178044. lajstromszámú szabadalom • Stabilizált tápforrás a hálózatinál nagyobb, pl. 2kV feletti tápfeszültség szolgáltatására
7 178044 8 A tápforrás mindenképpen el van látva hálózati frekvenciás szűrőeszközzel. Ha az pusztán söntelszívással szűr, akkor a hatásmechanizmusban ugyan részt vesz, de a soros energiaszállítási ágba nincs beiktatva, a lánc felépítésének elvi tárgyalásánál mellőzhető. Ha a szűrőeszköz soros simító elemet is tartalmazó többpólus (L-tag, pi-tag, létrakapcsolás), akkor a soros energiaszállítási ágba beiktatott szűrőelem miatt az alapvető felépítésnél is utalni kell arra, hogy a tápforrásnak van hálózati frekvenciás 17. szűrőegysége. A 13 inverter kialakítására nézve nincs megszorítás. Szaggatva jelöltük azonban, hogy kétfokozatú 13 inverter alkalmazása esetén annak van 131 teljesítményfokozata, meghajtó 132 fokozata és kimeneti 133 transzformátora. Az alkalmazási hely követelményei szerint alkalmasan választott és kialakított tirisztoros áramirányító 12 egység által szállított áramot a 13 inverter ultrahangnak megfelelő frekvenciával szaggatja és az ultrahang tartományra kialakított kimeneti 133 transzformátoron át a 14 egyenirányítóra kapcsolt négyszöghullámú feszültség egyenirányítás és szűrés után jut a fogyasztói kimenő 15 kapcsokra. Ha a tápforrást áramstabilizálással kívánjuk üzemeltetni, a szabályozó 16 áramkör bemenetére kapcsoljuk - pl. söntáramváltón át, azaz a főáramútba beiktatott kisértékű ellenállás kapcsain jelentkező, a kimeneti árammal arányos feszültség alakjában — a kimenő áramot reprezentáló analóg jelet, ha pedig feszültségstabilizálással, akkor vagy a kimenő 15 kapcsok közötti feszültséget, vagy azt reprezentáló analóg jelet. A szabályozó 16 áramkör a hálózati periódussá szinkronban ad - ismert módon - gyújtóimpulzusokat a 121 tirisztor(ok)ra olyan folyási szög szerint, mely a stabilizálandó feszültség- vagy áramérték állandósítását biztosítja. A 2. ábrán mutatott tömbvázlat a szabályozó 16 áramkör előnyös kiviteli áakját szemlélteti. Az anáóg áram-, illetve feszültségbemenetre közvetlenül vagy közvetve csatlakozik az — egyik, illetve másik - fogyasztói kimenő 15a, illetve 15b (15., illetve 16. ábra) kapocs. Az anáóg bemenet mintavevő 21 egység anáóg 2 lm feszültségbemenete vagy anáóg 21n árambemenete. A mintavevő 21 egység késleltető 22 fokozaton át anáóg összehasonlító AÖ egységre, az utóbbi pedig digitáis komparáló DK egységre csatlakozik. Az anáóg összehasonlító AÖ egység előnyösen műveleti 24 erősítővel van kiáakítva, melynek egyik bemenetére a késleltető 22 fokozat, másik bemenetére 23 referenciaadó csatlakozik. A digitális komparáló DK egység komparátor 25 fokozatának jelbemenetére az összehasonlító AÖ egység kimenete — példánknál a műveleti 24 erősítő kimenete - csatlakozik, időzítő bemenetére pedig indítójelet adó áramkör, példánknál 26 szinkrongenerátor. Ebben a kiáakításban a működésmód a következő: A késleltető 22 fokozat a bekapcsoláskor késlelteti a hálózati 17 szűrőegység kondenzátorának töltődését, a szűrőkondenzátor lassú, fokozatos feltöltődése révén így megakadáyozzuk a bekapcsolás után a 121 tirisztor(ok) túlterhelését. Az anáóg összehasonlító AÖ egység összehasonlítja a kimenő 15 kapocs pillanatnyi feszültségszintjét, illetve az áramintenzitást reprezentáló anáóg jelmintát a 23 referenciaadó jelével és az anáóg különbségi jel a komparátor 25 fokozat jelbemenetére jut. A 25 fokozat billenési B szintjét a 25 fokozat áramköri paraméterei határozzák meg. Példánk szerint az összehasonlító AÖ egységről érkező anáóg különbségi jel komparáló kondenzátort tölt. A különbségi jel nagyságától függően eltérő meredekségű a kondenzátor feszültségének a növekedése. Minthogy a 26 szinkrongenerátor ciklusonként hálózatszinkron időzítéssel indít, a meredekség határozza meg, milyen fázisszögnél éri el a kondenzátor feszültsége a billenési B szintet. Amikor a komparátor 25 fokozat átbillen, a 122 impulzus-transzformátoron át sül ki a komparáó kondenzátor. Ekkor a 122 impulzus-transzformátor szekunder tekercsének kapcsán négyszög áakú impulzus jön létre, mely a 121 tirisztort begyújtja, s az mindaddig vezet, amíg a hálózati félperiódus végén a hálózati feszültség előjelet nem vát vagy — hidas elrendezésnél — a tirisztor árama a tartási határérték alá nem csökken. Ezt a szabályozási folyamatot szemléltetik a 3—7. ábrák, melyeknél az abszcissza a t időtengely, az ordináta az adott jel U feszültségét, illetve J áramát mutatja. A 3. ábra a vátakozóáramú hálózat félhálámait, a I sin U0 i áakú görbét mutatja, ahol Uo a hálózati hullám amplitúdója. A 4. ábrán a komparátor 25 fokozat komparáó kondenzátorán levő feszültség - linearizát - menetét mutatjuk két eltérő nagyságú különbségi jelnél fellépő töltőáram esetére. A billenési B szintet a nála átmenettől számítva a feszültségemelkedés meredekségétől függő eltérő fázisokban éri el a kondenzátor feszültsége. így a kisülés a mutatott két meredekség mellett vagy a tit vagy a t2 időpontban jön létre, s az 5. ábrán mutatott gyújtóimpázust kapjuk. A 6., illetve 7. ábra a ti, illetve t2 időpontban gyújtott 121 tirisztor áramgörbéjét mutatja, ez az áram tölti a 17 szűrőegység kondenzátorát. A tirisztoros áramirányító 12 egység sokféle — önmagában ismert — változatban építhető ki. A 9. ábra a hagyományos félig vezérelt áramirányító 91 hidat mutatja, két darab 121 tirisztorrá, melyhez gyakorlatilag két gyújtóáramkör, két 122 impulzus-transzformátor is használatos. A 8. ábra szerinti kivitelnél olyan — önmagában ugyancsak ismert - hidas elrendezést ákalmazunk, melyhez elegendő egy darab 121 tirisztor (és megfelelően gyújtó áramkör, 122 impulzus-transzformátor). Az - egyenirányító üzemű - diódás első 81 híd egyik átlóját a 81b, d csomópontok ákotják, melyek egyben a 12 egység kimenetét is képezik, másik átlóját a 81a, c csomópontok. Az egyik 81c csomópont a - kapcsolóüzemű — diódás második 82 híd másik átlójának egyik 82b csomópontjára csatlakozik, s ezen átló másik 82d csomópontja van a hálózati csatlakozó 11 kapocsra kötve, a második 82 híd egyik átlóját képező 82a, c csomópontok közé van kapcsolva a 12 egység egyetlen 121 tranzisztorának főáramköre. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
