal är således i själva verket en signal COUNT 1, som återspeglar räknetalet vid varje tidpunkt.

Pig 3 visar denna typ av àteruppträdande räkning över tiden, varvid Y-koordinaten representerar den digi- tala utsignalen eller COUNT l och X-koordinaten repre- senterar tiden. A Signalen SLIP l matas också till en andra vippa 36. Denna vippa, som också strobas av CLK-signalen, reagerar för polariteten hos signalen SLIP l, varvid den ändrar tillstànd från hög till låg nivå i beroende _av den polariteten för att åstadkomma en räkneriktnings- signal CD, som styr eftersläpningsräknaren att räkna uppåt eller räkna nedåt. Signalen COUNT l från efter- släpningsräknaren matas pà ledningar 34a till en motor- hastighetsadderare 35, vilken också mottager utsignalen ifrån en annan räknare, nämligen hastighetsräknaren 40, g över ledningar 40a. 10 15 20 30- k _35, Vtillföres pà ledningen l5a. Den ledningen innefattar dvantingen hög eller låg nivå. Denna signal matas till _denna att räkna uppåt eller nedåt med avseende på pul- lhar hög eller låg nivå. Liksom eftersläpningsräknaren Ölen från vippan 42d. Resultatet är en utsignal COUNT 2 460 723 9 Hastighetsräknaren mottageÉ?utsignalen från en krets 42, som inbegriper en vippa 42a. Denna vippa 42a y lämnar på sina utgángsledningar 42b ett.tåg av fyrkants- Vi k vågpulser. Dessa avges som gensvar på utsignalen från en delarkrets 42e, vilken mottager signalen TACH, som i själva verket två ledningar, vilka vardera avger en fyrkantsvàgspuls relativt den andra, varvid pulserna på dessa ledningar är 900 fasförskjutna.

Delarkretsen 42e mottager fyrkantsvàgspulserna ¿ på en av dessa ledningar och avger som sin utsignal 3 triggpulser, vilka har en repetitionsfrekvens, som är lika med eller lägre än repetitionsfrekvensen för fyr- kantsvàgspulserna, som tillföres dess ingång. Utsignalen É från vippan 42a avges till ingången till hastighets- y räknaren 40. , Båda de signaler som utgör signalen TACH matas också till en komparatorkrets 42c och denna krets alst- rar som gensvar därpà en utsignal, vilken i beroende av sambandet mellan dessa två pdlser, (dvs vilken som ligger före och vilken som ligger efter i fas) repre- senterar riktningen, i vilken motorn vrider sig. Ut- signalen från komparatorn 42c matas sedan till en vippa 42d, vilken som gensvar därpå alstrar en utsignal med räkningsstyranslutningen till räknaren 40 för att styra serna från vippan 42a i beroende av om den signalen fortsätter också hastighetsräknaren kontinuerligt att räkna uppåt, att återställas och att sedan på nytt räkna uppåt. Den kan också räkna nedåt i beroende av utsigna- från räknaren 46. Denna signal är också visad i fig 2, Repetitionsfrekvensen för COUNT 2 är F2, som är proportionell mot motorhastigheten, eftersom de alstras Ûur motorns rotation. De pulser som utgör signalen TACH l _ ¿¿ 460 723 10 15 20 _25 30 _, 10 alstras mycket snabbt under varje vridningsvarv av mo- torn, varvid verkan av detta är att vridningsläget av- Vkännes mycket noggrant. Syftet med delaren blir då att' korrelera det räknetalet till motorns drivningsfrekvens, vilket är nödvändigt för att ta hänsyn till antalet poler i motorn, eftersom antalet poler bestämmer motorns hastighet. benna korrelering är betydelserfull pà grund av att repetitionsfrekvensen F2 bör motsvara drivnings- frekvensen. Om exempelvis en fyrpolig motor och en två- polig motor jämföres, måste axelläget i den fyrpoliga motorn avkännas så att COUNT 2 alstras snabbare per varv. Signalen TACH måste därmed divideras med två för en tvåpolig motor, då annars F2 skulle vara alltför hög, dvs motorn skulle ej vara synkroniserad inom efter- släpningsområdet. (Detta förutsätter att samma takometer användes, och vidare skall räknetalet per varv vara detsamma oberoende av motorhastighet.) Orsaken till detta kommer att framgå tydligare av efterföljande delar av denna beskrivning, som kommer att visa att ur grund- frekvensen F2 en högre eller lägre frekvens fastställes ur signalen COUNT l för variering av drivningsfrekvensen från den för den faktiska motorhastigheten, vilket sker för att styra eftersläpningen.

Motorhastighetsadderaren 35 adderar COUNT 1 och COUNT 2, varvid den på sina utgàngsledningar 35a alstrar en utsignal COUNT 3 (vágform A), som utgör summan av de två. Verkan av addering av COUNT l och COUNT 2 är en förkortning av den tid det tar att erhålla ett sär- skilt COUNT 3 och därmed förkorta T.i fig 3. Alltêfter- som eftersläpningsräknaren räknar uppåt, kommer med andra ord vågformens.A lutning att öka på grund av att 'T blir mindre. Allteftersom den räknar långsammare kommer lutningen att bli mindre på grund av att T kommer ' att öka. Genom ändring av VCO-frekvensen kan således *ss T ökas och minskas i propor;ion till COUNT l, varvid edet området är eftersläpningsområdet eller At, vilket definierar en ändring i frekvens mellan Fl, som är frek- svensenVför COUNT 1, och F2, som är frekvensen för COUNT 2. 10 15 20 25 ao 460 723 11 Såsom förklaras i detalj längre fram styres för upprätthållande av en viss eftersläpning COUNT l att vara högre eller lägre än COUNT 2 med ett belopp, som är lika med den eftersläpning som önskas (t ex speci- ficerad för motorn). Den totala verkan av AFCL-kretsen på motorns arbete representeras av denna ekvation (1).

F(SYNK) ß f F(MOTOR) I F(EFTERSLÄPÉING) (l) Här är F(S¥NK) också frekvensen P3 för signalerna FAS 1-3, som är växelriktarens drivningsfrekvens. F(MoTOR) är motorhastlgheten och COUNT 2 är en funktion av den men kan vara 3 i beroende av rotatlonsriktningen, efter- 'som COUNT 2 kan vara en nedáträkning eller en unpat- rakning. Fzßrwsnsnxpnxwc), som ar densamma som vco- frekvensen, kan vara I beroende av signalen SLIP, som kan vara 1 för àstadkommande av i eftersläpning. En jämn övergång mellan motorfunktioner uppnås därmed, vilket är betydelsefullt för utjämning vid hastigheter nära noll.

Utöver COUNT 3 lämnar adderaren 35 också en digital utsignal QC, som representerar antalet (0-4) cykler som är gjorda av COUNT 2. Varje cykel är en kvadrant, nom representerar 90° 1 en fullständig cykel om 360°.

För att göra detta kan motorhastigbetsadderarens utsig~ nal ha N bitar men i själva verket använda N-X bitar för COUNT 3, och återstoden av de N bitarna för angi- vande av kvadranten och tecknet för sinuskurvan i den kvadranten.

Signalen COUNT 3 från motorhastighetsadderaren tillföras en andra adderare, nämligen fasadderaren 44.

Fnaadderaren 44 mottager också pà ledningar 46a en fas- identifieringssignal PC från en ringräknare.46, vilken r ;nignal avges som gensvar på CLK-signalen. Signalen Pc Mr¿35t_ identifierar vid varje tidpunkt en av de önskade fa- }'¿ nerna, dvs iinanlngërna tt ex 0°. l20°,240°>- Denna lf¶PC-signal är ett tal, som om det adderas till COUNT 3 460 723 10 15 20 25 30 12 skulle återspegla vad COUNT 3 skulle vara i den-fasen, dvs en mod samma belopp förskjuten fas àterspeglad 1 PC-signalßx Ringräknaren avge! med andra ord kontinuer- ligt ett "cirkulerande, digitalt" tal, som då det adde- ras till COUNT 3 återspeglar ett räknetal för en av faserna. Signalen PC adderas ockšä till signalen QC i fasadderaren, varvid en signal PQ alstras, vilke* representerar den högra kvadranten för den fasen för PC~signalen, eftersom kvadranten kan vara skiljaktig för en annan fas. Utsignalen från facadderaren 44 inna- fattar aàleden (1) en momentan digital representation couuæ 4 för raxnßcaißt för en särskild punkt x eller räknetal för en fas, samt (2) en digital representation av kvndranten för signalen PQ och dennas tecken.

COUNT 4 rnpresantetar koordinaten för någon punkt på sinuskurvan i fiq 3, men endast mellan 0° och 90°.

Ur dessa tvà alßtrns den rätta punkten på sinuskurvan för den koordinaten vid varje tidpunkt. Detta sker i “ AFCL-kretsen för varje fas, varje gäng signalen PC ¿å ändrar sig, vilket skar i CLK-takten. _ fi Signalen COUNT 4 och signalen PQ matas till en subtraheringsenhet 48 via ledningarna 44a. Som gensvar på signalen PQ avger subtraheraren en utsignal IC, som är det rätta koordinatvärdet för den kvadrant som är angiven i signalen P0 för COHNT 3. Subtraharaxen räknar I nedåt från signalen COUNT 4 för andra kvadranter under 5 närvaron av en signal PQ, som identifierar den kvndrant , som om den ej är närvarande inaktivera: subtraheraren. ; Det framgår då att verkan av signalen PC är en förskjut- l ning av signalen IC mnllan 0°, l20° och 240°. Å Signalen IC från subtraheraren är en koordinat 1 (t ax X) och den avges på ledningar 48a till en uppßlag- í ninganabeii 1 form av att iaßminne so. man Ic-signalen - _fi a I I V yvadxesneran ett särskilt nummer i uppslagningstabellen; 35 i sinuskurvnn mellan 0° och 90°. Läsminnnt alstrar därmed vilket nummer motsvarar ninusvärdot för en punkt på »_ fjpå sina utçàngsledningar 50a en digital utsignai SIG _, n.. ___/H” ...q- .fníl Ewe vw I wy\_m«-~fr~fiwn,w. (_, Jul, _ 10 15 *X3 . :D 25 30 35 »identifieraren identifierar kopplar om signalen DRIV 460 723 13 1, som är sinusvärdet för den koordinat som är identi- fierad av COUNT 3 men fortfarande okorrlgerad för po- lariteten för dess kvadrant. Signalen SIG l matas till en digital-analogomvandlare 52, som alstrar en analog utsignal DRIV 1 på en ledning 52a. Denna signal DRIV l it; avges till en strömställarkrets 54, som också mottager M signalen PQ och i beroende av vilken kvadrant den l mellan ett positivt och_ett negativt värde, vilket ger signalen DRIV l den rätta polariteten för den kvad- ranten. Signalen SIG 1 (och även DRIV l) skulle exem- pelvis vara negativ i kvadranterna 3 och 4, såsom visat med den etreokade sinuskurvan, som innehåller SIG l' (där SIG 1' är SIG l på den sanna sinuskurvan). En full- ständig ßinuskurva alstras således genom de fyra kvad- ranterna, som är visade över tiden, allteftersom olika signaler SIG l åstadkommas och ges den rätta polari- teten. S Från strömställarkretsen matas signalen DRIV l pà en ledning 54a till en förstärkare 56, vars förstärk- ning styras under inverkan av storleken av signalen AMPLITUß I i och för àstadkommande av en utsignal DRIV 2, vars storlek är proportionell ot signalen AMPLITUD 1.

Denna utsignal DRIV 2 matas samtidigt till tre ström- A etällare 60, 62 och 64, vilka vardera motsvarar en fas- «j drivning av växelriktaren, som vardera gnr en av signa- å lerna FAS l, 2 och 3. Dessa tre strömställare mottager :¿ PC-signalen från ringräknaren 46, vilken signal identi- fierar fasen för signalen DRIV 2, och i beroende av vad den signalen är påverkas en av dessa etrdmställare, vilken överför signalen DRIV 2 till den rätta av sampel- och hàllkretsar 55, vilka alstrar en trappstegssinus- signal över tiden, allteftersom signalen DRIV 2 alstras.

Kretsarnas 55 utsignaler är signalerna FAS l, FAS 2 och FAS 3. i överensstämmelse med signalen PC och har den gemen- Aäaamma frekvensen F(S¥NK) (se ekvation 1).

I ~ ll Signalerna FAS 1, FAS 2, FAS 3 är således fasade »Ä w; I 460 723 10 '15 20 25 30 35 i _ , Vr, 14 För att demonstrera denna eftersläpningsstyrning lämnas detta exempel. En tvåpolig växelströmsmotor vid 3600 r/min antages, vilken drives med variabel frekvens- drivning under användning av uppfinningen. Vilka är då frekvenserna för VCO-utsignalen (Fl) och signalerna TACH samt erfordrade eftersläpningsegenskaper för (fall l) vridmoment noll, (fall 2) positivt drivande vridmoment och (fall 3) negativ regenerering eller bromsning under få användning av en konstant signal AMPLITUD l. ji Fall 1; F(MoToR> = eo az ÅÉ F(EFTERSLÄPNING) = O F(sYNK) = so Hz VCO-frekvens = Om _ TACH-frekvens = 1024 pulser/s Ä Fall 2: - “É F(MoToR) = so Hz F(EFTERSLÄPNING) = +l Hz» P(syNK) = 61 Hz VCO-frekvens = +l70 TACH-frekvens = 1024 pulser/s Fall 3: F(MOTOR) = 60Hz F(EFTERSLÄPNING) = -l Hz F(syNx) = 59 Hz VCO~frekvens = -170 TACH-frekvens = 1024 pulser/s Med detta system kan korgen således förflyttas .Ü från hastighet noll till full hastighet i en reglerad 'f takt och med en styrbar eftersläpning genom reglering ¿ av signalerna SLIP l och AMPLITUD l. i En mängd olika operationer kan uppenbarligen ut- E föras i detta system med datorbaserad utrustning. Disk- íi reta delar har använts i denna beskrivning för àskàd- 'f liggörande ändamål för att demonstrera ett sätt att É realisera uppfinningen. För en på området erfaren finns ; modifieringar och varieringar som kan utföras på den ä k i lflbeskrivna utföringsformen utan att man fràngàr uppfin- fl'ningens ram ooh idé; Några av dessa variationer kan 7§ 10 15 20 25 30 ng l inbegripa användningen av en dator för utförande av _ade diskreta kretsarna och enheterna, vilka har beskri- lsom adderare, räknare och vippor, som enkelt ger ett ' bekvämt, jämförelsevis billigt sätt att utföra vissa ¿funktioner, som kan utföras iden dator, exempelvis under sanvändning av en mikroprocessor. 460 725 15 funktioner, vilka utföres i det diskreta system som inbegriper AFCL-kretsen.

Det behöver ej sägas att andra användningar finns för uppfinningen. Den kan exempelvis användas för driv- ning av en cyklisk strömriktare i stället för en växel- riktare i och för drivning av motorn. AFCL-kretsen kan med andra ord användas för att åstadkomma sinusrela- terade signaler för manövrering av den cykliska ström- riktaren i och för ástadkommande av växelström till en flerfasig motor.

Användningen av uppfinningen för styrning av en trefasig motor har visats och beskrivits, eftersom den underlättar en förståelse av uppfinningen. Trots detta är det uppenbart för fackmannen att den skulle kunna användas för att styra andra motorer, såsom en tvåfas- motor, helt enkelt genom användning av rätt fassignals- förhållande i och för identifiering av faslindningarna och i och för alstring av den korrekta koordinaten pà M sinuskurvan för lindningen och upprättande av korrekt I bf polaritet för den. h Fastän uppfinningen har visats för användning för styrning av motorns ström, skulle den kunna användas för att styra motorspänning. Genom att korrelera ampli- tuden och eftersläpningen kan vidare olika motor- och eftersläpningsstyrningar erhållas, t ex kan en signal § bestämma motorns vridmoment.

Av det ovanstående framgår att det finns många. tillämpningar för uppfinningen för styrning av induktions- motorer samt att uppfinningen kan utföras på många sätt, eventuellt genom utnyttjande av dator för utförande av olika typer av beräkningsfunktioner som utföres av _vits. Detta kan i själva verket vara ett ekonomiskt attraktivt alternativ till användning av sådana enheter

Claims (5)

-fs _,\n-__~. . v_----«~-.--~~~¿-MÜM-IVW-Wff. _, ïemaymflaflvflfirwwàe-.ymfiwïf-fwvwfiw_qwmfqqfeff . ._ _ - ,\<¿,..-,-,>, k. 1.41» 10 Ils 20 25 30 46o 72z 1 6 PATENTKRAV

1. l. Hissanläggning innefattande en växelriktare (14), som matas från en likströmskälla (16, 17) för - matning av effekt till en flerfasig motor (13) med N faser och motsvarande antal lindningar, där N är större än eller lika med två, en lägeskodare (15) för àstadkommande av en tako- metersignal (TACH), som identifierar motoraxelns läge; och _ växelriktarstyrorgan (24) för styrning av växel- riktarens (14) arbete för alstring av N-fasig växel- ström eller -spänning för motorns (l3) statorlindningar för styrning av motorns rotationshastighet, eftersläp- ning och riktning, innefattande en enhet (21) för åstad- kommande av en amplitudsignal (AMPLITUD) som svar på takometersignalen (TACH) för styrning av motorns rota- tionshastighet, och för àstadkommande av en eftersläp- ningssignal (SLIP) som svar pà takometersignalen (TACH) för styrning av skillnaden mellan motorns rotations- hastighet och frekvensen (F SYNK) för växelströmmen eller -spänningen, som tillförs motorn (13) av växel- riktaren (14), k ä n n e t e c k n a d av första organ (22), som är anordnade att som svar pà eftersläpningssignalen (SLIP) och takometersignalen (TACK) åstadkomma en första signal (IC), som upprepas med växelströmmens eller -spänningens frekvens (F SYNK) och som identifierar ett vinkelläge pá en sinuskurva, och åstadkomma N andra signaler (SIG), som var och en representerar Y-koordinaten pà sinuskurvan i olika vin- kellägen på denna, vilka lägen är lika åtskilda från varandra med 360°/N, varvid de N andra signalerna åstad- 'kommes i en successiv sekvens under varje motorvarv, vilken sekvens i en motorriktning är motsatt sekvensen »gi den motsatta riktningen; andra organ (56) för variering av storleken pà 10 15 20 »25 30 35 . .Uw- » -wv Wu .f m., v» wwawnw-wr- www» Mwy-w I-wuy-fl w--w- ,, H »f- . ._ , WN r I v; 1 _ f, 460 723 17 varje andra signal som funktion av amplitudsignalen (AMPLITUD) f organ (60, 62, 64) för matning av varje andra sig~ nal till var sin av växelriktaringàngarna i överens- stämmelse med den successiva sekvensen; och att de första organen (22) innefattar ~ en enhet (40) för àstadkommande av en axelläges- signal som i direkt relation till axelläget och i följd ökar till en första nivå under axelvridning i en kvadrant och minskar från den nivån i nästa kvadrant, - en enhet (34) för àstadkommande av en eftersläp- ningsstorlekssignal som svar på eftersläpningssignalen, vilken eftersläpningsstorlekssignal representerar efter- släpningsfrekveneen och eftersläpningsriktningen, och - en enhet (35) för summering av axellägessignalen och eftersläpningsstorlekssignalen för àstadkommande av den första signalen (IC). _

2. Hissanläggning enligt krav 1, k ä n n e t e c k - n a d av att den företa signalen (IC) anger ett motor- axelläge inom en av fyra möjliga kvadranter, när motorn har den eftersläpning som hör samman med eftersläpnings- signalen, och den företa signalen upprepas under varje axelvarv fyra gånger antalet motorpoler.

3. Hissanläggning enligt krav 2, k ä n n 0 t e c k - n a d av att enheten (35) för àstadkommande av den första signalen (IC) även är anordnad att åstadkomma en kvadrantsignal (QC), som anger den momentana motor- axelkvadranten, och att de första organen (22) även innefattar en fasadderare (44) för mottagning av en fassignal (PC), som identifierar vinkelläget för en av de N faserna och minskar eller ökar den första signalen för àstadkommande av en signal, som anger en justerad storlek för den första signalen på en sinuskurva vid nämnda vinkelläge, varvid sinuskurvans frekvens är lika med repetitionsfrekvensen för den första signalen.

4. Hissanläggning enligt krav l, 2 eller 3, k ä n - n e the ork n a di av att nämnda andra organ (56) för ,,.,,,.“ . ,,.._,_\1, ,.. ._ w. w, ~ _. fwf~~ ~ v - f--v--vq ww .;_«- -11 L» -fiw - * v' -' i .wf - ~~~ ' rr' ~ . - » 4eog72s n 18 variering av storleken av varje andra signal innefattar en förstärkare (G) som mottar en analog signal, varvid förstärkarens förstärkning är inställbar som funktion av amplitudsignalen, och att organen för matning av 5 varje andra signal till en av de N lindningarna inne- stå fattar en strömställarkrets (60, 62, 64) med en styr- »Q bar strömställare, som vardera är anslutna till utgången lf från förstärkaren, varvid var och en är känslig för Å en särskild styrsignal bland de N styrsignalerna som 10 samtidigt matas till strömställarna, varvid en särskild styrsignal tillförs för varje andra signal.

5. Hissanläggning enligt något av krav l-4, k ä n - n e t ec k n a d av att likströmskällan innefattar ett batteri (16) för matning av växelriktaren (14) och 15 en batteriladdare (17).