203174. lajstromszámú szabadalom • Átkapcsoló váltakozó feszültséghez
1 HU 203 174 B 2 A találmány tárgya átkapcsoló váltakozó feszültséghez, amely az impulzustechnikában alkalmazható. Jelenleg általában váltakozó feszültséghez olyan átkapcsolókat alkalmaznak, amelyek ohmos-induktív terhelés áramának vezérlésére (pl. villamos gépek tekercseiben folyó áram vezérlésére) a táphálózat feszültségének impulzusszélesség modulációját alkalmazzák. A jelenleg ismert átkapcsolók ohmos és induktív terhelésekben folyó áram vezérlésének csupán kisszámú algoritmusait képesek megvalósítani, ami az impulzusszélességben modulált vezérlőjelek időtartamának és fázisának korlátozásaira vezethető vissza. Az ohmos és induktív terhelésben tárolt elektromágneses energia visszanyerésére szolgáló eszközök hiánya a jelenleg ismert átkapcsolóknál azt a lehetőséget zárja ki, hogy a terhelést átkapcsolják, amikor a rajta átfolyó áram nullától eltér, tehát a terhelést folyamatos árammal működtessék. Ezáltal az ismert átkapcsolók felhasználási területe és működési lehetőségei korlátozottak. Egy további, Kossov O.A. „Teljesítményerősítők kapcsolóüzemű tranzisztorokkal” (1971, „ENERGIA” kiadó, Moszkva, 72. old.) című szakkönyvből ismert átkapcsoló váltakozó feszültségforrással van ellátva, amely terheléssel, valamint kétirányban vezető kapcsolóval van sorba kapcsolva, ahol a kapcsoló két bipoláris tranzisztorral van kialakítva, amelyeknél a kollektoremitter- átmenettel és a bázisemiter-átmenettel párhuzamosan diódák vannak záróirányban kapcsolva, ahol a tranzisztorok báziselektródjai a kapcsoló bemenetelt képezik és vezérlő feszültségforrásra vannak csatlakoztatva. Ezen ismert kapcsoló esetén az ohmos-induktív terhelésnek a váltakozó feszültségforrásra való rákapcsolása a csatlakoztatás időpontjának tekintetében nem korlátozott, a terhelésnek a feszültségforrástól való lekapcsolás viszont csak akkor lehetséges, amikor a terhelésen átfolyó áram nullával egyenlő, tehát ezen átkapcsoló esetén az impulzusoknak az átkapcsoló vezérlőbemenetére való érkezési időpontjával és időtartamával szemben szigorú követelményeknek kell eleget tenni, ami az átkapcsoló működési lehetőségeit lényegesen korlátozza. A 119 8686 lajstromszámú SU közzétételi iratból ismert továbbá olyan váltakozó feszültséghez alkalmazott átkapcsoló, amely transzformátorral van ellátva, amelynek primer tekercse váltóáramú táphálózatra van csatlakoztatva, szekunder tekercse pedig első kivezetésével kétirányban vezető kapcsoló első kivezetésével van összekötve, ahol a kapcsoló második kivezetése az átkapcsoló első kimenetét képezi, amely átkapcsoló második kimenetét a transzformátor szekundertekercsének második kivezetése képezi, továbbá a kétírányban vezető kapcsoló vezérlőbemenetei vezérlőjel-amplitúdóját átalakító egységre vannak csatlakoztatva, amelynek vezérlőbemenetei az átkapcsoló vezérlőbemenetével vannak villamosán összekötve. A kétirányban vezető kapcsoló két npn-tranzisztorral van ellátva, amelyeknek emitterei egymással össze vannak kapcsolva, kollektorai a kapcsoló kivezetéseit, báziselektródjai pedig a kapcsoló vezérlőbemeneteit képezik. A kapcsoló továbbá két diódával van ellátva, amelyeknek katódjai az npn-tranzisztorok kollektoraival vannak összekötve. A vezérlőjel amplitúdóját átalakító egység két ellenállást tartalmaz, amelyeknek első kivezetései az egység kimeneteit képezik, míg második kivezetései egymással vannak összekötve és az egység vezérlőbemenetét képezik, amely illesztő transzformátoron kersztül az átkapcsoló vezérlőbemenetével van villamosán összekötve, ahol ezen transzformátor szekunder tekercsének középleágazása az első és a második dióda anódjaira van kapcsolva. Ezen átkapcsoló esetén a terhelésnek a váltóáramú táphálózatra való kapcsolása akkor történik, amikor pozitív impulzus érkezik az illesztő transzformátor primer tekercsére. Az ohmos és induktív terhelés a váltóáramú táphálózatról viszont nem kapcsolható le akkor, amikor a terhelésen folyó áram nullától eltér, mivel az induktív terhelésben tárolt elektromágneses energia és annak visszanyerésére szolgáló eszköz hiánya a kétirányban vezető kapcsoló átütéséhez vezetne. Tehát ezen ismert átkapcsoló esetén a működési lehetőségek szintén korlátozottak, amelyek az ohmos és induktív terhelések tetszés szerinti törvények alapján történő átkapcsolását nem teszik lehetővé. A találmány révén megoldandó feladat abban van, hogy váltakozó feszültséghez olyan átkapcsolót hozzunk létre, amelyben az ohmos és induktív terhelésben tárolt elektromágneses energia visszanyerésére szolgáló, kiegészítő eszközök beiktatásával a terhelés átkapcsolása tetszőleges időpontokban a mindenkori áramértéktől függetlenül valósítható meg. A feladat megoldására váltakozó feszültséghez olyan átkapcsolót hoztunk létre, amely transzformátorral van ellátva, amelynek primer tekercse váltóáramú táphálózatra, szekunder tekercse pedig első kivezetésével kétirányban vezető kapcsoló első kivezetésére van kapcsolva, ahol a kétirányban vezető kapcsoló második kivezetése az átkapcsoló első kimenete, amely átkapcsoló második kimenetét a transzformátor szekunder tekercsének második kivezetése képezi, a kétirányban vezető kapcsoló vezérlőbemenetei vezérlőjelamplitúdóját átalakító egység kimeneteivel össze vannak kötve, míg a vezérlőjel amplitúdóját átalakító egység vezérlőbemenetei az átkapcsoló vezérlőbemenetével vannak villamosán összekötve, ahol a találmány szerint a transzformátor járulékos szekunder tekerccsel van ellátva, amelynek első kivezetése a szekunder tekercs második kivezetésével van összekötve és földre van vezetve, az átkapcsoló továbbá járulékos, kétirányban vezető kapcsolóval, vezérlőjel-amplitúdóját átalakító, járulékos egséggel, valamint a táphálózat feszültségének polaritását meghatározó egységgel van ellátva, ahol a járulékos, kétirányban vezető kapcsoló első kivezetése a transzformátor járulékos szekunder tekercsének második kivezetésével, második kivezetése pedig a kétirányban vezető kapcsoló második kivezetésével össze van kötve, a vezérlőjel amplitúdóját átalakító, járulékos egység kimenetei a járulékos, kétirányban vezető kapcsoló vezérlőbemeneteire vannak 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
