CS243713B1

CS243713B1 - Direct-current power supply's voltage and current limitation filtration circuit connection

Info

Publication number: CS243713B1
Application number: CS828841A
Authority: CS
Inventors: Antonin First; Miroslav First
Original assignee: Antonin First; Miroslav First
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1982-12-07
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS884182A1

Abstract

Řeěení se týká zapojení filtraěního obvodu pro omezení zvlnění napětí a proudu stejnosměrného napájecího zdroje při pulsujícím odběru proudu, který je vytvářen polovodičovým měničem. Zapojení je určeno zejména pro řízení pohonů vozidel závislé elektrické trakee. Pohon vozidla, jenž je napájen ze stejnosměrného napájecího zdroje s proměnným odporem s indukčnosti, je tvořen filtračním obvodem a motorem, který je řízen polovodičovým měničem. Filtrační obvod sestává z tlumivky, spínacího prvku, tlumicího odporu a filtračního kondenzátoru* 'The solution concerns the involvement of filtration circuit to reduce voltage and current ripple DC power supply at pulsing current draw that is being generated semiconductor converter. The wiring is especially designed for control electric vehicle dependent electric traction drives. Drive a vehicle that is powered by DC power supply with variable A resistor with inductance is formed a filter circuit and an engine that is controlled by a semiconductor converter. The filter circuit consists of a choke, a switching choke element, damping resistor and filter element capacitor * '

Description

Zapojení filtračního obvodů pro omezení zvlnění napětí a proudu stejnosměrného napájecího zdrojeConnection of filter circuits to reduce ripple voltage and current of DC power supply

Řeěení se týká zapojení filtraěního obvodu pro omezení zvlnění napětí a proudu stejnosměrného napájecího zdroje při pulsujícím odběru proudu, který je vytvářen polovodičovým měničem.The solution relates to the connection of a filter circuit to reduce the ripple of the voltage and current of the DC power supply in the case of a pulsating current draw generated by the semiconductor converter.

Zapojení je určeno zejména pro řízení pohonů vozidel závislé elektrické trakee.The wiring is intended especially for the control of the drive of vehicles dependent electric traction.

Pohon vozidla, jenž je napájen ze stejnosměrného napájecího zdroje s proměnným odporem s indukčnosti, je tvořen filtračním obvodem a motorem, který je řízen polovodičovým měničem.The vehicle drive, which is powered by a variable resistance DC power supply with inductance, consists of a filter circuit and a motor that is controlled by a semiconductor converter.

Filtrační obvod sestává z tlumivky, spínacího prvku, tlumicího odporu a filtračního kondenzátoru* 'The filter circuit consists of a choke, a switching element, a damping resistor and a filter capacitor.

243 713243 713

243 7X3243 7X3

Vynález se týká zapojení filtračního obvodu pro omezení zvlnění napětí a proudu stejnosměrného napájecího zdroje při pulsujícím odběru proudu, který je vytvářen polovodičovým měničem. Zapojení je vhodné zejména pro řízení pohonu vozidel'závislé elektrické trakce.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter circuit for limiting the ripple voltage and current of a DC power supply in a pulsating current draw that is generated by a semiconductor converter. The wiring is particularly suitable for controlling the propulsion of vehicles of independent electric traction.

U elektrických pohonů vozidel závislé elektrické trakce napájených ze stejnosměrného zdroje a používajících pro bezeztrátové řízení rozjezdu i brzdy tyristorových pulsních měničů nebo střídačů, musí být z důvodu induktivní složky napájecího zdroje zapojen mezi napájecím trolejovým vedením a pohonem filtrační obvod, jímž je proměnný odběr elektrického proudu vyrovnáván na proud vyhlazený.For vehicle electrical propulsion systems powered by DC power supply and using thyristor pulse converters or inverters for lossless start-up control, the inductive component of the power supply must be connected between the overhead contact line and the drive to filter the variable current draw to the current smoothed.

Doposud se omezení zvlnění napětí a proudu stejnosměrného napájecího zdroje při pulsujícím odběru proudu vytvářeném polovodičovým měničem provádí tak, že polovodičové měniče pracují s několika pevnými frekvencemi řízenými například krystaly, kdy je možné zajistit práci mimo rezonaci vstupního LC filtru. Uvedené řeěení je nevýhodné tím, že pulsní měnič pracuje i na charakteristice stejnosměrného motoru a že jsou na něm zbytečné ztráty. Současně dochází i ke zvýšenému namáhání jak pulsního měniče, tak i motoru. Při využití dvoupolohové regulace, která využívá optimálního řízení pro motor a plného sepnutí měniče pracují obvody s proměnnou frekvencí, která nezajišťuje odstup od rezonanční frekvence LC filtru. Při dvoupolohové regulaci dochází při průchodu rezonancí k zvýšenému napětí a proudovému namáhání prvků, které je nutno omezit.Until now, the limitation of the voltage and current of the DC power supply in the pulsating current draw generated by the semiconductor transducer is such that the semiconductor transducers operate at several fixed frequencies controlled by, for example, crystals, where it is possible to work outside the LC resonance. This solution is disadvantageous in that the pulse converter also operates on the characteristics of the DC motor and that there are unnecessary losses. At the same time, both the pulse converter and the motor are subject to increased stress. When using two-position control, which uses optimum control for the motor and full drive switching, the variable frequency circuitry does not operate at a distance from the resonant frequency of the LC filter. In the two-position regulation, the voltage and current load of the elements is increased when passing through the resonance, which must be reduced.

243 713243 713

Uvedené nedostatky jsou podle vynálezu odstraněny zapojením filtračního obvodu pro omezení zvlnění napětí a proudu stejnosměrného napájecího zdroje, které sestává z tlumivky, spínacího prvku, tlumícího odporu a filtračního kondenzátoru. Podstata vynálezu spočívá v tom, že do série s motorem řízeným polovodičovým měničem je připojena sériová kombinace tlumivky a spínacího prvku s paralelně připojeným tlumícím odporem. Dále jek motoru a polovodičovému měniči paralelně připojen filtrační kondenzátor.According to the invention, these drawbacks are overcome by connecting a filter circuit to reduce the ripple of the voltage and current of the DC power supply, which consists of a choke, a switching element, a damping resistor and a filter capacitor. The essence of the invention is that a series combination of a choke and a switching element with a parallel connected damping resistor is connected in series with a motor controlled semiconductor converter. Furthermore, a filter capacitor is connected in parallel to the motor and the semiconductor converter.

Zapojení filtračního obvodu podle vynálezu umožňuje použití i více polovodičových měničů s proměnnou frekvencí, které jsou napájeny z jednoho zdroje. Rovněž nemůže dojít k nevhodnému ovlivňování jejich činnosti, ale naopak, čím větší počet polovodičových měničů je na stejnosměrný napájecí zdroj zapojeno, tím více jsou napětí i proud napájecího zdroje stabilizovány. Zapojení také zvyšuje spolehlivost řízení pohonu zvláště v dynamických přechodech, to je na přejezdech jednotlivých sekcí a při odskócích pantografů.The connection of the filter circuit according to the invention allows the use of several variable frequency semiconductor converters which are supplied from a single source. Likewise, their operation cannot be affected inappropriately, but vice versa, the greater the number of semiconductor converters connected to the DC power supply, the more stabilized the voltage and current of the power supply. The connection also increases the reliability of the drive control, especially in dynamic transitions, ie at cross-sections and pantographs.

Na připojeném výkresu je znázorněn příklad zapojení filtračního obvodu pro omezení zvlnění napětí a proudu stejnosměrného napájecího zdroje podle vynálezu.The attached drawing shows an example of a filter circuit for reducing the ripple voltage and current of a DC power supply according to the invention.

vin

Pohon vozidla závislé elektrické trakce je přes pantografový sběrač 10 proudu připojen ke stejnosměrnému napájecímu zdroji s proměnným odporem 9 s indukčnoeti, jímž je v. tomto případě trolejové vedení 1_. Pohon je tvořen filtračním obvodem a motorem 6 řízeným polovodičovým měničem 8. Paralelně k motoru Έ je připojena nulová dioda 7· Filtrační obvod je sestaven z tlumivky 2_>:spínacího prvku 2» tlumicího odporu 4 a filtračního kondenzátoru 2« Uvedené části jsou vzájemně zapojeny tak, že do série s motorem 6 řízeným polovodičovým měničem 8 je připojena sériová kombinace tlumivky £, spínacího prvku 3, k níž je paralelně připojen tlumící odpor 4. K motoru 2 řízenému polovodičovým měničem 8 je paralelně připojen filtrační kondenzátor 2*The propulsion vehicle of the dependent electric traction is connected via a pantograph 10 to a DC power supply with a variable resistor 9 with inductance, which in this case is the overhead contact line 7. The drive consists of a filter circuit and a motor 6 controlled by a semiconductor converter 8. A neutral diode 7 is connected in parallel to the motor · The filter circuit consists of a choke 2 _>: switching element 2 According to the invention, a series combination of a choke 5 of a switching element 3 is connected in series with a motor 6 controlled by a semiconductor converter 8, to which a damping resistor 4 is connected in parallel.

Funkce zapojení spočívající ve třech základních režimech vozidla je následující:The wiring function consisting of three basic vehicle modes is as follows:

v režimu rozjezdu vozidla je sepnut spínací prvek 3 a'při sepnutí polovodičového měniče 8 je odebírán z trolejového vedení j_ proud, který protéká motorem 6. Při rozepnutí polovodičovéhoin the vehicle start-up mode, the switching element 3 is closed and when the semiconductor converter 8 is closed, the current flowing through the motor 6 is taken from the overhead contact line 6. Upon opening the semiconductor

243 713 měniče 8 ee proud uzavírá, přes nulovou diodu 7. Odebíraný proud tedy mění svou hodnotu mezi odebíraným plným proudem a nulovým proudem.243 713 of the inverter 8 ee closes the current through the diode 7. The drawn current thus changes its value between the drawn full current and the zero current.

V režimu doběhu a brzdění vozidla je spínací prvek 3 rozpojen a motor 6 řízený polovodičovým měničem 8 neodebírá z trolejového vedení žádný elektrický proud. K síti je tedy připojen sériový obvod tvořený proměnnou indukčnosti troleje b tlumícím odporem 4 a filtračním kondenzátorem 5, který svým aperiodickým tlumením stabilizuje trolejové napětí i při změnách způsobených jinými odběry.In the deceleration and braking mode of the vehicle, the switching element 3 is disconnected and the motor 6 controlled by the semiconductor converter 8 does not draw any current from the overhead contact line. The series circuit is thus connected to the network consisting of a variable inductance of the trolley b by a damping resistor 4 and a filter capacitor 5, which by its aperiodic damping stabilizes the trolley voltage even with changes caused by other draws.

Když je v rekuperačním režimu na motoru 6 napětí vyěší než je napětí napájecí sítě, je s výhodou použito rozepnutí spínacího prvku 3, přičemž na tlumícím odporu 4 je rozdílové napětí sníženo. Je-li napětí na motoru 6 nižší než je napětí napájecí sítě, je spínací prvek 3 sepnut a obvod pracuje jako v režimu jízdy.When in the regenerative mode on the motor 6 the voltage is higher than the voltage of the mains, the opening of the switching element 3 is preferably used, whereby the differential voltage is reduced on the damping resistor 4. If the voltage at the motor 6 is lower than the mains voltage, the switching element 3 is closed and the circuit operates as in driving mode.

Claims

PftEDMfiT OF THE INVENTION

Connection of a filter circuit for limiting the ripple voltage and current of a DC power supply, consisting of a choke, a switching element, a damping resistor and a filter capacitor, characterized in that a series choke combination (2) is connected in series with the motor (6). ) and a switching element (3) with a damping resistor (4) connected in parallel and a filter capacitor (5) is connected in parallel to the motor (6) and the semiconductor converter (8) ·