176283. lajstromszámú szabadalom • Kapcsoló berendezés váltakozó áramú fogyasztók bekapcsolására, a bekapcsoláskor fellépő áramtranziens csökkentésére
5 176283 6 lamely részletben további részletet különböztetünk meg, a hivatkozási számot betűvel, a hivatkozási betűt számmal egészítjük ki. Az 1. ábra egy olyan ismert megoldást szemléltet, amelynél 11 fogyasztó és soros 12 ellenállás, hálózati 13 kapcsolón át van a váltakozó áramú hálózatra kapcsolva. Néhány kW teljesítményű motoroknál és más fogysztóknál a bekapcsolás elvégezhető egy tolóellenállással. A soros 12 ellenállás változtatását 14 szervomotor végzi. Ez a megoldás lehetővé teszi, hogy a 11 fogyasztó bekapcsolásakor fellépő áramtranziens jelentősen csökkenjen. A 2. ábra egy olyan másik ismert megoldást mutat, amelynél all fogyasztó és negatív hőfoktényezőjű soros 12 ellenállás hálózati 13 kapcsolón át van a váltakozó áramú hálózatra kapcsolva. A negatív hőfoktényezőjű ellenállások alkalmazása azonban csak kis, legfeljebb néhány Amper áramfelvételű fogyasztóknál alkalmazható. A 3. ábrán látható ismert megoldásnál a 11 fogyasztón n számú soros 12a, 12b, 12c ellenálláson és a hálózati 13 kapcsolón át van a hálózatra kapcsolva. A 11 fogyasztó lehet egy hálózati transzformátor primer tekercse, vagy egy váltakozó áramú motor. Ennél a megoldásnál az n számú soros 12a, 12b, 12c ellenállás értékét n számú 15, 16, 17 relé szekvenciális bekapcsolásával csökkentik. A hálózati 13 kapcsoló bekapcsolásakor a 13c érintkezőn keresztül az egyenáramú 10 feszültségforrás n számú késleltető 18, 19, 20 elemen át feszültséget kapcsol az ugyancsak n számi 15, 16, 17 jelfogóra. A feszültség hatására előbb az első késleltető 18 elemen át meghúz az első 15 jelfogó, a két 15a érintkező záródik és így az első soros 12a ellenállást kiiktatja a 11 fogyasztó áramköréből. Ezután a második késleltető 19 elemen át meghúz a második 16 jelfogó, a két 16a érintkező záródik, és ez a második 12b ellenállást iktatja ki a 11 fogyasztó áramköréből. Ez így folytatódik mindaddig, míg végül az n-edik késleltető 20 elemen át meghúz az n-edik 17 jelfogó is, ekkor a két 17a érintkező is záródik és így az utolsó n-edik soros 12n ellenállás is kiiktatódik a 11 fogyasztó áramköréből. Ezt követően a 11 fogyasztó már közvetlenül a hálózatra van kapcsolva. Az előbbiekben bemutatott ismert megoldások hátrányaira a leírás általános részében már részletesen kitértünk, ezért itt ezek ismétlését nem tartjuk szükségesnek. Amint a rajz 4. ábráján látható, a találmány szerinti kapcsoló berendezés egy példakénti kiviteli alakjánál a berendezésnek láncbakapcsolt szinkronizáló 21 egysége, késleltető 22 egysége, kapcsoló 23 szerve és esetleg hálózatfigyelő áramkörrel ellátott kapcsoló 25 szerkezete is van. A kapcsoló 23 szerv a 24 fogyasztóval sorba, közvetlenül a hálózatra van kapcsolva. A szinkronizáló 21 egység két bemeneté vagy közvetlenül a hálózatra, vagy a kapcsoló 23 szerv két kimenetére van kapcsolva. Abban az esetben, ha a szinkronizáló 21 egység közvetlenül a hálózatra csatlakozik, a szinkronizáló 21 egységet el kell látni nullátmenet figyelő áramkörrel. A szinkronizáló 21 egység a váltakozó áramú hálózati feszültség null-átmeneteinél egy szinkronizáló jelet állít elő, mellyel a késleltető 22 egységet vezérli. Ahhoz, hogy a késleltető 22 egység működésbe lépjen, meg kell szüntetni az indító h bemenet és a föld közötti rövidzárat. A rövidzár megszüntetése után a késleltető 22 egység késleltetése T/2 értékű, ahol a T a hálózati periódusidő. A késleltető 22 egység a vezérlő g bemenetére érkező szinkronizáló g’ jelet időben változó módon késlelteti. A változó módon késleltetett szinkronizáló g’ jelek a kapcsoló 23 szerv bekapcsolását biztosítják. Amíg a késleltető 22 egység késleltetése T/2 értékű, a kapcsoló 23 szerv nem tudja a 24 fogyasztót bekapcsolni, mert a kapcsoló 23 szerv vezérlő impulzusai a hálózati feszültség null-átmeneteinek időpontjaira esnek. A bekapcsolást követően a késleltető 22 egység késleltetése a T/2 értékhez képest fokozatosan csökken, és így a kapcsoló 23 szerv bemenetére érkező vezérlő impulzus hatására a T/2 értékű idő alatt előbb rövidebb, majd egyre hoszszabb időre feszültséget kapcsol a 24 fogyasztóra, tehát az áram folyási szöge egyre nő. A kapcsoló 23 szerv minden félperiódus végén kikapcsol, és az azt követő félperiódusban a vezérlő i’ jellel — impulzussal — újra be kell kapcsolni. Amikor a késleltető 22 egység késleltetése majdnem nullára csökken, az áram folyási szöge közel 180°. A késleltető 22 egység késleltetésének értéke a nullát gyakorlatilag soha nem éri el, mert a kapcsoló 23 szerv bekapcsolása véges idő alatt megy végbe. A kapcsoló 23 szervet vezérlő i’ jel — impulzus — helye a nullátmenetet követően a késleltetés függvényében időben változik. A 24 fogyasztóra jutó feszültség effektiv értéke fokozatosan nő, és a 24 fogyasztón átfolyó áram folyási szöge ennek megfelelően 0°-tól fokozatosan növekedve megközelíti a 180°-ot. A találmány szerinti kapcsoló berendezés egy másik példakénti kiviteli alakjánál a berendezésnek hálózatfigyelő áramkörrel ellátott kapcsoló 25 szerkezete is van. A találmány ezen példakénti kiviteli alakja ugyancsak a 4. ábrán látható. Ennél a megoldásnál a kapcsoló 25 szerkezetnek láncbakapcsolt hálózatfigyelő 26 áramköre, 27 ÉS-kapuja, 28 áramgenerátora és legalább két 29a, 29b munkaérintkezővel és egy 29c nyugvó érintkezővel ellátott kapcsoló 29 jelfogója van. A hálózatfigyelő 26 áramkör két bemenete közvetlenül a váltakozó áramú b, c hálózatra van kapcsolva. A hálózatfigyelő 26 áramkör a 24 fogyasztót automatikusan a b, c hálózatra kapcsolja, ha a hálózati feszültség értéke egy megengedett alsó határérték fölé vagy egy megengedett felső határérték alá kerül. A hálózatfigyelő 26 áramkör j kimenetén logikai IGEN-szintet állít elő, ha a hálózati feszültség értéke az említett megengedett alsó és felső határértékek közé esik. A 27 ÉS-kapu másik bemenetére a külső indítás indító k vezetéke van kötve. A 24 fogyasztót tehát az indító k vezetékre adott logikai IGEN-szinttel lehet a hálózatra kapcsolni. Ha tehát a 27 ÉS-kapu mindkét bemenetére logikai IGEN-szint van kapcsolva, akkor a 27 ÉS-kapu m kimenetén is logikai IGEN-szint jelenik meg. Ennek hatására a 28 áramgenerátor két n, o kimenetére kapcsolt kapcsoló 29 jelfogót bekapcsolja, a kapcsoló 29 jelfogó tehát meghúz, a két 29a, 29b munkaérintkezője zár és a 29c nyugvóérintkezője 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
