FI121984B - Järjestely ja menetelmä tehonsyöttöpiirin komponentin suojaamiseksi - Google Patents

Description

JÄRJESTELY JA MENETELMÄ TEHONSYÖTTÖPIIRIN KOMPONENTIN SUOJAAMISEKSI

Keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukaiseen järjestelyyn, patenttivaatimuksen 9 johdanto-osan mukaiseen kuljetusjärjestelmään 5 sekä patenttivaatimuksen 12 johdanto-osan mukaiseen menetelmään.

Tehonsyöttöjärjestelmässä virtaava hetkellinen sähköteho vaihtelee. Esimerkiksi rakennuksen sähköverkosta otettava sekä myös sähköverkkoon mahdollisesti palautettava teho vaihtelee ajallisesti. Kuitenkin sähköliittymä mitoitetaan tavallisesti suurimman tehontarpeen mukaan, joten tehon vaihtelu vaikuttaa myös 10 rakennuksen sähkönsyötön kustannuksiin. Myös monet muut komponentit erilaisissa tehonsyöttöjärjestelmissä mitoitetaan suurimman käsiteltävän tehon mukaan.

Esimerkiksi hissijärjestelmässä tehoa syötetään sähköverkosta hissimoottoriin hissikorin liikuttamiseksi. Tehonsyöttö moottoriin tapahtuu yleensä taajuusmuut-15 tajan avulla. Jarrutettaessa hissikoria moottorijarrutuksella tehoa myös palaa moottorilta taajuusmuuttajaan, josta se usein siirretään edelleen takaisin sähköverkkoon. Moottorille syötettävä tai moottorilta palaava hetkellisteho on hissijär-jestelmän kiihdytyksen ja jarrutuksen aikana yleensä suurempi kuin tasaisen nopeuden ajovaiheen aikana.

20 Julkaisussa US4545464 on esitetty hissijärjestelmä, jossa moottorilta palaavaa jarrutustehoa syötetään hissijärjestelmän sähköistykselle.

Edellä esitettyjen sekä jäljempänä keksinnön kuvauksessa esiin tulevien ongelmien ratkaisemiseksi esitetään keksintönä uudenlainen tapa käsitellä ajallisesti vaihtelevaa tehoa tehonsyöttöjärjestelmässä.

25 Keksinnön mukaiselle järjestelylle on tunnusomaista se, mitä on kerrottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle kuljetusjärjestelmälle on tunnusomaista se, mitä on kerrottu patenttivaatimuksen 9 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on kerrottu patenttivaatimuksen 12 tunnusmerkkiosassa. Muille keksinnön piirteille 2 on tunnusomaista se, mitä on kerrottu muissa patenttivaatimuksissa. Keksinnöllisiä sovellusmuotoja on myös esillä tämän hakemuksen selitysosassa. Hakemuksessa oleva keksinnöllinen sisältö voidaan määritellä myös toisin kuin jäljempänä olevissa patenttivaatimuksissa tehdään. Keksinnöllinen sisältö voi 5 muodostua myös useammasta erillisestä keksinnöstä, erityisesti jos keksintöä tarkastellaan ilmaistujen tai implisiittisten osatehtävien valossa tai saavutettujen hyötyjen tai hyötyryhmien kannalta. Tällöin jotkin jäljempänä olevien patenttivaatimuksien sisältämät määritteet voivat olla erillisten keksinnöllisten ajatusten kannalta tarpeettomia.

10 Keksinnössä komponenttia kuormittavalla sähköisellä suureella tarkoitetaan esimerkiksi komponentin napojen yli vaikuttavaa jännitettä, komponentin läpi kulkevaa virtaa, ja myös virran ja / tai jännitteen taajuutta ja / tai muutosnopeutta. Sähköinen suure voidaan tällöin määrittää toistuvasti esimerkiksi määrittämällä suureen hetkellisarvoa, laskemalla suureen keskiarvo tai tehollisarvo 15 määrityshetkien välillä, tai interpoloimalla sähköisen suureen arvoa, käyttäen esimerkiksi pienimmän neliösumman menetelmää tai muuta soveltuvaa algoritmia.

Keksinnössä tehonsyöttöpiirillä tarkoitetaan sellaista sähkölaitteista, komponenteista ja johdotuksista koostuvaa virtapiiriä, jonka kautta järjestelmän sähkön-20 syöttö tapahtuu.

Keksinnöllä saavutetaan muun muassa ainakin yksi seuraavista eduista:

Keksinnön mukainen järjestely käsittää komponenttia kuormittavan sähköisen suureen määrityksen, jota komponenttia kuormittavaa sähköistä suuretta on määritetty toistuvasti komponentin kuormituksen aikana, ja joka järjestely käsit-25 tää komponentin hetkellisen kuormitettavuuden arvioinnin, jonka hetkellisen kuormitettavuuden arvioinnissa on käytetty komponentin kuormitettavuudelle asettua rajoituskriteeriä. Mainittu rajoituskriteeri ilmaisee komponentin pisimmän mahdollisen käyttöajan tietyllä kuormituksella. Rajoituskriteerille on tehty kuvaus komponenttia kuormittavan sähköisen suureen suhteen, ja määritettyä kompo-30 nenttia kuormittavaa sähköistä suuretta vastaava rajoituskriteeri on johdettu 3 mainitusta kuvauksesta toistuvasti komponentin kuormituksen aikana. Hetkellinen arvio komponentin kuormitettavuudesta määräytyy tällöin sekä oleellisesti arviohetkellä määritetyn rajoituskriteerin että tätä aikaisemmin määritettyjen ra-joituskriteerien perusteella.

5 Rajoituskriteeri voi olla kuvattu esimerkiksi funktiona, jonka eräs muuttuja on mainittu sähköinen suure; toisaalta rajoituskriteeri voi olla kuvattu esimerkiksi taulukoituna tai graafisesti esitettynä mainitun sähköisen suureen suhteen. Ra-joituskriteerinä voi toimia erimerkiksi suurin komponentin ylikuormitukselle sallittu kokonaisaika tai toipumisaika, joka kokonaisuudessaan tarvitaan ylikuormi-10 tuksesta toipumiseen. Rajoituskriteeri voi olla kuvattu lineaarisesti tai epälineaa-risesti komponenttia kuormittavan sähköisen suureen suhteen. Mainittu rajoituskriteeri voidaan määrittää toistuvasti; samoin komponentin hetkellinen kuor-mitettavuus voidaan arvioida toistuvasti määritetystä rajoituskriteeristä, jolloin komponentin hetkellistä kuormitettavuutta arvioitaessa tulee myös komponentin 15 kuormitushistoria huomioon otetuksi. Täten komponentin hetkellisen kuormitet-tavuuden arvioinnin tarkentuessa myös komponentin suojaus ylikuormitusta vastaan paranee. Parantunut ylikuormitussuojaus mahdollistaa sen, että komponenttia voidaan hetkellisesti kuormittaa yli nimelliskuorman. Tästä on hyötyä erityisesti järjestelmissä, joissa komponentin kuormitus vaihtelee ajallisesti, 20 koska tällöin komponenttia ei välttämättä tarvitse mitoittaa suurimman hetkellisen kuormituksen mukaan, jolloin voidaan käyttää tehonkestoltaan pienempiä komponentteja. Mahdollisia suojeltavia komponentteja ovat esimerkiksi niin sanotut hitaat sulakkeet, tai esimerkiksi erilaiset tehopuolijohteet, vastukset, kuristimet, kondensaattorit ja muuntajat. Hitaassa sulakkeessa lämpenemistä on 25 pyritty hidastamaan kasvattamalla komponentin lämpenemisaikavakiota, esimerkiksi lisäämällä hiekkaa tai muuta lämpenemistä hidastavaa ainetta sulake-langan ympärille.

Eräässä keksinnön sovelluksessa järjestely käsittää kuvauksen komponentin vikaantumisajalle, jossa vikaantumisaika on kuvattu komponenttia kuormittavan 30 sähköisen suureen suhteen. Vikaantumisajalla tarkoitetaan kokonaisaikaa, jonka komponentti tyypillisesti kestää määrättyä kuormitusta, siten että kuormitus 4 lopulta päättyisi komponentin vikaantumiseen. Tällöin komponenttia kuormittavaa sähköistä suuretta sekä tätä vastaavaa vikaantumisaikaa on määritetty toistuvasti, ja hetkellinen arvio komponentin kuormitettavuudesta määräytyy tällöin sekä oleellisesti arviohetkellä määritetyn vikaantumisajan että tätä aikaisemmin 5 määritettyjen vikaantumisaikojen perusteella. Tällöin komponentin suojaus ylikuormitusta vastaan paranee.

Keksinnön mukaisesti tehonsyöttöpiirin suojeltavan komponentin kuormitetta-vuutta voidaan määrittää ilman erillistä komponentin lämpötilan mittausta, jolloin lämpötila-antureiden vähentyessä kokonaisjärjestelmä yksinkertaistuu ja järjes-10 telmän luotettavuus paranee.

Erilaisia kuormitukseltaan vaihtelevia järjestelmiä ovat esimerkiksi kuljetusjärjestelmät, kuten henkilö- tai tavarahissijärjestelmä, liukuporrasjärjestelmä, liuku-käytäväjärjestelmä, telahissijärjestelmä, nosturijärjestelmä, liikennevälinejärjes-telmä tai kuljetinjärjestelmä tavaroiden ja / tai raaka-aineiden kuljettamiseksi. 15 Mainittu hissijärjestelmä voi olla konehuoneellinen tai konehuoneeton. Hissijär-jestelmä voi myös olla vastapainolleen tai vastapainoton.

Keksinnön mukainen kuljetusjärjestelmä käsittää järjestelyn kuljetusjärjestelmän sähkönsyötön sulakkeen suojelemiseksi, joka järjestely käsittää sulakkeen virran määrityksen, jota sulakkeen virtaa on määritetty toistuvasti sulakkeen kuor-20 mituksen aikana. Järjestely käsittää myös sulakkeen hetkellisen kuormitetta-vuuden arvioinnin, jonka hetkellisen kuormitettavuuden arvioinnissa on käytetty sulakkeen kuormitettavuudelle asettua rajoituskriteeriä. Mainittu rajoituskriteeri ilmaisee sulakkeen pisimmän mahdollisen käyttöajan tietyllä kuormituksella. Rajoituskriteerille on tehty kuvaus sulakkeen virran suhteen, ja määritettyä su-25 lakkeen virtaa vastaava rajoituskriteeri on johdettu mainitusta kuvauksesta toistuvasti sulakkeen kuormituksen aikana. Hetkellinen arvio sulakkeen kuormitettavuudesta määräytyy tällöin sekä oleellisesti arviohetkellä määritetyn rajoitus-kriteerin että tätä aikaisemmin määritettyjen rajoituskriteerien perusteella. Sulakkeen virta on sovitettu rajoitettavaksi määrättyyn virran raja-arvoon, joka vir-30 ran raja-arvo on määrätty sulakkeen arvioidun kuormitettavuuden mukaisesti.

5

Eräässä keksinnön sovelluksessa sulakkeen rajoitetun virrankäsittelykyvyn ylittävä teho on sovitettu kulutettavaksi kuljetusjärjestelmän tehonsyöttöpiiriin liitettävässä vastuksessa.

Kun kuljetusjärjestelmän sähkönsyötön sulaketta suojellaan täten keksinnön 5 mukaisella tavalla, voidaan rakennuksen sulakekoko valita pienemmäksi kuin on vaadittu hetkellinen maksimikuormitus. Koska sulakekoko vaikuttaa oleellisesti rakennuksen sähkönsyötön kustannuksiin, päästään keksinnön avulla tällöin merkittäviin säästöihin.

Eräässä keksinnön sovelluksessa tehonsyöttöpiiri käsittää ohjauksen, joka telo honsyöttöpiirin ohjaus on sovitettu rajoittamaan tehonsyöttöpiirissä komponentin läpi kulkevan virran määrättyyn virran raja-arvoon, joka virran raja-arvo on määrätty komponentin arvioidun hetkellisen kuormitettavuuden mukaisesti. Tällöin virran raja-arvoa voidaan muuttaa komponentin kuormitettavuuden hetkellisar-vion mukaisesti. Esimerkiksi kuljetusjärjestelmän tehonsyöttöpiirissä kulkeva 15 virta voidaan näin rajoittaa määrätyllä ajan hetkellä sallittuun virran raja-arvoon, ja raja-arvoa voidaan muuttaa vasteellisena kuormitettavuudelle ja / tai kuormitettavuuden muutokselle. Tällöin myös nimelliskuormitusta suurempi komponentin hetkellinen kuormitus on mahdollista.

Eräässä keksinnön sovelluksessa komponentin hetkellisen kuormitettavuuden 20 arvioinnissa on käytetty komponenttia kuormittavan sähköisen suureen arvoa vastaavaa komponentin toipumisaikaa. Tämä johtuu siitä, että komponentin kuormituksen pienentyessä alle määrätyn kuormituksen raja-arvon komponentti alkaa toipua. Komponentin lämpötila alkaa laskea lämpenemisaikavakion määräämällä nopeudella, ja toipuminen on sitä nopeampaa, mitä pienempi on 25 kuormitus toipumisen aikana. Tällöin komponentin toipuessa / jäähtyessä het-kellisarvio komponentin kuormitettavuudesta alkaa vastaavasti kasvaa, ja täten komponentin toipumisajan määrityksellä voidaan arviota komponentin kuormitettavuuden hetkellisarvosta tarkentaa. Toipumisaika on keksinnön mukaisesti määrätty vastaamaan kokonaisaikaa, jonka kuluttua komponentin katsotaan 6 toipuneen täysin toipumista edeltävästä rasituksesta, jos komponenttia kuormittava sähköinen suure pysyy vakiona koko toipumisjakson ajan.

Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin sovellusesimerkkien avulla viitaten oheisiin kuvioihin, joista 5 Kuvio 1a esittää erästä keksinnön mukaista kuvausta komponentin vikaan-tumisajalle sekä komponentin toipumisajalle

Kuvio 1b esittää komponentin hetkellistä kuormitettavuutta eräässä keksinnön mukaisessa sovelluksessa

Kuvio 2 esittää lohkokaaviona erästä keksinnön mukaista komponentin 10 kuormitettavuuden arviointia

Kuvio 3 esittää keksinnön mukaista kuljetusjärjestelmän tehonsyöttöjärjes-telyä

Kuvio 4 esittää erästä toista keksinnön mukaista kuljetusjärjestelmän te-honsyöttöjärjestelyä 15 Kuvio 5 esittää erästä keksinnön mukaista hissijärjestelmää

Kuvio 6 esittää tehon virtausta eräässä keksinnön mukaisessa hissijärjes-telmässä

Kuviossa 1a esitetään eräs keksinnön mukainen kuvaus 4, 4’, jota käytetään komponentin 2 hetkellisen kuormitettavuuden arviointiin. Komponentin vikaan-20 tumisaika 5, 5’, 5” sekä vastaavasti komponentin toipumisaika 13,13’ on kuvattu komponentin läpi kulkevan virran I 6, 6’, 6”, 6”’, 6”” suhteen. Kuvaus on tässä tehty niin sanotulle hitaalle sulakkeelle, jonka kaltaisia käytetään esimerkiksi rakennuksen sähköliittymän ylivirran katkaisuun, mutta vastaava kuvaus 4 vi-kaantumisajalle 5, 5’, 5” ja / tai kuvaus 4’ komponentin toipumisajalle 13, 13’ 25 voidaan tehdä myös muille sellaisille tehonsyöttöpiirin komponenteille, joiden vikaantumiseen ja / tai toipumiseen kuluva aika voidaan määrittää esimerkiksi 7 kokeellisesti tai komponentin materiaalin ja / tai lämpenemisaikavakion perusteella komponenttia kuormittavan sähköisen suureen suhteen.

Kuviosta 1a kuvauksesta 4 havaitaan, että sulakkeen 2 vikaantumisaika 5, 5’, 5” pienenee sulakkeen virran I 6, 6’, 6” kasvaessa. Tämä johtuu siitä, että su-5 lakkeen resistiiviset lämpöhäviöt kasvavat sulaketta kuormittavan virran funktiona, nopeuttaen sulakkeen lämpenemistä. Sulakkeen virran pienentyessä vikaantumisaika alkaa taas vastaavasti kasvaa, ja virran pienentyessä alle määrätyn raja-arvon 15 sulake alkaa lopulta toipua. Toipumisajalle 13, 13’ on kuviossa 1a esitetty vastaavanlainen kuvaus 4’ kuin vikaantumisajalle 5, 5’, 5”. Täs-10 sä toipumisaika saa negatiivisia arvoja erotuksena vikaantumisajalle, jonka etumerkki on määrätty positiiviseksi. Toipumisaika on sitä lyhyempi, mitä pienempi sulaketta kuormittava virta 6”’, 6”” on, sillä sulake jäähtyy tällöin nopeammin.

Kuviossa 1 b on esitetty hitaan sulakkeen hetkellistä kuormitettavuutta 9, 9’ ajan 15 t funktiona, kun kuormitettavuus 9, 9’ on arvioitu kuvion 2 lohkokaaviossa esitetyllä tavalla. Tällöin sulakkeen läpi kulkevan virran hetkellisarvoa 6, 6’, 6”, 6”’, 6”” mitataan, ja mitattua virtaa alipäästösuodatetaan. Alipäästösuodatettua virran hetkellisarvoa vastaava sulakkeen vikaantumisaika 5, 5’, 5” määritetään kuvauksesta 4, ja sulakkeen toipumisaika 13, 13’ määritetään kuvauksesta 4’. 20 Näin määritetyille sulakkeen vikaantumisajalle 5, 5’, 5” sekä sulakkeen toipumisajalle 13, 13’ lasketaan toistuvasti käänteisarvo 16, ja laskettua käänteisarvoa integroidaan 10. Tässä keksinnön sovelluksessa integrointi tapahtuu siten, että viimeisin laskettu käänteisarvo summataan sekunnin välein integraalin arvoon. Sulakkeen hetkellinen kuormitettavuus on määrätty suhteellisarvona, jol-25 loin arvo 1 vastaa suurinta sulakkeelle 2 sallittua hetkellistä kuormitettavuutta. Sulakkeen hetkellinen kuormitettavuus 9 saadaan, kun vakioarvosta 1 vähennetään laskettu käänteisarvon integraali 10. Tällöin integroitavat vikaantumisajan 5, 5’, 5” käänteisarvot pienentävät hetkellistä kuoritettavuutta 9, 9’; toisaalta sulakkeen toipumisajan 13, 13’ käänteisarvot taas vastaavasti kasvattavat het-30 kellistä kuormitettavuutta 9, 9’ integroinnin yhteydessä, sillä näiden toipumisajan käänteisarvojen etumerkki on negatiivinen.

8

Kuvaus 4’ sulakkeen toipumisajalle 13, 13’ voidaan myös korvata määrätyllä toipumisajan vakioarvolla, jolloin komponentin toipumisen kestoaikaa ei määritetä aivan yhtä tarkasti, mutta komponentin hetkellisen kuormitettavuuden laskenta yksinkertaistuu. Tällöin toipumisaika valitaan sopivaa turvamarginaalia 5 käyttäen niin pitkäksi, että ylikuormituksesta toipuminen on varmasti ehtinyt tapahtua, ennen kuin komponentin hetkellinen kuormitettavuus on palautunut ykköseksi.

Kuviossa 1b ajanhetkellä t = 0 sulakkeen hetkellinen kuormitettavuus 9 on suurimmillaan, saaden arvon 1. Tämän jälkeen sulakkeen läpi kulkeva virta kasvaa 10 yli raja-arvon 15, ja kuvioon 1b merkityllä hetkellä 7” sulakkeen virran arvoksi määritetään arvo 6”. Tätä virran arvoa 6” vastaavalle vikaantumisajalle määritetään kuvion 1a kuvauksesta 4 arvo 5”. Hetkellä 7’ sulakkeen virta saa arvon 6’ ja hetkellä 7 arvon 6, vastaavalla tavalla. Jokaista mainittua virran arvoa 6, 6’, 6” vastaava vikaantumisaika 5, 5’, 5” määritetään, ja määritetylle vikaantu-15 misajalle lasketaan käänteisarvo. Käänteisarvoa integroidaan ajan suhteen, ja integraalin perusteella määritetään sulakkeen hetkellistä kuormitettavuutta 9, kuvion 2 lohkokaavion mukaisesti. Kuviosta 1b havaitaan, että sulakkeen virran kasvaessa hetkellinen kuormitettavuus 9 alkaa pienentyä nopeammin. Jos sulakkeen virtarasitus edelleen jatkuu suurena, menisi hetkellinen kuormitettavuus 20 9 lopulta nollaan, jolloin sulake saattaisi palaa. Tästä syystä virrankulkua sulak keen läpi tulee rajoittaa ennen kuin hetkellinen kuormitettavuus menee nollaan, käyttäen tiettyä kuvioon 1 b merkittyä turvamarginaalia 24. Sulakkeen virran arvo rajoitetaan tällöin alle kuvioon 1a merkityn virran raja-arvon 15. Virran rajoittuessa sulake alkaa toipua ja hetkellinen kuormitettavuus alkaa kasvaa. Tätä 25 hetkellisen kuormitettavuuden kasvua on kuviossa 1b merkitty katkoviivalla 9’. Hetkellä 7”’ sulakkeen virta saa arvon 6”', jota vastaava toipumisaika 13 määritetään kuvauksesta 4’. Hetkellä 7”” sulakkeen virta on edelleen pienentynyt, jolloin myös tarvittava toipumisaika 13’ on lyhyempi. Sulakkeen virran pienentyessä ja toipumisajan lyhentyessä myös kuvion 2 lohkokaavion mukaisesti las-30 kettu sulakkeen hetkellinen kuormitettavuus 9’ alkaa kasvaa nopeammin.

g

Kuviossa 3 esitetään kuljetusjärjestelmän tehonsyöttöjärjestelyä, johon on sovitettu eräs keksinnön mukainen järjestely sähkönsyötön 17 sulakkeen 2 suojelemiseksi. Kuljetusjärjestelmän tehonsyöttöpiirissä 1 on ohjattava taajuusmuuttaja 18, joka on sovitettu syöttämään tehoa sähköverkosta 17 kuljetuslaitteistoa 5 liikuttavaan moottoriin 20 taajuusmuuttajan ohjauksella. Taajuusmuuttajan väli-piiriin on liitetty ohjattava kolmivaiheinen verkkovaihtosuuntaaja 21, joka on sovitettu syöttämään moottorijarrutuksen aikana moottorista 20 taajuusmuuttajaan palaavaa tehoa edelleen sähköverkon 17 vaiheisiin verkkovaihtosuuntaajan ohjauksella. Kuhunkin sähkönsyötön 17 kolmesta vaiheesta on sovitettu suojel-10 tava sulake 2.

Järjestely käsittää sulakkeen 2 kuormitettavuuden arvioinnin. Tällöin sulakkeen hetkellinen kuormitettavuus 9, 9’ on arvioitu esimerkiksi edellä kuvioiden 1a, 1b ja 2 sovellusesimerkeissä kuvatulla tavalla. Kutakin kolmea sähkönsyötön vaihetta kuormittava virta on tällöin määritetty epäsuorasti taajuusmuuttajan mita-15 tun välipiirivirran perusteella, jolloin erillistä sulakkeen virran mittausta ei välttämättä tarvita. Jokaisen sähkönsyötön sulakkeen 2 virta on sovitettu rajoitettavaksi määrättyyn virran raja-arvoon 12, joka virran raja-arvo on määrätty sulakkeen 2 arvioidun kuormitettavuuden 9, 9’ perusteella. Tällöin, sulakkeen hetkellisen kuormitettavuuden 9, 9’ pienentyessä lähelle nollaa sulakkeen virta rajoite-20 taan alle kuviossa 1a esitetyn virran raja-arvon 15, jolloin sulake 2 alkaa toipua ylikuormituksesta. Mainittu virran raja-arvo 15 voi olla esimerkiksi sulakkeen nimellisvirran suuruinen.

Taajuusmuuttajan 18 välipiiriin on positiivisen 19 ja negatiivisen 19’ välipiirikis-kon välille liitetty tehovastuksen 14 ja ohjattavan kytkimen 22 sarjaankytkentä. 25 Sulakkeen 2 rajoitetun virrankäsittelykyvyn ylittävä teho on sähkömoottorin 20 moottorijarrutuksen aikana sovitettu kulutettavaksi mainitussa tehovastuksessa 14.

Kuviossa 4 esitetty kuljetusjärjestelmän tehonsyöttöjärjestely poikkeaa kuviossa 3 esitetystä siten, että tässä ohjattavan taajuusmuuttajan 18 välipiirin ja sähkö-30 verkon 17 välille sovitettu ohjattava 11 verkkovaihtosuuntaaja 21 on yksivaihei- 10 nen. Verkkovaihtovaihtosuuntaaja on tällöin liitetty vain yhteen sähköverkon kolmesta vaiheesta. Kuljetuslaitteistoa liikuttavan moottorin 20 moottorijarrutuksen aikana taajuusmuuttajaan palaava teho siirretään täten verkkovaihtosuun-taajan 21 kautta siihen sähköverkon vaiheeseen, johon verkkovaihtosuuntaaja 5 21 on liitetty. Koska verkkovaihtosuuntaajan virta kulkee myös vastaavan säh- könsyötön sulakkeen 2 läpi, kuormittuu sulake tässä vaiheessa eniten. Tällöin suojeltaessa mainittua sulaketta esimerkiksi määrittämällä sulakkeen hetkellistä kuormitettavuutta 9,9’ kuvioiden 1a, 1b ja 2 sovellusesimerkeissä kuvatulla tavalla, voidaan virta suojeltavan sulakkeen 2 osalta rajoittaa määrättyyn virran 10 raja-arvoon esimerkiksi siten, että sulakkeen hetkellisen kuormitettavuuden 9, 9’ pienentyessä lähelle nollaa sulakkeen virta rajoitetaan alle sulakkeen nimellis-virran. Tällä tavoin voidaan mainittua sulaketta 2 kuormittaa hetkellisesti yli ni-mellisvirran. Yksivaiheisen verkkovaihtosuuntaajan 21 tehonsyöttöaluetta voidaan näin oleellisesti laajentaa, ja monissa sovelluksissa kolmivaiheinen verk-15 kovaihtosuuntaaja voidaankin korvata yksivaiheisella ratkaisulla.

Kuviossa 5 esitetään hissijärjestelmää, jossa hissimoottorin 20 tehonsyöttöä asetellaan taajuusmuuttajalla 18. Hissimoottorin 20 voimavaikutuksen ollessa hissikorin 23 liikesuunnalle vastakkainen, hissimoottorilta 20 palaa tehoa taajuusmuuttajaan 18. Taajuusmuuttajan välipiiristä teho siirretään yksivaiheisella 20 verkkovaihtosuuntaajalla 21 edelleen sähköverkkoon 17. Tällöin siis tehonsyöt-töjärjestely ottaa sähköverkosta 17 tehoa kolmivaiheisesti, mutta moottorijarrutuksessa syntyvä teho palautetaan vain yhteen sähköverkon vaiheeseen, mistä syystä mainittu palaavan tehon vaihe kuormittuu muita vaiheita enemmän.

Sähköverkkoon 17 palaava teho kulkee myös sähkönsyötön sulakkeen 2 läpi, ja 25 täten verkkovaihtosuuntaajaan 21 liitetyn sähköverkon vaiheen sulake kuormit-tuukin muiden vaiheiden sulakkeita enemmän. Tästä syystä hissijärjestelmään on lisätty keksinnön mukainen järjestely sähkönsyötön sulakkeen suojelemiseksi. Mainitun verkkovaihtosuuntaajaan 21 liitetyn sähköverkon 17 vaiheen sulakkeen hetkellinen kuormitettavuus määritetään esimerkiksi kuvioiden 1a, 1b ja 2 30 sovellusesimerkeissä kuvatulla tavalla. Verkkovaihtosuuntaajan 21 sähköverkkoon 17 syöttämä virta rajoitetaan raja-arvoon 12, joka määrätään mainitun su- 11 lakkeen 2 arvioidun kuormitettavuuden 9, 9’ perusteella. Tällöin suojeltavan sulakkeen läpi voidaan syöttää hetkellisesti sulakkeen nimellisvirtaa suurempi ylikuorma, ja tehonsyöttöön voidaan käyttää yksivaiheista verkkovaihtosuuntaajaa 21 kolmivaiheisen asemasta. Taajuusmuuttajan 18 päävirtapiirin yhteyteen on 5 sovitettu myös tehovastus 14, jonka tehonsyöttöä ohjataan erillisellä kytkimellä. Jos moottorijarrutuksen aikana sähkömoottorilta 20 taajuusmuuttajalle 18 palaava hetkellisteho ylittää sähkönsyötön sulakkeen 2 tehonkäsittelykyvyn, kulutetaan ylimääräinen jarrutusteho tehovastuksessa 14 lämmöksi.

Kuviossa 6 havainnollistetaan kuvion 5 mukaisen hissijärjestelmän tehonvir-10 tausta erään hissin ajon aikana. Tässä ajo tapahtuu kevyeen suuntaan, jolloin hissikorin liikkeen suunta on vastakkainen hissimoottorin voimavaikutukselle, ja hissimoottori toimii alkukiihdytystä lukuun ottamatta moottorijarrutuksessa. Tällöin verkkovaihtosuuntaaja 21 syöttää tehoa taajuusmuuttajan välipiiristä sähköverkkoon 17. Kuvioon on myös merkitty edellä mainittu sähkönsyötön sulak-15 keen 2 virralle määrätty raja-arvo 12. Virtarajan ylittävä varjostettu alue kuvaa tehovastuksessa 14 moottorijarrutuksen aikana kulutettavaa jarrutustehoa.

Eräässä keksinnön sovelluksessa kuljetuslaitteiston 23 liike, kuten hissikorin nopeus, kiihtyvyys ja / tai hidastuvuus on rajoitettu sähkönsyötön sulakkeen 2 arvioidun kuormitettavuuden 9, 9’ mukaisesti.

20 Keksintöä ei rajata pelkästään edellä esitettyjä sovellusesimerkkejä koskevaksi, vaan monet muunnokset ovat mahdollisia pysyttäessä patenttivaatimusten määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.

Komponentin vikaantumisaikaan ja / tai toipumisaikaan saattavat vaikuttaa esimerkiksi ympäristön lämpötila sekä komponentin mahdollinen jäähdytys.

25 Kuljetuslaitteistoa liikuttava moottori voi olla pyörivä tai myös lineaarimoottori, jolloin liikkuva roottori voi olla kiinnitetty suoraan kuljetuslaitteistoon.

Osa moottorijarrutuksen aikana taajuusmuuttajaan palaavasta tehosta voidaan käyttää myös kuljetusjärjestelmän sähköistyksen tehontarpeeseen.

12

Kuljetuslaitteistoa liikuttavasta moottorista taajuusmuuttajan välipiiriin suuntautuvan tehonvirtauksen suuruus voidaan määrittää esimerkiksi moottorin virran ja / tai jännitteen mittauksien perusteella.

Claims (11)

1. Järjestely rakennuksen sähkönsyötön sulakkeen (2) suojaamiseksi; joka järjestely käsittää sulaketta (2) kuormittavan sähköisen suureen määrityksen; 5 jota sulaketta (2) kuormittavaa sähköistä suuretta (6, 6’, 6”) on määritetty toistuvasti sulakkeen (2) kuormituksen aikana; ja joka järjestely käsittää sulakkeen (2) hetkellisen kuormitettavuuden arvioinnin (8); jonka hetkellisen kuormitettavuuden (9, 9’) arvioinnissa on käytetty su-10 lakkeen (2) kuormitettavuudelle asettua rajoituskriteeriä (5, 5’, 5”); tunnettu siitä, että mainittu rajoituskriteeri (5, 5’, 5”) ilmaisee sulakkeen (2) pisimmän mahdollisen käyttöajan tietyllä kuormituksella; ja että rajoituskriteerille (5, 5’, 5”) on tehty kuvaus (4, 4’) sulaketta (2) 15 kuormittavan sähköisen suureen (6, 6’, 6”) suhteen; ja että määritettyä, sulaketta (2) kuormittavaa sähköistä suuretta (6, 6’, 6”) vastaava rajoituskriteeri on johdettu mainitusta kuvauksesta (4, 4’) toistuvasti sulakkeen (2) kuormituksen aikana; ja että hetkellinen arvio sulakkeen (2) kuormitettavuudesta (9, 9’) mää-20 räytyy tällöin sekä oleellisesti arviohetkellä (7) määritetyn rajoituskriteerin (5) että tätä aikaisemmin määritettyjen rajoituskriteerien (5’, 5”) perusteella.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että 25 järjestely käsittää kuvauksen (4) sulakkeen (2) vikaantumisajalle (5, 5’, 5”), jossa vikaantumisaika on kuvattu sulaketta kuormittavan sähköisen suureen (6, 6’, 6”) suhteen; ja että mainittua sulaketta kuormittavaa sähköistä suuretta (6, 6’, 6”) sekä tätä vastaavaa vikaantumisaikaa (5, 5’, 5”) on määritetty toistuvasti; ja että hetkellinen arvio sulakkeen (2) kuormitettavuudesta (9, 9’) määräytyy tällöin sekä oleellisesti arviohetkellä (7) määritetyn vikaantumis-5 ajan (5) että tätä aikaisemmin määritettyjen vikaantumisaikojen (5’, 5”) perusteella.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että määritettyä sähköisen suureen arvoa vastaavalle sulakkeen vikaantumisajalle (5, 5’, 5”) on laskettu käänteisarvo; 10 ja että mainittua käänteisarvoa on integroitu (10) ajan suhteen; ja että sulakkeen hetkellisen kuormitettavuuden (9, 9’) arvioinnissa on käytetty mainittua käänteisarvon integraalia (10).

4. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu siitä, että tehonsyöttöpiiri (1) käsittää ohjauksen (11); 15 joka tehonsyöttöpiirin ohjaus on sovitettu rajoittamaan tehonsyöttöpiirissä sulakkeen läpi kulkevan virran määrättyyn virran raja-arvoon (12); joka virran raja-arvo on määrätty sulakkeen arvioidun hetkellisen kuormitettavuuden (9) mukaisesti.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että tehon- 20 syöttöpiirin ohjaus (11) on sovitettu rajoittamaan tehonsyöttöpiirissä (1) sulakkeen (2) läpi kulkevan virran määrättyyn, nollasta poikkeavaan virran raja-arvoon (15), mikäli sulakkeen hetkellinen kuormitettavuus (9, 9’) poikkeaa sallitusta.

6. Jonkin aikaisemman patenttivaatimuksen mukainen järjestely, tunnettu 25 siitä, että järjestely käsittää kuvauksen (4’) sulakkeen toipumisajalle (13, 13’), jossa toipumisaika on kuvattu sulaketta kuormittavan sähköisen suureen (6”’, 6””) suhteen; ja että mainittua sulaketta kuormittavaa sähköistä suuretta (6”’, 6””) sekä tätä vastaavaa sulakkeen toipumisaikaa (13, 13’) on määritetty toistuvasti; ja että hetkellinen arvio sulakkeen (2) kuormitettavuudesta määräytyy täl-5 löin sekä oleellisesti arviohetkellä (7””) määritetyn sulakkeen toipumis ajan (13’) että tätä aikaisemmin määritettyjen toipumisaikojen (13) perusteella.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen järjestely, tunnettu siitä, että määritettyä sähköisen suureen arvoa vastaavalle sulakkeen toipumisajalle (13, 10 13’) on laskettu käänteisarvo; ja että mainittua käänteisarvoa on integroitu (10) ajan suhteen; ja että sulakkeen hetkellisen kuormitettavuuden (9, 9’) arvioinnissa on käytetty käänteisarvon integraalia (10).

8. Kuljetusjärjestelmä, joka käsittää kuljetusjärjestelmän tehonsyöttöpiirin 15 (1); ja joka kuljetusjärjestelmä käsittää järjestelyn kuljetusjärjestelmän säh-könsyötön sulakkeen (2) suojaamiseksi; joka järjestely käsittää sulakkeen (2) virran määrityksen; jota sulakkeen (2) virtaa on määritetty toistuvasti sulakkeen kuormituksen 20 aikana; ja joka järjestely käsittää sulakkeen (2) hetkellisen kuormitettavuuden arvioinnin (8); jonka hetkellisen kuormitettavuuden (9, 9’) arvioinnissa on käytetty sulakkeen kuormitettavuudelle asettua rajoituskriteeriä (5, 5’, 5”); 25 tunnettu siitä, että mainittu rajoituskriteeri (5, 5’, 5”) ilmaisee sulakkeen (2) pisimmän mahdollisen käyttöajan tietyllä kuormituksella; ja että rajoituskriteerille (5, 5’, 5”) on tehty kuvaus (4, 4’) sulakkeen (2) virran (6, 6’, 6”) suhteen; ja että määritettyä sulakkeen virtaa (6, 6’, 6”) vastaava rajoituskriteeri on johdettu mainitusta kuvauksesta (4, 4’) toistuvasti sulakkeen kuormituk-5 sen aikana; ja että hetkellinen arvio sulakkeen kuormitettavuudesta (9, 9’) määräytyy tällöin sekä oleellisesti arviohetkellä (7) määritetyn rajoituskriteerin (5) että tätä aikaisemmin määritettyjen rajoituskriteerien (5’, 5”) perusteella. ja että sulakkeen virta on sovitettu rajoitettavaksi määrättyyn virran raja-10 arvoon (12), joka virran raja-arvo on määrätty sulakkeen (2) arvioidun kuormitettavuuden (9, 9’) mukaisesti.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen kuljetusjärjestelmä, tunnettu siitä, että sulakkeen rajoitetun virrankäsittelykyvyn ylittävä teho on sovitettu kulutettavaksi kuljetusjärjestelmän tehonsyöttöpiiriin (1) liitettävässä vastukses-15 sa (14). ^.Patenttivaatimuksen 8 tai 9 mukainen kuljetusjärjestelmä, tunnettu siitä, että kuljetuslaitteiston (23) liike on rajoitettu sulakkeen (2) arvioidun kuormitettavuuden (9, 9’) mukaisesti.

11. Menetelmä sulakkeen (2) suojaamiseksi, jossa menetelmässä: 20. sovitetaan tehonsyöttöpiiriin (1) sulake (2) - määritetään sulaketta kuormittavaa sähköistä suuretta (6, 6’, 6”) toistuvasti sulakkeen kuormituksen aikana - arvioidaan sulakkeen hetkellistä kuormitettavuutta (9, 9’) käyttäen rajoi-tuskriteeriä (5, 5’, 5”) 25 tunnettu siitä, että: - asetetaan mainittu rajoituskriteeri (5, 5’, 5”) ilmaisemaan sulakkeen (2) pisimmän mahdollisen käyttöajan tietyllä kuormituksella; - tehdään rajoituskriteerille kuvaus (4, 4’) sulaketta kuormittavan sähköisen suureen (6, 6’, 6”) suhteen - johdetaan määritettyä, sulaketta kuormittavaa sähköistä suuretta (6, 6’, 6”) vastaava rajoituskriteeri mainitusta kuvauksesta (4, 4’) toistuvasti su- 5 lakkeen (2) kuormituksen aikana - määrätään sulakkeen kuormitettavuudelle (9, 9’) hetkellinen arvio sekä oleellisesti arviohetkellä (7) määritetyn rajoituskriteerin (5) että tätä aikaisemmin määritettyjen rajoituskriteerien (5’, 5”) perusteella