188566. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés párhuzamos üzem érzékelés megvalósításához inverterekben
A találmány tárgya kapcsolási elrendezés inverterek, előnyösen középfrekvenciás Werterek meghibásodásának figyelésére, majd a hiba érzékelését követő leállítására, amely kapcsolásban védelmi egységből, valamint váltakozó áramú hálózatra csatlakozó vezérelt egyenirányító egységből, szűrőegységből és inverter egységből álló teljesítmény-elektronikai áramkör van. Teljesítmény-elektronikai áramköröket ma már széles körben, sok célra gyártanak. Igen elterjedtek az invertert tartalmazó áramkörök is. Egyik válfajukat, a középfrekvenciás invertereket acél és színesfém olvasztására, edzésre, hőkezelésre, forrasztásra stb. alkalmazzák. A teljesítmény-elektronikai áramkörök két fő részből állnak, amelyek között a határvonal meghúzása bizonyos fokig önkényes lehet, de amelyek elég jól szétváló feladatokat látnak el. Az első rész, az erősáramú rész, a berendezés rendeltetéséből adódó energia-átviteli és energia-átalakítási feladatot látja el lehetőleg jó hatásfokkal. A második rész a szükségessé váló vezérlési, szabályozási, védelmi és egyéb feladatokat végzi. Tanulmányunk szempontjából csak a védelmi egység játszik szerepet. A védelmi egység, többek között, az erősáramú rész áramait és feszültségeit figyeli, s meghibásodáskor annak működését leállítja. . Az erősáramú rész valamely elemének a meghibásodása következtében fellépő zárlati áramok olyan nagyságúak lehetnek, hogy újabb, más elemek meghibásodását is okozhatják. Igen kényes elem ilyen szempontból a teljesítmény-elektronikai áramkörökben alkalmazott vezérelhető elem, pl. a tirisztor. A szokásos védekezés az, hogy a tirisztorral sorba kötnek egy gyors működésű olvadó biztosítót, amely megvédi a tirisztort a káros Uíláramoktól. A berendezés azonban tovább üzemelhet a biztosító kiolvadása után is, s ez a berendezés más helyein túlterhelést és további biztosító kiolvadásokat okozhat. Különösen így van ez párhuzamosan kötött tirisztorok esetében, amikor az egyik ág biztosítójának kiolvadásával a másik ág túlterhelődik. A találmánynak az a lényege, hogy az inverter egységben lévő kommutálő induktivitások olyan transzformátorok primer tekercsei, amely transzformátorok szekunder tekercsei érzékelő tekercsek, továbbá párhuzamos áganként a kommutálő tekercsek egyik kivezetései össze vannak kötve, míg az egymással szembekapcsoll érzékelő tekercsek egyik kivezetései össze vannak kötve és a másik kivezetései az inverter egység párhuzamos üzem érzékelő jel kimcnctc(i), amely párhuzamos üzem érzékelő jel kimenet(ck) párhuzamos üzem érzékelő érzékelő bcrneneté(ei)rc vauinak) kötve, míg a párhuzamos üzem érzékelő kimeneté a védelmi egység párhuzamos üzem érzékelő jel bemenetére csatlakozik. A találmányt részletesebben az ábrákon bemutatott kiviteli alakok segítségével ismertetjük, az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy blokkvázlatát mutatja be, amelyben párhuzamos üzem érzékelő van, a 2. ábra az 1. ábra szerinti kapcsolási elrendezésen látható inverter egységet, szűrőegységet és vezérelt egyenirányító egységet szemlélteti, amelyek a példa szerint egy középfrekvenciás, tirisztoros, indukciós olvasztó berendezés erősáramú részét képezik, a 3. ábra a találmány szempontjából lényeges párhuzamos ágakat is tartalmazza, egyébként azonos a 2. ábrával, a 4. ábrán a párhuzamos üzem érzékelő egy példaképpeni áramköri kapcsolását láthatjuk. Az ábrákon és a szövegben a B index bemenetre, a K index kimenetre utal valamelyik egységen. A párhuzamos üzem érzékelő 2^ kimenete pl. a védelmi egység 2ß párhuzamos üzem érzékelő jel bemenetére csatlakozik. Az 1. ábrán ún. közbenső-egyenáramú-körös inverter blokk diagramját tüntettük fel példaképpen. Az egységek neve és szerepe az alábbi: E vezérelt egyenirányító egység, a hálózati feszültséget egyenirányítja, változtatható nagyságú egyenfeszültséget állít elő, S szűrő egység, részint az egyenirányított feszültséget, ill. áramot szűri az I inverter egység felé, részint az I inverter egység betáplálás-oldali feszültségében fellépő váltakozó áramú összetevőket szűri a hálózat felé, I inverter egység, áram-nem váltást, egyen-váltó átalakítást végez, V védelmi egység, többek között, az erősáramú rész áramait és feszültségeit figyeli, s ha valamilyen hibát észlel, akkor részint az E vezérelt egyenirányító egység vezérlésének letiltásával áramtalanít, részint az erősáramú részt leválasztja a hálózatról egy mágneskapcsoló segítségével, PÜ párhuzamos üzem érzékelő. Az 1 inverter egység, az S szűrő egység és az E vezérelt egyenirányító egység az erősáramú részhez tartozik. Az ábrán csak azokat az erősáramú részen kívüli blokkokat tüntettük fel, amelyek a találmány megértéséhez szükségesek. Az erősáramú részben az E vezérelt egyenirányító egységen, S szűrő egységen, I inverter egységen át jut az energia a hálózatból (hálózati transzformátoron át vagy anélkül) a terhelésre. A terhelést az I inverter egység részének tekintjük. Az energiaáramlást az I inverter egység és az E vezérelt egyenirányító egység egyaránt befolyásolhatja. A szokásos az, hogy a berendezés rendelkezik egy, az ábrán fel nem tüntetett kimenő feszültség szabályozóval, amely az E vezérelt egyenirányító egységet vezérli, s vagy az 1 inverter egységnél érzékelt kimenő feszültséget tartja állandó értéken, vagy valamilyen korlátozási feladatot valósít meg. A PÜ párhuzamos üzem érzékelő az lg érzékelő bemenetel) segítségével az I inverter egység 1^ párhuzamos üzem érzékelő jel kimenetá(ei)re csatlakozik, shiba esetén a 2^ kimenetéről a V védelmi egység 2g párhuzamos üzem érzékelő jel bemenetére juttatja kimenőjelét. A V védelmi egység a bemenetén lévő jelet figyeli, s hiba esetén az E vezérelt egyenirányító egység vezérlését letiltja, illetve az erősáramú részt mágneskapcsoló segítségével a hálózatról leválasztja. Az utóbbiak nincsenek az ábrán feltüntetve. A V védelmi egység sok egyéb jelet is figyelhet, pl. az erősáramú rész áramait és feszültségeit, s így túláram, ill. túlfeszültség figyelésére is alkalmadra tehető. A 2. ábra egy középfrekvenciás, tirisztoros, indukciós olvasztó berendezés erősáramú részét mutatja vázlatosán^ Feltüntettük az 1. ábrán szereplő erősáramú blokkokat is szaggatott vonallal. Az E vezérelt egyenirányító egység egy háromfázisú híd-kapcsolású, tirisztoros egyenirányító. Az S szűrő egység egy viszonylag nagy értékű Lg fojtótekercs, amely a rajta átfolyó áramot erősen meg5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
