185577. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenfeszültség bemenetű, önoltó kapcsolóelemeket tartalmazó, ellenütemű kapcsolóüzemű feszültségkonverterek megvalósítására
1 185 577 2 vezet, az áram az UB egyenfeszültségű tápforrás pozitív 1 kapcsától az egyik önoltó 17 kapcsolóelem, a soros szűrőtag 23 fojtótekercsén az egyik 6 tekercsvégtől a kimeneti 5 kapocs felé és a 16 fogyasztón át folyik. Az egyik Önoltó 17 kapcsolóelem kikapcsolásakor az áram kezdetben a pozitív 1 kapocstól az egyik párhuzamos kapacitív 21 szűrőn, a soros szűrőtag 23 fojtótekercsén az egyik 6 tekercsvégtől a kimeneti 5 kapocs felé és a 16 fogyasztón át folyik, ezáltal elérhető, hogy az egyik önoltó 17 kapcsolóelem feszültsége a kikapcsolás alatt csak az egyik párhuzamos kapacitív 21 szűrő kondenzátorfeszültségének emelkedéi ütemében változzon, ezáltal a kikapcsolási veszteség csökkenjen. Mikor az egyik párhuzamos kapacitív 21 szűrő feszültsége eléri az UB egyenfeszültségű tápforrás feszültségét, a 16 fogyasztó árama az UB egyenfeszültségű tápforrás negatív 2 kapcsától a másik visszavezető 20 dióda, a 25 dióda, a csillapító 24 ellenállás, a soros szűrőtag 23 fojtótekercse egyik 6 tekercsvége és a kimeneti 5 kapocs, valamint a 16 fogyasztó által meghatározott hurokba terelődik, ezáltal megakadályozva, hogy az egyik önoltó 17 kapcsolóelem feszültsége a csillapító 24 ellenálláson eső feszültségnél nagyobb mértékben UB egyenfeszültségű tápforrás feszültsége fölé emelkedjék a kikapcsolás után. A csillapító 24 ellenálláson eső feszültség a továbbiakban fokozatosan átkényszeríti a fogyasztó áramát a 25 dióda, a csillapító 24 ellenállás és a soros szűrőtag 23 fojtótekercsének egyik 6 tekercsvége és a kimeneti 5 kapocs által meghatározott ágról a vele párhuzamos, a soros szűrőtag 23 fojtótekercsének másik 7 tekercsvége és a kimeneti 5 kapocs által meghatározott ágra. Ezt követően, a kvázistacionér kikapcsolt állapotban 16 fogyasztó árama mindvégig a negatív 2 kapocs, a másik visszavezető 20 dióda, a soros szűrőtag 23 fojtótekercse másik 7 tekercsvége és a kimeneti 5 kapocs, valamint a 16 fogyasztó által meghatározott irányban folyik. Az egyik önoltó 17 kapcsolóelem ismételt bekapcsolásakor a 16 fogyasztó áramát a soros szűrőtag 23 fojtótekercsének egyik 6 tekercsvége és kimeneti 5 kapocs által közrezárt egyik féltekercse csak folyamatosan, a fluxusváltozás ütemében tudja átvenni a másik 7 tekercsvég és kimeneti 5 kapocs által közrezárt másik féltekercstől, így a pozitív 1 kapocs az egyik önoltó 17 kapcsolóelem, a soros szűrőtag 23 fojtótekercse egyik 6 tekercsvége és a kimeneti 5 kapocs által meghatározott áramköri ágban az áram csak a fluxusváltozás ütemében növekedhet, ezáltal biztosítva az egyik önoltó 17 kapcsolóelem kis bekapcsolási veszteségét. A kis bekapcsolási veszteség elérése érdekében még a másik párhuzamos kapacitív 22 szűrő töltőáramát is korlátozni kell. Miután ez a pozitív 1 kapocs, az egyik önoltó 17 kapcsolóelem a soros szűrőtag 23 fojtótekercse, a másik párhuzamos kapacitív 22 szűrő és a negatív 2 kapocs által záródó hurokban indul meg, ezért a 23 fojtótekercs ezt a feladatot is ellátja. Az egyik kapacitív 21 szűrő kisütő áramát magába a 21 szűrőbe épített ellenállással lehet az irodalomból ismert módon korlátozni. Ha az őnoltó 17, 18 kapcsolóelemek kikapcsolt állapotában a 16 fogyasztó árama nullára csökken, a másik önoltó 18 kapcsolóelem bekapcsolása is hatásossá válik. A soros szűrőtág 23 fojtótekercse ekkor is kettős feladatot lát el a bekapcsolási veszteség csökkentése érdekében. A 16 fogyasztó meginduló, előbbiekkel ellentétes irányú áramának, és az egyik párhuzamos kapacitív 21 szűrő töltőáramának növekedési ütemét korlátozza a bekapcsolás alatt. A másik kapacitív 22 szűrő kisütőáramát itt is a 22 szűrőbe épített ellenállás korlátozza. A másik önoltó 18 kapcsolóelem kapcsolásakor az átmeneti folyamatok az ellenütemű 37 konverter másik ágában az egyik önoltó 17 kapcsolóelem kapcsolásával értelemszerűen azonos módon mennek végbe és az egyes elemek szerepe is változatlan. A kapcsolási elrendezés leírásakor a találmány szerinti működés szempontjából nem lényeges funkciókat mellőztük, így nem tárgyaltuk a párhuzamos kapacitív 21,22 szűrők és a 26 vezérlőegység működését, mely szakember által tetszőlegesen kialakítható. A kapcsolási elrendezés 2. ábrán látható, kettős tápforrásra csatlakozó kiviteli változata akkor használható előnyösen, ha a 16 fogyasztó feszültségét íUb/2 között, vagy annál kisebb mértékben kell folyamatosan változtatni, és középpontján megcsapolt kettős Ua egyenfeszültségű tápforrás, pl. megcsapolt akkumulátortelep, vagy kivezetett szekunder csillagpontú hídkapcsolású egyenirányító áll az energiaellátás szolgálatára. A kapcsolási elrendezés az 1. ábra szerintitől annyiban tér el, hogy a 16 fogyasztó másik kimeneti 3 kapcsa az UB egyenfeszültségű tápforrás 1 és 2 kapcsai közötti feszültség egy kitüntetett értékére, mégpedig a kettő számtani közepére kapcsolódik. A 3. ábra példaként az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés ellenütemű 37 konverterének megkettőzésével előállított hídkapcsolás kiviteli változatát mutatja. A kapcsolási elrendezésben az UB egyenfeszültségű tápforrás pozitív 1 kapcsára az első ellenütemű 37/1 konverter pozitív bemeneti 35/1 kapcsa és a második ellenütemű 37/2 konverter pozitív bemeneti 35/2 kapcsa csatlakozik, a negativ 2 kapcsára pedig az első ellenütemű 37/1 konverter negatív bemeneti 36/1 kapcsa és a második ellenütemű 37/2 konverter negatív bemeneti 36/2 kapcsa van kapcsolva. Az első ellenütemű 37/1 konverter kimeneti 5/1 kapcsa a 16 fogyasztó egyik kimeneti 4 kapcsára, a másik elíenütemű 37/2 konverter kimeneti 5/2 kapcsa pedig a 16 fogyasztó másik kimeneti 3 kapcsára csatlakozik. Üzemi feltételek tekintetében a kapcsolás ellenütemű 37/1 és 37/2 konverterei az 1. ábráéhoz hasonlóan működnek. Akkor használható előnyösen, ha a 16 fogyasztó feszültsége közel a ^ UB közötti teljes tartomány átfogását igényli, és/vagy megcsapolatlan, kétkivezetésű UB egyenfeszültségű tápforrás áll az energiaellátás szolgálatára. Az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezés ellenütemű 37 konverterének 4. ábra szerinti megháromszorozásával, és az első, második és harmadik 37/1, 37/2, 37/3 konverterek fázisban szimmetrikusan eltolt ciklikus vezérlésével a 16/1, 16/2 és 16/3 fogyasztók háromfázisú fogyasztóként üzemelnek. így a kapcsolási elrendezés 4. ábra szerinti kivieli alakja előnyösen háromfázisú fogyasztók táplálására alkalmas. A kapcsolási elrendezésben az UB egyenfeszültségű tápforrás poztív 1 kapcsára az első, második és harmadik ellenütemű 37/1, 37/2, 37/3 konverter pozitív bemeneti 35/1, 35/2, 35/3 kapcsai, a negatív 2 kapcsára pedig az első, második és harmadik ellenütemű 37/1, 37/2, 37/3 konverter negatív bemeneti 36/1, 36/2, 36/3 kapcsai csatlakoznak rendre. A 16/1, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 £0 E5 4
