165768. lajstromszámú szabadalom • Berendezés kombinált áramfeszültség jelleggörbe tirisztoros szaggató áramkörrel történő megvalósítására
3 165768 4 fojtótekercset, transzformátort, valamint energia visszatáplálására vagy elnyelésére szolgáló diódát és/vagy ellenállást tartalmazhat. A bemutatott példában a szűrő áramkör fojtótekercset és visszatápláló diódát tartalmaz. 5 Sok gyakorlati alkalmazásnál felmerül a feszültségszabályozás, ill. a kombinált feszültség- és áramszabályozás szükségessége. Kézi ívhegesztésnél a feszültségszabályozó kör segítségével beállítható a legelőnyösebb ívgyújtási feszültség. Védőgázas 10 ívhegesztésnél az ivfeszültség a feszültségszabályozóval a kívánt értéken tartható, az áramszabályozó kör pedig a tranziens áramcsúcsokat a tirisztoros szaggató áramkör számára veszélytelen értékre korlátozza. Akkumulátor töltésénél az 15 áramszabályozó kör a töltőáramot, a feszültségszabályozó kör a töltés befejeztével a kapocsfeszültséget határozza meg. Ezen túlmenően az áramszabályozó és feszültségszabályozó körök között megfelelő kapcsolat kialakításával szinte 20 tetszőleges áram-feszültség jelleggörbe biztosítható a berendezés számára, amely a gyakorlati alkalmazások körét még jobban bőviti. Kézenfekvő a gondolat, hogy a feszültségszabályozás az áramszabályozáshoz hasonló módon megvalósítható az 25 1. ábra szerinti blokkvázlat 12 vezérlőegységének bemenetére a 8 és 9 kimenőkapcsok feszültségével arányos jelet adva. Ez az út azonban nem járható, ugyanis ha a terhelés dinamikus ellenállása kicsi (pl. a villamos ív dinamikus ellenállása 30 zérus, sőt negatív is lehet, az akkumulátorok belső ellenállása ugyancsak nagyon kis érték), úgy az áramkör működése kedvezőtlen lesz, vagy teljesen lehetetlenné válik. Belátható, hogy a kimenőfeszültség az áramszabályozásnál leírt mű- 35 ködési elvnek megfelelően egy minimális és maximális érték között ingadozik, a megfelelő kimenőáram ingadozás a terhelés dinamikus ellenállásával fordítottan arányos és a dinamikus ellenállás csökkenésével növekszik, esetleg a ter- 40 helés számára megengedhetetlen értékig. Zérus vagy negatív dinamikus ellenállás esetén a rendszer nem működhet. Ezenkívül a szaggatókör kapcsolási frekvenciája nagyon erősen függne a terhelés dinamikus ellenállásától. A terhelés 45 dinamikus ellenállásának növekedésével a kapcsolási frekvencia egyenes arányban növekednék. A találmány tárgya olyan berendezés, amely a terhelés dinamikus ellenállásától független, stabil működést biztosít a hozzákapcsolt tirisztoros 50 szaggatókör számára, melynek változtatható kimeneti áram-feszültség jelleggörbéjét a kimenőfeszültség és a kimeneti áram elektronikus szabályozás útján állítja elő. A találmány azon felismerésen alapszik, hogy a 55 feszültségszabályozás fenti problémái kiküszöbölhetők azáltal, ha a kimenőfeszültség szabályozása nem közvetlenül a 8 és 9 kimenőkapcsokról vett jellel történik, hanem a tirisztoros szaggatókör 4 és 5 kapcsairól vett feszültség időbeni integrálját 60 szabályozzuk az áramszabályozásnál ismertetett kétpontos szabályozási elv szerint, ugyanis meglepő módon azt tapasztaltuk, hogy a 4, 5 pontok és a 8, 9 pontok feszültségeinek időbeli integráljai jó közelítéssel azonosak, és a 4, 5 65 pontok feszültségére történő szabályozás stabil szabályozókört ad. Ezzel a megoldással elérhető, hogy a kimenőáram ingadozás és a kapcsolási frekvencia az adott terhelés dinamikus ellenállásától független legyen. A találmányt részletesebben kiviteli példák segítségével ismertetjük. az 1. ábrán az ismert, áramértékre történő szabályozás tömbvázlatát mutatjuk be, a 2. ábrán a találmány szerinti berendezés egy példaképpeni tömbvázlata látható, a 3. ábrán a 2. ábrán látható találmány szerinti berendezés feszültségalakjait mutatjuk be, a 4. ábrán a kimeneti áram-feszültség jelleggörbét mutatjuk be, az 5. ábrán a vezérlőegység egy kiviteli példája látható. Az 1, 2 bemeneti kapcsok 3 szaggatókörön és 6 szűrő áramkörön keresztül a 10 terhelésre csatlakoznak (2. ábra). A 6 szűrő áramkör és a 10 terhelés közé 7 áramérzékelő van beiktatva, amely 12 vezérlőegység 14 áram-ellenőrzőjel bemenetére csatlakozik. A 3 szaggatókör és a 6 szűrő áramkör közötti 4 és 5 kapcsok 16 feszültségosztó és/vagy leválasztó fokozaton és 13 feszültségintegrátoron keresztül a 12 vezérlőegység 15 feszültség-ellenőrzőjel bemenetére vannak kötve. A 10 terhelés 8 és 9 bemeneti kapcsai 18 nullkomparátoron keresztül vannak a 12 vezérlőegység 19 gyújtó bemenetére kapcsolva. A 12 vezérlőegység kimenete a 3 szaggatókörre van kötve. A feszültségszabályozás a következőképpen történik: a 4 és 5 kapcsok feszültségével arányos jelet, amelyet a 16 feszültségelosztó és/vagy leválasztó fokozat kimenetén kapunk, a 13 feszültségintegrátor bemenetére vezetjük. Ha a 3 szaggatókör vezet, a 13 feszültségintegrátor kimenőfeszültsége, amely a 15 feszültség-ellenőrzőjel bemenetén is megjelenik, mindaddig emelkedik, amíg a 20 feszültségalapjel bemenetén megjelenő jel által meghatározott középértéket a feszültségszabályozás sávjának megfelelő értékkel túllépi. Ekkor a 12 vezérlőegység a 3 szaggatókört kikapcsolja. A szaggatókör mindaddig kikapcsolva marad, amíg a 15 feszültségellenőrzőjel bemenetén megjelenő jel feszültségé a feszültségingadozás sávjának megfelelő értékkel a 20 feszültségalapjel bemeneten megjelenő feszültség értéke alá nem csökken, amikor a 12 vezérlőegység a 3 szaggatókört újra bekapcsolja. A jellemző feszültségalakok ohmos terhelés esetén a 3 a, b, c ábrán láthatók. A 4 és 5 kapcsok feszültségének középértéke a 20 feszültségalapjel bemeneten uralkodó feszültséggel a- kívánt értéken tartható. Mivel állandósult állapotban a 6 szűrő áramkör ohmos feszültségesése elhanyagolható, a 8 és 9 kimenőkapcsokon a feszültség egyenlő lesz a 6 szűrő áramkör előtti U4 _ 5 feszültség középértékével, amire a szabályozás tulajdonképpen történik. 2
