149025. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés áramnak mértani sor szerinti lépésekben való szabályozására
2 149.025 Jelen találmány az ismert áramszabályozási eljárások előzőkben leírt hátrányát küszöböli ki Azáltal, hogy az áram szabályozására olyan szabályozóimpedanciákat használ, amelyek fokozatai egy-egy aláosztáson belül nem egyenlő, hanem a továbbiakban közölt törvények szerint változó értékek. A találmány szerinti szabályozó-impedancia kadik fokozatának Zfc értékét a következő összefüggés szerint kell megválasztani: Zft = Z 0 (« ,£ —1) (1) ahol Z0 —• az áramkör impedanciája a szabályozó impedancia teljes kiiktatása, illetve rövidrezárása (áthidalása) 'esetén, k — a O-tól m-ig terjedő sorszámú szabályozási fokozatok tetszésszerinti tagjának sorszáma, « — az áram kívánt szabályozási fokozataiból alkotott mértani sor hányadosának reciprok értéke: _ h = I iL Ift+i Ii (2) ahol lo — a szabályozóimpedancia teljes kiiktatásakor (áthidalásakor) fellépő áram, I;—I; c—Ifc-i-i — a szabályozóimpedanciának rendre az első, a k-adik és a (k+l)-edik fokozatában fellépő áram. Minthogy az U feszültséggel táplált áramkörben a szabályozóímpedancia k-adik fokozatában fellépő áram: i- —LZo + Z, (3) a szabályozóimpedancia nélküli állapotból (1) öszszefüggés szerint elkészített szabályozóimpedancia 1-től n-ig terjedő fokozatain végigmenve, az áram az alábbi értékeket veszi fel: 1„ = I0 «-" (4) Az áramok (4) összefüggés szerinti sora valóban mértani sor, amelynek hányadosa: «""'. Egyenáramú áramkörben ugyanezek az összefüggések érvényesek, azzal az eltéréssel, hogy a Z impedanciák helyett R konduktív ellenállások szerepelnek. Ha a kívánt szabályozási tartomány olyan nagy, vagy a szabályozást olyan finom fokozatokban fcell elvégezni, hogy a Z szabályozóimpedancia túl sok fokozatból állna, amelynek előállítása és kezelése túl körülményes lenne, kézenfekvő ugyan úgy durva fokozatú impedanciával sorbakapcsolni olyan aláosztott finomfokozatú impedanciát, amint azt az ismert szabályozóberendezéseknél szokták eszközölni. Itt azonban azzal a nehézséggel találjuk magunkat szembe, hogy ha a durva fokozatú impedancia kezdeti (kis impedanciájú) fokozatainak megfelelő aláosztott finom impedanciát veszünk, az nem hidalja át a .nagyobb impedanciákhoz tartozó két egymás melletti durva fokozat közötti impedanciát. Ha viszont az aláosztott impedanciát úgy választjuk meg, hogy a durva fokozatú impedancia végső fokozatainak feleljen meg, akkor az aláosztott finom fokozatok a durva fokozatú impedancia kezdeti fokozataihoz képest lesznek túl durvák. Mivel e nehézség elméletileg semmiképpen nem küszöbölhető ki szabatosan, ezért nem gondolt eddig senki sem arra, hogy áramnak mértani sor szerinti szabályozására nem egyenlő fokozatú, egymásnak alárendelt két (durva és finomfokozatú), vagy több sorbakapcsolt szabályozóimpedanciát használjon. A találmány erre is megoldást ad, bár nem teljes szabatossággal — mivel a problémának szabatos megoldása nincs —•, de mégis a gyakorlat igényeit kielégítő eljárással. A találmány szerinti két vagy több, egymásnak alárendelt sorbakapcsolt szabályozóimpedanciából álló szabályozóberendezéssel oly módon lehet a legcélszerűbben megközelíteni az áramnak mértani sor szerinti lépésekben való szabályozását, ha az egyes, egymásnak alárendelt impedanciák fokozatait az alábbi összefüggések szerint választjuk meg: Zftl =Z 0 (« fcl — 1) zfc2 =--^- .(«^„D a — 1 a — 1 (5) A sorbakapcsolt szabályozóimpedanciák lehetséges legnagyobb értéke, tehát a szabályozás teljes tartománya: Zn l + Z n 2 + • • • + Z„ m (6) ahol Zfc i és Z„i — az első (legfinomabb fokozatú) szabályozóímpedancia kj-edik és nj-edik fokozatának ohm-értéke, Zfe2 — s. második (kevésbé finom fokozatú) szabályozóímpedancia k2 -edik fokozatának ohmértéke, Zfrm — az .m-edi'k (utolsó, a legdurvább fokozatú) szabályozóimpedancia . km -edik fokozatának ohm-értéke, Zn(m-i) — az (m—l)-edik (utolsó előtti) szabályozóimpedancia n(m _i)-edik fokozatának ohm-értéke, a és Z 0 értelmezése a (2) és (1) alattival azonos. Az (5) összefüggés szerint 'elkészített szabályozóberendezéssel az áram a teljes szabályozási tartományban úgy szabályozható, hogy a tartomány egyes szakaszaiban két egymás melletti fokozatban az áramok hányadosa kisebb lehet ugyan, mint a szabályozás fokozatainak finomságára előírt a hányados, de annál sehol sem nagyobb. Ugyanekkor az egymásnak alárendelt, sorbakapcsolt szabályozóimpedanciák száma is, de az egyes impedanciákon alkalmazott fokozatok száma is lényegesen kisebb — tehát a berendezés kisebb, olcsóbb és könnyebben kezelhető lehet —, mint az olyan ismert megoldás szerinti, egyenlő foko-
