146539. lajstromszámú szabadalom • Transzduktoros feszültségstabilizátor
Megjelent: 1960. április 30. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 146.539. SZÁM 22. d2 . 10—14. OSZTÁLY - ME-339. ALAPSZÁM SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Transzduktoros feszültségstabilizátor Villamosipari Kutató Intézet, Budapest Melis János oki. elektromérnök, Budapest A bejelentés napja: 1958. július 9. A modern technikában mindjobban térthodító elektromos és elektronikus berendezések igen gyakran azt a követelményt támasztják a tápáramforrással szemben, hogy annak feszültsége előírt intervallumon belül konstans értéken maradjon, függetlenül a hálózati feszültség ingadozásától. Több olyan megoldás ismeretes, amely teljesíti ezt a követelményt, azonban hátrányos tulajdonságaik korlátozzák alkalmazási területüket. Közismert a tekercsmegcsapolással, tolótekerccsel működő feszültségszabályozó transzformátor, az indukciós szabályozó, amelyek azonban •— különösen nagyobb teljesítmények esetén — igen nagy, perc nagyságrendű időállandóval rendelkeznek; emiatt a tranziens viselkedésük igen rossz, csak átlagértékre szabályoznak, az időállandón belül történő — tetszőleges amplitúdóval bekövetkező — feszültségingadozásra nem reagálnak. A megoldások'hátrányos tulajdonságai közé tartozik az is, hogy mozgó alkatrésszel rendelkeznek, amely sok esetben nem kívánatos. Az alábbi megoldás mindezeket a hátrányos tulajdonságokat igyekszik kiküszöbölni, illetve a minimumra szorítani, azonkívül, hogy semmiféle mozgó alkatrészt nem tartalmaz. Az elvi kapcsolási rajz az 1. ábrán látható, ahol E a hálózati feszültség, ü a szabályozott feszültség, e a maximális hálózati feszültségingadozásnak megfelelő feszültség, amelyet a T transzformátor szolgáltat, Tri, Tr2, Tr 3 mágneses erősítők. Amikor az E feszültség megegyezik U-val, Tr2 transzduktor impedanciáját gyakorlatilag zérusra csökkenti az ábrán fel nem tüntetett vezérlő fokozat, ugyanakkor Tri és Tr3 impedanciája igen nagy. Ha E<U, akkor Tr3 impedanciája csökken, Tr2 impedanciája növekszik, Tri továbbra is igen nagy impedanciájú. Ekkor tehát az e feszültségnek egy — Tr2 és Tr 3 impedanciák arányától függő —• része hozzáadódik E-hez. Amikor E éppen e-vel kisebb U-nál, akkor Tr3 impedanciája lesz gyakorlatilag zérus, Tri és Tr2 impedanciája igen nagy. Amennyiben a hálózati E feszültség U-nál nagyobb lesz, akkor Tri és Tr2 transzduktorok szabályozása történik az előbbihez hasonlóan. Minthogy a transzduktor gyakorlatilag tiszta induktivitásnak tekinthető, a hálózatból meddő teljesítményt vesz fel, amely — amint az számítással kimutatható — akkor maximális, amikor E = U ± e/2, s ebben az esetben a meddő teljesítmény: Pm = — P„, ahol P n az a névleges e teljesítmény, amelyre a szabályozó berendezés készült. A hálózati- és szabályozott feszültség nincs fázisban; legnagyobb az eltérés a fenti eset-P e ben, amikor is tg <p = —- = ——-, amely ± 10%-os Pn 2E hálózati feszültségingadozásra tervezett szabályozó esetén kb. 3° fáziséi tolást jelent, tehát nem számottevő. Ugyanekkor a felvett meddő teljesítmény a névleges teljesítmény 5%-a, ha é=U±e/2, különben kisebb; szélső esetben, ha E=U±e, gyakorlatilag sem meddő teljesítményfelvétel, sem fáziseltolás nincs. A transzduktorok közönséges transzformátorlemezből készülhetnek. A berendezés a szinuszos hullámalakot gyakorlatilag még akkor sem torzítja el, ha a szabályozás ± 30%-os feszültségingadozásra történik. A rendszer időállandója néhány tizedmásodperc. A szabályozó felépítése lehetővé teszi a folyamatos, zárt szabályozási kör megvalósítását, amelyben lehetőség van arra, hogy a változó hálózati feszültség differenciálhányadosával arányosan szabályozzuk. Ezzel a tranziens amplitúdók tetszés szerinti értékre csökkenthetők, tehát a hálózatban bekövetkező feszültséglökések a szabályozott oldalon gyakorlatilag nem jelentkeznek. A vezérlőfokozat felépítése különböző lehet/ Olyan esetben, amikor a •berendezés egyenfeszültség stabilizálására szolgál, vagy kis időállandók elérése céljából — amely gyakori, gyors terhelés-
