193726. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egy- vagy többfázisú inverterek főtirisztorainak oltására
Ion található főtirisztorok gyújtó jeleiből logikai VAGY kapcsolattal lehet előállítani. A kikapcsolást akkor kell végrehajtani, amikor valamelyik főtirisztort vagy főtirisztorokat oltani kívánjuk. Az oltható K,, K2 tirisztoroknak az oltási folyamat során legalább annyi ideig kikapcsolt állapotban kell maradnia, amennyi az adott körülmények között a főtirisztorok szabaddáválásához szükséges. A terhelés munkapontjától függően számos egyéb kezdeti és végállapota lehet az inverternek, be lehet azonban látni, hogy a leírt módon végrehajtott vezérléssel az áramkör helyesen működik. Kihasználva azoltható K,, K2 tirisztorok rendkívül gyors működését, lehetőség van arra, hogy az áramkört zárlatbiztos kialakításúra tervezzük, ami a gyakorlatban igen nagy előnyt jelent. Ha az inverter kimenő kapcsai zárlatba kerülnek vagy félvezető meghibásodás esetleg összegyújtás miatt a pozitív és negatív tirisztoros vonal zárlatba kerül, az ie áramú ueJ (Lj -j-L2) meredekséggel kezd növekedni. Az L| és L2 fojtótekercsek (egyébként is szükséges) értékeinél az áram felfutási meredekség olyan értékű, hogy az oltható K,, K2 tirisztorok maximális kikapcsolható áramának elérése előtt a zárlati áram az oltható K, és K2 tirisztorok kikapcsolásával megszüntethető, azaz a zárlat biztosító kiolvadás nélkül megszakítható. A 4. ábrán a találmány szerinti kapcsolási elrendezés oltókörrel ellátott tirisztorokkal megvalósított változata látható. Itt a kikapcsolható félvezető elem szerepét az oltókörrel ellátott K1, K2 tirisztorok látják el, a hozzájuk tartozó oltókör T7, T8 tirisztorból, D9, D10, Du, D12 diódából, valamint L3 induktivitásból és C kondenzátorból áll. Az Lj, L2 fojtótekercsek szerepe azonos az előzőekben leírtakkal. Az áramkör működése a következő: Kiindulva az előzőekben is felvett vezetési állapotból, a pozitív vonalon kell oltani a K, tirisztort ahhoz, hogy a T,, T5 tirisztor áramát megszakítsuk. Gyújtsuk a T7 tirisztort, aminek hatására a T7 tirisztorból, L3 induktivitásból, C kondenzátorból, D9 diódából, Dn fojtótekercsből álló áramkörben egy szinuszos áram lengés indul meg, amely jóval nagyobb amplitúdójú, mintazie egyenáram. Ennek hatására a K, tirisztor árama megszakad és az L3 induktivitás, C kondenzátor értékétől, valamint a Ckondenzátor kezdeti feszültségétől és az \e egyenáramtól függő ideig a K! tirisztorra záró irányban a Dn dióda vezető irányú feszültsége jut. Az áramkört úgy kell méretezni, hogy ez az idő nagyobb legyen a K, tirisztor szabaddáválási idejénél. Amkor az \c áram kisebb lesz b egyenáramnál, a Du dióda lezár (és mivel közben visszanyerte záróképességét), a K, tirisztor sem vezet, így az ie egyenáram áttevődik a T7 tirisztorból, L3 induktivitásból, C kondenzátorból, D9 diódából, L| fojtótekercsből és T, tirisztorból', illetve T5 tirisztorból álló körre. Az átfolyó áram hatására az uc kondenzátor feszültség (amely már előzőleg polari- 4 5 tást váltott) addig növekszik, míg ki nem nyit a D4 és D2 dióda, amikor az L3 induktivitás és C kondenzátor és a hozzá kapcsolódó félvezetők árama megszűnik. Ezzel a 2. ábrának megfelelő állapot alakul ki, és hasonlóképpen juthatunk el a 3. ábrának megfelelő vezetési állapotba. Az oltási folyamat alatt a C kondenzátor feszültsége polaritást váltott, így az oltókor készen áll a negatív oldalon végrehajtandó oltásra. A leírt áramkör igen kedvező tulajdonságokkal rendelkezik, pl. mindössze egy oltóköri kondenzátort és induktivitást tartalmaz, de más elrendezésű oltókörök is alkalmazhatók a K, és K2 tirisztorok oltására. összefoglalva a találmány szerinti inverter oltást megvalósító kapcsolási elrendezések előnyös tulajdonságait: — Nem tartalmaznak a főáramkörben oltóköri induktivitásokat (a di/dt korlátozó fojtok nagyságrendekkel kisebbek). Ez gazdasági szempontból előnyös, de műszakilag is igen kedvező, mert jobb hatásfokot és kisebb belső impedanciát eredményez. — Az inverter főtirisztorok számára biztosított szabaddáválási idő elektronikus vezérléssel határozható meg, nem függ erősáramú elemek értékétől, tehát bármely tirisztorhoz (mindössze szoftver változtatással) beállítható. Ebből az is következik, hogy áramköri okok nem teszik szükségessé gyors (inverter típusú) tirisztorok alkalmazását, ami jelentős anyagköltség megtakarítást eredményezhet. — A főtirisztorok áram és feszültség igénybevétele ideális, miután sem köráramok, sem túlfeszültségek nem lépnek fel az oltókör működése során. Ez azt jelenti, hogy a főtirisztorok kihasználása 30—50%-kal jobb lehet a találmány szerinti megoldás esetén. A találmány nincs a kiviteli példákban és alkalmazásokban ismertetett megoldásokra korlátozva, hanem kiterjed az igénypontokban, különösen a főigénypontban oltalom alá helyezett összes megoldásra. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Kapcsolási elrendezés egy- vagy többfázisú inverterek főtirisztorainak oltására, amely kapcsolási elrendezésben váltakozóáramú pontjain közösített, ellenpárhuzamos tirisztoros (T^.Tg), illetve diódás (D,...D6) hídkapcsolás van, amely diódák (D,...D6) közösített katódjai egyenfeszültség forrás pozitív kapcsához (P), közösített anódjai egyenfeszültség forrás negatív kapcsához (N) csatlakoznak, azzal jellemezve, hogy a kapcsolási elrendezésnek a tirisztorok (T^.-Tg) közösített anód pontjaihoz, illetve közösített katód pontjaihoz csatlakozó vonalaiba oltható vagy oltókörrel ellátott tirisztorok (K,, K2) vannak az egyenfeszültség forrás pozitív kapcsától (P) a negatív kapocs (N) felé folyó áram vezetésére alkalmas polaritással sorbakötve. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy az oltható 6 193726 5 10 15 20 25 30 35 4C 45 50 55 60 65
