164004. lajstromszámú szabadalom • Közvetlen csatolású, természetes áramkommutálású kapuzott frekvenciaátalakító

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ^r^ ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja: 1972. VI. 05. Közzététel napja: 1973. VI. 28. Megjelent: 1975. IV. 30. (BE-1132) 164004 Nemzetközi osztályozás: H 02 m 1/08 Berkovich Efim Ilich mérnök, Grigoriev Jury Petrovich mérnök, Tallin, Inkov Jury Moiseevich, mérnök, Moszkva, Presmann Iokhannes Iokhannesovich, mérnök, Tallin Feoktistov Valery Pavlovién, mérnök, Moszkva, Szovjetunió Közvetlen csatolású, természetes áramkommutálású kapuzott frekvenciaátalakító 1 2 A találmány tárgya közvetlen csatolású, természetes áramkommutálású kapuzott frekvenciaátalakító, váltakozó áram frekvenciájának csökkentésére (ciklonvertor). A közvetlen csatolású, természetes áramkommutálású kapuzott frekvenciaátalakító a kimenő feszültség alakját a tápfeszültség sinushullámainak szeleteiből állítja össze. A feladatot két antiparallel kapcsolt, a kimenőfeszültség fázisaihoz rendelt tirisztorcsoport és nyitóimpulzus-formálókkal ellátott vezérlőrendszer alkalmazásával oldják meg. A berendezés megbizható működéséhez az szükséges, hogy a tirisztorcsoportok váltakozva nyissanak. Ezt kétféle vezérlés egyikének alkalmazásával érik el: ciklikus vezérléssel, ahol a kikapcsolandó tirisztorcsoportot a kimenőfeszültség teljes félhulláma idejére váltóirányító üzembe viszik át, ahol ez a csoport nem vezet energiát a táphálózatból a terhelő hálózatra, ill. a terhelőáram nulla értékére vonatkoztatott sorrendi vezérléssel. A ciklikus vezérlésű frekvenciaátalakítónak az a hátránya, hogy olyan köráramok keletkeznek, amelyek csökkentésére áramhatároló fojtókat kell alkalmazni. Áramhatároló fojtóval megépített kapuzott frekvenciaátalakító azonban a fellépő teljesítmény- és feszültségveszteség miatt és jelentős tömege és méretei miatt egy sor esetben nem alkalmazható, ahol a hatásfok, súly és méretek iránti követelmény magas (lásd az „Elektricsesztvo" 1971. évi 6. számában J. P. Grigoriev: „Villamos és dieselelektromos vontatású személykocsik központi villamosenergia-ellátásának problémái" C. cikkét). Ezekben az esetekben többnyire a terhelőáram 5 nulla értékére vonatkoztatott sorrendi vezérlést alkalmazzák, amelynek a terhelőhálózat minden fázisához nullaáramadója van, amelynek jelére a soronkövetkező tirisztorcsoport bekapcsol. A másik csoport ugyanakkor kikapcsolva marad, így körára-10 mok nem jönnek létre, és áramhatároló fojtók sem szükségesek. Az ilyen frekvenciaátalakítók hatásfoka 500 kW feletti teljesítmény melett 99-99,8%, míg a falagos teljesítmény 6-9 kW/kg. Nagyteljesítményű kapuzott átalakítókhoz ezért a terhelőáram 15 nulla értékére vonatkoztatott sorrendi vezérlést alkalmazzák (lásd. pl. I. J. Bernstein: „Tirisztoros frekvenciaátalakítók egyenáramú közbenső fokozat nélkül" c. könyvét (Energija kiadó 1968). Nullaáram-adóként általában egyenáramú erősítő-20 kapcsoláson alapuló érzékelőt alkalmaznak, amelynek bemenőtekercse a terhelt fázis áramkörébe van kapcsolva. Az ilyen nullaáram-adó méretei nagyteljesítményű frekvenciaátalakító esetén (500 kW fölött) 25 nagyon nagyok, mivel a bemenőtekercsnek a teljes áramot mérnie kell. Ezenfelül az ilyen nullaáram-adóknál két ellentétes szempontot kell figyelembe venni: egyrészt a teljes áramnak át kell rajta folyni, másrészt 30 50-100 mA áram hatására meg kell szólalnia, tehát 164004