137310. lajstromszámú szabadalom • Hidasmodulátor vivőáramú jelzőberendezéshez
2 137.310 * áramot egyirányúan vezető és a gyakorlatban elérhető legegyenlőbb sajátságú négy RD elemből álló ABCD hides modulátor —1, 2-^ bemenő kapcsaihoz „r" belső ellenállású „e" modulátorenergiaforrás csatlakozik. A modulátor —3, 4— kimenő kapcsain a modulált energiát hasznosító, jelképesen az egyszerű R ellenállással ábrázolt terhelőáramkör van. Az 1. ábrában a modulátorhíd párhuzamos, a 2. ábrában soros elhelyezésű. Az ABCD híd mindegyik ága egy vagy több rézoxidos, szelénes vagy egyéb szárazegyenirányító típusú elemből áll. A híd egyik, például AB ágának sztatikus karakterisztikája a villamos V feszültség függvényében a 3. ábra Sj görbéje szerinti alakú. A híd ágait úgy kapcsoljuk össze, hogy a vivőáram számára egyidejűleg azonos értelemben sarkítottak, amint ez világosan látható az 1. és 2. ábrákból. Ha csupán az egyik modulációsávot vesszük tekintetbe és feltesszük, hogy e = E sin w t a modulálóenergiát szolgáltató generátor elektromotoros ereje, £2 a vivőenergia rezgésszáma és ty.n.«.u») a vizsgált oldalsáv rezgésének megfelelő feszültség csúcsértéke a —3— —4— kapcsokon, úgy ismeretes módon a rendszer energetikai hatásfokát vagy energiahasznosítási tényezőjét az R el-1 lenállás kapcsain levett in±z energia és az „e" áramforrásból kivehető — legnagyobb energia vi-4r szonya fejezi ki, vagyis n, V(jxt-ut) r (1) A találmány jellemzője oly eszköz, amelynek révén ez az energetikai hatásfok a legkedvezőbbé válik. E célból tegyük fel a tárgyalás egyszerűsítése végett, hogy a vivőenergia V £2 feszültsége nagy a V0 feszültségéhez képest, amely a 3. ábrabeli Sj jellemző görbe könyökének felel meg, továbbá, hogy az ,,e" áramforrás feszültsége kicsiny a V £3 feszültségéhez képest, és hogy az Sj sztatikus karakterisztika D, és D2 félegyenesekkel egyezőnek tekinthető, amelyeknek a feszültségtengellyel bezárt «, és a 2 hajlásszögei a görbeszárak PJ = cotg «t illetőleg p 2 = cotg «2 dinamikus ellenállásait határozzák meg. Mivel e dinami-9 51T-Ő kus ellenállás értékváltozásai t = -7- > t = —7;— ... stb. időpontokban történnek, az egész folyamat olyannak fogadható el, mintha a vivőenergia V £3 feszültségének alakja a 3. ábra S2 görbéje helyett az S3 eredményvonalnak felelne meg, amivel együtt jár, hogy a dinamikus ellenállás az S, görbével ábrázolt törvény szerint változik. Az ABCD híd négy ága tehát egyszerre veszi fel a pj illetőleg p2 értékeket és ez teszi lehetővé, hogy az 1. és 2. ábra szerinti kapcsolásokat a 4. és 5. ábra szerint egyszerűsített alakban elemezzük. A feszültség pillanatnyi értékeit R terhelési ellenállás kapcsain a következő egyenletek adják: r R p , (2 ) abban az esetben, ha a híd párhuzamos elhelyezésű és 1 u = eR-r + R + p (3) abban az esetben, ha a híd soros elhelyezésű. Minthogy a híd mindegyik ágának dinamikus ellenállása az idő függvényében a 3. ábra S4 görbéjével ábrázolt módon változik, azok a kifejezések, amelyek a feszültséget az R ellenállás kapcsain a párhuzamos, illetőleg soros esetben megadják, Fourier-sorokba fejthetők. Ha ily módon a féntemlített U értékét, azután pedig az energiahasznosítási tényezőt számítjuk, a következőt kapjuk: sin2 6 1 »7 = 4 1 Rr 1 r R ps r R p, a párhuzamos hídnál és sin2 6 _ f 1 »7=4 Rr TT 1 r + R + p» r + R + Pl . (4) (5)' a soros hídnál. Adott típusú egyenirányítónál az m = pa/Pi viszony állandónak és a hasznosított egyenirányító anyaggal meghatározottnak tekinthető. Megállapítható eszerint, hogy a (4) és (5) kifejezéseknek maximuma van, ha R = réSPl= Tpn <6) a párhuzamos hídnál, illetőleg 2R R = r és Pl =-= (7) y m a soros hídnál. A hatásfok kifejezése ekkor a következőképpen alakul: _ sin* %(Yrn — 1 lAnT+1 (8) Ez a kifejezés párhuzamos híd esetén és soros híd esetén ugyanaz. A gyakorlatban az m tényező adott. Például rézoxidérintkezéses egyenirányítónál megközelítőleg m= 1600. Továbbá 6 szög 80° közelében van. A hatásfok legkedvezőbb értéke, mely az 1. és 2. ábrák szerinti kapcsolásnál a találmány ismertetett jellemzője szerinti méretezéssel elérhető, mintegy 8,9%. A fentiekben ismertetett elrendezésű modulátorkörnek a találmány egy jellemzője szerint bármily ismeretes típusú impedanciaillesztő transz-^ formátorai lehetnek abból a célból, hogy az :
