186360. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és impulzusváltóirányító kapcsolási elrendezés egyenáramú energiának - előírt jellemzőjű - váltakozó árammá átalakítására
5 186360 6 sok egymás mellé helyezésével hosszabb eredő pozitív impulzus, negatív keskeny impulzusok egymás mellé helyezésével hosszabb eredő negatív impulzus alakítható ki. A keskeny impulzusok periodikus és folyamatos előállítása esetén megválasztható egy olyan nagyobb, az üzemi fü frekvencia periódusidejének tört részét kitevő (a továbbiakban: kapcsolási) periódusidő, amelyen belül létrehozva egy eredő pozitív vagy negatív impulzust vagy mindkettőt, ezen nagyobb kapcsolási periódusidőn belül képezhető olyan kitöltési a tényezőjű eredő impulzus, amelynek az e kapcsolási periódusidőre vett átlagértéke jó közelítéssel egyezik a kívánt kimeneti jel ugyanezen kapcsolási periódusidőre vett átlagértékével, így előállítható az ismert megoldásokban leírt impulzusvezérlési mód azzal az előnnyel, hogy a gyakorlatban szükséges feszültségtranszformáció, és az egyenáramú feszültségforrás galvanikus elválasztása, az előírt üzemi fQ frekvenciánál számottevően magasabb frekvencián megoldható. Találmányunk szerint a különböző áramköri részek technológiai korlátainak kedvezőtlen kihatásait oly mó ■ don csökkentjük, hogy egyfelől a szaggató kapcsolási műveletet, másfelől a pólusváltó kapcsolási művelete? egymástól függetlenül előállított vezérlőjelekkel vezéreljük; ennek köszönhetően eltérő szempontok szerint alakíthatjuk ki az egyenáramú tápforrás és a központ energiatároló közötti kapcsoló mechanizmust, illetve a központi energiatároló és a fogyasztó(k) közötti kap csoló mechanizmust. Ez a kettébontás akkor is kedvezőbb feltételeket biztosít, ha szükség van a kimeneti oldalon olyan kapcsolókra is, melyek szaggatási ft frekvencián üzemelnek. Ez a helyzet, ha a bemeneti oldalon a betáplálás szimmetrikus, így ellentétes polaritású, váltakozó impulzussereg érkezik a központi energiatárolóra. Az ismert impulzusváltó-irányító kapcsolásoknál ez a megfontolás még nem ismerhető fel. Vannak megoldások, melyeknél azonos típusú kapcsolóeszközök (pl. tranzisztoros kapcsolók) valósítják meg a szaggató, illetve pólusváltó kapcsolási műveleteket; másoknál különböző típusú kapcsolóeszközöket alkalmaznak (pl. főtirisztorok, illetve oltótirisztorok), az impulzusfeszültség különböző értékeit az említett kapcsolóeszközök különböző csoportjainak (a kapcsolási elrendezés eltérő ágainak) áramvezetése juttatja a fogyasztóra. A komutációs folyamathoz a központi energiatárolón túlmenően az ismert megoldásoknál általában további energiatárolókat is alkalmaznak és az alkalmazott kapcsolóeszközök árama két okból is szélsőségesen ingadozik : — egyrészt a különböző impulzusfeszültség-szintek kialakításának megfelelően a kapcsolóeszközök többsége (vagy összessége) a fogyasztói áram félperiódusán át (vagy annál is hosszabb időn át) ciklikusan felváltva árammentes ; — másrészt a kialakuló áramcsúcsok jelentős számú kapcsolóeszközön (elsősorban az oltótirisztorokon) csak rövid ideig, egy teljes fogyasztói periódusidő 0,5—10 százalékig lépnek fel. Ismeretes, hogy a kurrens félvezető kapcsolóeszközök kihasználhatósága az átfolyó áram ingadozásával, a bekapcsolási hányad csökkentésével gyorsan romlik. További nehézség az ismert impulzusváltó-irányító kapcsolások megépítésénél, hogy az egyes kapcsolási elrendezésekre jellemző legnagyobb áramcsúcsok, feszültségcsúcsok és dinamikus kapcsolási igénybevételek (gyors feszültség-, illetve áramnövekedés, rövid szabaddá válási időköz után visszatérő nyitóirányú feszültség) ugyanazokon a kapcsolóeszközökön lépnek fel; a rendelkezésre álló kapcsolóeszközök különböző határadatai pedig elsősorban egymás rovására, kompromisszum árán növelhetők. A találmány szerint a folyamatot megvalósító kapcsolóeszközök teljes készletét alapvetően két csoportra osztjuk. Az egyik csoportba tartoznak azok a kapcsolóeszközök, melyek a tápforrás csatlakoztatására szolgáló egyenáramú bemeneti kapcsok és a központi energiatároló között vannak beiktatva, ezt első kapcsoló áramkör alkotja. A második csoportba azok, melyek a központi energiatároló és a kapcsolási elrendezés váltakozóáramú kimeneti kapcsai között vannak elrendezve, ezt második kapcsoló áramkör alkotja. Általában az első, illetve második kapcsoló áramkör fogalomkörébe kapcsolók serege értendő (pl. fázisonkénti stb.), a találmány szerinti kialakítás mellett azonban alkalmasan elrendezett és bekötött egy-egy kapcsolószerv is alkothatja az első, illetve második kapcsoló áramkört. A találmány szerinti kapcsolási elrendezésben a központi energiatárolón kívül további energiatároló(k) —■ ha egyáltalán — mindenkor legfeljebb az egyik oldalon (az első vagy a második kapcsoló áramkörben) szükségesek. Központi energiatárolóként transzformátort alkalmazunk, ennek előnye, hogy vele megoldható az egyenáramú tápforrás és a fogyasztók galvanikus szétválasztása, a kívánt feszültségszintre való transzformáció, valamint az induktív energia átvitel az üzemi fü frekvenciánál lényegesen nagyobb frekvencián kisebb méretek mellett, gazdaságosabban végezhető. Az ismert megfontolások alapján a találmány szerinti eljárás olyan esetekben alkalmazható, amelyeknél egyenáramú tápforrás és váltakozóáramot igénylő fogyasztóik) közé legalább egy központi energiatároló transzformátort iktatunk, a központi energiatároló transzformátor és a fogyasztó(k) közti villamos csatolás polaritását a fogyasztói üzemi fü frekvencia ütemében periodikusan váltogatjuk, a tápforrás felőli energiaáramot az üzemi fü frekvencia sokszorosát kitevő szaggatási f( frekvencia ütemében szaggatjuk, a kívánt váltakozóáramú teljesítmény egymást követő időintervallumaiban elvárt átlagértékeihez az átlagértékkel arányos impulzus kitöltési a tényezőre információt hordozó vezérlőjelet képezünk, és a fogyasztó(k) elé szűrőt iktatunk. Eljárásunk lényege, hogy a központi energiatároló transzformátortól a fogyasztóik) felé folyó energiaáramot a szaggatási fL frekvenciánál kisebb, de az üzemi fü frekvencia többszörösével egyező nagyságú kapcsolási f2 frekvencia ütemében periodikusan kapcsoljuk, a kapcsolás l/f2 periódusidején belül a bekapcsolt állapot időtartamát a kitöltési a tényezőre információt hordozó jellel vezéreljük, miközben a bekapcsolási periódusidőn belül a bekapcsolt állapot időtartama alatt a szaggatott energiaáramot kétszeres szaggatási f, frekvencia ütemében egyik — a kívánt váltakozóáramú jelalaknak az üzemi frekvencia adott periódusidején belül megkívánt polaritásával egyező irányú energiaáramot létesítő — értelmű művelettel kapcsoljuk, míg a kikapcsolt állapot időtartama alatt vagy az energiaáramot szüneteltetjük, 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
