CZ2014885A3

CZ2014885A3 - Měnič s oscilátorem a soustava měniče s oscilátorem spojeného se zátěží

Info

Publication number: CZ2014885A3
Application number: CZ2014-885A
Authority: CZ
Original assignee: Nami-Tech S.R.O.
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2016-06-22
Also published as: EA201791081A1; EP3231078B1; EP3231078A1; DK3231078T3; ES2884831T3; SI3231078T1; US10547247B2; WO2016091234A1; HUE056990T2; LT3231078T; CA2970390A1; PT3231078T; PL3231078T4; CN107534395B; RS62231B1; HRP20211279T1; PL3231078T3; US20180269802A1; CN107534395A; EA033126B1

Abstract

Předmět nároků se týká zapojení Graetzova usměrňovače (1, 2, 3, 4), který má v diagonále (10, 11) můstku zapojen LC rezonanční obvod (20). LC obvod modifikuje na výstupních svorkách (17, 18, 19) průběh napětí. Fáze je připojena na první uzel (9), tj. na katodu první diody (1) a na anodu druhé diody (2). První dioda (1) má anodu připojenu na třetí uzel (11), tj. na anodu třetí diody (3) a na první výstup (17). Katoda třetí diody (3) je připojena na čtvrtý uzel (12), tj. na anodu čtvrté diody (4) a druhý výstup (18) a na nulový vodič (15) nebo druhou fázi (16). Čtvrtá dioda (4) má katodu připojenu na druhý uzel (10), tj. na katodu druhé diody (2) a na třetí výstup (19). Mezi druhý uzel (10) a třetí uzel (11) je připojen alespoň jeden LC rezonanční obvod (20), zahrnující alespoň jeden kondenzátor (7, 8) a bifilární cívku (6), mající první vinutí (21) a druhé vinutí (22). Předmětem nároků je dále soustava zahrnující výše uvedený předmět a alespoň dvě zátěže. Při experimentálním zapojení bylo dosaženo úspory elektrické energie oproti standardnímu zapojení.

Description

MĚNIČ S OSCILÁTOREM A SOUSTAVA MĚNIČE S OSCILÁTOREM

SPOJENÉHO SE ZÁTĚŽÍ

OBLAST TECHNIKY:

Vynález se týká měniče zahrnujícího LC, LC-LC nebo LC-CL oscilátor s indukční vazbou bifilární cívky zapojený do středu Graetzova můstku, který na výstupu modifikuje průběh napětí a proudu a prodlužuje dobu jejich působení v případě připojení měniče na zátěže. Dále se vynález týká soustavy měniče spojeného se zátěží zahrnující výše uvedený měnič a alespoň dvě zátěže.

DOSAVADNÍ STAV TECHNIKY:

Měnič v elektrotechnice je zařízení sloužící ke změně parametrů elektrické energie. Základními parametry elektrické energie jsou velikost elektrické napětí, proudu, u střídavých napájecích systémů také frekvence. Z fyzikální podstaty vyplývá, že účinnost přeměny energie je vždy menší než 100 %, každý měnič má tedy ztráty. Měniče elektrické energie většinou pracují s velmi dobrou účinností, ztráty v okolí pracovního bodu typicky kolem 5-10 %, pokud je však zařízení nezatížené, relativní ztráty bývají vyšší. Nejpoužívanějším typem měniče je transformátor, což je zařízení umožňující měnit velikost střídavého napětí. Pro změnu velikosti stejnosměrného napětí se kdysi používaly elektromechanické rotační měniče, které byly sestaveny ze stejnosměrného elektromotoru a dynama na společné hřídeli.

Nejčastějšími měniči jsou dnes polovodičové měniče. Termínem měnič se dnes v praxi míní především polovodičové měniče napětí nebo frekvence. Měnič může být podle funkce: usměrňovač; střídač, který převádí stejnosměrnou energii na střídavou; měnič frekvence, který mění frekvenci střídavého napětí a proudu. V poslední době se začínají uplatňovat také tzv. aktivní usměrňovače, které umožňují i rekuperaci, tedy opačný tok výkonu zpět, a vracet tak energii do střídavé napájecí sítě.

Polovodičové měniče dnes najdeme téměř v každém elektrickém zařízení, ať jsou to spínané zdroje pro počítače a jinou spotřební elektroniku; frekvenční měniče v kompaktních zářivkách, v nabíječích akumulátorů, v mikrovlnných troubách nebo ve sporácích s indukčním ohřevem. Jednou z nejdůležitějších aplikací polovodičových měničů jsou aplikace v regulovaných elektrických pohonech, kde dovolují zásadní zvýšení účinnosti, dynamiky, stability, přesnosti a užitné hodnoty pohonu.

Násobič napětí je měnič napětí sestavený z diod a kondenzátorů, který mění střídavé napětí na stejnosměrné napětí o několikanásobně vyšší hodnotě. Obvod je zapojen tak, aby jedna půlperioda střídavého proudu nabíjela kondenzátory paralelně, a druhá (opačná) perioda je v sériovém zapojení vybila. Pro jednu dvojici diody s kondenzátorem vznikne na výstupu dvojnásobek vstupního napětí. Tento základní obvod je možno kaskádovitě opakovat a vytvořit tak výstup s mnohonásobně vyšším napětím. Násobič napětí se využíval jako levná a malá náhražka za transformátor tam, kde byl třeba jen malý odběr proudu o vysokém napětí. Příkladem můžou být starší elektronické lapače hmyzu, v nichž se ze síťového napětí (220 V) vyrobilo napětí až několik tisíc voltů, sloužící ke spalování hmyzu. Také některé televizory používají násobič napětí jako zdroj předpětí pro obrazovku. Toto zapojení se využívá rovněž ve fyzice a všude tam kde je třeba jednoduše vyrobit stejnosměrné vysoké napětí, protože zajišťuje výhodné prostorové rozložení napětí. Na jednom stupni je v ideálním případě napětí odpovídající dvojnásobku amplitudy napětí zdroje, ze kterého je napájen. Zařízení na tomto principu se nazývá kaskádový generátor.

Obecně se zapojení na podobném principu nazývají nábojové pumpy, používají se v elektronice tam, kde je potřeba levný zdroj napětí s nízkým výkonem. Např. může jít o konvertory úrovní pro sériovou linku standardu RS232 jako je obvod MAX232.

Byly využívány ve zdrojích, kde střídavé napětí nestačilo k získáni dostatečně vysokého stejnosměrného napětí, jako byly přijímače bez transformátoru při síťovém napětí 110 až 125 V.

Usměrňovač je elektrické zařízení, které se používá k přeměně střídavého elektrického proudu na proud stejnosměrný. Protože elektronické obvody ke své činnosti obvykle potřebují stejnosměrný proud a k distribuci elektrické energie se využívá proud střídavý, bývá usměrňovač součástí většiny elektrických přístrojů a zařízení spotřební elektroniky, napájených z elektrické sítě. Usměrňovače se také v hojné míře používají v napájecích soustavách elektrických trakčních vozidel (kupř. pro pohon lokomotiv, tramvají, trolejbusů či vozů metra). V současnosti se používají téměř výhradně polovodičové usměrňovače na bázi křemíku, kterými byla ostatní zařízení prakticky vytlačena, i když není vyloučeno, že vzniknou nová zařízení založená na karbidu křemíku, jehož předpokládanou výhodou je možnost provozu při vyšší teplotě.

Rezonanční obvod je komplexní jednobran. Vznikne paralelním nebo sériovým spojením kondenzátoru a cívky. Při jedné, tzv. rezonanční frekvenci, se v tomto obvodu vyrovnává kapacitní a induktivní reaktance a rezonanční obvod se pro tuto frekvenci chová jako činný odpor. Stav obvodu, který nastane při rezonanční frekvenci, se nazývá rezonance. Je to jev, při kterém se v obvodu RLC při určité frekvenci podstatně zvětší proud u sériového obvodu, nebo se podstatně zvětší napětí u obvodu paralelního. Sériový rezonanční obvod má při rezonanční frekvenci nejmenší impedanci. Paralelní rezonanční obvod má při rezonanční frekvenci největší impedanci. Obvod má při této frekvenci pouze činný odpor.

Máme tedy k dispozici dvě elektrosoučástky, které umí shromaždovat energii.

• kondenzátor - shromažďuje elektrostatickou energii • cívka - shromažďuje magnetickou energii

Obě součástky spojíme do elektrického obvodu CL, nabijeme kondenzátor a pak ho spojíme s cívkou. Kondenzátor je zkratován přes cívku, začne se vybíjet, proud však neroste skokově (cívka indukuje protinapětí), kondenzátor se vybíjí (a klesá jeho energie), přes cívku prochází zvětšující se elektrický proud, který vytváří zvětšující se magnetické pole (a zvětšuje energii obsaženou v cívce), kondenzátor se vybije (napětí klesne na nulu), všechna energie přešla do cívky. Na deskách kondenzátoru není další náboj, který budil proud, proud však neklesne na nulu, protože cívka se snaží udržet aktuální stav (průchod proudu) a indukuje proud jdoucí stejným směrem jako dosud, takže kondenzátor se nabíjí na opačnou polaritu, než na počátku (energie se stěhuje z cívky zpět do kondenzátoru). Proud se postupně zmenšuje a napětí na kondenzátoru roste, kondenzátor se nabije na stejné napětí, ale opačnou polaritu (energie se přestěhuje zpátky z cívky na kondenzátor) a vše muže začít znovu v opačném směru.

Bifilární vinutí je v elektrotechnice definováno jako vinutí provedené zdvojeným vodičem (párem souběžně vinutých vodičů). Pokud oba vodiče na jednom konci spojíme, protéká proud v sousedících vodičích opačným směrem. Vznikající magnetická pole působí proti sobě a jejich účinky se navzájem vyruší. Takové vinutí se využívá při výrobě drátových rezistorů s velmi malou parazitní indukčností.

V případě, že oba vodiče využijeme jako samostatná vinutí transformátoru, získáme transformátor se zvlášť malou rozptylovou indukčností. Bifilárně nebo i vícenásobně vinuté transformátory vynikají zvláště dobrými impulsně přenosovými vlastnostmi. Těchto vlastnosti se využívá například při řízení dvojic spínacích tranzistorů. Vodiče takového transformátoru vineme paralelně, případně jako vzájemně zkroucené. Nevýhodou je ovšem zvýšení kapacity takto těsně souvisejících vinutí. Bifilární cívky se dnes používají jako tlumivky pro různé napěťové filtry a kompenzační členy. Geometrické vlastnosti určují charakteristiku každé cívky. Plocha jádra cívky má vliv na přenesený výkon, průměr vodiče a jeho materiál na velikost odporu a tím i procházejícího proudu a počet závitů na velikost výstupního napětí.

V současné době se používají různé formy elektrického ohřevu. Přímé přeměny elektrické energie na teplo dosáhneme pomocí odporu zapojeného v elektrickém obvodu. Jako zátěže se v těchto zařízeních používají odporová topná tělesa napájená střídavým napětím a proudem. Tohoto principu se využívá v tepelných odporových spotřebičích, např. v elektrických kotlech a bojlerech, které jsou běžně napájeny ze sítě střídavým napětím a proudem o frekvenci 50 Hz. Také se objevují instalace využívající stejnosměrného napětí a proudu, které jsou považovány za efektivnější. Jsou také šetrnější vůči topným odporům, protože nedochází k neustálému kmitání a změnám teplot.

V praxi se setkáváme s požadavky na zvýšení topného výkonu jak stávajících, tak i nově instalovaných a vyráběných systémů ohřevu. Dále se setkáváme s požadavky na zkrácení doby ohřevu, dosažení vyšších teplot apod. U technologických procesů se tímto dosahuje zvýšení efektivity procesu výroby. Ve službách a domácnostech pak k zajištění vyššího teplotního komfortu-například díky nedostatečně dimenzovanému vytápění a podobně, (zkrácení doby vytopení prostor, zvýšení teploty v prostorách apod..)

PODSTATA VYNÁLEZU

Cílem vynálezu je představit měnič s oscilátorem, který na výstupu modifikuje průběh napětí a proudu a prodlužuje dobu jejich působení na připojených zátěžích.

Tohoto cíle je dosaženo měničem s oscilátorem, jehož podstata spočívá v tom, že má vstup pro napojení fáze připojen přes první uzel jednak na katodu první diody a jednak na anodu druhé diody, kdy první dioda má anodu připojenu přes třetí uzel jednak na anodu třetí diody, jednak na první výstup, přičemž katoda třetí diody je připojena přes čtvrtý uzel, jednak na anodu čtvrté diody, jednak na nulový vodič nebo druhou fázi a jednak druhý výstup, přičemž čtvrtá dioda má katodu připojenu jednak na třetí výstup a přes druhý uzel jednak na katodu druhé diody, přičemž paralelně k druhému uzlu a třetímu uzlu je připojen alespoň jeden oscilační obvod zahrnující bifilární cívku s prvním vinutím a druhým vinutím a alespoň jeden kondenzátor.

Měnič s oscilátorem dle vynálezu může být ve třech provedeních lišících se uspořádáním oscilačního obvodu. V prvním provedení je oscilační obvod zapojen tak, že první konec prvního vinutí bifilární cívky přes první kondenzátor a první konec druhého vinutí bifilární cívky přímo jsou připojeny k třetímu uzlu, zatímco druhý konec prvního vinutí bifilární cívky přímo a druhý konec druhého vinutí bifilární cívky přes druhý kondenzátor jsou připojeny k druhému uzlu. Jedná se o provedení typu LC-CL.

V druhém provedení je oscilační obvod zapojen tak, že jsou první konce prvního vinuti bifilární cívky a druhého vinutí bifilární cívky připojeny přes alespoň jeden kondenzátor a druhé konce prvního vinutí bifilární cívky a druhého vinutí bifilární cívky připojeny přímo mezi druhým uzlem a třetím uzlem. Jedná se o provedení LC.

Ve třetím provedení je oscilační obvod zapojen tak, že první konce prvního vinutí bifilární cívky a druhého vinutí bifilární cívky jsou připojeny přímo a druhý konec prvního vinuti bifilární cívky je připojen přes první kondenzátor a druhý konec druhého vinutí bifilární cívky je připojen přes druhý kondenzátor mezi druhým uzlem a třetím uzlem. Jedná se o provedení LC-LC.

Tento měnič je tedy postaven na CL, LC-LC nebo LC-CL oscilátoru s indukční vazbou bifilární cívky zapojeném do středu Graetzova můstku a modifikuje průběh napětí a proudu, jak je uvedeno níže.

Varianta provedení oscilačního obvodu, kdy první konce prvního vinutí bifilární cívky a druhého vinutí bifilární cívky připojeny přes alespoň jeden kondenzátor a druhé konce prvního vinutí bifilární cívky a druhého vinutí bifilární cívky připojeny přímo mezi druhým uzlem a třetím uzlem (oscilační obvod typu CL), bude výrobně jednodušší. Připouští také zapojení soustavy kondenzátorů, které jsou uspořádány navzájem sériově, paralelně nebo sério-paralelně, např. pro dosažení potřebné celkové kapacitance v oscilačním obvodu. Toto zapojení se ovšem v praxi po zapojení zátěží ukazuje jako méně výkonné, než zapojeni s CL-LC konfiguraci.

Varianta provedení oscilačního obvodu, kdy první konec prvního vinutí bifilární cívky přes první kondenzátor a první konec druhého vinutí bifilární cívky přímo jsou připojeny k třetímu uzlu, zatímco druhý konec prvního vinutí bifilární cívky přímo a druhý konec druhého vinutí bifilární cívky přes druhý kondenzátor jsou připojeny k druhému uzlu (oscilační obvod typu CL-LC), po připojení vykazuje nejpříznivější vliv na zátěž.

Varianta provedeni oscilačního obvodu, kdy první konce prvního vinutí bifilární cívky a druhého vinutí bifilární cívky jsou připojeny přímo a druhý konec prvního vinutí bifilární cívky je připojen přes první kondenzátor a druhý konec druhého vinuti bifilární cívky je připojen přes druhý kondenzátor mezi druhým uzlem a třetím uzlem (oscilační obvod typu CL-CL), postrádá výhodu časového rozložení působení vzájemné indukce bifilární cívky a je tedy po zapojení zátěží méně výkonná, než zapojení s CL-LC konfigurací.

Ve výhodném provedení se celková kapacitance XC všech zapojených kondenzátorů (u oscilačního obvodu typu CL), nebo kapacitance kondenzátorů v jednotlivých větvích oscilačního obvodu XC1 a XC2 (u oscilačního obvodu typu CL-LC a CL-CL) rovná celým π/2 násobkům induktance XL bifilární cívky zahrnující první a druhé vinuti. V takovém případě dosahujeme nejpříznivější průběh modifikovaného napětí a proudu. Ovšem provedená měření ukazují, že příznivé modifikace dosáhneme i v případě odchylky od uvedeného vztahu, která může být způsobena např. tolerancemi při výrobě cívek a kondenzátorů nebo nedostupností cívek a kondenzátorů požadovaných paramentrů, kdy příznivou modifikaci průběhu napětí a proudu získáme i za podmínek, kdy celková kapacitance XC všech zapojených kondenzátorů (u oscilačního obvodu typu CL), nebo kapacitance kondenzátorů v jednotlivých větvích (v případě jednoho kondenzátorů v každé větvi tedy kapacitance prvního kondenzátorů a kapacitance druhého kondenzátoru) oscilačniho obvodu XC1 a XC2 (u oscilačního obvodu typu CL-LC a CL-CL) se rovná celým π/2 násobkům induktance XL bifilární cívky ± 20 %.

Dalším předmětem vynálezu je soustava zahrnující měnič s oscilátorem popsaným výše a zátěž, jejíž podstata spočívá v tom, že k prvnímu výstupu a druhému výstupu je připojena první zátěž a k druhému výstupu a třetímu výstupu je připojena druhá zátěž, přičemž rezistence první zátěže se rovná rezistenci druhé zátěže ± 20 %. V ideálním případě jsou rezistence zátěží shodné. V praxi se však mohou lišit z důvodu nepřesností a tolerancí při výrobě a podobných jevů. S rostoucím rozdílem zátěží dochází ke snižování výkonu soustavy měniče s oscilátorem spojeného se zátěží. Experimentálně bylo ověřeno, že rozptyl rezistencí zátěží by tedy měl být v rozsahu 20 %. Každá ze zátěží se muže skládat i z několika dílčích zátěží, přičemž musí být splněny podmínky kladené na celkové zátěže.

Díky zapojení, LC-CL tedy oscilační obvod ve středu Graetzova můstku, se dvěma shodnými zátěžemi připojenými paralelně k třetí diodě a čtvrté diodě, a využití vlastnosti bifilární cívky s indukční vazbou zkonstruované dle definovaných parametrů dochází k rozdělení vstupního napětí a proudu na kladnou a zápornou vlnu (impuls). Tyto impulsy prochází časově odděleně obvodem. Ve druhém uzlu a třetím uzlu, tj. místech připojení oscilačního obvodu do Greatzova můstku, dochází k rozdělení vstupních impulsů na dvě části. První část vstupního impulsu jde přímo do zátěže. V případě kladného impulsu tedy z druhého uzlu do druhé zátěže, v případě záporného impulsu z třetího uzlu do první zátěže. Druhá část vstupního impulsu pak pokračuje do oscilačního obvodu. Zde první, např. kladný impuls směrem z druhého uzlu, jde přes serioparalelní oscilační obvod do třetího uzlu. V oscilačním obvodu dojde k rozdělení impulsu do jeho dvou paralelních větví. Impuls se tedy současně objeví na prvním kondenzátoru první větve a druhém vinutí bifilární cívky druhé větve, ale současně díky indukční vazbě bifilární cívky také na prvním vinutí bifilární cívky první větve (v tomto okamžiku bez použití bifilární cívky pasivní). Impuls dále pokračuje do druhého kondenzátoru druhé větve a současně do již aktivního prvního vinutí bifilární cívky první větve. Za CL-LC obvodem se tyto impulsy opět spojí v jeden a ten pokračuje do pátého uzlu, kde se opět rozdělí a první část putuje přímo do první zátěže a druhá část přes třetí diodu do druhé zátěže, která je ovšem již částečně saturována impulzem jdoucím přímo z druhého uzlu. Dobu trvání každého jednoho vstupního impulsu definuje perioda π průběhu vstupního napětí. Díky správně nastaveným hodnotám XL a XC běží oscilační obvod ve výhodném režimu na frekvenci dané vstupní frekvencí napětí. Hodnoty induktance XL a kapacitance XC musí být vždy počítány na vstupní parametry napětí, jeho frekvenci a s ohledem na odpor první a druhé zátěže, přičemž ideálně platí rovnost XC1=XC2=XL*n*Tr/2. Celý děj v oscilačním obvodu se dále opakuje vždy s periodickým střídáním kladných a záporných impulsů. Opakovaný průběh impulsu obvodem má díky správným hodnotám součástek a správnému načasování za následek načítání impulzů v CL-LC obvodu. Dále dochází k prodloužení doby působení napětí a proudu na zátěžích v součtu za periodu 2π o jedno celé π na 3π. Jde o součet dob jednotlivých vybití kondenzátorů, pokaždé o 1/4 π, v CL-LC obvodu, tedy pro dva kondenzátory a dva impulsy, kladný a záporný, celkem tedy 4x1/4 π.

Při zapojení CL-CL, tedy dvě větve oscilačního obvodu se shodným pořadím kondenzátorů a prvního a druhého vinutí bifilární cívky, dojde k rozdělení signálu na dvě části, které protečou jednotlivými větvemi stejně jako klasickým CL obvodem, jen dojde k ovlivnění impulsu díky indukční vazbě bifilární cívky.

U zapojení CL je průběh oscilátorem jednodušší. Zde se signál chová jako v sériovém CL obvodu, dochází však ke vzájemnému ovlivnění impulsu díky indukční vazbě bifilární cívky.

Ve výhodném provedení se rezistence první zátěže a druhé zátěže rovnají induktanci bifilární cívky L. Experimentálně bylo ověřeno, že přípustná odchylka je zhruba 20 %. V praxi je tedy výhodné volit parametry měniče, tj. induktanci použité bifilární cívky a kapacitance použitých kondenzátorů s ohledem na plánované zátěže. Typicky se budou rezistence běžných zátěží pohybovat v rozmezí 12 Ω až 150 Ω. Funkčnost měniče byla experimentálně ověřena na topných tělesech s vysokým obsahem železa, např. kanthal.

Typicky se počet závitů vinutí bifilární cívky L u měniče s oscilátorem nebo komplexní soustavy měniče s oscilátorem a zátěži bude pohybovat v rozmezí 50 až 6000 závitů.

V případě, že chceme připojit zátěže s nízkým odporem, velkou proudovou zátěží, použijeme zapojení s dvojnásobným oscilačním obvodem, ve kterém jsou paralelně k třetí diodě a čtvrté diodě připojeny dva shodné serio-paralelní oscilační obvody. V takové případě pro rezistence první zátěže a druhé zátěže platí vztah R1=R2=XLprvního obvodu=XLdruhého obvodu.

V případě, že chceme připojit třífázové zařízení, nebo chceme-li docílit rovnoměrného zatížení jednotlivých fází, zapojíme tři měniče s oscilátorem do kaskády tak, že měnič 1 zapojíme mezi fáze L1 a L2, měnič 2 mezi fáze L2 a L3 a měnič 3 mezi fáze L3 a L1.

Měnič s oscilátorem podle vynálezu může být napájen ze sítě jak 230V/50 Hz, tak 400V/50 Hz. Samozřejmě je vhodný i pro alternativní sítě, např. 120V/60Hz, případně jakékoliv jiné. Kapacitance kondenzátorů a induktance bifilární cívky závisí na frekvenci napájení. Vychází se ze známých vztahů Xc se rovná ¹Λπ* frekvence * kapacita a XI se rovná 2*TT*frekvence * indukčnost. V praxi to znamená, že pro dosažení výhodného provedení soustavy měniče spojeného se zátěží musíme vzít v úvahu také frekvenci napájecího napětí a k daným zátěžím při znalosti frekvence určit bifilární cívku s odpovídající indukčností a kondenzátory s odpovídající kapacitou.

PŘEHLED OBRÁZKŮ NA VÝKRESECH

K bližšímu objasnění podstaty vynálezu slouží přiložené výkresy, kde představuje

Obr. 1 schéma jednofázového zapojení měniče s oscilátorem CL-LC dle vynálezu.

Obr. 2a schéma jednofázového zapojení soustavy měniče s oscilátorem CL-LC spojeného se zátěží dle vynálezu.

Obr. 2b schéma dvoufázového zapojení soustavy měniče s oscilátorem CL-LC spojeného se zátěží dle vynálezu.

Obr. 3 schéma zapojení soustavy měniče se dvěma oscilátory CL-LC spojeného se zátěží dle vynálezu.

Obr. 4 schéma třífázového zapojení se třemi soustavami měniče s oscilátorem CL-LC spojeného se zátěží dle vynálezu.

Obr. 5 schéma experimentální instalace 6 měničů s oscilátorem CL-LC dle vynálezu na průmyslové peci

Obr. 6 schéma experimentální instalace - vzduchová testovací stolice ve standardním zapojení bez měniče s oscilátorem dle vynálezu

Obr. 7 schéma experimentální instalace měniče s oscilátorem CL-LC dle vynálezu na vstupu do vzduchové testovací stolice

Obr. 8 graf naměřených průběhů teplot při měření ve vzduchové testovací stolici s měničem a bez měniče

Obr. 9 graf teplotní akcelerace při měření ve vzduchové testovací stolici s měničem a bez měniče

Obr. 10 graf měřených dosažených hodnot teploty ve vzduchové testovací stolici s měničem a bez měniče v ustáleném režimu

Obr. 11 schéma zapojení měniče s oscilátorem LC dle vynálezu.

Obr. 12 schéma zapojení soustavy měniče s oscilátorem LC spojeného se zátěží dle vynálezu.

Obr. 13 schéma zapojení měniče s oscilátorem LC-LC dle vynálezu.

Obr. 14 schéma zapojení soustavy měniče s oscilátorem LC-LC spojeného se zátěží dle vynálezu.

Obr. 15. graf naměřených průběhů napětí na vstupu a na zátěžích zapojení dle obr. 2a.

Obr. 16. graf naměřených průběhů napětí na zátěžích zapojení dle obr. 2a.

Obr. 17. graf naměřených průběhů proudů na vstupu a na zátěžích zapojení dle obr. 2a.

Obr. 18. graf naměřených průběhů proudů na zátěžích zapojení dle obr. 2a.

Obr. 19. graf naměřených průběhů napětí a proudu na vstupu a napětí a proudu na zátěži R2 při zapojení dle obr. 2a standardně na 230V/50Hz.

Obr. 20. graf naměřených průběhů hodnot napětí a proudu na zátěži R2 při zapojení dle obr. 2a standardně na 230V/50Hz.

Obr. 21. průběhy napětí, proudu a odporu na nulovém vodiči při zapojení dle obr. 2a.

PŘÍKLADNÁ PROVEDENÍ

Schéma zapojení měniče s oscilátorem typu CL-LC v příkladném provedení je znázorněno na obr. 1a. Na vstupu 5 pro napojení fáze měniče s oscilátorem jsou paralelně připojeny přes první uzel 9 jednak na katodu první diody 1 a jednak na anodu druhé diody 2, kdy první dioda 1 má anodu připojenu přes třetí uzel 11 jednak na anodu třetí diody 3, jednak na první výstup 17, přičemž katoda třetí diody 3 je připojena přes čtvrtý uzel 12, jednak na anodu čtvrté diody 4, jednak na nulový vodič 15 (obr. 1a) nebo druhou fázi 16 (není znázorněno) a jednak druhý výstup 18, přičemž čtvrtá dioda 4 má katodu připojenu jednak na třetí výstup 19 a přes druhý uzel 10 jednak na katodu druhé diody 2, čímž dosáhneme standartního zapojení Graetzova můstku. Paralelně k druhému uzlu 10 a třetímu uzlu 11 je připojen jeden oscilační obvod 20 zahrnující bifilární cívku 6 s prvním vinutím 21 a druhým vinutím 22 a alespoň jeden kondenzátor. Oscilační obvod 20 je zapojen tak, že první konec prvního vinutí 21 bifilární cívky 6 přes první kondenzátor 7 a první konec druhého vinutí 22 bifilární cívky 6 přímo jsou připojeny k třetímu uzlu 11, zatímco druhý konec prvního vinutí 21 bifilární cívky 6 přímo a druhý konec druhého vinutí 22 bifilární cívky 6 přes druhý kondenzátor 8 jsou připojeny k druhému uzlu 10.

Na obr. 2a a 2b je znázorněno schéma zapojení soustavy měniče s oscilátorem typu CL-LC spojeného se zátěží dle vynálezu. Měnič je proveden stejně jako v příkladu znázorněném na obr. 1a a je doplněn následujícím způsobem. K prvnímu výstupu 17 a druhému výstupu 18 je připojena první zátěž 13 a k druhému výstupu 18 a třetímu výstupu 19 je připojena druhá zátěž 14, přičemž rezistence první zátěže 13 se rovná rezistenci druhé zátěže 14 ± 20 %. Zátěže jsou v našem příkladném provedení představovány keramickým topným tělesem, na kterém jsou dva shodné odpory každý o velikosti 30 Ω. Kapacitance prvního kondenzátoru 7 a druhého kondenzátoru 8 se rovnají 3π/2 násobku induktance bifilární cívky 6, v našem případě je induktance bifilární cívky 6 30 Ω a kapacitance každého z kondenzátorů 7 a 8 je 94,2 Ω.

Druhé příkladné provedení soustavy měniče s oscilátorem typu CL-LC spojeného se zátěží dle vynálezu je stejně zapojeno, jako první příkladné provedeni (odpovídá zapojení z obr. 2). V tomto provedení jsou zátěže 13 a 14 také představovány keramickým topným tělesem, v tomto případě s odpory o velikosti 26 Ω. Induktance bifilární cívky 6 je 26 Ω a kapacitance každého z kondenzátorů 7a8je81,64 Ω.

Výhodné provedení soustavy měniče spojeného se zátěži dle vynálezu je znázorněno na obr. 3. V tomto případě je měnič opatřen dvěma oscilačími obvody CL-LC, což se ukázalo jako výhodná varianta, když chceme připojit zátěže s nízkým odporem, velkou proudovou zátěží. V tomto provedení jsou paralelně k druhému uzlu 10 a třetímu uzlu 11 připojeny navzájem paralelně dva shodné oscilační obvody CL-LC.

Na obr. 4 je znázorněno schéma třífázového zapojení se třemi soustavami měniče s oscilátorem spojeného se zátěží dle vynálezu. V tomto případě jsou použity tři měniče s oscilátory typu CL-LC, přičemž ke každému z měničů jsou připojeny dvě zátěže. Tři měniče s oscilátorem jsou zapojeny do kaskády tak, že měnič 1 zapojíme mezi fáze L1 a L2, měnič 2 mezi fáze L2 a L3 a měnič 3 mezi fáze L3 a L1.

Účinky zapojení měniče dle vynálezu byly testovány v několika praktických aplikacích.

Na Obr. 5 je znázorněno blokové schéma třífázového zapojení experimentální instalace na průmyslové peci. Měnič s oscilátorem byl experimentálně nainstalován k pekařskému stroji Revent do standartniho provozu. Tato pec je vybavena standartnimi topnými odporovými tělesy typu Backer S 1136 o odporu 21 Ω, a to v počtu 27 kusů. Teplota v peci, která je nasazena v nepřetržitém třísměnném provozu, bývá udržována na minimální teplotě 105 C. Před vsázkou pečivá bývá prázdná pec předehřátá na 205 °C (režim 1), poté je°do Ρθθθ vsazeno pečivo a ohřev pokračuje až do standardní pečicí teploty 280 C (režim 2). Ve standardním zapojení pece, tj. bez využiti měničů, jsou využívány k ohřevu všechna odporová tělesa. Při ohřevu pece s využitím měniče s oscilátorem dle vynálezu, bylo zapojeno do kaskády 6 ks měničů s oscilátorem typu CL-LC, každý vybavený bifilární cívkou o induktanci XL 21 Ω a dvěma kondenzátory o kapacitanci Xc1 a Xc2= 65,9 Ω (50 pF) v zapojení dle obr. 5. Měniče s oscilátorem byly ke zdroji připojeny každý přes vlastní elektroměr a společný stykač. Pec byla vybavena teplotním čidlem, které regulovalo práci stykače. Pro distribuci teplého vzduchu byla zajištěna nucená cirkulace prostřednictvím ventilátoru. Ohřátý vzduch K ohřevu bylo využito pouze 12 kusů topných těles (na každý měnič byla připojena 2 topná odporová tělesa).

Měření bylo tedy prováděno opakovaně před instalací měniče (standardní provedení) a po instalaci 6 měničů (zapojení s měničem), vždy při stejném programu pečení a stejné vsázce. Měřili jsme teplotní akceleraci ze 105 C na 205 °C (režim 1) a pak další krok z 217 °C na 280 °C (režim 2). Měřili jsme také časy a spotřebu.

Měření ve standartním provedení, tj. bez zapojeného měniče:

Tab. 1: Režim 1 ve standardním provedení:

Čas	Teplota °C	Spotřeba kW
7:07	105
7:14	205	7,3

Celkový čas ohřevu prázdné pece ze 105 °C na 205 °C v tomto standardním provedení při změřeném příkonu 62,5 kWh byl 7 min, přičemž spotřeba byla 7,3 kW.

Tab. 2: Režim 2 ve standardním provedení:

Čas	Teplota °C	Spotřeba kW
7:17	217
7:26	280	10,8

Celkový čas ohřevu pece s vloženým pečivem z 217 °C na 280 °C v tomto standardním provedení při změřeném příkonu 72 kWh byl 9 min, přičemž spotřeba byla 10,8 kW.

Měření v zapojení s měničem:

Tab. 3: Režim 1 při zapojení s měničem:

Čas	Teplota °C	Spotřeba kW
8:14	105
8:22	205	5,9

Celkový čas ohřevu pece s vloženým pečivem ze 105 °C na 205 °C v provedení se zapojenými měniči při změřeném příkonu 44,25 kWh byl 8 min, přičemž spotřeba byla 5,9 kW.

ab. 4: Režim 2 při zapojení s měničem:

Čas	Teplota °C	Spotřeba kW
8:28	217
8:39	280	8,9

Celkový čas ohřevu pece s vloženým pečivem z 217 °C na 280 °C v provedeni se zapojenými měniči při změřeném příkonu 48,54 kWh byl 11 min, přičemž spotřeba byla 8,9 kW.

Při experimentálním zapojení s měničem v režimu 1 dosahujeme^ oproti standardnímu zapojení úsporu energie 19,17 %, přičemž doba ohřevu se nepatrně prodlouží, ze 7 min na 8 min. V režimu 2 dosahujeme oproti standardnímu zapojení úspory energie 17,9 %, přičemž doba ohřevu se prodlouží z 9 min na 11 min.

Na této experimentální instalaci je prokázána efektivita průmyslového využití měniče v pekařské praxi.

Další experimentální instalací (není znázorněna na výkresech), na které byl měnič s oscilátorem dle vynálezu testován, byla instalace měniče v sauně.

Pro připojení byla použita saunové kamna SÁVO 18 kW, ve které jsou instalována topná tělesa 2kW/230V/26Q, a to v počtu 9 kusů. Pro připojení sauny bylo použito dvou měničů dle vynálezu zapojených do kaskády. Ke každému měniči byla připojena dvě tělesa 2kW/230V/26Q. Měniče s oscilátorem byly shodné, kapacitance kondenzátorů byly 83 Ω (40 pF) a induktance cívek byla 26,5 Ω. _o ,

Při standardním zapojením, tj. bez zapojených měničů, probíhala opakovana každodenní měření po dobu jednoho týdne:

Průměrná spotřeba při prvním spuštění v daný den pro nahřátí prázdné sauny ze 41 °C na 92 °C dosáhla 14 kW. Při provozu již nahřáté sauny (temperaci) byla průměrná spotřeba 69,13 kW za den.

Při zapojení měničů a ohřevu pomocí čtyř topných odporových těles probíhala opakovaná každodenní měření po dobu jednoho měsíce:

Průměrná spotřeba při prvním spuštění v daný den pro zahřívání prázdné sauny ze 41 °C na 92 °C byla 8,91 kW. Při provozu již nahřáté sauny (temperaci) byla průměrná spotřeba 55,215 kW za den.

To znamená, že úspora energie při provozu s měničem při prvním nahříváni sauny, které proběhlo vždy za shodných podmínek, byla průměrně 36 %, zatímco úspora energie při vlastním celodenním provozu se pohybuje kolem 20 %.

Regulační členy (termostaty a časová relé) zůstaly v obou případech nastaveny shodně. Sauna je stále řízena stejnou řídicí jednotkou se stejným programem.

Třetí experimentální instalací, na které byl měnič s oscilátorem dle vynálezu testován, byla instalace měniče na vzduchové testovací stolici. ~

Srovnávací měření výkonu připojeného odporového topného tělesa proběhlo na vzduchové testovací stolici, a to jednou bez přítomnosti měniče, viz obr. 6 a jednou s měničem, viz obr. 7. Měřicí sestava se skládá z tubusu délky 180 cm, tvořeného dvěma souosými trubkami zpozinku, jedna o průměru 200 mm a druhá o průměru 300 mm, přičemž prostor mezi mezi trubkami byl vyplněn tepelnou izolací, který je pomocí redukce nasazen na ventilátor o výkonu 800 m vzduchu za 1 hod. V tubusu je upevněno keramické odporové topné těleso o elektrických vlastnostech 32 Ω/150 V.

Před ventilátorem je umístěno teplotní čidlo, které měří teplotu vzduchu na vstupu. Další teplotní čidlo je umístěno v tubusu tak, aby měřilo teplotu vzduchu na výstupu. Toto čidlo je cca 1 metr od konce topného tělesa.

Nejprve probíhalo měření výstupní teploty vzduchu se zapojenými měniči, před kterými je umístěn wattmetr. Při ohřevu vzduchu v tomto zapojení byl nejprve změřen příkon a teplota vzduchu na vstupu a teplota vzduchu na výstupu. Na tomto wattmetru byl odečten příkon 2280 W a změřena vstupní a výstupní teplota. Měření bez měniče probíhalo tak, že byl umístěn wattmetr za regulační trafo, na kterém jsme nastavili totožný příkon jako u prvního měření, což je 2280 W. Pak jsme změřili vstupní a výstupní teplotu. Odporové těleso bylo v obou případech shodné.

Výsledky první sady ověřovacího měření na vzduchové testovací stolici:

V prvním testu na vzduchové testovací stolici byla stanovena u obou měření shodná doba testování. Výsledky měření jsou následující: doba testu bez měniče...............

doba testu s měničem...............

spotřebovaná energie bez měniče spotřebovaná energie s měničem dosažený teplotní rozdíl vstupního/výstupního vzduchu

....................18,75 st. C dosažený teplotní rozdíl vstupního/výstupního vzduchu

....................21.29 st. C rozdíl v teplotách ............................................................

2.400 sec.

2.320 kW/h

2.280 kW/h bez

2,54 měniče měničem

13,52 %

Prezentované výsledky jsou průměrem z 5-ti cyklů měření. Porovnáváme průměrné změny teplot za a bez použití měniče.

V druhém testu na vzduchové testovací stolici byla stanovena u obou měření shodná cílová teplota vzduchu. Výsledky měření jsou následující:

V tomto měření jsme se zaměřili na dosažení stejné teploty za použití měniče a bez něj. Jako referenční teplota byla stanovena průměrná teplota výstupního vzduchu bez měniče a ta je 36,1 st. Celsia.

počáteční teplota bez měniče...........................................

počáteční teplota s měničem............................................

doba dosažení 36 st. Celsia bez měniče.............................

doba dosažení 36 st Celsia s měničem...............................

spotřebovaná energie bez měniče.....................................

15,4 st. C

15,4 stC

954 sec.

668 sec.

614,8 W/h spotřebovaná energie s měničem....................................... 423,1 W/h úspora...........................................................................31,19 %

V obou případech byl použit stejný příkon 2280 kW, proto můžeme konstatovat, že k dosažení stejné výstupní teploty spotřebujeme o 31.19 % el. energie méně.

3. ustálený režim doba testu bez měniče.....................................................900 ^sec· doba testu s měničem.......................................................900 sec.

spotřebovaná energie bez měniče..................................... 580 W/h spotřebovaná energie s měničem....................................... 570 W/h dosažený teplotní rozdíl vstup/výstup bez měniče....................21,26 st. C dosažený teplotní rozdíl vstup/výstup s měničem....................24,14 st. C rozdíl v teplotách ............................................................. 2,89 st. C tj.

15,40%

Výsledky v tabulce opět prezentují průměr 5-ti cyklů měření. Je patrné, že při stejném příkonu je dosahováno vyšších výstupních teplot a to o cca 15 %. Je třeba si všimnout, že s měničem bylo za stejnou dobu spotřebováno o 10W/h méně. Přehledně jsou výsledky měření znázorněny na grafech na obr. 8, 9 a 10.

Na obr. 11 je znázorněno schéma příkladného zapojení měniče s oscilátorem, v tomto případě typu LC, dle vynálezu. Na vstupu 5 pro napojení fáze měniče s oscilátorem jsou paralelně připojeny přes první uzel 9 jednak na katodu první diody 1 a jednak na anodu druhé diody 2, kdy první dioda 1 má anodu připojenu přes třetí uzel 11 jednak na anodu třetí diody 3, jednak na první výstup 17, přičemž katoda třetí diody 3 je připojena přes čtvrtý uzel 12, jednak na anodu čtvrté diody 4, jednak na nulový vodič 15 (obr. 1a) nebo druhou fázi 16 (není znázorněno) a jednak druhý výstup 18, přičemž čtvrtá dioda 4 má katodu připojenu jednak na třetí výstup 19 a přes druhý uzel 10 jednak na katodu druhé diody 2, čímž dosáhneme standartního zapojení Graetzova můstku. Paralelně k druhému uzlu 10 a třetímu uzlu 11 je připojen jeden oscilačni obvod 20 zahrnující bifilární cívku 6 s prvním vinutím 21 a druhým vinutím 22 a alespoň jeden kondenzátor. Oscilačni obvod 20 je v tomto případě zapojen tak, že první konce prvního vinutí 21 bifilární cívky 6 a druhého vinutí 22 bifilární cívky 6 jsou připojeny přes alespoň jeden kondenzátor a druhé konce prvního vinutí 21 bifilární cívky 6 a druhého vinutí 22 bifilární cívky 6 připojeny přímo mezi druhým uzlem 10 a třetím uzlem 11.

Na obr. 12 je znázorněno schéma zapojení soustavy měniče s oscilátorem spojeného se zátěží dle vynálezu, přičemž je zde využito měniče znázorněného na obr. 11.

Obr. 13 znázorňuje schéma zapojení měniče s oscilátorem LC-LC dle vynálezu.

V tomto případě je oscilační obvod navržen tak, že první konce prvního vinutí 21 bifilární cívky 6 a druhého vinutí 22 bifilární cívky 6 jsou připojeny přímo a druhý konec prvního vinutí 21 bifilární cívky 6 je připojen přes první kondenzátor 7 a druhý konec druhého vinutí 22 bifilární cívky 6 je připojen přes druhý kondenzátor 8 mezi druhým uzlem 10 a třetím uzlem 11.

Obr. 14 je znázorňuje schéma zapojení soustavy měniče s oscilátorem spojeného se zátěží dle vynálezu, přičemž je zde využito měniče znázorněného na obr. 13.

Pro získání představy o chování soustavy měniče s oscilátorem spojeného se zátěží dle vynálezu byly soustavy znázorněné na obr. 2a (obvod typu CL-LC), obr. 12 (typ LC) a obr. 14 (typ LC-LC) opatřeny digitálním osciloskopem typu RIGOL. Měniče s oscilátorem vybavené bifilární cívkou o induktanci 42 Ω a kondenzátory o kapacitanci 66 Ω (50 pF) byly připojeny na zátěž v podobě keramického, vzduchového topného tělesa, vyrobeného společností BECKER ELTOP s.r.o. pro napětí 240V, které sestává ze dvou odporů, každý o rezistenci 42 Ω, 1350 Wattů. Při měření všech tří soustav byly naměřeny stejné průběhy napětí a proudu.

Na obr. 15 jsou pak v grafu znázorněny změřené průběhů napětí na vstupu a na zátěžích. Graf prezentuje průběh napětí na vstupu do měniče s oscilátorem, jde o typický sinusový průběh, kdy křivka začíná v nule. Na zátěžích je k sinusovému průběhu připočítán efekt způsobený vlastnostmi měniče s oscilátorem. Pro snadnější orientaci zobrazujeme na obr. 16 v grafu pouze průběhy napětí na obou zátěžích. Je zcela zřejmé, že na výstupech dochází k prodloužení doby působení napětí na jednotlivých zátěžích, a také je zcela mimo pochyb, že plocha ohraničená funkcí průběhu výstupního napětí z měniče s oscilátorem je větší. Střední hodnota napětí na zátěžích je tedy větší než střední hodnota vstupního napětí. Velmi důležitý je i fakt, že dochází k překrývání působení jednotlivých impulzů na obou zátěžích, které jsou však na vstupu od sebe odděleny usměrňovačem.

V číselném vyjádření to znamená:

obsah plochy pod funkcí vstupního napětí je: 111.384 obsah plochy pod funkcí výstupních napětí je: 155.624 rozdíl číselný (absolutní): 44.240 rozdíl procentuální: 39,7 %

Na obr. 17 jsou v grafu znázorněny změřené průběhů proudů na vstupu a na zátěžích. Graf prezentuje průběh proudu na vstupu do měniče a proudů na obou zátěžích. Je zcela zřejmé, že i u proudu na výstupech dochází k prodloužení doby toku proudů. Také u proudů dochází k překrývání doby působení původně na vstupu časově oddělených impulzů. I v případě proudů je plocha ohraničená funkcí průběhu výstupního proudu z měniče s oscilátorem větší. Pro snadnější orientaci zobrazujeme v grafu na obr. 18 průběhy proudu pouze na obou zátěžích.

V číselném vyjádření to znamená:

obsah plochy pod funkcí vstupního proudu je: 1.381,6 obsah plochy pod funkcí výstupních proudů je: 1.744,2 rozdíl číselný (absolutní): 362,60 rozdíl procentuální: 26,24%

Další důležité poznání přináší graf průběhu napětí a proudu na vstupu do měniče s oscilátorem a současně napětí a proudu na výstupu, jak je znázorněno na obr. 19. Pro snazší orientaci je zobrazena pouze jedna zátěž a proud je 50x zvětšen, přičemž samostatný graf napětí a proudu na zátěži je na obr. 20 (proud znovu 50x zvětšen). Je patrné, že fázový posuv proudu a napětí na^ vstupu je zanedbatelný, na zátěžích je pak proud a napětí zcela ve fázi. Můžeme tedy konstatovat, že LC-CL obvod běží ve výhodném režimu oscilace a zátěže jsou čistě činné. Jakýkoliv fázový posuv v praxi znamená snížení výkonu měniče.

Na obr. 21 graf znázorňuje průběhy napětí, proudu a odporu na nulovém vodiči při zapojení dle obr. 2a.

Průmyslová využitelnost:

Měnič s oscilátorem a soustava měniče s oscilátorem spojeného se zátěži dle vynálezu jsou určeny ke zvýšení účinnosti elektrických zařízení.

Y1

Seznam vztahových značek první dioda druhá dioda třetí dioda čtvrtá dioda vstup napojení fáze bifilární cívka první kondenzátor druhý kondenzátor první uzel druhý uzel třetí uzel čtvrtý uzel první zátěž druhá zátěž nulový vodič druhá fáze první výstup druhý výstup třetí výstup oscilační obvod první vinutí druhé vinutí pátý uzel třetí fáze

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

Měnič s oscilátorem vyznačující se tím, že má vstup (5) pro napojení fáze připojen přes první uzel (9) jednak na katodu první diody (1) a jednak na anodu druhé diody (2), kdy první dioda (1) má anodu připojenu přes třetí uzel (11) jednak na anodu třetí diody (3), jednak na první výstup (17), přičemž katoda třetí diody (3) je připojena přes čtvrtý uzel (12), jednak na anodu čtvrté diody (4), jednak na nulový vodič (15) nebo druhou fázi (16) a jednak druhý výstup (18), přičemž čtvrtá dioda (4) má katodu připojenu jednak na třetí výstup (19) a přes druhý uzel (10) jednak na katodu druhé diody (2), přičemž paralelně k druhému uzlu (10) a třetímu uzlu (11) je připojen alespoň jeden oscilační obvod (20) zahrnující bifilární cívku (6) s prvním vinutím (21) a druhým vinutím (22) a alespoň jeden kondenzátor.

Měnič s oscilátorem podle nároku 1 vyznačující se tím, že oscilační obvod (20) je zapojen tak, že první konec prvního vinutí (21) bifilární cívky (6) přes první kondenzátor (7) a první konec druhého vinutí (22) bifilární cívky (6) přímo jsou připojeny k třetímu uzlu (11), zatímco druhý konec prvního vinutí (21) bifilární cívky (6) přímo a druhý konec druhého vinutí (22) bifilární cívky (6) přes druhý kondenzátor (8) jsou připojeny k druhému uzlu (10).

Měnič s oscilátorem podle nároku 1 vyznačující se tím, že oscilační obvod (20) je zapojen tak, že jsou první konce prvního vinutí (21) bifilární cívky (6) a druhého vinutí (22) bifilární cívky (6) připojeny přes alespoň jeden kondenzátor a druhé konce prvního vinutí (21) bifilární cívky (6) a druhého vinutí (22) bifilární cívky (6) připojeny přímo mezi druhým uzlem (10) a třetím uzlem (11).

Měnič s oscilátorem podle nároku 1 vyznačující se tím, že oscilační obvod (20) je zapojen tak, že první konce prvního vinutí (21) bifilární cívky (6) a druhého vinutí (22) bifilární cívky (6) jsou připojeny přímo a druhý konec prvního vinutí (21) bifilární cívky (6) je připojen přes první kondenzátor (7) a druhý konec druhého vinutí (22) bifilární cívky (6) je připojen přes druhý kondenzátor (8) mezi druhým uzlem (10) a třetím uzlem (11).

Měnič s oscilátorem podle nároku 2 nebo 4, vyznačující se tím, že kapacitance kapacitance kondenzátorů v jednotlivých větvích oscilačního obvodu a to se rovná celým π/2 násobkům induktance XL bifilární cívky (6) zahrnující první vinutí (21) a druhé vinutí (22) ± 20 %.

Měnič s oscilátorem podle nároku 3, vyznačující se tím, že celková kapacitance XC kondenzátorů zapojených v oscilačním obvodu (20) se rovná celým π/2 násobkům induktance XL bifilární cívky (6) zahrnující první vinutí (21) a druhé vinutí (22) ± 20 %.

Měnič s oscilátorem podle nároku 5, vyznačující se tím, že kapacitance prvního kondenzátoru 7 se rovná kapacitanci druhého kondenzátoru 8 a to se rovná celým π/2 násobkům induktance XL bifilární cívky (6) zahrnující první vinutí (21) a druhé vinutí (22).

Měnič s oscilátorem podle nároku 6, vyznačující se tím, že celková kapacitance XC kondenzátorů zapojených v oscilačním obvodu (20) se rovná celým π/2 násobkům induktance XL bifilární cívky (6) zahrnující první vinutí (21) a druhé vinutí (22).

Měnič s oscilátorem podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že paralelně k druhému uzlu (10) a třetímu uzlu (11) jsou připojeny právě dva oscilační obvody (20) zahrnující bifilární cívku (6) s prvním vinutím (21) a druhým vinutím (22) a alespoň jeden kondenzátor.

Soustava zahrnující měnič s oscilátorem podle kteréhokoli z předchozích nároků a zátěž vyznačující se tím, že k prvnímu výstupu (17) a druhému výstupu (18) je připojena první zátěž (13) a k druhému výstupu (18) a třetímu výstupu (19) je připojena druhá zátěž (14), přičemž rezistence první zátěže (13) se rovná rezistenci druhé zátěže (14) ±20 %.

Soustava podle nároku 10 vyznačující se tím, že rezistence první zátěže (13) se rovná rezistenci druhé zátěže (14).

Soustava podle nároku 10 nebo 11 vyznačující se tím, že rezistence zátěží (13, 14) se rovnají induktanci XL bifilární cívky (6) ± 20 %.

Soustava podle kteréhokoli z nároků 10 až 12 vyznačující se tím, že rezistence zátěží (13, 14) se pohybuje v rozmezí 12 Ω až 150 Ω.

Soustava podle kteréhokoli z nároků 10 až 13 vyznačující se tím, že počet závitů každého vinutí bifilární cívky (6) se pohybuje v rozmezí 50 až 6000 závitů.

Třífázová soustava vyznačující se tím, že je tvořena třemi soustavami podle kteréhokoli z nárokuů 10 až 14 zapojenými do kaskády tak, že první měnič s oscilátorem je zapojen mezi první fázi 5 a druhou fázi 16, druhý měnič s oscilátorem je zapojen mezi druhou fázi 16 a třetí fázi 24 a třetí měnič s oscilátorem je zapojen mezi třetí fázi 24 a první fázi 5.