155738. lajstromszámú szabadalom • Feszültségstabilizátor tirisztoros áramkörrel

153738 szerekhez, amelyek impulzusüzemben dolgoztak, vagy amelyekben impulzusszerű terhelésváltozások léptek fel. Ennek egyik oka a viszonylagos lassúság — a működési idő 100—200 milisec. azaz 2—5 félperiódus között változik — valamint 5 a nagy belső ellenállás. A félperióduson belüli hirtelen terhetósyáltozásQk nagy feszültségeséseket eredményeznek és a kimenő feszültség ennek következtében összeomlik, E feszültségstabilizátorok ilyen rendszerekben egyszerűen 10 nem alkalmazhatók. A fenti hátrányok egy részét kiküszöbölik a különböző mechanikus működésű kis belsőellenállású lassú hálózati szabályozók. Ezek ugyanis 15 nem reagálnak a nagy sebességű terhelésingadozáSökfa, amelyek a kis belső ellenállás miatt kis feszültségesést eredményeznek. Ennek effektív értékét ugyanúgy érzékeli az alkalmazott érzékelő szerv, mint a hálózati feszültségingado- 20 zást. Egy ilyen mechanikus szabályozó elvi kapcsolását mutatja a 3. ábra. Az 1—2 bemenő pontok ]$özé 5 mozgótekercses transzformátor van kapcsolva, melynek rövidrezárt mozgó tekercse a vasmag mágneses fluxusát irányítja 25 oly módon, hogy helyzetétől függően a 3—4 kimenő kapcsokon a szekunder feszültség értéke állandó maradjon. A 7 érzékelő és beavatkozó szerv a kimenő feszültségtől függően a rövidrezárt tekercset mozgató 6 motort működteti. 30 E szabályozók előnye a kis belső ellenállás, a rendszerint igen kis torzítás, hátránya a lassú működés, a nagyobb pontatlanság és a mozgó szerkezetekkel járó elhasználódási és karbantartási problémák. 35 A találmány szerinti feszültségstabilizátor működése rendkívül gyors, a beavatkozás félperióduson belül megtörténik, a feszültségszabá- 40 lyozás; tartománya lényegesen nagyobb az ismert típusokénál, a szükséges felharmonikusszűrést. kisteljesítményű szűrőkörrel el lehet érni, mérete, súlya és ennek következtében ára is kisebb az eddiginél. Az elvi kapcsolást a 4. ábra 45 mutatja. A szabályozatlan feszültség az 1, 2 kapcsokra kerül, a szabályozott — stabilizált feszültséget a 3, 4 kapcsokról lehet levenni. A teljesítményszabályozást a 6 autotranszformátorral sorbakötött 7 nemlineáris induktivitás és 9, 10 50 vezérelt áramirányítók, tirisztorok végzik. Az autotranszformátor bemenő tekercsrészévcl párhuzamosan kötött 5 hangoló kapacitással képzett LC kör 50 Hz-re van hangolva, ezáltal a transzformátor mágnesező áramának szabad út- 55 ja van akkor is ha a tirisztorok zárnak. A feszültségszabályozást a 11 feszültségérzékelő és gyújtóimpulzust vezérlő fokozat végzi. Az autótranszformátor és a soros elemek úgy vannak méretezve, hogy a feszültségszabályozás alsó ha- 60: tárán a tirisztorok már a nullátmenet közelében begyújtanak. Növekvő primer feszültségnél a tirisztorok begyújtása mindenkor úgy következik b©) hQgy a kimenő feszültség effektív értéke áUaadó maradion. A sinushullám levágásának 65 következtében nő a harmonikus tartalom, amelyet a 12 felharmonikusukat szűrő fokozat kompenzál. A terhelés növekedésével növekszik a harmonikusok amplitúdója és növekszenek a felharmonikusok a 7 nemlineáris induktivitáson. A 8 hangoló kapacitással és az így keletkezett LC kör beállításával elérhető, hogy a harmonikus áramok közel ellentétes fázisban légyenek a 6 transzformátor harmonikus áramaival. Ezáltal az eredő torzítás csökken és csökken a tirisztorok feszültségre történő igénybevétele is. A 7 nemlineáris induktivitás, mint fojtó ezenkívül védi a tirisztorokat a bekapcsoláskor, vagy más okból történő hirtelen feszültségváltozás következtében fellépő áramlökésektől is. A 11 érzékelő és impulzusvezérlő fokozat az egyébként ismert elemekből és megoldásokból állítható össze, így annak részletezése nem szükséges. A kapcsolás kihasználja a tirisztorok rendkívül gyors működéséből eredő előnyöket és a megfelelően hangolt LC körök beállításával minimumra csökkenti az egyébként igen jelentős harmonikustartalmat és a nagyméretű szűrőkö* rök mintegy 30%-ának megfelelő szűréssel is biztosítja a kimenő feszültséghullám megfelelő spektrumát. Az autotranszformátor és a tirisztorok ismert kis méreté a teljesítményáramkör és ezzel az egész stabilizátor méreteit rendkívül csökkenti. A találmány szerinti stabilizátor újrendszerű harmonikuscsökkentő kapcsolásának következtében a következő előnyöket éri el: Működése rendkívül gyors, így alkalmas impulzusszerű feszültségváltozások kiszabályozására. Az üresjárási és kis terheléseknél mutatkozó belengések csökkentésére általánosan alkalmazott előterhelés nem szükséges, így a hatásfok és teljesítménytényező javul. A feszültségszabályozás tartománya az ismert elektronikus szabályozókénál mintegy 60%-kal nagyobb lehet és a tartomány növelésének gyakorlatilag csak a harmonikustartalom növekedése szab határt. Az ismert stabilizátorok ugyanis általában különleges karakterisztikájú összehasonlító elemeket tartalmaznak, mint pl. wolframszálas dióda vagy Zener dióda és ezek korlátozzák a szabályozási tartományt. A stabilizátor méretei és súlya kb. 50%kal kisebb az ismert megoldásokénak, ami szállításnál és beépítésnél előnyös. Szabadalmi igénypontok 1. Feszültségstabilizátor, amelynek felharmonikus szűrőköre, érzékelő — 11 — és vezérlő fokozata •— 12 -«- van, azzal jellemezve, hogy a teljesítmény áramkört képező autotranszformátor és vezérelt áramirányítópár a stabilizálandó 2