FI120991B - Menetelmä ja laite verkkojännitteen säätämiseksi - Google Patents

Description

Menetelmä ja laite verkkojännitteen säätämiseksi Keksinnön ala 5 Sähkönsiirtoverkot pyritään suunnittelemaan ja mitoittamaan siten, että kuluttajien saama sähkö olisi riittävän hyvälaatuista ja siirtoverkon kustannukset kuitenkin alhaiset. Ongelmana ovat kuitenkin usein esimerkiksi haja-asutusalueiden pitkät etäisyydet muuntamoilta asiakkaille sekä erittäin suuria hetkellistehoja ottavat käyttökuormat. Tällöin pitkissä siirtojohdoissa syntyy 10 suhteellisesti suuri hetkellinen jännitteen alenema eli jännitekuoppa esimerkiksi sähkömoottoria käynnistettäessä hitsattaessa tai puita klapikoneella pilkottaessa. Tällaiset jännitekuopat ovat varsin kiusallisia, koska ne näkyvät usein valojen välkyntänä. Pahimmillaan ne saattavat aiheuttaa sähkölaitteiden sammumista ja/tai uudelleen käynnistymistä. Elektroninen laite voi jopa 15 vikaantua, ellei sitä ole suojattu tällaiselta alijännitetilanteelta.

Suuri sähkönkulutus, esimerkiksi kovalla pakkasella, saattaa myös aiheuttaa arvioitua huomattavan jännitealeneman huippukuormitustilanteissa. Tällöin jännite voi olla pitkiäkin aikoja alle sallitun jännitetason, esimerkiksi alle 207 20 V.

Tunnettu tekniikka

Verkkojännitteen laadun parantamiseksi on kehitetty useita menetelmiä. Jän-25 nitteen pienentämiseksi tai korottamiseksi on käytetty tunnetusti perinteistä säästömuuntajaa (autotransformer), joka on esitettynä kuviossa 1. Tällaisen säästömuuntajan etuna muuntajaan verrattuna on se, että se voidaan mitoittaa merkittävästi muuntajaa pienemmäksi. Jos esimerkiksi tarvitaan 10%:n lisäys jännitteeseen, voidaan säästömuuntaja rakentaa huomattavasti pie-30 nemmäksi, koska se käsittelee vain 10% suuruista teho-osuutta kuormalle menevästä tehosta, ja 90%:n teho-osuus kuormalle tulee suoraan verkosta, 2 kun taas normaalin muuntajan on aina siirrettävä itse koko teho tulopuolelta lähtöpuolelle.

Pelkkä jännitteen nostaminen tai laskeminen ei kuitenkaan pysyvästi auta 5 välkyntäongelmiin, eikä aina edes ali- tai ylijänniteongelmiin. Sähkönlaadun parantamiseksi on säästömuuntajan toimittava aktiivisesti ja säädettävä jän-nitekorotuksen tai -alennuksen määrää kompensoiden verkon häiriöitä.

Norjalainen yhtiö Magtech AS onkin kehittänyt tällaisen säädettävän laitteen, 10 joka perustuu säästömuuntaja-periaatteeseen (julkaisu WO 2007/035110 AI). Tämän patenttihakemuksen mukaisessa laitteessa lähtöjännitteen säätäminen tapahtuu erillisen DC-jännitteellä kyllästettävän kuristimen induktiivi-suutta muuttamalla. Lisättävä kuristin on kytketty kiinteästi säästömuuntajan ensiökäämin kanssa sarjaan.

15

Koska kuristimen kyllästysasteen muuttaminen vie aikaa, tapahtuu nopeaan jännitteen muutokseen reagointi viiveellä (vasteaika 150-300 ms). Menetelmä on siis aivan liian hidas korjaamaan nopean (alle 20 ms) jännitevaihtelun aiheuttamaa välkyntää. Sen sijaan kyseisellä menetelmällä on ikävä taipumus 20 lisätä verkkojännitteeseen säröilyä. Se on myös erittäin painava ja aiheuttaa paljon tehohäviötä. Tunnetun tekniikan mukainen muuntajatoteutus on myös kustannuksiltaan kallis. Laite aiheuttaa hitautensa vuoksi lähtöön ylijännit-teen ja siten siihen kytkettyjen laitteiden vikaantumisvaaran. Jos esimerkiksi tulojännite on ollut pitkään 190 V, eli esimerkiksi kauemmin kuin 300 ms, on 25 laite korottanut lähtöjännitteen noin 232 V:iin. Mikäli laitteelle tuleva jännite nyt nouseekin nopeasti esimerkiksi nimellisarvoonsa 230 V, nousee samalla myös laitteen antama jännite samassa suhteessa noin 278 V:iin tehden sen vieläpä yli 150 ms:n ajaksi.

30 Sähköverkoissa esiintyviä transienttijännitteitä vastaan suojaudutaan esimerkiksi varistoreilla. Yleisesti 230 V:n vaihtojännitteellä toimivassa laitteessa käytetään yleensä 275 V:n varistoreita. Kuitenkin varistorit toimivat hyvin 3 vain lyhytaikaisten transienttijännitteiden rajoittamisessa niiden pienen energian sietokyvyn takia.

Keksinnön lyhyt selostus 5

Keksinnön ansiosta toteutetaan edullisesti säästömuuntajaan ja sitä portaittaisella säädöllä kytkinkomponenteilla ohjaavaan elektroniikkaan perustuva laite laadultaan hyvän verkkosähkön muodostamiseksi. Tämä laite voidaan tuoda myös lähelle sähkön kuluttajaa sen pienen kokonsa vuoksi. Tämä saa-10 vutetaan menetelmällä verkkojännitteen muodostamiseksi säästömuuntajalla. Menetelmässä säädetään verkkojännitettä haluttuun arvoon siten, että käytetään kytkimiä SI ja S4 sarjaa n kytkettyinä toisiinsa nähden, ja ainakin yhtä ensiökäämiä Npri_l siten, että käytetään kytkintä SI ensiökäämin Npri_l rinnalla kytkettäväksi auki- ja kiinnitiloihin jännitelähteen ensimmäiseen na-15 paan nähden ja käytetään kytkintä S4 ensiökäämin Npri_l kanssa sarjassa kytkettäväksi auki- ja kiinnitiloihin jännitelähteen toiseen napaan nähden, mitataan verkkojännitteen tasoa, ja ohjataan mitatun verkkojännitteen tason perusteella mainittuja kahta kytkintä SI ja S4 auki- ja kiinnitiloihin halutun tasoisen lähtevän verkkojännitteen muodostamiseksi toisiokäämin Nsec kaut-20 ta.

Keksinnön kohteena on myös säästömuuntaja käsittäen ensiöpuolen ja toi-siopuolen verkkojännitteen muodostamiseksi. Säästömuuntaja käsittää lähtö-jännitteensä säätämiseksi haluttuun arvoon ainakin yhden ensiökäämin 25 Npri_l ja sarjaa nkytketysti toisiinsa nähden kytkimet SI ja S4 järjestettyinä siten, että kytkin SI on ensiökäämin Npri_l rinnalla kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin jännitelähteen ensimmäiseen napaan nähden ja kytkin S4 on ensiökäämin Npri_l kanssa sarjassa kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin jännitelähteen toiseen napaan nähden, ja säätöjärjestelyn verkkojännitteen tason 30 mittaamiseksi ja mainittujen ainakin kahden kytkimen SI ja S4 ohjaamiseksi mitatun verkkojännitteen tason perusteella auki- ja kiinnitiloihin halutun ta- 4 soisen verkkojännitteen muodostamiseksi toisiopuolen toisiokäämin Nsec kautta.

Keksintö perustuu kytkinjärjestelyyn, joka on järjestetty ensiökäämien kanssa 5 sarja- ja rinnankytkentöihin, ja kytkimiä ohjataan auki- ja kiinnitiloihin käyttäen säätöjä rjestelyä, joka seuraa säästömuuntajan ensiö- tai toisiopuolelle tulevan verkkojännitteen tasoa. Säätöjärjestelyllä toteutettava kytkinten ohjaus aukitilaan eli johtamattomaan tilaan ja kiinnitilaan eli johtavaan tilaan suoritetaan verkkojännitteen mitattuun tasoon perustuen tai muulla tavoin 10 muodostettuun referenssijännitteeseen perustuen tai jännitteen aaltomuotoon perustuen.

Keksinnön mukainen säästömuuntaja kompensoi pois onnistuneesti ja tarvittaessa nopeasti verkkojännitteen epätasaisuuksia eli jännitteen nousuja ja -15 laskuja estäen verkkojännitteen välkyntää. Keksinnön mukaisesti voidaan toteuttaa sekä ylijännite- että alijännitesuojaus, jännitetason nopea ja pitkäaikainen säätö sekä jännitteen aaltomuodon muokkaus. Lisäksi keksinnön mukaisen säästömuuntajan valmistuskustannukset ovat edulliset verrattuna tunnetun tekniikan mukaiseen toteutukseen tämä mahdollistaen täten, että 20 keksinnön mukainen säästömuuntaja on paremmin hankittavissa potentiaalisiin käyttökohteisiinsa, esimerkiksi harvaan asutuille alueille.

Kuvioluettelo 25 Kuvio 1 esittää tunnetun tekniikan mukaista muuntajapiiriä.

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen säästömuuntajan verkkojännitteen säätämiseksi. 1

Kuvio 3 esittää jännitekäyränä, mitä sinimuotoiselle verkkojännitteelle tapahtuu keksinnön mukaisessa korjaussäädössä.

5

Kuvio 4 esittää keksinnön ensimmäisen edullisen toteutusmuodon mukaisen säästömuuntajan verkkojännitteen säätämiseksi.

Kuvio 5 esittää keksinnön ensimmäisen edullisen toteutusmuodon mu-5 kaista verkkojännitteen säätökäyrää.

Kuvio 6 esittää keksinnön toisen edullisen toteutusmuodon mukaisen säästömuuntajan verkkojännitteen säätämiseksi.

10 Kuvio 7 esittää keksinnön edullisten toteutusmuotojen mukaisia toteutuksia verkkojännitteen säätämiseksi kolmivaiheisesti toteutettuna.

Keksinnön yksityiskohtainen selostus 15 Sähköenergian pitkän välimatkan siirto sähköä tuottavalta voimalaitokselta loppukäyttäjälle, kuten esimerkiksi kotitaloudelle, toteutetaan korkeajännitelinjoilla, joilla sähköenergiaa välitetään kolmivaiheisella esimerkiksi 22 kV:n vaihtojännitteellä. Muunnokset korkeajännitteisestä vaihtosähköstä matala-20 jännitteiseksi, esimerkiksi 230V:n, vaihtosähköksi eli loppukäyttäjän verkko-jännitteeksi toteutetaan muuntajilla. Ennen verkkojännitteen välittämistä käyttäjän tarpeisiin sitä säädetään automaattisesti säätyvällä säästömuunta-jalla, jotta varmistetaan verkkojännitteen tason ja laadun olevan sitä käyttäville laitteille ja koneille sopivaa. Taajama-alueella tämä voidaan toteuttaa 25 usealle kotitaloudelle samalla automaattisesti säätyvällä säästömuuntajalla. Harvaan asutun maaseudun maatiloille tai esimerkiksi kesämökeille on voidaan toteuttaa kyseinen muunnos maatila- tai mökkikohtaisella automaattisesti säätyvällä säästömuuntajalla. Näiden tavoitteiden toteuttamiseksi tarjoaa esillä oleva keksintö ratkaisun mahdollistamalla laadukasta verkkojännitet-30 tä muodostavan ja kustannuksiltaan edullisen automaattisesti säätyvän säästömuuntajan toteuttamisen.

6

Kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen säästömuuntajan verkkojännitteen säätämiseksi. Keksinnön mukaisessa menetelmässä käyttäen säätöjärjestelyä mitataan säästömuuntajan ensiö- tai toisiopuolelle tulevaa verkkojännitettä, joko sen keski- tai tehollisarvoa, ja valitaan säästömuuntajan ensiökäämi 5 Npri_l aina siten, että säädetään kuorman saama verkkojännite mahdollisimman lähelle haluttua jännitettä säästömuuntajan toisiokäämin Nsec kautta lähteväksi. Kuvio 2 esittää ensiöpuolelle tulevaa verkkojännitettä mittaavaa toteutusta. Keksinnön mukaisessa säästömuuntajassa käytetään aina vähintään kahta kytkintä (SI, S4) ja ainakin yhtä ensiökäämiä (Npri_l) siten, että 10 kytkin SI on ensiökäämin Npri_l rinnalla ja kytkin S4 kytkee ensiökäämin Npri_l jännitelähteen toiseen napaan kuten esimerkiksi nollajohtimeen.

Kuvio 3 esittää jännitekäyränä, mitä jännitteelle tapahtuu keksinnön mukaisessa korjaussäädössä perustuen mitattavaan tulevaan tai kuorman saamaan 15 verkkojännitteeseen ja ohjattuihin kytkinten tiloihin. Tarkemmin kuvio 3 myös esittää verkkojännitettä mittaavaa ajanjaksoa, jossa kytkinten ohjaus suoritetaan, ja miten ohjauksen mukaisesti tapahtuvat kytkimien tilamuutoksen ajoittuvat. Säästömuuntaja korjaa verkkojännitettä nopeasti, esimerkiksi alle 10 ms:n viiveellä. Keksinnön mukainen toteutus on edullinen myös siksi, 20 että kytkinten tilavaihdot voidaan ajoittaa mitattavan jännitteen huippuarvon kohdalle, jolloin säästömuuntajan magnetointivirta on pienimmillään. Tällä tavoin kytkinten rinnalle kytkettyinä olevat RC-piirit voidaan mitoittaa kooltaan mahdollisimman pieniksi.

25 Keksinnön mukainen toteutus on edullinen myös siitä syystä, että sillä on kyky reagoida nopeisiin, esimerkiksi alle 100:n mikrosekunnin kestoisiin, verkon ylijännitteisiin. Mikäli verkkojännitteen hetkellinen arvo ylittää esimerkiksi 350 V (vastaa n. 250 VAC) säästömuuntajan ollessa jännitettä lisäävässä toimintatilassa, se vaihtaa välittömästi toimintatilaan, jossa säästömuuntaja 30 ei vaikuta verkkojännitettä lisäävästi. Tämä toiminnallinen ominaisuus ehkäisee verkon ylijännitteiden aiheuttamia laitevikoja.

7

Kuviossa 4 esitettävällä keksinnön ensimmäisen edullisen toteutusmuodon mukaisella säästömuuntajalla toteutetaan verkkojännitteen säätö jännitettä nostavalla vaikutuksella siten, että ensiöpuolella on kolme käämitystä (Npri_l, Npri_2, Npri_3) ja 4 niitä kytkevää kytkintä (S4, S3, S2 ja SI). En-5 siökäämin (Npri_l) rinnalla olevalla kytkimellä SI on tärkeä merkitys keksinnön tavoitteiden toteuttamisessa, kuten seuraavassa esitetään. Keksinnön kannalta olennaista on, että ainakin yhdellä ensiökäämillä (Npri_l, Npri_2, Npri_3) on rinnalle kytkettävä kytkin SI. Täten keksinnön mukainen toteutus ei ole rajoittunut kuviossa 4 esitettyyn, vaan kytkinten jäijestys voi olla eri-10 lainen.

Keksinnön ensimmäisen edullisen toteutusmuodon mukaisella laitteella toteutetaan neliportainen lisäjännite säästömuuntajalta lähtevän vaihtojännitteen vaiheeseen esimerkiksi siten, että ensimmäisessä säätöportaassa lisäjännite-15 vaikutus on 0 %, kun säästömuuntajalle tulevan vaihtojännitteen vaihejänni-te on yli 222 V, toisessa säätöportaassa lisäjännitevaikutus on + 6.7 %, kun tuleva vaihejännite on välillä 209 -222 V, kolmannessa säätöportaassa lisäjännitevaikutus on + 13.4 %, kun tuleva vaihejännite on välillä 197 - 209 V ja neljännessä säätöportaassa lisäjännitevaikutus on + 20 %, kun tuleva vai-20 hejännite on alle 197 V.

Valittaessa laitteen jännitteen lisäyskyvyksi (B) esimerkiksi 20% seuraavasta kaavasta, jossa lisäjännitevaikutus B=20%, voidaan laskea, että: 25 Vini= (1-(Β/2)/3)χ230 V = 222.3 V, mikä tarkoittaa, että verkkojännitteen alittaessa arvon 222.3 V kytketään kytkin S2 johtavaan tilaan, jolloin säästömuuntajalta lähtevä jännite nousee seuraavassa kaavassa laskettavaan arvoon, kun B=20 %: 30

Vouti = (l+B/3) x (1-Β/6)χ230 V = (1+B/6-B2 /18)x230 V = 237.2 V.

8

Verkkojännitteen ollessa esimerkiksi yli 222 V:n, laite ei nosta lähtevää jännitettä. Tällöin kytkin SI on kiinni. Se estää säästömu unta jaa toimimasta käänteisellä tavalla, jolloin toisiokäämi Nsec toimisi ikään kuin ensiökääminä ja ensiökäämit toisiokäämeinä. Tällöin kytkinten S2, S3 ja S4 jännitteet olisivat 5 erittäin suuria, mikä olisi kyseisille kytkinelementeille erittäin vaikea tilanne. Vaikein tilanne olisi sähköverkkoon kytkentähetkellä, jolloin esimerkiksi kapa-sitiivisella kuormalla koko verkkojännite jäisi toisiokäämin Nsec ylitse. Keksinnön mukaisilla toteutuksilla tällaiset tilanteet estetään.

10 Keksinnön ensimmäisessä edullisessa toteutusmuodossa kytkimen SI virta on ISl = B*I|oad + Imag , missä I|0ad on kuorman (load) virta, Imag säästömuuntajan magnetointivirta 15 ja B lisäjännitevaikutus.

Jos säästömuuntajalle tulevan vaihtojännitteen vaihejännite edelleen laskee esimerkiksi alle arvon:

20 Vin2 = Vini/(l+2B/3) = [(l+B/3)x(l-B/6)/(l+2B/3)]x230 V= 209.3 V

, kun B=20%, avataan kytkin S2 ja suljetaan kytkin S3. Tällöin lähtöjännite nousee arvosta 209.3 V arvoon 25 Vout2= (l+2B/3)x209.3 V= 237.2 V.

Jos tuleva jännite edelleen laskee esimerkiksi alle arvon:

Vin3= Vin2/(1+B)= [(1+B/3)x( 1 -B/6)/( 1+B)]x230V= 197.6 V, 30 avataan kytkin S3 ja kytketään kytkin S4. Tällöin lähtöjännite nousee arvoon 9

Vout3=(l+B)xVin = 237.2 V.

Keksinnön ensimmäisessä edullisessa toteutusmuodossa verkkojännite voisi pudota esimerkiksi 172.5 V: iin ennen kuin lähtöjä n n ite saavuttaisi rajan 207 5 V, joka on verkkojännitteelle kansainvälisessä standardissa (EN 50160) määritelty alaraja.

Kuvio 5 esittää keksinnön ensimmäisen edullisen toteutusmuodon mukaista verkkojännitteen neliportaista säätökäyrää kiinteällä viivalla esitettynä. Kat-10 koviiva esittää, mitä verkkojännitteelle tapahtuisi kyseisessä esimerkissä ilman säätöä.

Kuvio 6 esittää keksinnön toisen edullisen toteutusmuodon mukaisen sääs-tömuuntajan, jolla toteutetaan verkkojännitteen säätö myös jännitettä alen-15 tavalla vaikutuksella, esimerkiksi 0-20 %:n alennusvaikutuksen alueella. Siinä on lisättynä neljä kytkintä S5, S6, S7 ja S8, joista kytkimet S5 ja S8 sekä S6 ja S7 ovat järjestetyt pareittain samanaikaisesti toimiviksi. Kytkinparin S5 ja S8 ollessa suljettuna on kytkinpari S6 ja S7 vastaavasti avoimena ja päinvastoin. Tällä tavoin ensiökäämin Npri_l polariteetti eli suunta voidaan muuttaa 20 toisiokäämiin Nsec nähden. Tällä tavoin kytkinparin S5 ja S8 ollessa suljettu lähtöjännitettä nostetaan ja vastaavasti kytkinparin S6 ja S7 ollessa suljettu lähtöjännitettä lasketaan.

Keksinnön toisen edullisen toteutusmuodon mukaista lähtöjännitettä pienen-25 tävää toteutusta voidaan käyttää myös ylijännitesuojaukseen. Kuviossa 6 esitetyllä jännitettä alentavalla toteutuksella saadaan käyttölaite toimimaan esimerkiksi 330 V jännitteellä, jonka keksinnön mukainen säästömuuntaja pudottaa noin 265 V:iin. Kyseisen säästömuuntajan elektroniikan toiminnan mukaisesti voidaan lähtöjännitettä ylijännitetilanteessa alentaa erittäin nope-30 asti; jopa alle 100:ssa mikrosekunnissa täten mahdollistaen tehokkaan ylijännitesuojauksen yhdessä varistoreiden kanssa käytettynä.

10

Niissä keksinnön mukaisissa toteutuksissa, joissa on useampi kuin yksi en-siökäämi, voi ensiökäämin rinnalle kytkettävä kytkin sijaita eri ensiökäämien kohdalla kuten myös yhden tai useamman ensiökäämin kanssa sadassa oleva kytkin tai kytkimet. Edellä esitetyt keksinnön edulliset toteutusmuodot ja nii-5 hin liittyvät kuviot ovat täten esimerkinomaisia, joissa kytkin SI sijaitsee edullisesti käämitykseltään lyhyimmän ja paksuimman ensiökäämin Npri_l rinnalle kytkettynä.

Kuvio 7 esittää keksinnön edullisten toteutusmuotojen mukaisia toteutuksia 10 verkkojännitteen säätämiseksi kolmivaiheisesti toteutettuna. Kolmivaiheinen toteutus käsittää kolme säästömuuntajayksikköä, jotka kolaavat eri vaiheiden jännitteitä.

Keksinnön mukaisella toteutuksella voidaan toteuttaa myös kannettavaa mal-15 lia oleva säästömuuntaja, joka koijaa yhden vaiheen verkkojännitettä esimerkiksi jonkin herkän laboratoriolaitteen käyttötarpeeseen. Vastaavasti voidaan toteuttaa esimerkiksi kannettava "mökkimalli" aggregaatin generoiman jännitteen siistimiseksi hyvänlaatuiseksi mökkilaitteita varten.

20 Koska käytännössä säästömuuntajassa ilmenee aina jonkin verran hajainduk-tanssia, on jokaisen kytkimen rinnalle oltava kytkettynä RC-piiri eli vastuksen ja kondensaattorin sarjaankytkentä, minkä tehtävä on siis pienentää hajain-duktanssin synnyttämiä jännitepiikkejä.

25 Edellä kuvatuissa keksinnön mukaisissa toteutusmuodoissa säästömuuntaja käsittää säätöjärjestelyn, jolla seurataan säästömuuntajan ensiöpuolelle tulevan tai siltä lähtevän jännitteen tasoa. Säätöjärjestely käsittää mittauselekt-roniikan jännitteen tason seurantaan sekä kytkimet ja kontrollilogiikan elektroniikan eli mikrokontrollerin, jolla mainittuun seurantaan perustuen ohjataan 30 kytkimiä aukitiloihin, joissa kytkimet ovat johtamattomia, ja kiinnitiloihin, joissa kytkimet ovat johtavissa tiloissa, toteuttamaan keksinnön mukaisia verkkojännitteen säätöjä. Kytkimet toteutetaan kytkintransistoreina esimer- 11 kiksi bibolaaritransitoreina, IGBT-transistoreina (Insulated Gate Bibolar Transistors) tai edullisimmin FET-elektroniikalla (Field Effect Transistors) kuten MOSFET-transistoreilla tai JFET-transistoreilla, joilla toteutetaan jänniteohja-tut kytkintoteutukset keksinnön mukaisiin toteutuksiin.

5

Keksinnön mukaisen säästömuuntajan toteutuksiin voidaan myös integroida sähköenergian kulutusmittari sekä sähkön laatua mittaava elektroniikka. Nämä voidaan integroida esimerkiksi mikrokontrolleriin yhdistäen siihen myös tarvittavan näyttölaitteen ja/tai käyttöliittymän.

10

Vaikka keksintöä on edellä selostusosassa kuvattu viitaten kuvioihin, ei keksintö ole kuitenkaan rajoittunut selostusosaan ja kuvioihin vaan keksintöä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten määrittämissä rajoissa.

Claims (12)

1. Menetelmä verkkojännitteen muodostamiseksi säästömuuntajalla, tunnettu siitä, että menetelmässä säädetään verkkojännitettä haluttuun arvoon 5 siten, että: - käytetään kytkimiä SI ja S4 sarjaa n kytkettyinä toisiinsa nähden, ja ainakin yhtä ensiökäämiä Npri_l siten, että käytetään kytkintä SI ensiökäämin Npri_l rinnalla kytkettäväksi auki- ja kiinnitiloihin jännitelähteen ensimmäi- 10 seen napaan nähden ja käytetään kytkintä S4 ensiökäämin Npri_l kanssa sarjassa kytkettäväksi auki- ja kiinnitiloihin jännitelähteen toiseen napaan nähden, - mitataan verkkojännitteen tasoa, ja 15 - ohjataan mitatun verkkojännitteen tason perusteella mainittuja kahta kytkintä SI ja S4 auki- ja kiinnitiloihin halutun tasoisen lähtevän verkkojännitteen muodostamiseksi toisiokäämin Nsec kautta. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käyte 2 tään kolmea kytkintä SI, S2, S4 ja kahta ensiökäämiä Npri_l, Npri_2 siten, 3 että käytetään kytkintä SI ensiökäämin Npri_l rinnalla kytkettäväksi auki- ja 4 kiinnitiloihin ja käytetään kytkimiä S2 ja S4 ensiökäämin Npri_2 kanssa sar 5 jassa kytkettäviksi auki- ja kiinnitiloihin. 6 7

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käyte 8 tään neljää kytkintä SI, S2, S3, S4 ja kolmea ensiökäämiä Npri_l, Npri_2, 9 Npri_3 siten, että käytetään kytkintä SI ensiökäämin Npri_l rinnalla kytket 10 täväksi auki- ja kiinnitiloihin, käytetään kytkimiä S3 ja S4 ensiökäämin Npri_2 11 kanssa sarjassa kytkettäviksi auki- ja kiinnitiloihin ja käytetään kytkimiä S2 ja S3 ensiökäämin Npri_3 kanssa sarjassa kytkettäviksi auki- ja kiinnitiloihin.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että käytetään kahdeksaa kytkintä SI, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 ja kolmea ensiökää-miä Npri_l, Npri_2, Npri_3 siten, että käytetään kytkintä SI ensiökäämin Npri_l rinnalla kytkettäväksi auki- ja kiinnitiloihin, käytetään kytkimiä S3 ja

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan verkkojännitteen ylintä tasoa, jonka perusteella ohjataan kytkimiä. 15

5 S4 ensiökäämin Npri_2 kanssa sarjassa kytkettäviksi auki- ja kiinnitiloihin, käytetään kytkimiä S2 ja S3 ensiökäämin Npri_3 kanssa sarjassa kytkettäviksi auki- ja kiinnitiloihin ja kytkimet S5 ja S8 sekä S6 ja S7 järjestetään pareittain samanaikaisesti toimiviksi siten, että kytkimien S5 ja S8 ollessa kiinnitiloissa kytkimet S6 ja S7 ovat aukitiloissa verkkojännitteen tason nostamiseksi ja 10 kytkimien S6 ja S7 ollessa kiinnitiloissa kytkimet S5 ja S8 ovat aukitiloissa verkkojännitteen tason laskemiseksi.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan verkkojännitteen alinta tasoa, jonka perusteella ohjataan kytkimiä.

7. Säästömuuntaja käsittäen ensiöpuolen ja toisiopuolen verkkojännitteen 20 muodostamiseksi, tunnettu siitä, että säästömuuntaja käsittää lähtöjännit- teensä säätämiseksi haluttuun arvoon: - ainakin yhden ensiökäämin Npri_l ja sarjaa n kytketysti toisiinsa nähden kytkimet SI ja S4 järjestettyinä siten, että kytkin SI on ensiökäämin Npri_l rin- 25 nalla kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin jännitelähteen ensimmäiseen napaan nähden ja kytkin S4 on ensiökäämin Npri_l kanssa sarjassa kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin jännitelähteen toiseen napaan nähden, ja - säätöjärjestelyn verkkojännitteen tason mittaamiseksi ja mainittujen ainakin 30 kahden kytkimen SI ja S4 ohjaamiseksi mitatun verkkojännitteen tason perusteella auki- ja kiinnitiloihin halutun tasoisen verkkojännitteen muodostamiseksi toisiopuolen toisiokäämin Nsec kautta.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen säästömuuntaja, tunnettu siitä, että säästömuuntaja käsittää kolme kytkintä SI, S2, S4 ja kaksi ensiökäämiä Npri_l, Npri_2 järjestettynä siten, että kytkin SI on ensiökäämin Npri_l rinnalla kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin ja kytkimet S2 ja S4 ovat ensiökää- 5 min Npri_2 kanssa sarjassa kytkettävänä auki-ja kiinnitiloihin.

9. Patenttivaatimuksen 7 mukainen säästömuuntaja, tunnettu siitä, että säästömuuntaja käsittää neljä kytkintä SI, S2, S3, S4 ja kolme ensiökäämiä Npri_l, Npri_2, Npri_3 järjestettynä siten, että kytkin SI on ensiökäämin

10. Patenttivaatimuksen 7 mukainen säästömuuntaja, tunnettu siitä, että säästömuuntaja käsittää kahdeksan kytkintä SI, S2, S3, S4, S5, S6, S7, S8 ja kolme ensiökäämiä Npri_l, Npri_2, Npri_3 järjestettynä siten, että kytkin SI on ensiökäämin Npri_l rinnalla kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin, kytkimet S3 ja S4 ovat ensiökäämin Npri_2 kanssa sarjassa kytkettävänä auki- ja kiin- 20 nitiloihin ja kytkimet S2 ja S3 ovat ensiökäämin Npri_3 kanssa sarjassa kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin ja kytkimet S5 ja S8 sekä S6 ja S7 ovat järjestetyt pareittain samanaikaisesti toimiviksi siten, että kytkimien S5 ja S8 ollessa kiinnitiloissa ovat kytkimet S6 ja S7 aukitiloissa verkkojännitteen tason nostamiseksi ja kytkimien S6 ja S7 ollessa kiinnitiloissa ovat kytkimet S5 ja

25 S8 aukitiloissa verkkojännitteen tason laskemiseksi.

10 Npr_l rinnalla kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin, kytkimet S3 ja S4 ovat ensiökäämin Npri_2 kanssa sarjassa kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin ja kytkimet S2 ja S3 ovat ensiökäämin Npri_3 kanssa sarjassa kytkettävänä auki- ja kiinnitiloihin.

11. Patenttivaatimuksen 7 mukainen säästömuuntaja, tunnettu siitä, että säästömuuntaja käsittää säätöjärjestelyn kytkimien ohjaamiseksi verkkojän-nitteestä mitatun ylimmän tason arvon perusteella. 30

12. Patenttivaatimuksen 7 mukainen säästömuuntaja, tunnettu siitä, että säästömuuntaja käsittää säätöjärjestelyn kytkimien ohjaamiseksi verkkojän-nitteestä mitatun alimman tason arvon perusteella.