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Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für netzunabhängiges Widerstandsbremsen elektrischer Triebfahrzeuge mit Drehstrommotoren, die im Fahrbetrieb über eine einphasige löschbare, unsymmetrische Brückenschaltung (LUB) gespeist werden, bestehend aus einem löschbaren Hauptthyristor-Zweigpaar mit zwei seriengeschalteten Hauptthyristoren, dem ein nichtsteuerbares Gleichrichterventilzweigpaar mit zwei seriengeschalteten Gleichrichterventilen gleichsinnig parallel geschaltet ist, sowie einem gleichsinnig parallelgeschalteten steuerbaren Löschthyristorzweigpaar mit zwei seriengeschalteten Löschthyristoren und einem zwischen den Hauptthyristoren und den Löschthyristoren quergeschalteten Kommutierungskondensator.
Für Triebfahrzeuge mit Drehstromfahrmotoren und primärer Gleichstromversorgung ist es bekannt, die Motoren z. B. über Pulsumrichter zu speisen. Bei Wechselstromversorgung derartiger Triebfahrzeuge geschieht dies unter zusätzlicher Erstellung eines Gleichstromzwischenkreises. Beim Bremsbetrieb wird den Bremswiderständen über separate Bremsteller die Bremsenergie zugeführt (z. B. Zeitschrift"Technische Mitteilungen AEG-TELEFUNKEN" 67 [1977] 7, S. 311,312).
Auch ist es bekannt, für aus Wechselstromnetzen speisbare elektrische Triebfahrzeuge, insbesondere mit Gleichstrommotoren, im Fahrbetrieb einphasige Netzgleichrichter in löschbarer, unsymmetrischer Brückenschaltung (LUB) zu verwenden (z. B. DE-OS 2126111, Fig. 3).
Aufgabe der Erfindung ist es, den schaltungs- und geräte technischen Aufwand bei elektrischen Triebfahrzeugen mit Drehstrommotoren, die eine solche LUB-Brückenschaltung im Fahrbetrieb verwenden, für den Bremsbetrieb zu mindern und die Schaltung zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird für eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens das eine mit Zwangslöschung ausgebildete Hauptthyristorzweigpaar der Brückenschaltung bei Widerstandsbremsbetrieb als Thyristorstelle für wenigstens den einen Bremswiderstand vorgesehen ist, dass jeweils der Bremswiderstand, der den Positiv- oder den Negativausgang des Hauptthyristorzweigpaares und an den gleichartig gepolten Ausgang des nichtsteuerbaren Gleichrichterventilzweigpaares angeschlossen ist, durch einen Bremsschalter überbrückbar ist, der bei Bremsbetrieb geöffnet ist, und dass beide über die Löschthyristoren mit dem Kommutierungskondensator zwangslöschbaren Hauptthyristoren des Hauptthyristorzweigpaares abwechselnd als Widerstandssteller ohne Umschwinginduktivität dienen.
Durch Einsparung der sonst notwendigen besonderen Bremssteller und durch Doppelausnutzung der von Mischstromfahrzeugen her für Fahrbetrieb bekannte Netzgleichrichter mit Sektorsteuerung ergibt sich so eine wirtschaftliche Lösung. Im Bremsbetrieb kann bis in die Nähe des Stillstandes. voll gebremst werden. Für Drehstromtriebfahrzeuge mit Wechselstromeinspeisung kann die Erfindung in solchen Fällen Anwendung finden, wo kein sinus-förmiger Fahrleitungsstrom erforderlich ist und ein Leistungsfaktor À = 0, 85 bis 0, 95 ausreicht.
Sinnvoll kann es in Ausbildung der Erfindung noch sein, wenn parallel zu dem Kommutierungskondensator ein Anpassungskondensator mit einem in Reihe liegenden Schalter geschaltet ist, d. h. wenn ein Teil des Kommutierungskondensators abstellbar ist. Das kann zur besseren Anpassung der Kommutierungskapazität im Bremsbetrieb dienen.
An Hand von schematischen Beispielen wird die Erfindung im nachstehenden näher erläutert.
Es zeigen : Fig. 1 eine bekannte Fahrschaltung mit einem Netzgleichrichter in löschbarer unsymmetrischer Brückenschaltung mit einem Löschkondensator (LUB-IC-Schaltung), Fig. 2 eine Schaltung für
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dung ausgegangen wird ; der Ladezweig ist vernachlässigt. Sie entspricht der bereits genannten Schaltung nach der DE-OS 2126111, Fig. 3. Diese Schaltung verwendet eine löschbare, unsymmetrische Stromrichterbrücke als Netzgleichrichter mit einem Löschkondensator, eine sogenannte LUB- -1C-Schaltung. Sie weist zwei ungesteuerte Zweige --a und b-- mit Gleichrichterventilen --1 und 2-- und zwei steuerbare Zweige --c und d-- mit Hauptthyristoren --3 und 4-- auf. Die Gleich-
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der4-- der steuerbaren Zweige --c und d--.
Die beiden Hauptthyristoren --3 und 4-- sind durch parallelliegende, reihengeschaltete Löschthyristoren --5 und 6-- gleicher Durchlassrichtung sowie einen Kommutierungskondensator --7-- löschbar ausgeführt. Letzterer ist zwischen den Haupt-
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thyristoren --3 und 4-- und den Löschthyristoren --5 und 6-- quergeschaltet. Gespeist wird die Stromrichterbrücke über einen Schalter --9-- von einer Wechselspannungsquelle, hier einen Transformator --8--. Mit --10-- ist eine Glättungsinduktivität, mit --11-- ein Verbraucher, hier z. B. ein Motor, dargestellt.
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gebene Polarität umlädt.
In der nachfolgenden Halbwelle der Netzspannung wird der Hauptthyristor - gezündet. Dieser kann später über den Löschthyristor --5-- und den auf die Klammerwerte umgeladenen Kondensator --7-- wieder gelöscht werden. Dabei schwingt der Kondensator --7-erneut zur folgenden Löschung des Thyristors --4-- um. Schaltungen mit zwei und drei Kondensatoreinheiten sind in der Funktionsweise vergleichbar.
Damit besteht die Möglichkeit, aus der Netzspannung Spannungssektoren mit nahezu beliebiger Lage innerhalb einer Sinushalbwelle durch Anschnitt- und Abschnittswinkelsteuerung herauszuschneiden und somit neben dem Steuern der Antriebsleistung die Phasenlage des aufgenommenen Netzstroms mit dem Ziel der Leistungsfaktorverbesserung zu beeinflussen.
Die Erfindung nutzt diese bekannte Schaltung für netzunabhängige Widerstandsbremsung bei Drehstromantrieben, wobei wesentliche Schaltungselemente erhalten bleiben. Für gleichgebliebene Schaltungselemente wurden im folgenden die gleichen Bezugszeichen weiterverwendet.
Fig. 2 zeigt eine solche Schaltungsanordnung für netzunabhängige Widerstandsbremsung bei Drehstromantrieben für einen Betrieb mit eingeprägtem, nichtlückendem Zwischenkreisstrom unter Verwendung von z. B. Phasenfolgewechselrichtern. Drehstrommotoren und Phasenfolgewechselrichter sind bekannt und hier nicht weiter dargestellt.
Der Bremswiderstand liegt in Fig. 2 parallel zu der durch einen Schalter --17-- aufgetrennten Verbindung der Negativausgänge der Brückenzweig und und ist und ist mit --19-- bezeich- net. Für den Bremsbetrieb sind wieder die Schalter --9 und 17--geöffnet.
In der ersten Phase sind alle Haupt- und Löschthyristoren gesperrt und der Kommutierungs- kondensator --7-- soll sich in der klammerlosen Polarität befinden. Der Bremsgleichstrom Id des Drehstromantriebes (Drehstrommotor/Phasenfolgewechselrichter) durchläuft zunächst die ungesteuerten
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und c--. In der dritten Phase wird der Löschthyristor --6-- gezündet und der Energieeinhalt von Kommutierungskondensator --7-- löscht den Hauptthyristor --4--. Anschliessend wird der Kommutierungskondensator --7-- vom Strom Id wieder über den Löschthyristor --6-- auf die eingeklammerte Polarität aufgeladen.
Mit steigender Spannung am Kondensator verläuft der Bremsstrom wieder über den Bremswiderstand --19-- und die ungesteuerten Brückenzweig-a und b--, während der Strom zum Kommutierungskondensator --7-- zu Null geht. Wird der Hauptthyristor --4-erneut gezündet, dann geht der Strom Id wieder auf den Freilaufkreis über. Der Kommutierungs- kondensator --7-- weist jetzt die eingeklammerte Polarität auf und ist zur Löschung des Haupt- thyristors --3-- über Löschthyristor --5-- bereit. Wird der Hauptthyristor --3-- gelöscht, dann verläuft der Strom Id kurzzeitig über Hauptthyristor --4-- und Löschthyristor --5-- unter Wiederaufladung des Kommutierungskondensators --7-- auf die klammerlose Polarität.
Mit steigender Spannung am Kondensator --7-- wächst der Strom über dem Bremswiderstand --19-- an, während der Ladestrom zu Null wird. Danach wird wieder Hauptthyristor --4-- gelöscht usw.
Über einen Schalter --21-- kann eine Anpassung der Kommutierungskapazität im Stellerbetrieb durch Abschalten des Zusatzkondensators --20-- erfolgen.
Sinngemäss sind auch voll- oder unsymmetrisch löschbare Brückenschaltungen mit zwei oder drei Kondensatoreinheiten einsetzbar und zum erfindungsgemässen Einsatz modifizierbar.
Durch die Erfindung kann eine kostensparende, einfache Mehrfachausnutzung von ihm Fahrbetrieb vorhandenen Bauelementen für eine wirksame, zusätzliche Widerstandsbremsung erfolgen.