180843. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és áramköri elrendezés tirisztoros teljesítményszabályozók vezérléséhez
3 180843 integrátor bemenetére az első kapcsolóval egy konstans nagyságú pozitív referencia feszültséget kapcsolunk. Ezen második ütem alatt az integrátor pozitív feszültségét tovább csökkentjük. Amikor az integrátor kimenő feszültségének értéke a komparátor komparálási feszültségének szintjét elérte, egyrészt a komparátor segítségével a tirisztorok bemenetére egy gyújtó feszültséget kapcsolunk, másrészt a gyújtófeszültség megjelenésével egyidőben az integráló kondenzátor feszültségét a második kapcsoló zárásával megszüntetjük. A találmány szerinti eljárás, mint már említettük, olyan ismert eljárás továbbfejlesztése, mely alkalmas a tirisztoros teljesítmény szabályozók hálózati zavaroktól mentes vezérlésére. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy burst tirisztoroknál a tirisztorok vezérlését két ütemben végezzük. Az első ütemben műveleti erősítőből és kondenzátorból álló integrátor bemenetére bemenő ellenálláson át kapcsolóval egy pozitív vezérlő feszültséget kapcsolunk. Ezután egy előre meghatározott idő elteltével, mely a hálózati periódusidő egész számú többszöröse, a kapcsolót egy másik állásba kapcsoljuk. A kapcsoló ezen állásában az integrátor bemenetére egy negatív polaritású referencia feszültséget kapcsolunk és ezzel egyidejűleg a tirisztorok gyújtó elektródájára gyújtófeszültséget kapcsolunk. A negatív polaritású referencia feszültség segítésével az integráló kondenzátor feszültségét fokozatosan csökkentjük. Amikor az integráló kondenzátor feszültsége nullára csökkent, a tirisztorok gyújtófeszültségét a komparátor segítségével megszüntetjük. A találmány szerinti áramköri elrendezés olyan ismert áramköri elrendezés továbbfejlesztése, amely alkalmas a tirisztoros teljesítményszabályozók hálózati zavaroktól mentes vezérlésére. A továbbfejlesztés, vagyis a találmány abban van, hogy az áramköri elrendezésnek láncbakapcsolású kapcsolója, bemenő ellenállása, műveleti erősítőből, integráló kondenzátorból és további második kapcsolóból álló integrátora és komparátora van. Az első kapcsoló egyik állásában pozitív vezérlő feszültségforrással, másik állásában pedig az állandó pozitív referencia-feszültségforrással van összekötve. A műveleti erősítő másik bemenete földelő vezetékkel a komparátor másik bemenete pedig negatív komparálási feszültségforrással van összekötve. Az áramköri elrendezés kimenetét a komparátor kimenete képezi. A találmányt részletesebben rajz alapján ismertetjük, amelyen az ismert megoldásokat, az ismert megoldásokhoz tartozó idődiagramokat, a találmány szerinti áramköri elrendezéseket és a találmány szerinti megoldáshoz tartozó diagramokat tüntettük fel. A rajzon az 1. ábra a hálózati feszültség és egy fűrészfeszültség idődiagramja; a 2. ábra egy ismert fürészgenerátor; a 3. ábra egy ismert teljesítményszabályozó; a 4—11. ábra az ismert megoldáshoz tartozó idődiagramok; a 12. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés egy példakénti kiviteli alakja; a 13—15. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés működését szemléltető idődiagramok; a 16. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés egy további példakénti kiviteli alakja; a 17—18. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés működését szemléltető idődiagram. Az 1. ábra az ismert felépítésű folyási szög szabályozó készülék működési alapelvét szemlélteti. Eszerint előállítanak egy periodikus Uf fürészfeszültséget, aminek az amplitúdója a hálózati feszültség nullátmeneteinek időpontjában 4 nulla és ismétlési frekvenciája a hálózati frekvencia kétszerese A 2. ábrán egy ismert áramköri elrendezés látható, mely alkalmas az 1. ábra szerinti Uf fűrészfeszültség előállítására. A fűrészgenerátor három, első T2, második T2, harmadik T3 tranzisztorból, két első Rj, második R2 ellenállásból és egy C kondenzátorból áll. Az első T, tranzisztor bázisára vezérlő U feszültség van kapcsolva. A második T\ tranzisztor bázisa az első T, tranzisztor kollektor körébe kapcsolt első R3 ellen íllásra van kapcsolva. A második T2 tranzisztor az emitter körébe kapcsolt második R2 ellenálláson keresztül a kollektor körébe kapcsolt C kondenzátort tölti. A harmadik T3 tranzisztor a C kondenzátor töltésekor le van zárva. A harmadik T3 tranzisztor a C kondenzátor kisütését végzi, amikor a bázisára kisütő feszültség van kapcsolva. A C kondenzátor kapcsain az így előálló feszültséget, ami az idővel arányosan növekszik, a hálózat nullátmenetének pillanatában a harmadik T3 tranzisztorral rövidre zárják. Ez a rövidzár egyrészt elvezeti a második töltő T2 tranzisztor áramát, másrészt a C kondenzátort kisüti, így annak feszültsége nulla lesz. Az így kapott fűrészfeszültséget egy komparátor egyik bemenetére, a komparátor másik bemenetére pedig egy állandó egyenfeszültséget kell kapcsolni. Ennek az egyenfeszültscgnek a nagysága határozza meg azt a minimális bemenő feszültséget, amelynél a tirisztorok üzeme megindul. A 3 ábra egy 21 fűrészgenerátort és egy 22 komparátort szemléltet. A 21 fűrészgenerátor bemenetére egy vezérlő feszültség van kapcsolva. A 21 fűrészgenerátor kimenete a 22 komparátor egyik bemenetére, a komparátor másik bemenetére pedig egy egyenfeszültség van kapcsolva. Ideális esetben, amikor a 21 fürészgenerátor vezérlő feszültsége zavaró jelektől mentes, a 22 komparátor átbillenésének időpontja attól függ, hogy az Uf fürészfeszültség szintje mikor éri el az U£ egyenfeszültség nagyságát. A 4. ábra a hálózati UH feszültséget szemlélteti az idő függvényében. Az 5. ábra az Uf fűrészfeszültséget és az egyenfeszültséget szemlélteti az idő függvényében. Ideális esetben, amikor a 21 fűrészgenerátor vezérlő U feszültsége mentes zavaró jelektől, a 22 komparátor átbillenésének időpontja attól függ, hogy az Uf fűrészfeszültség-szintje mikor éri el az egyenfeszültség értékét. Az ábrán látható, hogy ha az Uf fürészfeszültség amplitúdója változik, akkor a 22 komparátor előbb vagy később billen át, így a folyási <p szög is változik Az Uf fűrészfeszültség amplitúdóját a 21 fürészgenerátor vezérlő Uv feszültségével lehet változtatni, így ezzel közvetetten a folyási (p szög is változik. Tegyük fel, hogy a vezérlő U feszültségen zavaró hálózati eredetű komponensek is vannak. Ekkor az Uf fürészfeszültség alakja megváltozik és a 22 komparátor átbillenésének ideje a zavaró jeltől is függ. A 6. ábra a 22 komparátor kimenő U feszültségét, a 7. ábra pedig a tirisztor gyújtási <p szögét mutatja. Ez a gyújtási cp szög egyrészt függ az Uf fűrészfeszültség emelkedési-szögétől, ami a vezérlő U feszültség függvénye, másrészt függ a vezérlő U feszültségre szuperponált hálózati zavaroktól, amelyek együttesen a gyújtási <p szög változását okozzák. A 8. ábra a hálózati UH feszültség idődiagramját, a 9. ábra pedig a te rzult Uf fürészfeszültséget és az Ue egyenfeszültséget szemlélteti, amelyből látható, hogy attól függően, hogy ez a torzult fürészfeszültség hamarabb vagy később éri el az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
