181979. lajstromszámú szabadalom • Önvezérlésű soros inverter
3 181979 4 a terhelőellenállásának változásakor csak bizonyos határok között volt működőképes. Célkitűzésünk egy olyan önvezérlésű soros inverter kialakítása, amelynél telítődő ferromágneses elemek alkalmazásával a kimenő feszültség frekvenciatartományát kiszélesítjük és a terhelőellenállás vátozásának esetén nulla és végtelen értékhatárok között az inverter működését biztosítsuk. Célkitűzésünket oly módon oldjuk meg, hogy a találmány szerinti önvezérlésű soros inverter kapcsolásában alkalmazott villamos hídban a váltakozó áramú hídágban vezérelhető villamos szelepek és LC-tag helyezkedik el, míg az egyenáramú hídágban leválasztókondenzátor és legalább egy nem vezérelhető szelep helyezkedik el, amelynek feladata, hogy a hídkapcsolás vezérelhető villamos szelepeinek feszültségét korlátozza. A találmány szerinti újdonság abban van, hogy telítődő ferromágneses elemet alkalmazunk polarizált vasmaggal, amelynek primer tekercse a villamos híd egyenáramú hídágában sorba van kötve a leválasztó kondenzátorral és ez a soros kapcsolás ferrorezonanciás tagot alkot. Alkalmazunk továbbá egy szűrőt, amely a telítődő ferromágneses elem önfrekvenciájának többszörös frekvenciájára van lehangolva és a ferromágneses telítődő elem szekunder tekercséhez csatlakozik. Célszerű, ha az inverter legalább egy pótlólagos ferromágneses telítődő elemmel is rendelkezik, amelynek ugyancsak polarizált vasmagja van. A primer tekercs sorba van kötve a fő telítődő ferromágneses elem primer tekercsével, míg a szekunder tekercs soros kapcsolás szempontjából ellenkező értelemben van a fő telítődő ferromágneses elem szekunder tekercsével kapcsolva. A szűrő a fő- és pótlólagos ferromágneses elemeknek a soros kapcsolásban az ellenkező értelemben összekötött szekunder tekercsekhez kapcsolódnak. A találmány szerinti önvezérlésű inverter a kimenő feszültség frekvenciájának növelését széles tartományban biztosítja, ugyanakkor a tirisztorok villamos paramétereit nem változtatja meg. Előnyösen a találmány szerint kialakított inverter hatásfoka igen magas. Ennek következtében a találmány szerinti inverter nulla és végtelen értékek közötti terhelőellenállás esetében is működésképes marad. A találmány szerinti inverter példakénti kiviteli alakját részletesebben a rajz alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra az önvezérlésű soros inverter találmány szerinti elvi kapcsolási rajzát szemlélteti telítődő ferromágneses elemmel kialakítva a tirisztor hídkapcsolásának egyenáramú hídágában, a 2. ábra a találmány szerinti önvezérlésű soros inverter további példakénti kiviteli alakját szemlélteti, ahol két telítődő ferromágneses elemet alkalmaztunk a tirisztor hídáramkör egyenáramú hídágában. A találmány szerinti önvezérlésű soros inverter 1 híd áramkörében (lásd 1. ábra) vezérelhető 2 és 3 villamos szelepekkel és nem vezérelhető 4 és 5 villamos szelepekkel rendelkezik. Ez utóbbiak a vezérelhető 2 és 3 villamos szelepek feszültségének söntölésére szolgálnak. Az 1 híd váltakozó áramú villamos ágába a 7 fojtóból és a 6 kondenzátorból álló soros kapcsolás (LC kapcsolóelem) van beiktatva. Az 1 híd egyenáramú hídágában egy 8 leválasztó kondenzátor helyezkedik el. Az ön vezérlésű inverternek telítődő 9 ferromágneses eleme van, amelynek vasmagja polarizált, míg 10 primer tekercse a 8 leválasztó kondenzátorral sorba van kötve és ezek együtt egy ferrorezonanciás elemet alkotnak. A 9 telítődő ferromágneses elem egyenárammal táplált 11 polarizáló tekerccsel és 12 szekunder tekerccsel rendelkezik, ez egy 13 szűrővel (amely a 9 ferromágneses elem frekvenciájának többszörösére van hangolva) van összekötve. A 13 szűrőként az önvezérlésű inverter ezen kiviteli változata esetében tetszőleges sávszűrő alkalmazható (például Kisljakow I. S. „Berechnung elektrischer Filter", Energia Kiadó, 1967, Leningrád publikációban ismertetett sávszűrő). A 13 szűrő kimenetéhez a 14 terhelés csatlakozik. A találmány szerinti inverter táplálását a 15 tápáramforrás szolgáltatja. Egy másik lehetséges kiviteli alak esetében a találmány szerinti önvezérlésű soros inverter a fent már ismertetett kiviteli változathoz hasonlóképpen van kialakítva. A különbség abban van, hogy az 1 híd vezérelhető 2, 3 villamos szelepei feszültségének határolására nem vezérelhető 16 villamos szelepet (lásd 2. ábra) alkalmazunk, amelynek anódja a 8 leválasztó kondenzátor és a 9 ferromágneses elem 10 primer tekercseinek közös sarkához csatlakozik. A 16 villamos szelep katódja a 17 kondenzátor pozitív sarkához csatlakozik, amely a 18 tápáramforrással van összekötve. Az önvezériésű soros inverter ezen kiviteli alakjánál legalább egy pótlólagos telítődő 19 ferromágneses elemet alkalmazunk, amelynek polarizált vasmagja van. A 19 ferromágneses elem 20 primer tekercse a 9 ferromágneses elem 10 primer tekercsével sorba van kötve és a 21 polarizáló tekercs és a 22 szekunder tekercs a soros kapcsolásban mindig ellenkező értelemben van összekötve a 11 polarizáló tekerccsel és a 9 ferromágneses elem 12 szekunder tekercsével. Ezen kiviteli alaknál a 13 szűrőhöz hasonló szűrőt (lásd 1. ábra) alkalmazhatunk. Az inverter kapcsolásban a második 19 ferromágneses elem alkalmazása (lásd 2. ábra) a 22 szekunder tekercsnek a 9 ferromágneses elem 12 szekunder tekercsével soros kapcsolás szempontjából ellenkező értelmű összekapcsolása, valamint a 23 kondenzátor alkalmazása — amelyet az egymással ellenkező értelemben kapcsolt soros 12 és 22 szekunder tekercsekhez csatlakoztatunk — jelentős mértékben leegyszerűsíti a kapcsolást. A 23 kondenzátor paraméterét úgy választjuk meg, hogy a 12 és 22 szekunder tekercsek, a 23 kondenzátor összekapcsolása következtében létrejött kapcsolás frekvenciája többszöröse legyen a 9 és 19 ferromágneses elemek frekvenciájának. A 9 és 19 ferromágneses elemek és a 14 terhelés meddő teljesítményének kompenzálására a 24 kondenzátort alkalmazzuk, amely a 9 és 19 ferromágneses elemek egymással sorba kötött 10 és 20 primer tekercseihez van hozzákötve. Az önvezérlésű soros inverter táplálását a 18 tápáramforrás biztosítja egy 25 fojtón át. A találmány szerinti önvezérlésű soros inverter működésének módja a következő: Ha az ábrán nem ábrázolt vezérlőrendszer útján az 1 híd vezérelhető 2 és 3 villamos szelepeit bekapcsoljuk, akkor az 1 híd váltakozó áramú hídágában levő 6 kondenzátor átpolarizálódik a 7 fojtó, a 8 leválasztó kondenzátor és a telítődő 9 ferromágneses elem kapcsolásából alkotott áramkörön keresztül. Amikor ezen áramkörben az ábrán nyíllal jelzett irányba folyó ip áram nulla értékre csökken, akkor a nem vezérelhető 4 és 5 villamos szelepek bekapcsolnak. Ekkor a 6 kondenzátoron levő feszültség olyan értékig csökken, amely a 15-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
