186043. lajstromszámú szabadalom • Impulzusüzemű tápforrás indukciós melegítés céljára
1 186 043 2 A találmány tárgya indukciós melegítés céljára szolgáló impulzusüzemű tápforrás, amely ferromágneses betétek (Curie-pontnál kisebb hőmérsékletre való) hevítésére különösen alkalmas. Az indukciós hevítés bizonyos technológiai alkalmazásánál célszerű vagy elkerülhetetlen a váltakozóáramú hálózatról vett villamos energia átalakítása nagyobb frekvenciájúvá. Ezt a feladatot középfrekvencián (500—10000 Hz-ig) régebben forgógépes motor-generátorral valósították meg, újabban egyre inkább félvezetős tápforrásokat használnak. Az eddigi közel szinuszos induktorfeszültséget adó rezgőkörös félvezetős, középfrekvenciás tápforrások a főáramkör, de különösen a vezérlő áramkörök tekintetében többnyire bonyolult felépítésűek és ennek következtében az ilyen berendezések tervezése és elkészítése nagy körültekintést igényel. A technika mai állapotát az ilyen félvezetős tápforrásokról pl. az alábbi szakkönyvek jellemzik: Berkovics, Ivenszkij, Joffe, Matcsak, Morgun: Nagyfrekvenciás tirisztoros átalakítók (orosz nyelven) „Energija” Kiadó Leningrád, 1973. és Heumann, Stumpe: Tirisztortechnika, Műszaki Könyvkiadó, 1971. (5.3.4. Rezgőkörös inverterek: 200—208, old.). A találmány célja az, hogy az indukciós melegítés bizonyos célfeladataira alkalmas olyan impulzusüzemű tápforrást hozzunk létre, amely mind a főáramkör, mind a vezé'rlőáramkör tekintetében az eddigi megoldásoknál lényegesen egyszerűbb és olcsóbb. Az előbbiekben megjelölt célnak megfelelően a találmány impulzusüzemű tápforrás, amely bemenetén egyenfeszültségű tápforrásra, kimenetén betéttel ellátott induktorra csatlakozik, és egymáshoz kapcsolódó töltőáramkört, kisütő áramkört és vezérlőáramkört tartalmaz, amelyet az jellemez, hogy a töltőáramkört alkotó fojtótekercs, kondenzátor és töltődióda oly módon vannak sorba kapcsolva, hogy a fojtótekercs a kondenzátor egyik kapcsához, a töltődióda anódja a kondenzátor másik kapcsához, katódja pedig az egyenfeszültségű tápforrás negatív kapcsához csatlakozik, továbbá a kondenzátor és a töltődióda közös kapcsa a kisütő áramkörhöz tartozó tirisztor katódjára csatlakozik és a tirisztorral ellenpárhuzamosan dióda van bekötve, továbbá a tirisztor vezérlőelektródája a vezérlőáramkörhöz tartozó hatásos ellenálláson keresztül a töltődióda katódjára csatlakozik, a bemeneti kapcsokat a fojtótekercs szabad vége és a töltődióda katódja, a kimeneti kapcsokat pedig a tirisztor anódja, valamint a kondenzátornak a fojtótekerccsel közös kapcsa képezik. A találmány előnyös kiviteli alakja lehet, ha a fojtótekercs és a kondenzátor változtatható kivitelű. A találmányt jellemezheti még, hogy a hatásos ellenállás helyére más passzív jelformáló kerül. A találmányt rajzok alapján ismertetjük. A mellékelt rajzokon az 1. ábra a találmány szerinti tápforrás kapcsolási elrendezését, a 2. ábra az 1. ábrán látható berendezés főbb villamos jellemzőinek időbeli lefolyását mutatja működés közben. A találmány szerint tápforrás az 1. ábrán a 3, 4, 7, 8, 6 és 4 kapcsokkal határolt egység. A bemenetet a 3 és 4 kapcsok, a kimenetet a 7 és 8 kapcsok alkotják. A bementi 3 és 4 kapcsokra a K kapcsolóval az 1 és 2 pontokról egyenfeszültségű tápforrás csatlakozik, amely pl. háromfázisú, hídkapcsolásos -diódás vagy tirisztoros- egyenirányító lehet. (Ilyen esetben a kapcsoló az egyenirányító váltakozóáramú oldalán van.) A kimeneti 7 és 8 kapcsokra csatlakozik az I induktor, amelyben a hevítendő B betét foglal helyet. Az I induktor ábrán látható közvetlen csatlakoztatása helyett a csatlakoztatás illesztő transzformátor közbeiktatásával is elvégezhető. A találmány szerinti tápforrásban (1. ábra) három részáramkört különböztethetünk meg. A töltőáramkört, amely az L fojtótekercset, a C kondenzátort és a Dl töltődiódát tartalmazza. A kisütőáramkört, amely a C kondenzátorból, a T tirisztorból és a D2 diódából áll. A töltőkör és kisütőkör együttesen a főáramkört képezik. A vezérlőkört, amely a Dl töltődiódát, a T tirisztor vezérlő elektródáját és az R hatásos ellenállást tartalmazza. Az L fojtótekercs, a C kondenzátor, a Dl töltődióda, a D2 dióda, a T tirisztor és az R hatásos ellenállás esetleg több egység soros, vagy/és párhuzamos kapcsolásából állhatnak. A R hatásos ellenállás helyett más passzív jelformáló eszközt is lehet használni a T tirisztor gyújtóimpulzusának javítása céljából. A találmány szerinti berendezés áramköri elemei az 1. ábra alapján a következőképpen kapcsolódnak egymáshoz. Az L fojtótekercs, a C kondenzátor és a Dl töltődióda sorosan vannak bekötve. A Dl töltődióda anódja csatlakozik a C kondenzátorhoz. A Dl töltődióda katódját kell az egyenfeszültségű tápforrás negatív kapcsára kötni. A Dl töltődióda katódja és az L fojtótekercs szabad vége képezik a bemeneti 3 és 4 kapcsokat. A C kondenzátor és a Dl töltődióda közös 6 kapcsa a T tirisztor katódjára kapcsolódik. A T tirisztor anódja és a C kondenzátornak az L fojtótekerccsel közös 5 kapcsa képezik a kimeneti 7 és 8 kapcsokat. A T tirisztorral ellenpárhuzamosan van bekötve a D2 dióda. A T tirisztor vezérlőelektródája az R hatásos ellenálláson keresztül a Dl töltődióda katódjára csatlakozik. A találmány szerinti berendezés a következőképpen működik. A K kapcsoló zárása után (1. ábra) az egyenfeszültségű hálózat a feszültségmentes C kondenzátort az L fojtótekercsen és a Dl töltődiódán keresztül tölti a rezgőkör félperiódusidejéig. A töltőáram irányváltását a Dl töltődióda akadályozza meg. A töltés befejezésének pillanatában a C kondenzátor feszültsége nagyobb az 1 és 2 kapocs közti feszültségnél, ezért a Dl töltődiódára záróirányú feszültség jut, amely a T tirisztor gyújtóáramkörében az R hatásos ellenálláson át áramot indit és a C kondenzátor feszültségének hatására nyitóirányban előfeszített T tirisztor vezetni kezd. Az I induktor és a C kondenzátor alkotta veszteséges rezgőkörben egy periódusideig tartó, impulzusszerű, csillapodó áramlengés keletkezik, amelyet egyik irányban a T tirisztor, másik irányban a D2 dióda vezet. Eközben a C kondenzátor feszültsége is csillapodó lengést végez. Amikor ez a feszültség az 1 és 2 kapocs közti feszültség értékénél kisebb lesz, a C kondenzátor a hálózatból az L fojtótekercsen és a Dl töltődiódán keresztül ismét feltöltődik. Néhány ilyen ciklus után beáll az állandósult állapot, amelynek eredményeként az I induktoron átfolyó áramimpulzu-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
