190049. lajstromszámú szabadalom • Transzformátoros szünetmentes áramforrás
190 049 A találmány tárgya transzformátoros szünetmentes áramforrás. Az utóbbi években egyre inkább bővült a folyamatos energiaellátást igénylő berendezések köre. Ilyen berendezések például az elektronikus számítógépek, a különféle folyamatos üzemet igénylő technológiák vezérlő és irányító berendezései, repülőterek irányító központjai, kórházi műtők és speciális egészségügyi berendezések, például vastüdők. Ezek a fogyasztók általában 50 Hz frekvenciájú szabványos egy- vagy háromfázisú váltakozó feszültséget igényelnek. Az energiaellátás szünetmentessége azt jelenti, hogy a fogyasztók csak néhány msec-nyi ideig tartó feszültségkiesést képesek elviselni. Hosszabb feszültségkiesés már komoly zavart okozhat a működésükben, adott esetben le is állíthatja azt. A szünetmentes energiaellátás biztosítására többféle energiatárolós megoldást dolgoztak már ki. Ezek közül legkorszerűbb a statikus inverterrel működő rendszer; ennek lényege abban van, hogy a rendelkezésre álló hálózati váltakozó feszültséget egyenirányítva akkumulátortelepet töltenek és az akkumulátor feszültségét inverterrel váltakozó feszültséggé alakítják vissza és ennek a kivezetéseit kapcsolják a folyamatos energiaellátást igénylő fogyasztóra. Az inverteres energiaellátó rendszernek hátránya, hogy beruházási és üzemeltetési költségei rendkívül magasak, továbbá az elkerülhetetlen helyi energiatárolás miatt elegendően nagy kapacitású akkumulátortelepre van szükség. Az akkumulátortelep közismerten igen rossz hatásfokú, karbantartási igénye rendkívül magas, élettartama pedig kicsi. Az akkumulátor költségei csak akkor mérséklődnek, ha a létesítményben, például védelmi célokra egyébként szükség van egyenfeszültségre. Az inverterek beruházási költségei rendkívül magasak, például néhányszor 10 kW teljesítményű inverter költségei elérik a millió forintos nagyságrendet. Ezt a magas költséget egyrészt a teljesítményelektronika alkatrészeinek magas ára okozza, valamint az egyedi gyártású készülékek magas fejlesztési költségei, így ez a költség a közeljövőben várhatóan nem is fog csökkenni. A találmányunkkal az volt a célunk, hogy olyan transzformátoros szünetmentes áramforrást dolgozzunk ki, ahol a közbenső energiatároló rendszer elhagyásával biztosítjuk az energiaellátást úgy, hogy ugyanakkor a költségek csökkennek és az energiaellátás minősége javul. A találmányunk azon a felismerésen alapult, hogy nagyobb fogyasztók esetében általában mindenütt rendelkezésünkre áll egymástól gyakorlatilag független, de azonos fázisú váltakozó feszültségforrás és ezeknek segítségével olyan transzformátort lehet létrehozni, amely alkalmas szünetmentes biztonsági áramforrásként. A találmány tárgya szünetmentes tápellátást biztosító áramforrás, amely galvanikusan leválasztott primer és szekunder tekerccsel és vasmaggal ellátott transzformátort tartalmaz, ahol a transzformátor primer kivezetésével feszültségcsökkenési kapcsolók vannak sorosan kapcsolva. 3 A találmány szerinti transzformátoros szünetmentes áramforrás egyik előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy a transzformátor legalább két, független azonos fázisú primer feszültségre kapcsolt primer tekercset, legilább egy szekunder tekercset tartalmaz és a primer kivezetésekkel sorosan kapcsolt feszültségcsökkenési kapcsolók egy-egy vezérlő áramkör bemenetelre vannak kapcsolva, míg ugyanezen vezérlő áramkörök egy-egy további bemenete egy, a primer feszültségek szinkron ál'apotát figyelő érzékelőegység egy-egy kimenetével vannak összekötve és a vezérlő áramkörök kimenetei egyegy teljesítményillesztő fokozaton keresztül vannak egy-egy kapcsolóval összekötve, amely illesztő fokozatok íz első indításhoz egy-egy nyomógombbal is el vannak látva. A találmány egy további előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy valamennyi tekercs egy közös vasmagon van elhelyezve. A találmány szerinti transzformátoros szünetmentes áramforrás egy másik előnyös kiviteli alakját az jellemzi, hogy a primer tekercsek külön-külön vasmagon vannak elhelyezve és egy-egy primer tekercshez legalább egy szekunder tekercs van csatlakoztatva és az azonos fogyasztókra csatlakoztatott szekunder tekercsek egymással párhuzamosan vannak kapcsolva. A találmány szerinti szünetmentes áramforrást a továbbiakban példakénti kiviteli alakjai segítségével, ábrákon ismertetjük részletesebben. Az 1. ábrán a találmány szerinti áramforrásnál alkalmazott transzformátor egyik példakénti kiviteli alakja láthitó vázlatosan, a 2. ábrán a transzformátor további példakénti kiviteli alakja látható, a 3. ábrán a transzformátor látható a hozzá csatlakoztatott elemekkel szintén vázlatosan, a 4. ábrán a találmány szerinti transzformátor vezérlő egysége, azaz a szünetmentes áramforrás blokkvázlata látható. Az 1. ábrán látható a találmány szerinti szünetmentes áramforrás lényegét képező transzformátor egy példakénti kiviteli alakja. Ennél a kiviteli alaknál egy közös 3 vasmagra van az 1 és 2 primer tekercs, valamint 4 szekunder tekercs elhelyezve és egymástól galvanikusan leválasztva. A 2. ábrán a transzformátor egy további lehetséges kiviteli alakja látható, ahol két különálló 3 és 3 vasmagra van a két 1 és 2 primer tekercs és ebben az esetben két 4 és 4 szekunder tekercs elhelyezve. így biztosítható ugyanis, hogy ha bármelyik Upl vagy Up2 primer feszültség kimarad, valamelyik 4 vagy 4’ szekunder tekercs biztosan kap geijesztést. Ahhoz azonban, hogy a transzformátor megfelelően működjön, biztosítani kell, hogy az Upl, Up2, primer feszültség vagy adott esetben még több primer feszültség azonos fázisú legyen, továbbá biztosítani kell, hogy egymástól független legyen, mert csak így valósítható meg, hogy az egyik Upl primer feszültség kimaradása nem jár együtt a másik Up2 primer feszültség kimaradásával. 4 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
