189114. lajstromszámú szabadalom • Változtatható frekvenciájú, szinuszos kimenetű, szimmetrikus háromfázisú generátor
1 189 114 2 A találmány egyenfeszültségről vagy egyfázisú hálózatról táplált szimmetrikus háromfázisú generátorra vonatkozik, amelynek frekvenciája változtatható. A gyakorlatban felmerül az az igény, hogy egyfázisú váltakozó feszültségből vagy egyenfeszültségből háromfázisú váltakozó feszültséget kell előállítani. Erre a célra régebben forgógépes átalakítót alkalmaztak, az újabb időkben jobb hatásfokú és korszerűbb invertereket használnak. Az inverterekben az egyenfeszültséget félvezetőkkel (tirisztorokkal) történő szaggatással alakítják négyszögjelekké, amely négyszögjelek szűréséhez nagyméretű L, C elemeket kell használni, ha a torzítási tényezőt kis szinten kívánják tartani. A találmány szerinti megoldással olyan háromfázisú generátort kívántunk létrehozni, amely a szimetrikus háromfázisú feszültség előállításához nem igényel nagyméretű szűröelemeket, és amelynek frekvenciája folyamatosan, vagy tetszés szerinti fokozatokban széles tartományban változtatható. A találmány szerinti megoldásnál a fenti célt úgy érjük el, hogy elektronikus úton kétfázisú feszültséget állítunk elő, ezt erősítjük, majd a felerősített kétfázisú feszültségből megfelelő transzformátorrendszerrel állítjuk elő a háromfázisú feszültséget. A találmány tehát változtatható frekvenciájú, szinuszos kimenetű, szimmetrikus háromfázisú generátor, amelynek egyenfeszültségű tápegysége és ehhez csatlakoztatott háromfázisú szinuszos feszültséget előállító egysége van. A találmányt az jellemzi, hogy egymáshoz képest 90 °-kal eltolt fázisú két szinuszos feszültséget előállító kétfázisú oszcillátora, ennek kimeneteihez kapcsolódó két teljesítményerősítője, amely teljesítményerősítők az egyenfeszültségű tápegységről vannak megtáplálva, és a teljesítményerősítők kimenetéhez csatlakoztatott, a kétfázisú feszültségből háromfázisú feszültséget előállító transzformátorrendszere van. A találmány szerinti generátor kis méretekben megvalósítható. Igen egyszerűen megoldható a frekvencia széles tartományban történő szabályozása is a kétfázisú oszcillátor frekvenciájának folyamatos vagy lépésekben történő változtatásával. A találmánynak főleg kisebb teljesítményű, de nagy fordulatszámú aszinkron motorok hajtásánál van jelentősége, amely motorok fordulatszámát széles tartományban, például 10 000-50 000 ford/perc tartományban kell szabályozni. Ezt a szabályozást a meghajtó háromfázisú feszültség frekvenciájának változtatásával lehet a találmány szerinti generátorral megoldani. A találmány egy előnyös kiviteli alakjában a transzformátorrendszer primer körébe áramváltó által sorosan beiktatott rövidzár- és túlterhelésfigyelő áramkör van, amelynek aktivált állapotban a kétfázisú oszcillátor kimenő feszültségeit letiltó kimenete van. Előnyösen ez a kialakítás úgy van megoldva, hogy a kétfázisú oszcillátor tápfeszültségét külön stabilizált segédfeszültség forrás állítja elő, és a rövidzár- és túlterhelésfigyelő áramkör említett kimenete a segédfeszültség forrás kimenő tápfeszültséget letiltó bemenetére van csatlakozü tva. Ezzel a megoldással a háromfázisú kimeneteken fellépő rövidzár vagy túlterhelés esetén a generátor kimenő feszültsége megszűnik. A rövidzár- és túlterhelésfigyelő áramkör egy további előnyös kialakítás szerint úgy van kiképezve, hogy az áramváltó szekunder tekercséhez egyenirányító közbeiktatásával soros ellenállás és kondenzátor van csatlakoztatva, amely ellenállással dióda van párhuzamosan kapcsolva, továbbá az ellenállás és a kondenzátor közösített kapcsára komparátor csatlakozik, amelynek kimenete képezi a rövidzár- és túlterhelésfigyelő áramkör kimenetét. Ez a kialakítás azt biztosítja, hogy rövidzár- és túlterhelésfigyelő áramkör a kimenő terhelés ugrásszerű növekedését időkéséssel, ugrásszerű csökkenését pedig közel azonos időben követi. Ilyen módon körülbelül 10-12 másodpercig fennálló túlterhelés esetén még nem kerül sor a generátor lekapcsolására, ha azonban a túlterhelés ezen időtartamon túl is fennáll, az áramkör tiltja a kimenetet, megvédve ezzel mind a generátort, mind a fogyasztót a túlterheléstől. Előnyös az olyan kialakítás, amelynél rövidzár- és túlterhelésfigyelő áramkörnek a segédfeszültség forrás kimenő tápfeszültsége eltűnésére a segédfeszültségforrást végleg lekapcsoló tranzisztoros egysége van. A találmány szerinti generátor egy további előnyös kiviteli alakjában a transzformátorrendszer első és második transzformátort tartalmaz, amelynek primer tekercséi sorba vannak kapcsolva, az első transzformátor szekunder tekercsének középleágazó kapcsa a második transzformátor szekunder tekercsének egyik kapcsával van összekötve, az első transzformátor primer tekercsének szabad kapcsa az egyik teljesítményerősítő kimenetére, a második transzformátor primer tekercsének szabad kapcsa a másik teljesítményerősítő kimenetére van csatlakoztatva, és a háromfázisú kimenetet az első transzformátor szekunder tekercsének két kapcsa és a második transzformátor szekunder tekercsének szabad kapcsa képezi. Ez a kiviteli alak a kétfázisú feszültségből a háromfázisú feszültség előállítására az önmagában ismert Scott-transzformátort fordított üzemben alkalmazza. A találmány szerinti generátorban az egyenfeszültségű tápegység lehet például egy akkumulátor, avagy az megvalósítható egy hálózatról táplált transzformátorral és ehhez csatlakoztatott egyenirányító és szűrő egységgel. A találmányt a továbbiakban a rajzokon szemléltetett előnyös kiviteli alakok alapján ismertetjük, ahol az 1. ábra a találmány szerinti generátor egyszerűsített tömbvázlata, a 2. ábra a találmány szerinti generátor tápegységének, segédfeszültség forrásának és rövidzár- és túlterhelésfigyelő áramkörének egy lehetséges kialakítását mutatja, a 3. ábra a találmány szerinti generátor kétfázisú oszcillátorának egy előnyös kapcsolási elrendezését szemlélteti, és a 4. ábra a találmány szerinti generátor transzformátorrendszerének egy előnyös kialakítását mutató vázlatos rajz. Az 1. ábrán 10 hálózati kapcsokon keresztül 12 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
