182624. lajstromszámú szabadalom • Szünetmentes egyenfeszültségű áramforrás
182624 A találmány tárgya szünetmentes egyenfeszültségű áramforrás egyenfeszültségű fogyasztók táplálására. Az egyenfeszültséggel táplált fogyasztók jelentős hányada szünetmentes energiaellátást igényel. K követelmény biztosításának egyik módja olyan kapcsolási elrendezés használata, amelynél a váltakozófeszültségű hálózat egyenirányítón át táplálja a fogyasztót és ennek egyenfeszültségű kapcsaira akkumulátortelep is van kötve. Az akkumulátor töltéséhez vezérelt egyenirányító szükséges, amelynek a teljesítménytényezője a szabályozási állapottól függően általában 0,7—1 között változik. Pufferüzemben, amikor az egyenirányító kimeneti feszültsége a csepptöltési szintnek felel meg, a teljesítménytényező értéke 0,7 körül van. Az akkumulátorral párhuzamosan kapcsolt fogyasztó energiaellátása az üzemidő legnagyobb részében ilyen teljesítménytényezőjű üzemben történik, ami a hálózat üzemvitele szempontjából hátrányos. A váltakozófeszültségű hálózat bármilyen jellegű, de a fogyasztó üzemét zavaró hibája esetén — legyen az teljes feszültségkimaradás, vektörképtorzulás vagy feszültségletörés — a fogyasztó táplálását az egyenirányító helyett késedelem nélkül az akkumulátor veszi át. A váltakozófeszültségű hálózat rendelkezésre állása után az egyenirányító a fogyasztó táplálása mellett az akkumulátort is feltölti. Ha az akkumulátort optimálisan rövid idő alatt kívánjuk feltölteni, akkor az szükséges, hogy az akkumulátor feszültségét a csepptöltési feszültség fölé emeljük. Ez savas akkumulátor esetén kb. 10%, lúgos akkumulátorok esetén kb. 15% nagyságú, néhány óra időtartamú feszültségemelkedést jelent, ami a fogyasztó üzemét esetleg zavarja. Az akkumulátort a töltési folyamat során le lehet ugyan választani és külön berendezéssel lehet tölteni, ez esetben azonban egy váltakozófeszültségű hálózati hiba esetén az akkumulátor és a fogyasztó pillanatszerű összekapcsolását kell biztosítani. Hasonló problémát kell megoldani abban az esetben is, amelynél egyenirányítóval táplált fogyasztó energiaellátását az egyenirányítót tápláló váltakozófeszültségű hálózat hibája esetén egy külön töltővel ellátott — esetleg más célra is szolgáló — akkumulátorról pillanatszerű átkapcsolással kell biztosítani. A gyakorlatban ilyen eset akkor fordul elő, amikor meglévő egyenáramú tápforrásra további fogyasztókat kell kapcsolni, amelyeknek a táplálásához az akkumulátortelep kapacitása még elegendő, az akkumulátortöltő kimeneti árama viszont nem elegendő a megnövelt fogyasztói áram és az akkumulátortelep töltőáramának egyidejű szolgáltatásához. A problémát okozó gyakorlati változatok száma még csak nő, ha figyelembe vesszük azokat az eseteket is, amelyekben több egyenfeszültségű tápforrás kombinációja táplálja a fogyasztókat, amelyeket megbízhatósági vagy üzemviteli szempontok miatt különböző program szerint kell az egyes egyenfeszültségű tápforrásokra rákapcsolni, illetve azokról lekapcsolni. Természetesen az egyenfeszültségű tápforrás nemcsak akkumulátortelep, hanem egyenfeszültséget előállító bármilyen eszköz lehet. 3 A találmány célja tápfeszültség kimaradásra, feszültség eltérésre érzékeny fogyasztók szünetmentes egyenfeszültségű energiaellátásának biztosítása az e célból ismert kapcsolási elrendezésben használt töltők, akkumulátorok számának csökkentése, az egyes egységek kihasználhatóságának javítása mellett. A találmány alapja egyenirányítókkal, akkumulátortöltőkkel, akkumulátorokkal és egyenáramú tirisztorkapcsolókkal megvalósított szünetmentes egyenfeszültségű tápforrás, amelyben az egyenáramú tirisztorkapcsolók kikapcsolása az egyenirányítókat tápláló váltakozófeszültségű hálózatról történik oly módon, hogy az egyenirányító transzformátorának egyik szekunder tekercséről vett, az egyenirányítót tápláló feszültségnél nagyobb feszültségről segédtirisztoron át a kikapcsoláshoz szükséges ideig negatív zárófeszültség jut az egyenáramú tirisztorkapcsolókra. Az egyenáramú tirisztorkapcsolók kikapcsolását követően hálózati kommutáció révén a segédtirisztor is kialszik. A találmány szerinti szünetmentes egyenfeszültségű áramforrás gazdasági előnye egyrészt az, hogy az egyenáramú tirisztorkapcsolók az általánosan használt kényszerkommutációs áramkörök helyett, annál lényegesen egyszerűbb, olcsóbb és megbízhatóbb eszközzel kapcsolhatók ki. Másrészt az egyenfeszültségű fogyasztók áramellátása az akkumulátortelepektől szétválasztva, a váltakozófeszültségű hálózatról táplált egyenirányítón keresztül történhet, ami jelentősen javítja a rendszer hálózati teljesítménytényezőjét. Különösen jó a hálózati teljesítménytényező, ha vezéreletlen egyenirányító táplálja a fogyasztókat. A feladat megoldása szünetmentes egyenfeszültségű áramforrás váltakozófeszültségű hálózathoz csatlakozó transzformátorral és ennek legalább egy szekunder tekercsű oldaláról táplált, a kimenő kapcsaival fogyasztóhoz csatlakozó főegyenirányítóval, valamint egyik kapcsának a főegyenirányító égjük kimenő kapcsával összekötött akkumulátorral, amelynek másik kapcsa főtirisztoron át a főegj-eniránjűtó másik kimenő kapcsával van összekötve, amelynél azonban a találmány értelmében a transzformátor legalább egy szekunder tekercsével póttekercs van sorosan kötve, a főegyenirányítónak a fogj’asztóhoz csatlakozó másik kapcsa segédtirisztoron át a póttekercshez van kötve, a hálózat és a főtirisztor, illetőleg a segédtirisztor közé pedig feszültségfigyelő van iktatva. Amint látni fogjuk, a találmány szerinti szünetmentes egj’enfeszültségű áramforrás előnye az, hogj’ a szünetmentes energiaellátás biztosításához szükséges működtetések, kapcsolások, az energiaáramlás folj'tonosságát nem zavarják, kapcsolóként egyszerű felépítésű, természetes kommutációjú tirisztorkapcsolók alkalmazhatók, a fogj’asztók az üzemidejük legnagyobb részében a váltakozófeszültségű hálózatról vezéreletlen egj'enirányítón keresztül üzemeltethetők, ami a teljesítményténj'ező szempontjából nagj’on kedvező. A találmányt rajzok alapján részletesebben ismertetjük, amelyek közül az 1. ábra a találmány szerinti szünetmentes egyenfeszültségű áramforrás példakénti kiviteli alakja leg-4 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
