„Ward Leonard-rendszer” változatai közötti eltérés

A '''Ward Leonard-rendszer''' hazánkban elsősorban villanymozdonyok '''Ward Leonard-meghajtás'''aként ismert, mint a [[váltóáram]]ú energiaellátás átalakításának egy módja az [[egyenáram]]ú fogyasztók meghajtására. Valójában ez csak a felszín, az egyik lehetséges alkalmazás. A rendszer mélyén egy sokkal általánosabban is felhasználható, igen szellemes műszaki elv van.

Nagyteljesítményű és részben mechanikus, ''egyenáramú teljesítményerősítő''ről van szó, amely erősítő bemenetére elegendő egy kis teljesítményű egyenáramú jelet adni, és a kimeneten ennek sokszorosa vehető le nagy teljesítményű egyenáramként, miközben az ehhez szükséges szabályozatlan teljesítményforrás a váltóáramú ellátásból ered. Mivel e szabályozatlan teljesítményforrás a rendszer mechanikus része miatt akár egyenáramú ellátásból is eredhet, ezért ilyen esetben a Ward Leonard-rendszer nem is egyenirányító. Sőt, hogy mennyire nem az egyenirányítás a lényeg azt az is mutatja, hogy a szabályozatlan teljesítményforrás akár dízelmotor is lehet.

Mivel az ilyen egyenáramú erősítő bemenetéhez szükséges kis teljesítményű egyenáramú jel egy alig melegedő változtatható ellenállással könnyen előállítható és könnyen szabályozható, ezért a kimenet nem csak villanymozdony, hanem bánya és egyéb nagy lift, mozgólépcső, mozgójárda az 1900-as párizsi világkiállításon, hegyi sífelvonó, daru, nehéztüzérségi löveg vagy harckocsi toronyforgató berendezés és egyéb nagy teljesítményű gépek egyenáramú motorjának igen finom vezérlésére alkalmas. Az 1891-ben közzétett Ward Leonard-rendszert az 1980-as években igen széles körben elterjedő nagy teljesítményű [[tirisztor]]os vezérlés küldte nyugalomba.

A ''Ward Leonard'' elnevezés a hatvanas évek elejére került be a magyar köztudatba azzal, hogy a magyar vasút villamosítása céljából átmeneti megoldásként 1958 és 1962 között 30 darab Ward Leonard-rendszerű mozdonyt gyártott a [[Ganz vállalatok|Ganz]] Bo'Bo' [[tengelyelrendezés]]sel, amelyek [[MÁV V41|V41]] sorozatszámmal kerültek a [[Magyar Államvasutak Zrt.|MÁV]] villamosított vonalaira. 1963 és 1966 között további 42 darab készült, 956 kW-ról 1214 kW-ra megnövelt teljesítménnyel (csak összehasonlításul: az 1932-ben gyártott [[Kandó Kálmán|Kandó]] [[MÁV V40|V40]] mozdonyok teljesítménye 1620 kW), de külsejében teljesen azonosan, ezek [[MÁV V42|V42]] sorozatként kerültek forgalomba. Konstrukciós hibák miatt nem váltak be, és így a selejtezésük viszonylag hamar, már 1969-ben elkezdődött.<ref>[http://www2.chem.elte.hu/gigant_club/mav/villany.html V41 és V42 mozdonyokra vonatkozó történeti adatok]</ref>

1959-ben helyezték üzembe a Csepel IV. papírgyártó gépet (gépgyártó a [[:de:Voith|Voith]]), amelyet elsősorban nátron-zsákpapír gyártására használtak. Itt a Ward Leonard-rendszerű vezérlés fő papírgyártás technológiai előnye az volt, hogy a végtermék optimális szilárdságához nagyon pontosan kell beállítani a szárítás során a húzási sebességet.<ref>'''Papíripar''', hazai szakmai folyóirat, '''50 éves a papíripar''' alcímű, 2006. 5-6. jubileumi szám.</ref>

A [[Magyar Honvédség|Magyar Néphadsereg]]nél 1963-ban renszeresítettrendszeresített PT-76 úszó harckocsi EPB-4 elektromos toronyforgató berendezés motor fordulatszámának változását a dinamó által biztosított feszültség Ward Leonard-rendszerûrendszerű szabályozása biztosította. Nehéz lövegek precíz célratartása alapvetően függ attól, hogy a forgatást a nagy teljesítmény igény ellenére milyen precízen lehet vezérelni. Ezt oldja meg egy jó teljesítmény erősítő.<ref>[http://www.bjkmf.hu/bszemle/techn110104.html Harckocsik toronyforgató berendezései]</ref>

A tengelyt megfelelő fordulatszámon tartó motor lehet váltóáramú, vasúti vontatás esetén egyfázisú, de helyhezkötött kivitelben akár háromfázisú is. E motor lehet egyenáramú is, de lehet akár [[belsőégésű motor]] is. Csak az a fontos, hogy a szóba jövő legnagyobb leadandó teljesítménynél is képes legyen a motor a kívánt fordulatszámon meghajtani a közös tengelyt.

A tengelyen lévő dinamón két tekercselés van, az állórészé és a forgórészé. Az erősítendő jelet az állórész gerjesztésére vezetik. A nagy teljesítményű eredményt a forgórészről szedik le.

Amennyiben a maga a meghajtó motor elektromos, és ennek megfelelően neki is van álló- és forgórésze, továbbá e motor még aszinkron is, és ennek megfelelően a forgási sebesség fokozatmentesen változhat, akkor a rendszer további variálására van lehetőség. Az erősítendő jellel vagy annak előerősített változatával a meghajtó motor állótekercse vezérelhető, míg a forgótekercs kapja a szabályozatlan nagyteljesítményt, és eredőleg a szabályozásnak megfelelően változik a közöstengely fordulatszáma.

Mindez elérhető volt a Ward Leonard-rendszer két apró módosításával, és így adódik az [[:en:Alexanderson alternator|Alexanderson-alternátor]] [[:en:Amplifier#Rotating_electrical_machinery_amplifier|erősítő]]. Az egyik módosítás, hogy megfelelő tekercseléssel és fordulatszámmal egyenáram helyett nagyfrekvenciás váltóáramként állítják elő a vezérelt nagyteljesítményt. A másik módosítás pedig az, hogy ahová a Ward Leonard-rendszernél a kimeneti feszültség szintet szabályzó kis teljesítményű egyenáramot vezették, oda az Alexanderson rendszernél magát a kis teljesítményű stúdiójelet vezetik, és ez modulálja a nagyfrekvenciás hullám amplitúdóját. Ezzel létrejön a kívánt [[amplitúdómoduláció]], ami a korai rádiózás alaptechnikája.

Technikailag 1906-ban már 100 kHz-es frekvenciát tudtak 50 kW-os teljesítménnyel. A tényleges műsorszórási gyakorlatban inkább, például egy konkrét esetben 21.7 kHz-en sugároztak, de 200 kW-altal, és ehhez 600 póluspáros tekercselést és 2170 fordulat/perces mechanikai forgást használtak. 1918 és 1924 között 18 ilyen rendszerű adót helyeztek üzembe 14.2 kHz (Varsó) és 31.3 kHz (Caernarfon, Wales) közötti frekvenciákon. Ezek szolgálati ideje 9 és 34 év között szóródott.

* {{cite web | url = http://worldconnect.genealogy.rootsweb.com/cgi-bin/igm.cgi?op=GET&db=rckline-wards&id=I14813 | title = Descendants Of William Ward of Sudbury Born Abt 1603, and Other Related Families | accessdate = 2006-08-08 | last = Leonard | first = H. Ward | year = 2006 | publisher = rootsweb.com }}

* {{cite journal | last = The Editors | first = | authorlink = | coauthors = | title = Technology for Electrical Components | journal = Power Transmission Design | volume = | issue = | pages = 25–27 | publisher = | date= Nov 1989 | url = | doi = | id = | accessdate = }}

* {{cite journal | last = Gottlieb | first = I.M. | authorlink = | coauthors = | title = Electric Motors & Control Techniques 2nd Edition | journal = | volume = | issue = | pages = | publisher = TAB Books | date= 1994 | url = | doi = | id = | accessdate = }}

* {{cite book | url = http://books.google.com/books?id=8mQewRR_3q4C&pg=RA1-PA20&lpg=RA1-PA20&dq=%22ward+leonard%22+drive&source=web&ots=TcpJmCH4mV&sig=VasW_IFD1-M-oFNZwt2wNxQSSes#PRA1-PA20,M1 | pages = 20–21 | title = Practical Variable Speed Drives and Power Electronics | author = Malcolm Barnes | year = 2003 | isbn = 978-0750658089}}