195368. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés fogyasztók folyamatos tápfeszültség ellátását bitosító berendezésre
1 195 368 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés villamos fogyasztók folyamatos tápfeszültség ellátását biztosító berendezéshez, amely elrendezésnek első egyenirányítója, invertere, kapuzó egysége, töltésszabályozó egysége és akkumulátora van. Az iparban, valamint a gyógyászatban gyakran szükséges a nagypontosságú váltakozóáramú fogyasztók folyamatos, szünetmentes energiaellátása. Ilyen fogyasztók például a kórházi műtők, számítógépek, telefonközpontok, hírközlő állomások, vasúti biztosító berendezések stb. A folyamatos energiaellátást vagy forgógépes egységgel (robbanómotor és generátor), vagy statikus áramátalakítókkal és akkumulátor segítségével biztosítják. A forgógépes folyamatos energiaellátást biztosító egységek felépítése egyszerű, azonban a dinamikus szabályozási tulajdonságaik rosszak, működésük során elhasználódó, valamint gyakori karbantartást igénylő alkatrészeket tartalmaznak, üzem közben környezetszennyező égéstermékek és akusztikus zajok keletkeznek. Ezért az ilyen felépítésű energiaellátó rendszereket a legtöbb esetben viszonylag nagy méretben és csak a fogyasztóktól külön helyiségben lehet elhelyezni, amely bizonyos esetekben járulékos problémákat vethet fel. Érthető, hogy az előbb említett hátrányos tulajdonságaik miatt ezeket az áramforrásokat egyre inkább kiszorítják a statikus áramátalakítókat tartalmazó áramellátó rendszerek. A statikus energiaátalakítókat és akkumulátort tartalmazó szünetmentes áramellátó rendszerek előnyei kézenfekvőek. Nincs mozgó alkatrész, a dinamikus szabályozási tulajdonságok igen jók, működésük során égéstermék nem keletkezik, és a kismértékben keletkező akusztikus zajt megfelelő szerelés-technológia alkalmazásával a hallásküszöb szintjéig le lehet csökkenteni. A statikus áramátalakító rendszerekhez elengedhetetlenül szükséges akkumulátor karbantartási igényét zárt akkumulátor alkalmazásakor el lehet hanyagolni, tehát összességében nagy megbízhatóságú és kiváló tulajdonságú folyamatos áramellátást biztosító rendszer realizálható. Ilyen szünetmentes áramellátó rendszer leírása található például: Marti Sándor „Erősáramú elektronika” című könyvének 7. fejezetében, illetve a Csáki-Ganszky-Ipsits-Marti: „Teljesítelektronika” című könyv 12. fejezetében. Ezeknek az áramellátó rendszereknek - az előbb említett számos előnyén kívül — az a hátránya, hogy mivel az inverter feszültséggenerátoros táplálást kíván, az akkumulátor csak feszültséggenerátorosan tölthető, így a feszültséggenerátoros töltéstől eltérő töltést igénylő akkumulátor, illetve más jellegű összetettebb töltési mód nem használható, pedig ismeretes, hogy a töltési mód az akkumulátorok élettartamát alapvetően meghatározza. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy az akkumulátor töltését az invertert tápláló egyenirányítótól függetleníteni kell, mivel így biztosítani lehet egyrészt az akkumulátor számára az ideális töltési karakterisztikát, másrészt az inverter feszültséggenerátoros táplálását. A találmány célja tehát olyan folyamatos tápfeszültségellátást biztosító berendezés kialakítása, amely egyszerű felépítésű és önmagukban ismert egységeket tartalmaz, és amelyeknek segítségével az akkumulátor az inverter bemenetei feszültségétől függetlenül és saját töltési karakterisztikájának megfelelően tölthető, illetve az inverter az akkumulátor töltési folyamatától függetlenül fcszültséggenerátorosan táplálható, és mind az inverter táplálása, mind pedig az akkumulátor töltése szempontjából redundanciát tartalmaz. A találmány tehát kapcsolási elrendezés fogyasztók folyamatos tápfeszültségellátását biztosító berendezéshez, amely kapcsolási elrendezés első egyenirányítójának kimenete az inverter bemenetére csatlakozik. A találmányt az jellemzi, hogy az első egyenirányító kimenetére egy töltésszabályozó egység bemenete és egy kapuzó egység kimenete is csatlakozik, és a töltésszabályozó egység kimenetére és a kapuzó egység bemenetére egy akkumulátor kapcsolódik. Az első egyenirányító bemenete a folyamatos tápfeszültségellátást biztosító berendezés bemeneti kapcsára van kötve, és az inverter kimenete a folyamatos tápfeszültségellátást biztosító berendezés kimeneti kapcsára kapcsolódik. Az első egyenirányító kimenetére és az inverter bemenetére egy kétirányú konverter kimenete kapcsolódik. A kétirányú konverter bemenete a töltésszabályozó egység bemenetére és a kapuzó egység kimenetére csatlakozik. Az első egyenirányitó bemenetére egy második egyenirányító bemenete is csatlakozik, és a második egyenirányító kimenete a kétirányú konverter bemenetére, illetve a kapuzó egység kimenetére, valamint a töltésszabályozó egység bemenetére kapcsolódik. A kétirányú konverter kimenete az első egyenirányító kimenetére és az inverter bemenetére csatlakozik. Az első egyenirányító kimenetére a töltésszabályozó egység bemenete csatlakozik, míg a töltésszabályozó egység kimenete az akkumulátorra és a kapuzó egység bemenetére van kötve. A kapuzó egység kimenete az első egyenirányító kimenetére és az inverter bemenetére kapcsolódik, és a második egyenirányító bemenete az első egyenirányító bemenetére csatlakozik. Találmányunkat ábrák segítségével ismertetjük részletesen: 1. ábra a töltésszabályozó egységgel felépített folyamatos tápfeszültségellátást biztosító berendezés alapkapcsolását, 2. ábra az inverter bemeneti feszültségétől eltérő akkumulátor feszültségű folyamatos tápfeszültségellátást biztosító berendezés kiegészített kapcsolását, 3. ábra az inverter bemeneti feszültségétől eltérő akkumulátor feszültségű folyamatos tápfeszültségcllátást biztosító berendezésnek megfelelő kapcsolást, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1
