182888. lajstromszámú szabadalom • Statikus frekvenciakonverter konstans egyenfeszültségű inverterbemenettel
1 182 888 2 leállítja a generátor energiaellátását és kikapcsolja a statikus frekvenciakonvertert. A 2 inverter tápfeszültségét egyenáramú tápáramforrás szolgáltatja. A 2 inverter kimenetén egyfázisú váltakozóáramú konstans négyszögfeszültségű és konstans frekvenciájú áram jelenik meg. A vezérlő és automatikai 8 egység elektronikus vezérlőszerve az inverter működéséhez szükséges impulzusokat a választott frekvencia szerint állítja elő. A vezérlő és automatikai 8 egység a 7 transzformátor feszültségéről, a 6 transzformátor kimenőáramáról kap információt, és ezáltal hozza létre a védelmet. Ezen kívül a vezérlő és automatikai 8 egység az esetleges belső vagy egy külső rövidzáron kívül a 16 áramkörről, a konstans feszültségű közbenső áramkör a feszültségéről polaritásfordítás esetén feszültségjel-információt kap, ami az inverter belső rövidzárvédelmét biztosítja. A vezérlő és automatikai 8 egység ezen kívül a 3 és 4 kapcsolók működtetésekor a konverter be-, illetve kikapcsolását végzi a statikus frekvenciakonverter be-, illetve kikapcsolásakor, vagy pedig ha valamely hiba folytán kikapcsolás következik be. Az inverter kimenőáramát az 5 árammérő transzformátora méri. A találmány szerinti statikus frekvenciakonverter egyik kiviteli alakja esetén az inverter áramszaggató működésének vezérlését áramszaggató segédtirisztorok végzik, mely esetben az oltókondenzátor le van választva. A 2. ábra szemlélteti a szaggató Ti, T2, T3, T4 fő tirisztorokat, amelyek amikor vezető állapotban vannak, a vezérlőbemeneteikre adott gátló feszültséggel lezárhatók. Az inverter terhelése a Tj, T2,13, T4 főtirisztorokból alkotott híd középső sarkaihoz van csatlakoztatva. Minthogy a Tj, T4 főtirisztorok együttesen kapcsolnak ki, ez a körülmény határozza meg, hogy a terhelőáram egy fél periódus ideig nem folyik. Abban a pillanatban, amikoT a T], T4 főtirisztorok kikapcsolnak, a Csj, Cs2, Cs3, Cj4 kondenzátorok töltését a Taj, segédtirisztorok biztosítják, amelyek vezérlőimpulzusokat kapnak. A kondenzátorokat az alábbi kapcsolási elemekből alkotott oszcillátoráramkör tölti: Ti főtirisztor, Tai segédtirisztor, Lsi tekercs, Csi kondenzátor, valamint a T4 főtirisztor, Tg2 segédtirisztor, Lg tekercs, Cg kondenzátor. A Csi, C$4 kondenzátorok feladata, hogy a Ti, T4 főtirisztorokat abban a pillanatban tartsák vezető állapotban, amikor a Tg, Tg segédtirisztorok kikapcsolnak. Ekkor az említett kondenzátorok kisütő oszcillációs folyamata megindul, miáltal a T!, T4 főtirisztorok tovább vezetnek. A kondenzátort kisütő áramot a fent említett áramkörökhöz hasonló áramkörök zárják. Az oszcillátoráramkör kapcsolása folyamán a terhelőáram biztosítva van. A kisütő áramcsúcsot a tirisztorokra kapcsolt antiparalell Di, D2 diódák vezetik le. Amint a kapcsolás befejeződött, a T] ', T4 főtirisztorokra adott blocking feszültség leesik, a T2, T3 főtirisztorok kikapcsolnak, és ezzel egyidejűleg a T3 főtirisztor és a Tg segédtirisztor is kikapcsol. A terhelést a T2, T3 főtirisztorok veszik át a másik félperiódusban. A szaggató kondenzátorok töltését ekkor a fentiekben ismertetett áramkörhöz hasonló áramkör megfelelő polaritása biztosítja. A szaggatóáramkör működését a T2, T3 főtirisztorok vezérlése biztosítja. Amint a reaktív terhelés létrejött, azaz amikor a Ti, T4 főtirisztorok szaggatnak, a reaktív terhelőáramot a rekuperáló D], D2 diódák vezetik, azaz ezen diódák a terhelőáram nagyságától függő idő alatt vezetik az áramot. A 3. ábra az inverter elektronikus vezérlésének kapcsolását szemlélteti. Ez a kapcsolás biztosítja a főtirisztorok kívánt frekvenciával való kapcsolgatását. Az inverter működésének frekvenciáját egy óragenerátor biztosítja, amely a 4a. ábrán látható négyszögfeszültséget szolgáltatja. A 17 generátor által létrehozott impulzusokat a 18 triggeráramkör két részre választja, és a 4b. ábrán látható 1/2 kitöltési tényezőjű jelsorozatot hozza létre. A 18 triggeráramkör által létrehozott impulzusokat a 19 bistabil triggeráramkör a 4c. ábrán látható fél impulzusokká alakítja. A 18 triggeráramkör kimenetén megjelenő négyszögímpulzusokat egy 20 integráló áramkör integrálja, és egy háromszög alakú feszültséget hoz létre, amely a 4d. ábrán látható. Ezt a háromszögfeszültséget adjuk a Schmitt-triggerrel alkotott 21 komparátor bemenetére, a 22 potenciométerről levett változtatható jellel együtt. A 21 komparátor kimenetén az impulzusok impulzusszünettel jelennek meg, aholis az impulzusszünet hosszát a 22 potenciométerre adott folytonos feszültség szintje határozza meg (lásd 4e. ábra). Ezeket az impulzusokat a 19 bistabil triggeráramkör által adott jelekkel együtt a 23 és 24 kapuáramkörökre adjuk. A 23 és 24 kapuáramkörök kimenetein (ezek az áramkörök koincidencia-áramkörök) a 4f. és 4g. ábrán látható alakú impulzusokat kapjuk, amelyeknek homlokszélessége félperiódus nagyságú, és frekvenciája az inverter működési frekvenciájával azonos. A félperiódusú impulzusokat a 25 és 26 differenciáló áramkörökkel differnciáljuk, miáltal a félperiódusú impulzusok kezdetének pillanatában rövid differenciál: mpulzusokat kapunk, ahogy ezt a 4h. és 4j. ábrák mutatják. Ugyanezen félperiódusú impulzusokat a 27 és 28 tiltóáramkörökkel re verzáljuk, majd a 29 és 30 differenciáló áramkörökkel differenciáljuk. A differenciáló áramkörök kimenetén rövidlefutású impulzusokat kapunk a félperiódusú impulzusok végein, ahogy ezt a 4L és 4k. ábrák ábrázolják. A fentiek szerint kapott differenciált impulzusokat a 31, 32, 33 és 34 monostabil áramkörökre adjuk, amelyek konstans hosszú jelhomlokú impulzusokat hoznak létre. Ezeket az impulzusokat erősítjük a 35, 36, 37 és 38 erősítőkkel. Ezek az erősítők táplálják a 39,40,41 és 42 impulzustranszformátorok primertekercseit. Ezen transzformátorok szekundertekercsei szolgáltatják a tirisztorokat szaggató vezérlőfeszültségeket. A 43 és 44 Schmitt-triggerek bemeneteire 500 Hz frekvenciájú impulzusokat adunk. Ezen impulzusokat, amelyeket a 45 astabil billenőáramkör hozza létre, a 43 és 44 Schmitt triggerekre adjuk, amelyeknek kimenetein a félperiódusú jelek végéig jel van jelen, ahogy ez a 41. és 4m. ábrákon látható. A 43 és 44 Schmitt-triggerek kimenetein megjelenő impulzusok ellenkező fázisúak. Ezeket az impulzusokat a 46, 47, 48 és 49 impulzuserősítőkre adjuk, amelyek az 50, 51, 52 és 53 impulzustranszformátorokat táplálják. Az 50 és 51 impulzustranszformátorok szekundertekercsei közül kettő-kettő egymással össze van kötve, és ezen szekundertekercsek vezérlik a konverter kapcsolásának T ! és T4 fő tirisztorait. A konverter impulzusszélessége a főtirisztorok áramvezetésének periódusidejével egyezik meg. Az 52 és 53 impulzustranszformátorok szekundertekercsei kettesével vannak összekötve, és a T2, T3 fő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
