192930. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kapcsolóüzemű teljesítménytranzisztoros egyenáramú hajtás számára
3 192930 •1 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés kapcsolóüzemű teljesitménytranzisztoros egyenáramú hajtás számára, melyben hálózati egyenirányító kimeneti kapcsaira egyrészt kondenzátor, másrészt egy közös kollektor-anódú tranzisztor-dióda pór és egy közös emitter-katódú tranzisztor-dióda pár csatlakozik oly módon, hogy az egyik pár diódájának katódja és a másik pár tranzisztorának kollektora a kondenzátor egyik fegyverzetéhez, míg a másik pár diódájának anódja és az egyik pór tranzisztorának emittere a kondenzátor másik fegyverzetére csatlakozik, továbbá az egyik tranzisztor-dióda pár közösített kollektor-anódjára és a másik tranzisztor-diódapór közösített emitter-katód jóra egyenáramú motor armatúra körének kapcsai csatlakoznak. A kapcsolóüzemű teljesítménytranzisztoros egyenáramú hajtások költségeit és külméretét nagymértékben befolyásolja, hogy egy vagy két forgásirányba kell-e a fordulatszámot változtatni, ill. egy vagy kétirányú motoráramot kell-e biztosítani. Amíg az egy forgás- és áramirányra alkalmas egynegyedes hajtás teljesítményköre egy tranzisztor-dióda párból felépíthető, addig a két-, illetve négynegyedes hajtásokhoz már két, ill. négy tranzisztor-dióda pár szükséges, és e két utóbbinál általában beépítenek még egy további tranzisztor-dióda párt is (fék-chopper), amely a közbenső egyenfeszültség káros mértékű megnövekedését hivatott megakadályozni, ha a motor energiát táplál viszsza. Mindezek alapján a két-, ill. négynegyedes hajtások három, iu. őt tranzisztor-dióda párt tartalmaznak, melyben a fék-chopperen kívüli tranzisztor-dióda párok fél- vagy teljeshid kapcsolást alkotnak. Ezek a kapcsolások ismertek, felhasználásuk széleskörű. A hajtással szemben támasztott igények alapján történik meg a megfelelő tápegység kiválasztása. Minthogy az ismert kapcsolások csak egy-, kettő, ill. négynegyedes üzemmódra alkalmasak, háromnegyedes feladatra is az öt tranzisztor-dióda párból álló - négynegyedes üzemre alkalmas - kapcsolást kényszerül a felhasználó alkalmazni (pl. emelőhajtások egy részénél). Ismeretes olyan megoldás is, mint pl. a 2 719 290 B2 sz. DE közzétételi iratban ismertetett megoldás inverterkapcsolásra (DC/ /AC átalakító) vonatkozik és egy energiaátvivö, potenciál-leválasztást is megvalósító transzformátort tartalmaz. Az ott leírt megoldás felhasználható azonban - szinuszos moduláció helyett egyenösszetevőjű vezérléssel - 4/4 egyenáramú hajtás (DC/DC átalakító) céljára is, ha a motorkor és az egyenáramú tápforrás között a galvanikus szigetelést kis méretű és súlyú transzformátorral kívánatos megvalósítani. Egyenirányítóról történő táplálás esetén azonban az ott leírt kapcsolási elrendezést ki kell egészíteni egy további, ötödik tranzisztorral, ami az ún. fék-chopper szerepét tölti be. Erre azonban ez a leírás nem tér ki. Az említett változtatásokkal létrehozott egyenáramú hajtás - a potenciál-leválasztástól eltekintve - szolgáltatásaiban a szükséges teljesítménytranzisztorok számát illetően, azonos a szokásos 4+1 teljesítmény tranzisztorból álló hídkapcsolásúakkal, azonban bonyolult vezérlést igényel, és előállítási költségei is viszonylag nagyok. A találmány célja a fenti megoldásnál lényegesen egyszerűbb és olcsóbb hajtás létrehozása, amely bér korlátozott területen (3/4 üzemre alkalmasan), a gyakorlat számára azonban rendkívül gazdaságosan oldja meg a problémát. A találmány szerinti kapcsolás lehetővé teszi, hogy három tranzisztor-dióda pár elegendő legyen a háromnegyedes hajtási feladatra szolgáló teljesítménykor kiépítéséhez, ezáltal két teljesítménytranzisztor megtakarítható az ismert megoldásokhoz képest. A találmány szerinti megoldás az ismert kétnegyedes üzemvitelre alkalmas kapcsolásra épül, amely átlósan két tranzisztor-dióda pírt tartalmaz. A találmánynak a lényege, hogy mindkét tranzisztor emitter-kollektora körével egy-egy dióda anód-katódja van párhuzamosan kötve, továbbá a két tranzisztor emittere közé egy harmadik tranzisztor kollektor-emitter köre és egy azzal sorbakapcsolt ellenállás is csatlakozik. A találmányt részletesebben az alábbi áörák alapján ismertetjük: 1 ábra a találmány szerinti megoldás kapcsolási vázlatát ábrázolja, 2 ábra a találmány szerinti kapcsolással megvalósítható üzemi tartományokat mutatja. TI tranzisztorból és Dl diódából felépített egyik TI, Dl tranzisztor-diódapár, továbbá a T2 tranzisztorból és D2 diódából felépített másik T2, D2 tranzisztor-dióda pár a’kotja az ismert átlós félhid kapcsolást. A TI és T2 tranzisztorokat El és E2 erősítő periodikusan, azonos PWM jelről vezérli. Ennek hatására a periódusidő egyik részében a Tl, T2 tranzisztor, a másik részében a Dl, D2 dióda vezeti az i. motoráramot, ha a T3 tranzisztor nem vezet. Attól függően, hogy a Tl, T2 tranzisztorok a periódusidő hányad részében vezetnek, változik M motor u kapocsfeszültségének középértéke, ill. a fordult. tszám nagysága. Ha a Tl, T2 tranzisztorok a periódusidő fele idejében vezetnek, a for— dulatszám zérus, ha annak nagyobbik részében vezetnek pozitív, ha pedig annak kisebbik részében vezetnek, negativ forgásirányba képes az M motor forogni. Az i motoráram azonban csak pozitív polaritású lehetne, ha az alapkapcsolást nem egészítenénk ki a lalálmány szerinti a 03, D4 diódából, R ellenállásból és T3 tranzisztorból álló áramkörrel. 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
