197126. lajstromszámú szabadalom • Frekvenciaváltó végfokozat, különösen háromfázisú motorok tápellátásához
1 197 126 2 A találmány tárgya frekvenciaváltó végfokozat, különösen háromfázisú motorok tápellátásához, amely vezérlő impulzusokat előállító vezérlő egységet, a vezérlő egység kimenetéire íllesztőfokozatokon át csatlakoztatott, fogyasztó, különösen motor tápellátását biztosító bemeneti kapcsaira vezetett első és második áramerősítő kapcsolófokozatokat tartalmaz, amelyek tranzisztorokkal vannak kialakítva és áramérzékelő elemeken át megfelelő illesztőfokozatokra vannak vezetve. A találmány szerinti frekvenciaváltó végfokozat különösen három- vagy többfázisú motorok, közöttük léptetőmotorok megbízható tápellátásának biztosítására alkalmas, de fontos alkotórésze lehet szünetmentes tápegységeknek is. A frekvenciaváltó kapcsolások alkalmazása motorok tápellátásában jól ismert. Ezek feladata a kívánt frekvenciájú kimeneti feszültség előállítása váltakozóáramú táplálást igénylő, mindenekelőtt három- és többfázisú motorok számára Segítségükkel a motor üzemeltetése során a terhelési feltételeket is figyelembe vevő tápellátás biztosítása, és ebből a célból félvezető kapcsolóelemekkel kialakított teljesítményerősítő fokozatokat tartalmaznak, amelyek áramerősítő kapcsolófokozatokat alkotnak. Az áramerősítő kapcsolófokozatok kialakításához általában tirisztorokat vagy tranzisztorokat használnak. Az előzőekre támaszkodó megoldások számos példája ismerhető meg a szabadalmi szakirodalomból. Bonyolult jelfeldogozásra épülő tirisztoros áraminvertert mutat az 1674/85 ügyszámú HU bejelentés, amelyet 1986-ban T/40 287 szám alatt tettek közzé. Az 1986-ban megadott 4 570 111, 4 584 636 vagy 4 581 693 lajstromszámú US szabadalmi leírások ugyancsak bonyolult kialakítású tírisztoros kapcsolásokat mutatnak be, amelyek célja a tirisztoros kapcsolások számos előnye mellett jelentkező alapvető hátrány, a gyújtási ingadozások hatásának kiküszöbölése. Ha a tirisztor helyett tranzisztort alkalmaznak, akkor a problémát a terhelés áramának a szinuszostól való eltérése, a motor működtetési hatékonyságának csökkenése okozza. Ezek kikerülésére tesz javaslatot a 3131574 ljsz. DE, a 4598239 és 4558269 ljsz. US szabadalmi leírás. A bonyolult kapcsolási elrendezésekben számos olyan digitális logikai elemet alkalmaznak, amelyek a működést a kívántnál nagyobb mértékben teszik összetetté. Az említett tranzisztoros kapcsolások közül találmányunkhoz a 4546422 ljsz. US szabadalmi leírásban bemutatott megoldás tűnik a legközelebbinek. Ebben tranzisztoros áramerősítő kapcsolófokozatok kapcsolódnak a terhelésre, különösen háromfázisú motorra, és a tranzisztorok vezérlését különböző logikai egységekkel kialakított meghajtó fokozatok biztosítják. A meghajtó fokozatokat tartalmazó vezérlő egységben illesztőfokozatok vannak. A kapcsolásban áramérzékelő elemeket alkalmaznak a terhelés állapotában bekövetkező változások követésére. Találmányuk feladata az ismerteknél egyszerűbb felépítésű olyan frekvenciaváltó végfokozat kialakítása, amelynek összetartozó moduljai lényegében csak a felhasznált tranzisztorok határadataival meghatározott motortápfeszültség és terhelés alkalmazását teszik lehetővé, amelyek tehát univerzálisan alkalmazhatók és a végtranzisztorok megválasztásával képesek a szükséges terhelési feltételekhez illeszkedni. A találmány alapja az a felismerés, hogy a modulokat egyedi tápfeszültségellátással kell kialakítani és ehhez optocsatolókat kell használni, amelyek segítségével potenciálfüggetlen szabályozórendszerhez lehet kapcsolódni. A kitűzött feladat megoldására olyan frekvenciaváltó végfokozatot hoztunk létre, amely vezérlő impulzusokat előállító vezérlő egységet, ennek kimeneteire illesztőfokozatokon át csatlakoztatott, a fogyasztó tápellátását bitzosító bemeneti kapcsaira vezetett két áramerősítő kapcsolófokozatot tartalmaz, amelyek tranzisztorokkal vannak kialakítva és áramérzékelő elemeken át a megfelelő illesztőfokozatokra vannak vezetve, ahol a találmány szerint az illesztőfokozatok bemenetéin tápfeszültséget fogadó optocsatolók vannak elrendezve, amelyek kimenete komparátorokra van vezetve, amelyek kimenetei a kapcsolófokozatok egy-cgy bemenetére vannak csatlakoztatva, ahol az egyik áramerősítő kapcsolófokozat jelfeldolgozó egységen és hibajelképző egységen, a másik áramerősítő kapcsolófokozat áram korlátozó egységen keresztül van a megfelelő ilesztőfokozatra kapcsolva, mfgy az áramérzékelő elemek az áramerősítő kapcsolófokozatok kimenetén a fogyasztó bemeneti kapcsaira vezetett ágban elrendezett mérőellenállásként, illetve figyelőellenállásként vannak kialakítva. A találmány szerinti frekvenciaváltó végfokozatban célszerűen a hibajelképző egység bemeneti komparátort, ennek kimenetére csatlakoztatott, tiltójelet előállító kimeneti integrált áramkört tartalmaz, ahol a bemeneti kompa rátör egyik bemenetére a mérőellenállás egyik sarka, másik bemenetére negatív referenciafeszültséget előállító feszültségosztó osztáspontja van csatlakoztatva, míg a kimeneti integrált áramkör másik bemenetére kondenzátoros feszültségosztó osztáspontja van vezetve. Ugyancsak előnyös kiviteli alakja a találmány szerinti végfokozatnak az, amikor a jelfeldolgozó egység a mérőellenállás egyik sarkára kapcsolt, két ingegrált áramkörből felépített csúcsegyenirányító fokozatot tartalmaz, amelynek kimenete optocsatolón keresztül a csúcsegyenirányftó fokozatba vissza van csatolva, illetve további optocsatolóra van vezetve, amelynek a fogyasztó áramával arányos áramjelet szogláltató kiemenete van, míg a két integrált áramkörrel az optocsatoló kimenete vissza van csatolva. A találmány szerinti ferekvenciaváltó egy további előnyös kiviteli alakjában az áramkorlátozó egység a figyelőellenállás két sarkára kapcsolt figyelőegységet és utóbbi kimenetére csatlakoztatott, a megfelelő illesztőfokozat kimenő jelét fogadó kapcsolóegységet tartalmaz, amelyben a kimenő jelet továbbító vezetékre csatlakoztatva bekapcsoláskor feltöltődő kondenzátor van. Célszerűen az illesztőfokozat bemeneti optocsatolót, valamint ennek kimenő jelét és osztott feszültség! elet fogadó kimeneti integrált áramkört tartalmaz. Ugyancsak előnyös, ha az áramerősítő 5 10 15 20 25 30 35 40 ^5 50 55 60 65 2
