159942. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és kapcsolási elrendezés nagyfrekvenciás villamos energi egyen-váltó inverterkapcsolás segítségével való előállítására
g 159942 6 szelepből és vele sbrbakapcsolt Wl? , induktív tekercsből, míg az OUT' kimenőági kétpólus egy V2' vezérelhető villamos szelepből és a vele sorbakapcsolt W2' induktív tekercsből áll. Az IN' bemeriőági, ül. OUT' kímenŐági kétpólusban a VI', ill. V2' vezérelhető villamos szelepek irányítása olyan, hogy az áram csak a D' pontból a B' felé, Ül. a B' pontból az A' felé folyhat amit röviden úgy fejezhetünk ki, hogy az IN' bemenőági, ül. OUT' kimenőági kétpólus D'— B', ül. B'—A' irányítású. Az IN' bemenőági kétpólusban a VI' vezérelhető villamos szelep és a Wl' induktor tekercs, míg az OUT' kimenő ágban a V2' vezérelhető villamos szelep és a W2' induktor tekercs van sorbaiktatva. A B'—C pontok közé iktatott harmadik kétpólus a Co' kondenzátor. A vezérelhető villamos szelepek előnyösen négyrétegű Vezérelhető félvezető egyenirányítók, másnéven tirisztorok lehetnek. A továbbiakban feltételezzük, hogy a vezérelhető villamos szelepek tirisztorok, de mindaz, amit tirisztorokra vonatkozóan az alábbiakban elmondunk, értelemszerűen egyéb vezérelhető villamos szelepekre is vonatkozik. Kövessük a 3. ábrán bemutatott kapcsolás működését állandósult állapotban. Tételezzük fel, hogy a terhelés A'—C sarkain fellépő feszültség közelítőleg szinuszos és körfrekvenciája közelítőleg a terhelés induktivitásából és kapacitásából számítható terhelési körfrekvenciával egyezik meg. A leglényegesebb feszültségesések és áramok időbeli változását a 4- ábra tünteti fel. Az a) ábrán a csillapítatlan e^-c kimenő feszültség, a Co kondenzátor eB_ c feszültség és a szűrt és állandónak feltételezett tápláló eD _c egyenfeszültség pozitív félpreiódusaiban áramimpulzusok folynak az inverter O' kimenő kapcsa felől, a terhelés A' kapcsa felé, míg a negatív félperiódusaiban az áramimpulzusok iránya a terhelés szempontjából megfordul, az áramimpulzusok az A' kapocs felől az O" inverterkapocsba1 folynak. A 8. ábra kapcsolásában az egyenfeszültséget szolgáltató energiaforrás középmegcsapolású, vagyis az energiaforrás legpozitívabb és legnegatívabb feszültsége mellett ezek számtani közepét is csatlakoztatjuk az inverterhez. A felső, ill. alsó inverterrész N = (2n+3) egymással párhuzamosan kapcsolt pozitív, ül. negatív inverter alapegységből áll. A negatív inverter alapegységek alkalmazásával elérhető, hogy valamelyik V2" tirisztor gyújtásakor az inverterből a terhelésbe folyó áramimpulzus iránya a terhelésben ellenkező legyen a felső inverterrészből a terhelésbe folyó áramimpulzusokhoz képest. Az alsó inverterrész tirisztorainak gyújtási rendje ugyanaz, mint a felső tirisztoraié, mindössze a megfelelő tirisztorok gyújtási időpontja a kimenő feszültség félperiódusával el van tolva egymáshoz képest. Ha n = 0, az inverter tirisztorainak száma összesen 12. Erre az esetre mutatja a 7b) és c) ábra a gyújtóimpulzusok időbeni rendjét. Ha az inverter felépítése teljesen szimmetrikus, s a Wl, ill. W2 iridúktorokból és Co kon-5 denzátorokból álló soros rezgőkörök saját frekvenciája kisebb vagy legfeljebb egyenlő a terhelés saját frekvenciájával, akkor mind az alsó és felső inverterrész, mind az egyes inverter alapegységek egymástól függetlenül, s ugyanúgy 10 működnek, mint ahogy ezt a 3. és 6. ábrákkal kapcsolatban megbeszéltük. •' ' Összefoglalóan megállapítható; hogy a találmány szerinti egyen-váltó inverter kapcsolás olyan új, közép- és nagyfrekvenciás inverterkap!ft csolásokban általánosan alkalmazható kapcsolási megoldást tartalmaz, amelynek' segítségével az alábbi előnyök adódnak: a) A vezérelt villamos szélepek véges regenerálódási (szabaddáválási) idejéből eredő problé-20 mák nagyon előnyös megoldást nyernek, s a vezérelt villamos szelepekkel még megvalósítható maximális frekvenciakorlát a szabaddá válási idő szempontjából igen jelentős mértékben megnövelhető, pl. megfelelő vezérlési módszerrel, 2D vagy párhuzamosan kapcsolt inverter alapegységek számának növelésével. b) Az inverter alapegységek elemeire jutó fe-* szültség vagy a rajtuk átfolyó áram alapharmonikusának a frekvenciája a kimenő feszültség 30 frekvenciájának tört része. c) A párhuzamosan kapcsolt inverter alapegységek között az áram egyenlő mértékű elosztása, a 8. ábra kapcsolásában pedig a bemenő oldalukon sorbakapcsolt inverter alapegységek kö-35 zött a feszültség egyenletes megosztása automatikusan biztosítódik. d) A kimenő feszültség nagyságát többféleképpen, közöttük igen gazdaságos megoldásokkal is változtatni lehet. Szabadalmi igénypontok: , ••. ' '.-. ' " 1. Eljárás nagyfrekvenciás villamos energia 45 vezérelhető villamos szelepeket tartalmazó egyen-váltó inverter kapcsolás segítségével való előállítására, oly módon, hogy előnyösen inverter alapegységben (alapegységekben) áramköri elemként bekapcsolt, az invertert terhelő rezgő-50 körből vagy külső vezérlő egységből vett vezérlő jelekkel vezérelt vezérelhető villamos szelepek közül a mindenkor lezárandó vezérelhető villamos szelep anódja és katódja közé legalább a szabaddáválási idejének tartamára lezáró irá-55 nyú feszültséget kapcsolunk, azzal jellemezve, hogy egy inverter alapegységben az egyik vezérelhető villamos szelepen, lezárása előtt átfolyt árammal energiatárolót, pl. kondenzátort töltünk fel és az így nyert feszültséget is az eneren giatárolóhoz tartozó lezárandó egyik vezérelhető villamos szelep anódja és katódja közé mint záróirányú; ugyanezen energiatárolóhoz tartozó másik villamos szelep anódja és katpdja közé pedig mint átvezető irányú feszültséget rákap-65 csoljuk, majd a másik vezérelhető villamos sze-3
