191779. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés állásos követőszabályozású inverter kialakítására
1 191 779 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés állásos követőszabályozású berendezés kialakítására. amelynek vezetőjelgenerátora van, és ennek kimenete egy első különbségképző egyik bemenetére csatlakozik, komparátorának kimenete egy vezérlőáramkör bemenetére van kötve és a vezérlőáramkör egyik kimenete egy főáramköri áramirányító bemenetére, a főáramköri áramirányító kimenete pedig egy szűrő bemenetére kapcsolódik, míg a főáramköri áramirányító másik bemenetére a betáplálás csatlakozik. Az úgynevezett állásos követőszabályozásokat egyszerű felépítésüknek köszönhetően az utóbbi években egyre inkább alkalmazzák a teljesítményelektronikai berendezésekben, főként inverterekben. A legegyszerűbb egyhurkos szabályozási körök azonban, amint ezt az irodalomból is ismert (lásd: Dr. Nagy László: Állásos követőszabályozással ellátott szinuszos kimeneti feszültségű áramellátási inverterek alapvető működési folyamatai c. kandidátusi értekezés) a gyakorlati alkalmazás követelményeinek — a kimenetükön több-tárolós kevéssé csillapított lengő jellegű szűrőket tartalmazó áramátalakító berendezésekben - nem felelnek meg. Ezért a szabályozási kört egy második (belső) visszacsatoló hurokkal kell kiegészítem. A gyakorlatban több különböző megoldás vált ismertté, azonban egyik sem nyújt minden körülmények között használható általános és optimális megoldást. Kernick és társai a 3 636 430 számú US szabadalmi leírásban szereplő egyhurkos szabályozókörrel tettek kísérletet. Ez a megoldás tartalmaz vezető jelgenerátort, különbségképzőt, komparátort, vezérlő áramkört, áramirányítót, és szűrőt, a mi bejelentésünkkel megegyező módon. A kevéssel későbbi, 3 648 150 számú bejelentésükkel már elismerték a többhurkos rendszer alkalmazásának szükségességét. Az általuk kidolgozott megoldás szerint a második visszacsatolóágba egy olyan korrekciós impulzussort előállító kiegészítő áramkört kell elhelyezni, amely a komparátor megfelelő bemeneti szintelhúzásával figyelembe veszi, hogy egy átkapcsolásnál a beavatkozás hatásossága jelentős mértékben függ attól, hogy a gerjesztőfeszültség és a kimeneti feszültség polaritása azonos, vagy ellentétes. Ez az eljárás kisteljesítményű esetekben kielégítő eredményeket szolgáltat, azonban nagy teljesítményű berendezésekben történő alkalmazása már igen sok járulékos problémát vet fel. hiszen a kapcsolási szám csak nehezen optimalizálható. Más megoldást javasol a 181.511 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás. Második visszavezetésként itt elvi megoldás gyanánt a kimeneti feszültség differenciál-hányadosát alkalmazzák, aminek gyakorlatilag is jól realizálható esetét fogalmazza meg a 2. igénypont. E szerint az energiaátalakító kimeneti kapcsaira párhuzamosan kapcsolódó szűrőkondenzátor áramával arányos jelet vezetik viszsza, mint a szabályozási hurok ellenőrző jelét. Az eredmény igen jól áttekinthető rendszer, amely azonban a nagyteljesítményű, összetett kimeneti szűrőköröket tartalmazó berendezésekben nem szolgáltat megfelelő, optimális, egyszerűen beállítható működést. Ezért célul tűztük ki olyan kapcsolási elrendezés kidolgozását, amely az előbb említett megoldások hátrányaitól mentes és a segítségével tetszés szerinti teljesítményű. feszültségű, illetve áramú, kiváló dinamikus tulajdonságokkal és az optimális kapcsolási frekvencián működő, jó hatásfokú áramátalakító berendezés realizálható. FElismertük ugyanis, hogy az előbb említett előnyös tulajdonságokat úgy tudjuk biztosítani, ha a beavatkozást a vezetőjel és a kimeneti jellemzők pilla natértékének megfelelően az áramátalakító megfelelő pontjairól befolyásoljuk, illetve a minőségi jellemzők javítására egy úgynevezett kiválasztó logika segítségével az áramirányító kimeneti jeléhez hasonló jelet állítunk elő, amelyen keresztül az impul/usszclességmodulációt megfelelően módosítjuk. A kitűzött célt a bevezetőben körülírt kapcsolási elrendezéssel a találmány szerint úgy értük el. hogy második és harmadik különbségképző, kiválasztó logika, első és második integrátor és feszültséggenerátoros kimenet esetén áramérzékelő, áramgenerátoros kimenet esetén feszültségérzékelő, összefoglalóan érzékelő egység is van a kapcsolási elrendezésben. Az első különbségképző kimenetére egy második különbségképző egyik bemenete kapcsolódik, míg a második különbségképző kimenetére a komparátor bemenete van kötve. A vezérlőáramkör egy másik kimenetére a kiválasztó logika bemenete van kötve. A kiválasztó logika kimenete a második integrátor bemenetére, míg annak kimenete a harmadik különbségképző egyik bemenetére kapcsolódik. A szűrő kimenete az érzékelő egység bemenetére van kötve, és az érzékelő egység egyik kimenete egyrészt a követőszabályozású berendezés kimenetére, másrészt egy első integrátoron keresztül a harmadik különbségképző másik bemenetére, továbbá az első különbségképző másik bemenetére van kötve. Az érzékelő egység másik kimenete a második különbségképző másik bemenetére csatlakozik és a harmadik különbségképző kimenete a második különbségképző további bemenetére kapcsolódik. A találmányunk egy egyenértékű változata szerint a bevezetőben ismertetett kapcsolási elrendezést második és harmadik különbségképző, első és második integrátor és érzékelő egység is módosítja. Az első különbségképző kimenetére egy második különbségképző egyik bemenete kapcsolódik, míg a második különbségképző kimenetére a komparátor bemenete van kötve. A főáramköri áramirányító kimenetére a második integrátor bemenete, míg a második integrátor kimenetére a harmadik különbségképző egyik bemenete kapcsolódik. A szűrő kimenete az érzékelő egység bemenetére van kötve, és az érzékelő egység egyik kimenete egyrészt a követőszabályozású bérén dezés kimenetére, másrészt egy első integrátoron keresztül a harmadik különbségképző másik bemenetére továbbá az első különbségképző másik bemenetére van kötve. Az érzékelő egység másik kimenete a második különbségképző másik bemenetére csatlakozik, és a harmadik küíönbségképző kimenete a második különbségképző további bemenetére kapcsolódik. Találmányunk egy további egyenértékű változata szerint a bevezetőben leírt kapcsolási elrendezés segítségével a kitűzött célt úgy biztosítjuk, hogy második, és harmadik különbségképző első és második integrátor, érzékelő egység és leképező egység is van. Az első különbségképző kimenetére egy második különbségképző egyik bemenete kapcsolódik és a főáramköri áramirányító kimenetére a leképező egység egyik bemenete is csatlakozik. A leképező egység egy másik bemenete a főáramköri áramirányító másik bemenetével van összekötve és a leképező egység kimenete a második integrátor bemenetére, a második in5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
