173704. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenáramú vagy váltakozó áramú táphálózatok ágaiban folyó áramok összegének figyelésére
7 173704 8 del kisebb a terhelés impedanciájánál, tehát az X! és Yi pontokon levő feszültségek közötti fázisszög kicsi a terhelés fázisszögéhez képest. A helyes működés elégséges feltétele, hogy az Xj és Y, pontokon megjelenő feszültségeket úgy kell eljuttatni az Aj és Bj bemenetekre, hogy a két feszültség közül, a két feszültség különbségének csúcsértéke pillanatában, az Aj bemenetre mindig a negatívabb, a Bj bemenetre mindig a pozitívabb jusson. A hálózat kapacitív jellege miatt az Xj és Yj pontok feszültsége (azaz az Ux és Uy feszültség) közel 90°-ot késik az I, terhelőáramhoz képest, az F figyelőelem induktív jellege miatt pedig az Xj és Yj pontok feszültségének különbsége (vagyis az Uf feszültség) közel 90°-ot siet az It terhelőáramhoz képest. A hálózati Ux és Uy feszültséghez képest az Uf-Ufn> figyelt feszültség tehát közel ellenfázisban van. Ez azt jelenti, hogy az Uy feszültség - és az időben hozzá közel eső Ux feszültség — csúcsértékeinek pillanatában, amikor az Yj ponton pozitív potenciál van, akkor az Yj pont egyben negatívabb az Xj pontnál, illetve amikor az Yj ponton negatív potenciál van, akkor az Yj pont egyben pozitívabb az Xj pontnál. A D4, D5, D6 és D7 diódák olyan sorrendben nyitnak illetve zárnak, hogy az Uf figyelt feszültség a hálózati Ux és Uy feszültséggel ellenkező fázisban jut az Aj és Bj bemenetekre. Mivel ez további 180°-os fázisforgatást jelent, a működés szükséges és elégséges feltétele teljesül. A fázisviszonyok alakulását a 3. ábra mutatja. A 2. ábra áramkörének további részei hasonlóan működnek az 1. ábrán megismertekkel. Az áramkör K kimenőpontja az It terhelőáramot megszakító elemet képes vezérelni, például úgy, hogy az ismert elrendezésű diódanégyes hídágában elhelyezett teljesítménytranzisztor bázisáramát sönt öli. A találmány szerinti áramkör legáltalánosabb kivitelének blokkvázlatát a 4. ábra mutatja. A legáltalánosabb kivitelnél a bemenetek száma gyakorlatilag tetszőleges, továbbá az Xj .. . X„ és az Yj ...Yn pontoknak a két összeadó áramkör Aj . .. An és Bj . .. Bn bemenetelhez való polaritáshelyes csatlakoztatásáról kapcsoló elemekből, célszerűen diódákból álló áramköri rész gondoskodik. Az Mj, M2 analóg összegező és/vagy illesztő áramkör kimenete H hibajelképző áramkörre csatlakozik, amelyben műveleti erősítő van. A találmány szerinti áramkört egyenáramú hálózatban alkalmazva, az alábbi előnyös tulajdonságai vannak:- A soros figyelő elemen szükséges feszültségesés értéke alacsony. Ennek megfelelően az áramfigyelés teljesítményigénye kicsi, a táphálózat hatásfokát minimális mértékben csökkenti. A korábbiakban példaképpen említett 5 V 10 A-es tápegységei alapul véve, a figyelőelemen 0,2-0,25 V feszültségesést kell előállítani. Ezzel a túláramfigyelés teljesítményigénye 2—2,5 W, ami a tápegység hasznos teljesítményének csupán 4—5%-a. — A beállított határáram értékének változása a hőmérséklet függvényében kis mértékű. Ennek következtében egy tápegység hasznos teljesítményén túl szükséges beépített teljesítménye is relatíve alacsony lehet. Az üzemi hőmérséklet 0°C és 60°C közötti változását feltételezve, a túláramvédelem határárama ± 2%-on belül állandó.- A határáram értéke folyamatosan változtatható, a beállítás nem a teljesítményágban, hanem egy kis áram osztóláncban történik.- Áramhatárolási funkcióban, a bekövetkezett túlterhelés mértékétől függetlenül, a kimenet feszültségét és áramát is nullára csökkenti. A túlterhelés megszüntetése után a rendszer azonnal újraindítható.- Lehetőség van egyszerre figyelni több, egymástól független feszültségszintű és különböző áramokkal terhelt ágak áramainak összegét.- Több ág áramának figyelése esetén lehetséges az áramokat súlyozottan figyelembe venni. Ez módot ad például egy rendszer összteljesítményének közvetett módon való figyelésére.- Hálózat kimaradás esetére választási lehetőség van, hogy a hálózati feszültség visszatérésekor a tápegység önműködően bekapcsoljon-e, vagy kezelői beavatkozásra legyen szükség.- A működésre nincs hatással a figyelt hálózat feszültségszintje. Ezért akár nulla szintű ág árama is figyelhető.- Felépítése egyszerű, a határáram beállításán kívül semmilyen beszabályozást nem igényel. A találmány szerinti áramkört váltakozó áramú hálózatban alkalmazva, a következő előnyös tulajdonságai vannak:- Tekintve, hogy az áram csúcsértékének figyelése történik, a figyelőelemen létrejövő veszteség, azonos feltételek között, az egyenáramnál létrejövőnek négyzetgyök ketted része.- Ohmos figyelőelemet feltételezve csupán annyi a kikötés, hogy a hálózat fázisszöge ne közelítse meg a ±90°-ot. Normái fogyasztói hálózatoknál ez messzemenően teljesül.- Meddő hálózatoknál minden esetben használható induktív jellegű figyelőelem. Ez azért jelentős, mert a gyakorlatban kis impedanciájú, nagyáramú tekercset általában lényegesen egyszerűbb előállítani, mint ugyanilyen jellemzőjű, polaritásfüggetlen kondenzátort.- Galvanikusan függetleníthető a figyelt hálózattól. Kapacitív, vagy transzformátoros elválasztás esetén, azonos elemekkel, az elválasztó elemek fázisforgatásai kiegyenlítik egymást.- Alkalmazható háromfázisú hálózatoknál is, például a zérus-sorrendű csúcsáramok figyelésére. Szabadalmi igénypontok: 1. Kapcsolási elrendezés áramerősség, illetve áramerősségek összegének figyelésére olyan hálózatban, amelyben aj ágáramoktól, ismert módon függő jel-feszültségeket Un ... Ufn szolgáltató elemek vannak, azzal jellemezve, hogy előnyösen passzív alkatrészekből álló analóg összegező és/vagy illesztő áramköröket (Mj, M2) tartalmaz, amelyek bemene-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
