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

164004 3 4 ha az áram a fenti érték alá csökken, akkor nullajelet ad. A két feltétel egyidejűleg nehezen teljesíthető, ami miatt a hatásos nuílaáram-adó kifejlesztése még megoldatlan feladat. Hasonló hátrányai vannak az áramátalakítós érzékelőnek is, ahol a primértekercs a terhelt fázisba sorosan van kötve (lásd E. Eder, J. Henderson, C Leutz: „Dieselmozdonyok fűtőátalakitói" c. cikkét (Siemens Zeitschrift 1968.4.) A fenti hátrányokon kívül az összes nullaáramadók az áramátalakítók vagy mágneses erősítők miatt érzékenyek mágneses terekre. Ezért erős mágneses tér közelében történő alkalmazásuk nem kívánatos. Célunk a fenti hátrányok kiküszöbölése olyan közvetlencsatolású, természetes áramkommutálású kapuzott frekvenciaátalakító kialakításával, amelynek nullaáram-adója csak kisteljesítményű elemeket tartalmaz, amelynek adati függetlenek a frekvenciaátalakító teljesítményétől. A nullaáramadóval szemben támasztott további követelmény, hogy érzékenysége ne legyen kisebb, mint 20-50 mV. A feladat találmány szerinti megoldásában a közvetlen csatolású, természetes áramkommutálású kapuzott frekvenciaátalakítóban - amelynek két antiparallel kapcsolt tirisztorcsoportjai és fázisonként nullaáram-adója, továbbá vezérlőimpulzus-formálókkal ellátott közös vezérlőrendszere van, ahol a vezérlőimpuzus-formálók kimenő kapcsai a tirisztorcsoportok tirisztorai katódjára és vezérlőelektródájára vannak csatlakoztatva — a nullaáramadónak tirisztoronként egy bistabil billenőköre van, a billenőkörök kimenete ÉS-kapukon át van összekötve, „0" és „1" bemeneteire impulzustranszformátor középleágazásán földelt kimenőtekercsének végei vannak kötve. Az impulzustranszformátor egyik bemenőtekercse a megfelelő tirtisztor vezérlőelektródájának áramkörébe van kapcsolva, az impulzustranszformátor másik bemenőtekercse diódán és ellenálláson át ugyenezen tirisztor anódja és katódja közé van kötve. A találmány szerinti megoldás nullaáram-adója tehát — szemben a mágneses erősítő elvén, vagy az áramváltóval megépített nullaáram-adókkal — a tirisztorok állapotát elemző logikai kapcsolást tartalmaz, az ismert megoldásokhoz képest nagyobb a nullaáram-érzékenysége, jobb a hatásfoka és kedvezőek a méretei. Ez lehetővé teszi lOOOkW-nál nagyobb teljesítményű közvetlen csatolású, természetes áramkommutálású kapuzott frekvenciaátalakítók megépítését, amelyek fajlagos teljesítménye 8-10 kW/kg. Az ilyen frekvenciaátalakítók alkalmazási területe kiterjedhet olvadékok forgómágneses mezővel történő keverésére, olvadékok villamos meghajtású szivattyúval történő átszivattyúzására, hengerművek, forgókemencék meghajtására, hajók és repülőgépek fedélzeti váltakozóáramú hálózatának táplálására, dieselmozdonnyal vontatott személygépkocsik villamos hálózatának központi táplálására. A találmány lényegét az alábbiakban kiviteli példára vonatkozó rajz alapján részletesen ismertetjük. A rajz a találmány szerinti frekvenciaátalakitó elvi kapcsolási rajza. A frekvenciaátalakító a kimenő váltófeszültséget a primérfeszültség egyenirányított sinushullámainak elemi darabjaiból formálja. A kimenő váltófeszültség formálása a terhelés hálózatának minden 5 fázisában két antiparallel kapcsolt tirisztorból képezett csoporttal történik, amelyek egyike a terhelésfázis áramának pozitív félhullámát, másika a negatív félhullámát formálja. A csoportok a terhelőáram nulla értékére 10 vonatkoztatott sorrendi vezérlés elvén működnek, vagyis az egyes tirisztorcsoportok akkor kapcsolnak, amikor a kikapcsolandó csoport által formált áram nulla értéke esik. Ennek időpontját a terhelésfázis nullaáram-adója jelzi. Az említett 15 nullaáram-adók elemzik a tirisztorcsoportok tirisztorainak állapotát, amely folyamat impulzistranszformátorokat és bistabil billenőköröket tartalmazó logikai kapcsolással van realizálva. A rajz szerinti frekvenciaátalakítónak három 1, 2o 2, 3 fázisegysége van, amelyek bemenete a táphálózat A, B, C fázisaira, kimenetei pedig 4 terhelés A', B', C fázisaira vannak csatlakoztatva. Mivel mindhárom 1, 2, 3 fázisegység egyforma felépítésű, a továbbiakban csak az 1 fázisegységet 25 vizsgáljuk. Az 1 fázisegység két tirisztorcsoportot tartalmaz — egy katódcsoportot és egy anódcsoportot -amelyek egyike 5, 6, 7 tirisztorokból, másika 8, 9, 10 tirisztorokból áll. A két csoportnak a 30 táphálózat azonos A, B, C fázisaira kötött tirisztorai egymással antiparallel vannak kapcsolva. Pl. a katódcsoport 5 tirisztorának anódja az A fázisra, katódja az A' fázisra van kapcsolva, az anódcsoport megfelelő 8 tirisztorának katódja van 35 az A fázisra és anódja van az A' fázisra kapcsolva. Ezzel analóg módon vannak B, B* fázisok között a 6, 9 tirisztorok és a C, C fázisok között a 7, 10 tirisztorok elrendezve. Minden egyes tirisztor vezérlőelektródájára és 40 katódjára vezérlő 11, 12 impulzusformáló kimenőkapcsai csatlakoznak. A katódcsoport 5, 6, 7 tirisztora a 11 impulzusformálóra, az anódcsoport 8, 9, 10 tirisztora a 12 impulzusformálóra csatlakozik. A 11, 12 impulzusformálók közös 45 vezérlőrendszer kimenő fokozatai, amely vezérlőrendszer ismert módon az egyes csoportok külön vezérlésének elvén dolgozik. Az egyes tirisztorok állapotának vizsgálatára 13 impulzustranszformátorokat alkalmaztunk, amelyek-50 nek két 14, 15 bemenőtekercse és egy 16 kimenőtekercse van. A 13 impulzustranszformátok 14 bemenőtekercse a megfelelő 5, 6, 7, 8, 10 tirisztor vezérlőeléktródájának áramkörébe sorosan van kapcsolva úgy, hogy a tekercs vége van a 55 vezérlőelektródára kötve. A 15 bemenőtekercsek a megfelelő tirisztorok anódja és katódja közé határoló. 17 ellenálláson és 18 diódán át vannak kapcsolva úgy, hogy a bemenőtekercs vége van a tirisztor katódjára kötve. 60 A 13 impulzustranszformátorok 16 kimenőtekercsének földelt 19 középkivezetése van, és a kimenőtekercs két 20, 21 résztekercsből áll. A 20 résztekercs kezdete határoló 22 diódán át 65 bistabil 23 billenőkör „0"-bemenetére, a 21 2