194450. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés villamosenergia-forrás feszültségéből váltakozófeszültséget előállító kapcsolóüzemű átalakítóhoz
1 194 .4 SO 2 rínti kapcsolási elrendezés áramszabályozására, 6. ábrája példaként! kiviteli alak a túláramvédelem megoldására. A rajz 1. ábrája a találmány szerinti kapcsolási elrendezésre mutat példát, amelynek villamos 1 energiafonás feszültségéből kapcsolóüzemű 2 energiaátalakító 3 transzformátoron át 6 kimeneten állít elő váltakozófeszültséget. A kapcsolóüzemű 2 energiaátalakítónak vezérelhető, legalább két 5, 5’ áramirányító ága, és a legalább két áramirányító ágat egy-egy 21, 21' főelektróda és egy-egy 20, 20’ vezérlőelektróda közé kapcsolt vezérlőjellel periódikusan felváltva bekapcsoló 4 vezérlőegysége van. A találmány szerint a legalább két 5, 5’ áramirányító ággal egy-egy csúcsértéket képező 7, T áramérzékelő van sorbakapcsolva, amelynek külön-külön 12, 12’ kimenete van. A külön-külön 12, 12’ kimenet 8 különbségképző egy-egy 10, 10’ bemenetéhez van kötve. A 8 különbségképző 9 kimenete a 4 vezérlőegységnek a felváltva bekapcsolt legalább két 5, 5’ áramirányító ág bekapcsolási időtartamát egymáshoz viszonyítva megváltoztató aszimmetria helyesbítő 11 bemenetéhez csatlakozik. Az 1. ábrán példaként mutatott kapcsolóüzemű 2 energiaátalakító működési alapelve az, hogy a villamos 1 energiaforrás feszültségét a 4 vezérlőegység által egy-egy 21, 21’ főelektródája és egy-egy 20, 20’ vezérlőelektródája közé kapcsolt jeljel vezérelt legalább két 5, 5’ áramirányító ág felváltva, periódikusan kapcsolja a 3 transzformátorra. Ha a legalább két 5, 5’ áramirányító ág vezetésirányú feszültségesése - beleértve az esetleges járulékos feszültségeséseket is - teljesen azonos, akkor a 3 transzformátorra a legalább két 5, 5’ áramirányító ág felváltott vezetése alatt, a periódikus működtetés minden egyes félperiódusa alatt azonos nagyságú feszültség-idő terület jut. Utóbbi azt is jelenti, hogy a legalább két 5, 5’ áramirányító ágon átfolyó áram vezetési ideje és a vezetési időn belül az alakja is azonos lesz. A találmány értelmében a legalább két 5, 5’áramirányító ággal sorbakapcsolt egy-egy csúcsértéket képező 7, 7’ áramérzékelőn ez esetben azonos alakú áram folyik át, így külön-külön 12, 12’ kimenetükön azonos nagyságú és alakú jel jelenik meg. Mivel a külön-külön 12, 12’ kimenetűk a 8 különbségképző egy-egy 10, 10' bemenetéhez van kötve, az előzőek miatt a 8 különbségképző 9 kimenetén jel nem lesz. Ha a legalább két 5, 5’ áramirányító ág valamelyikének például nagyobb a feszültségesése, akkor a vezetése során a 3 transzformátorra kapcsolt feszültség-idő terület e félperiódusban kisebb lesz, mint a másik áramirányltó ág működése során. A periódikus működés során a nagyobb feszültség-idő területű félperiódusok a 3 transzformátor vasmagjának fluxusában egyenösszetevőt hoznak létre, ami által a 3 transzformátor vasmagjának periódikusan változó mágnesező árama a nagyobb feszültség-idő terület félperiódusa alatt megnő, a félperiódus idejének végén a vasanyag mágnesező jelleggörbéjének függvényében kicsúcsosodik. Ez esetben a legalább két 5, 5’ áramirányító ággal sorbakapcsolt egy-egy csúcsértéket képező 7, 7’ áramérzékefő közül a nagyobb vagy fcsúcsosabb áramot vezetőnek 12, 12’ kimenetén a másikhoz viszonyítva nagyobb lesz a jel, ami miatt a 8 különbségképző 9 kimenetén is villamos jel jelenik meg. A 4 vezérlőegység aszimmetria helyesbítő 11 bemenetére adott jel hatására a 4 vezérlőegység a legalább két 5, 5’ áramirányító ág bekapcsolási idejét egymáshoz képest változtatja. Ennek az a következménye, hogy a 3 transzformátorra félperiódusonként kapcsolt feszültség-idő területet és így a legalább két 5, 5‘ áramirányító ág áramát befolyásolni lehet. A 8 különbségképző 9 kimenetének az aszimmetria helyesbítő 11 bemenetére jutó jele a legalább két 5, 5’ áramirányító ág áramalakját a bekapcsolási idők változtatásán át ezáltal úgy befolyásolja, hogy azok az áramterhelés nagyságától függetlenül azonosak legyenek. Egy előnyös kiviteli alak szerint, amint ez a 2. ábrán látható, az egy-egy csúcsértéket képező 7, 7’ áramérzékelő a legalább két 5, 5’ áramirányító ággal külön-külön 14, 14’ primer tekercsével sorbakapcsolt egy-egy 23, 23’ áramváltóból és külön-külön csúcsértékképző 19, 19’ egyenirányítóból áll. A 23, 23’ áramváltóknak egy-egy 15, 15’ szekunder tekercse van, amelyekkel egy-egy 16, 16’ ellenállás van párhuzamosan kapcsolva. A 15, 15’ szekunder tekercsek egyik 17, 17’ vége 22 csomópontba, másik 18, 18’ vége a 19, 19’ egyenirányítóhoz van kötve. A csúcsértékképző 19, 19’ egyenirányító kimenete az egy-egy csúcsértéket képező 7, 7’ áramérzékelő külön-külön 12, 12’kimenetével azonos. A 3. ábra szerinti kiviteli alak előnye, hogy a csúcsértéket képező 7, 7’ áramérzékelő túlmenően azon, hogy a legalább két 5, 5’ áramirányító ág szimmetrikus áramvezetéséhez jelet ad, a legalább két 5, 5’ áramirányító ágnak terhelőárammal arányos nagyságú vezérlőjellel történő meghajtására is szolgál. A kapcsolóüzemű 2 energiaátalakító vezérelhető legalább két 5, 5’ áramirányító ágát általában statikus, vezérelhető félvezető elemmel képezik ki. A vezérelhető félvezető elemek működtetésének optimalizálása legalábbis egyes fajtáknál (például bipoláris tranzisztorok, darlington tranzisztorok stb.) megkívánja, hogy áramvezetésükkor a vezérlőáramuk a terhelőáram nagyságával, alakjával arányosan változzék. E feltétel biztosítása céljából az egy-egy 23, 23’ áramváltó külön-külön 25, 25’ tercier tekerccsel is el van látva. A külön-külön 25, 25’ tercier tekercs a legalább két 5, 5’ áramirányító ág egy-egy 21, 21’ főelektródája és egy-egy 20, 20’ vezérlőelektródája közé külön-külön 26, 2Ó7 ellenálláson át van beiktatva. Célszerű továbbá a 4. ábra szerinti kiviteli alak, amelynél a kapcsolás elemei egyszerre több célt is szolgálnak. Az úgynevezett egyutas áramirányító kapcsolásoknál a legalább kéz 5, 5’ áramirányító ág egy-egy 21, 21’ főelektródája közös 27 pontba van kötve. A legalább két 5, 5’ áramirányító ág vezérlőjelének a terhelőárammal arányos mértékben történő változtatása céljából e kiviteli alaknál a 22 csomópont a közös 27 ponttal össze van kötve, és az egy-egy 23, 23’ áramváltó külön-külön 15, 15’ szekunder tekercséből, az egy-egy terhelő 16, 16’ ellenállásból álló áramkörbe a legalább két 5, 5’ áramirányító ág egy-egy 20, 20’ vezérlőelektródája és egy-egy 21, 21’ főelektródája sorosan van beiktatva. Az elrendezésnél az egy-egy csúcsértéket képező 7, 7’ áramérzékelő egy-egy 23, 23’ áramváltójának külön-külön 15, 15’ szekunder tekercse tehát nemcsak az aszimmetria helyesbítéséhez állít elő jelet, hanem a legalább két 5, 5’ áramirányító ág terhelőárammal arányos nagyságú jellel való vezérléséhez is. A gyakorlatban megvalósított energiaátalakítók villamos jellemzőit - leggyakrabban a kimeneti feszültséget és a kimeneti áramot - szabályozók segítségével tartják bizonyos értéken vagy korlátozzák nagyságukat. Az esetben, ha a kapcsolóüzemű 2 ener-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
