163578. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés hálózati transzformátor nélküli egyenirányításhoz a hálózattól galvanikusan elválasztott egyenfeszültség előállítására

9 163578 10 egyenirányító kiviteli alakja kisteljesítményű áramátalakítás esetekre. A kapcsolás a 7. ábra szerinti egyenirányító kiviteli alakja, melynél az Ekl-Ek2, valamint az Ek3 és Ek4 elektronikus kapcsolók szilícium NPN tranzisztorok. Az áramköri elemekkel szemben támasztott követelmények megegyeznek a 3. ábrához leírtakkal. A 10. ábra a találmány szerinti egyfázisú kétutas egyenirányító tranzisztoros kiviteli alakjának elvileg felvázolható működés-idő diagrammja. A működés a 2., 4., 8. ábrához leírtakkal összhangban történik és jól szemlélhető a 10. ábra alapján. Az 'ábrán az az állapot vari rögzítve, amikor a hálózatra kapcsolás a t=0 idő pillanatban történik és ekkor kezdődik a hálózati váltakozó feszültség pozitív félperiódusa (10/a ábra). A 10/b és a 10/d ábrán a T1-T2 és a T3-T4 tranzisztorokat működtető ellentétes vezérlő feszültség látható. A tranzisztorok működési állapotát a 10/c és a 10/e ábra mutatja be. A T3 és a T4 tranzisztor a TI és T2 időpillanat között azért nincs vezetési állapotban (8/e ábra), mert a Cp2 pufferkondenzátor és a Or tároló kondenzátor még üres, így nincs kollektor-emitter feszültségük. A 10/c és a 10/g, valamint a 10/e és a 10/i ábrák összehasonlításából látható, hogy a galvanikus elválasztás biztosítva van. így az URT egyenfeszültség a hálózattól galvanikusan elválasztott, tehát bármelyik pólusa földelhető. Ali. ábra a találmány szerinti egyfázisú kétutas egyenirányító kiviteli alakja közepes és nagyteljesítményű áramátalakítás esetére. A kapcsolás a 7. ábra szerinti egyenirányító kiviteli alakja, melynél az Ekl-Ek2, valamint az Ek3-Ek4 elektronikus kapcsolók kioltható tirisztorok. Az áramköri elemekkel szemben támasztott követelmények megegyeznek az 5. ábrához leírtakkal. A 12. ábra a találmány szerinti egyfázisú kétutas egyenirányító tirisztoros kiviteli alakjának elvileg felvázolható működés-idő diagrammja. A működés a 2., 6., 8. ábrához leírtakkal összhangban történik és jól szemlélhető a 12. ábrán. Az ábrán az az állapot van rögzítve, amikor a hálózatra kapcsolás a t=0 idő pillanatban történik és ekkor kezdődik a hálózati váltakozó feszültség pozitív félperiódusa (12. ábra). A 12/b és a 12/c ábrákon a Thl-Th2, illetve a Th3-Th4 kioltható tirisztorokat működtető vezérlő feszültségek láthatók. A tirisztorok működési állapotát a 12/d és a 12/e ábra mutatja be. A Th3 és Th4 kioltható tirisztor a TI és T4 időpillanat között azért nincs vezetési állapotban (12/e ábra), mert a Cp2 pufferkondenzátor és a CT közös tároló kondenzátor még nincs feltöltve, így a Th3 és Th4 kioltható tirisztoroknak nincs anód-katód feszültsége. A 12/d és a 12/g, valamint a 12/e és a 12/i ábrák összehasonlításából látható, hogy a galvanikus elválasztás biztosítva van, így az ŰRT egyenfeszültség (12/j ábra) a hálózattól galvanikusan elválasztott. A találmány szerinti galvanikus elválasztást biztosító egyenirányító alkalmas többfázisú szimmetrikus hálózati váltakozó feszültség egyenirányítására. A többfázisú hálózati váltakozó feszültség egyutas egyenirányításakor annyi, az 1., 3., 5. ábrán látható egyfázisú egyutas egyenirányító szükséges, amennyi a fázisok száma. Valamennyi egyfázisú egyutas egyenirányító ekkor a közös CT tároló kondenzátorra, illetve a vele párhuzamos RT terhelő ellenállásra dolgozik1

. A működés az 1—6. ábrákhoz tartozó leírásokkal összhangban történik. Az egyes egyfázisú egyutas egyenirányítók működése közötti fáziskülönbség áp°°,

ahol P a fázisok száma. A többfázisú hálózati „váltakozó feszültség kétutas egyenirányításakor pedig annyi, a 7., 9., 11. ábrán látható egyfázisú kétutas egyenirányító szükséges, amennyi a fázisok száma. Valamennyi egyfázisú kétutas egyenirányító ekkor a közös CT tároló kondenzátorra és a vele párhuzamos RT terhelő ellenállásra dolgozik. A működés a 7-12rábrákhoz tartozó leírásokkal összhangban történik. Az egyes egyfázisú kétutas egyenirányítók működése közötti fáziskülönbség ^^, ahol P a fázisok száma. Mint látható, a tanulmány megoldja a galvanikus elválasztás problémáját amellett, hogy az egyenirányítóból kiküszöböli a hálózati transzformátort. A galvanikus elválasztás, illetve a berendezésnek a hálózattól történő elszigetelése a felhasznált diódák és tranzisztorok vagy kioltható tirisztorok minőségétől függ, vagyis attól, hogy ezek az elemek mennyire közelítik meg az ideális elektronikus kapcsolót. Az szükséges tehát, hogy ezen elemek ellenállása vezető állapotban a lehető legkisebb, nem vezető állapotban a lehető legnagyobb min. 10 MZ legyen. A találmány szerinti egyenirányító további előnye, hogy nincs szórt mágneses tere, szemben a hálózati transzformátoros egyenirányítóival, melynél a szórt mágneses tér ellen hatásos árnyékolással kell védekezni. Szabadalmi igénypontok 1. Kapcsolási elrendezés hálózati transzformátor nélküli egyenirányításhoz a hálózattól galvanikusan elválasztott egyenfeszültség előállítására, azzal jellemezve, hogy a hálózat két ágában egymással sorbakapcsolt elektronikus kapcsolóelempárja, azok közös csatlakozási pontjaira kapcsolódó tároló eleme, valamint legalább az egyik elektronikus kapcsolóelemnek a hálózattal fázismerev kapcsolatban levő vezérlőegysége van. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakja egyfázisú, egyutas egyenirányításhoz azzal jellemezve, hogy az első elektronikus kapcsolóelemeként a két ágban elhelyezett diódája (Dl és D2), a második elektronikus kapcsoló elemeként a vezérlőegységgel működtetett elektronikus kapcsolója (EklésEk2), a két elektronikus kapcsolóelem közé elhelyezett tárolóelemként kondenzátora (Cp), valamint egy további, a terheléssel (RT) párhuzamosan kapcsolt második tárolóeleme, célszerűen kondenzátora (CT) van. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a második vezérelt elektronikus kapcsolóelempárja (Ek 1 -Ek2) tranzisztor (T1 és T2). 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti kapcsolási elrendezés kiviteli alakja azzal jellemezve, hogy a vezérlőegysége vezériőtranszformátor. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 5