166745. lajstromszámú szabadalom • Egyenirányító
3 166745 4 valamennyi soros kapcsolásban azonos polaritással vannak a félvezető teljesítménydiódákhoz csatlakoztatva. A találmányt célszerűen olyan vezérlés nélküli egyenirányítóknál alkalmazzuk, ahol megbízható védelemre van szükség a teljesítménydiódák működésének kihagyása és az áramvezető sínek megszakítása szempontjából. A találmány szerinti védőáramkör önellenőrző rendszerű, azaz saját kapcsolási elemei működésének kihagyásakor hibajelet állít elő. A találmány legfontosabb alkalmazási területei: egyenáramú vasúti alállomások egyenirányítói, és Diesel-mozdonyok energiaátviteli-rendszerei, azaz olyan alkalmazási területek, ahol az irányítóáramkör olyan sínáramköröket tartalmaz, amelyek a kisfrekvenciás harmonikusokkal szemben rendkívül érzékenyek. A találmány példakénti kiviteli alakját a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra háromfázisú hídkapcsolású találmány szerinti egyenirányító elvi vázlatát szemlélteti, a , 2. ábra az egynirányító működésének diagrammját szemlélteti, a 3. ábra egyfázisú, hídkapcsolású találmány szerinti egyenirányító elvi vázlatát szemlélteti. A találmány szerinti egyenirányítónak félvezető 2— 7 teljesítménydiódákkal alkotott háromfázisú 1 hídkapcsolása van (L. 1. ábra), amely A, B és C sarkaival váltakozóáramú feszültségforráshoz van csatlakoztatva. A „ + " „ — " kimenőkapcsok 8 terhelőellenállással és 9 védőáramkörrel vannak összekötve. Ez utóbbi 10 háromfázisú-hídkapcsolást képez, amelynek 11— 16 félvezetődiódái kisteljesítményűek. Ez utóbbi kapcsolás bemenetei a váltakozóáramú feszültségforrás A, B és C sarkaihoz csatlakoznak és 17 ballasztellenállással vannak lezárva. Az említett 10 háromfázisú hídkapcsolás „ + " és „ — " kimenetei és 1 háromfázisú hídkapcsolás azonosan jelölt kimeneteivel olyan soros tagok útján vannak összekötve, amelyek mindegyike egy 18 jelzőrelét és egy ezzel sorbakapcsolt, valamint 20 áramkorlátozó ellenállással áthidalt 19 diódát tartalmaz. Az említett soros kapcsolásokban levő 19 diódák a 2— 7 teljesítménydiódákkal azonos polaritással vannak elhelyezve. A találmány szerinti egyenirányító működési módja a következő: Ha az A, B és C sarkokon f frekvenciájú (T = l/f) váltakozó feszültség van jelen, úgy ez utóbbit normál üzemben a 2—7 egyenirányítók egyenirányítják, így a 8 terhelőellenálláson UN egyenirányítqtt feszültség jelenik meg (L. 2. ábra). Az egyenirányítóit feszültség középértéke normál üzemben UN = 2,34.U (1) ahol U a váltakozó áramú tápforrás fázisfeszültségének effektív értékét jelenti. Az egyenirányító normál üzemében az UN egyenirányítóit feszültségben 6 frekvenciájú harmonikus összetevő jelenik meg, amelynek maximális értéke az egyenirányítóit UN feszültség közepes értékének mintegy 4 százaléka. A 10 háromfázisú-hídkapcsolás kimenetén (L. 1. ábra), valamint a 17 ballaszt-ellenálláson is az egyenirányítóit UN feszültség jelenik meg. Mivel az 1 és 10 háromfázisú hídkapcsolások azonos jelű kimenetein levő feszültségek egymással azonosak, a 18 jelzőrelén át nem folyik áram, minek következtében az kikapcsolt állapotban marad és ez az egyenirányító szabályos üzemét jelzi. Egy, ill, több teljesítménydiódának az 1 háromfázisú hídkapcsolásban való meghibásodásakor az egyenirá-5 nyitott feszültségben kisfrekvenciás pulzáció jön létre, amelynek amplitúdója a közepes értéknek mintegy 30 százalékát teszi ki. A 2. ábrán példaként ezt az líH görbe jelzi, amely a 6 félvezető-teljesítménydióda kiesésekor jön létre. Az egynirányitott feszültség közepes 10 értéke a terhelő ellenálláson UH = 1,8-U (2) A fellépő felharmonikus frekvenciája a tápfeszültség 15 frekvenciájával azonos. Az 1 és 10 háromfázisú hídkapcsolások negatív kimenetei között potenciálkülönbség lép fel, amelynek hatására a 18 és 19 jelző-reléken át — amelyek az említett kimenetek közé vannak kapcsolva — áram folyik, 20 melynek közepes értéke UN -U H •I* (3) 2(R1 +R 2 ) 25 ahol RÍ á 18 jelzőrelé tekercsének ellenállását, R2 a 20 áramkorlátozó ellenállás értékét jelzi. Ezen áram hatására a 18 jelzőrelé megszólal, és az egyenirányító hibás működését jelzi. Hasonló módon szólal meg a 18 relé a 10 háromfázisú 30 hídkapcsolás egyik diódájának meghibásodásának esetén is, mert az áram a 18 jelzőrelé tekercsén és a 19 diódán át folyik. Ennek az áramnak maximális értékét a 17 ballasztellenállás is korlátozza. Az UN feszültség a 8 terhelésen nem torzul és a 18 jelzőrelé meghúzása 35 csupán a 9 védőberendezés működési rendellenességét jelzi. A 3. ábrán a találmány szerinti egyenirányító kapcsolást egyfázisú hídkapcsolásban mutatjuk be, amely pl. villamos hajtású járművön váltakozó áramú üzemel-40 tetés céljait szolgálja. A kapcsolás 22—25 félvezető teljesítménydiódákkal kialakított olyan 21 egyfázisú kapcsolás, amely egyfázisú váltakozóáramú feszültségforrás sarkához van kapcsolva és „ + " és „ — " kimenősarkai 26 terhelő ellenállással, valamint 27 védőkapcso-45 lássál vannak összekötve. Ez utóbbi 29—-32 kisteljesítményű diódákkal 28 egyfázisú-hídkapcsolást alkot, amelyeknek bemenetei az egyfázisú tápforrás említett sarkához vannak kapcsolva és 33 ballaszt-ellenállással vannak lezárva. 50 Az említett 28 egyfázisú-hídkapcsolás „ + " és „ — " kimenetei az egyfázisú-hídkapcsolás azonos polaritású kimeneteivel olyan soros tagokon keresztül vannak összekötve^ amelyeknek mindegyike 18 jelzőrelét és ez utóbbival sorbakapcsolt 20 áramkorlátozó ellenállással 55 áthidalt diódát tartalmaz. A 19 dióda a 22—25 teíjesítménydiódákkal azonos polaritással van elhelyezve. Az egyenirányító a következőképpen működik: Normál üzemmódban a 26 terhelésen és a 33 ballasztellenálláson egyenirányítóit egyfázisú feszültség van 60 jelen, amelynek pulzáló frekvenciája a tápfeszültség frekvenciájának duplája. A 21 és 28 egyfázisú hídkapcsolások azonosan jelölt kimenetein levő potenciálok azonosak, úgyhogy a két 18 relén áram nem folyik, A 21, ill. 28 egyfázisú hídkapcsolásban egy dióda ki-65 esésekor a fönt említett potenciálazonosság felborul és 2
