DD278453A1

DD278453A1 - Schaltungsanordnung zur erzeugung der zwischenkreisspannung fuer transistorstellglieder

Info

Publication number: DD278453A1
Application number: DD32355388A
Authority: DD
Inventors: Thomas Goetze; Rainer Endesfelder; Peter Rochlitzer; Kurt Haberland; Diethart Eiser
Original assignee: Numerik Karl Marx Veb
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-05-02

Abstract

Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Zwischenkreisspannung fuer Transistorstellglieder. Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Leistungstechnik, und ihre Anwendung ist in Leistungsteilen des Versorgungsmoduls fuer Transistorstellglieder in Antriebssteuerungen moeglich. Wesentliche Merkmale der Erfindung sind das Anschliessen eines gemeinsamen Hochlastwiderstandes (RL) fuer die Einschaltstrombegrenzung, den Chopperbetrieb, die Schnellentladung der Zwischenkreiskapazitaet und die Havariebremse direkt an einen ersten Ausgang (GA 1) einer Eingangsgleichrichtereinheit (EGE), an dem ueber einen ersten Schalter (ASE) fuer einen Transistor (V 3), eine weitere Diode (V 2) und die Zwischenkreiskapazitaet (ZK) liegen. Eine Verbindung des zweiten Ausganges (GA 2) der Eingangsgleichrichtereinheit (EGE) besteht mit der Ansteuereinheit, dem Transistor, der zweiten Diode ueber einen zweiten Schalter (K 2) und der Zwischenkreiskapazitaet. Figur

Description

Darlegung des Wesens der Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Zwischenkreisspannung für Transistorsiellglieder zu schaffen, die, bestehend aus einer Eingangsgleichrichtereinheit und einer Zwischenkreiskapazität, die Einschaltstrombegrenzung, den Chopperbetrieb, die Schnellentladung der Zwischenkreiskapazität und die Havariebremse ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am ersten Ausgang der Eingangsgleichrichtereinheit direkt ein gemeinsamer Hochlastwiderstand für die Einschaltstrombegrenzung, den Chopperbetrieb, die Schnellentladung der Zwischenkreis! apazität und die Havariebremse liegt. Des weiteren sind mit diesem ersten Anschluß der Eingangsgleichrichtereinheit über einen ersten Schalter einer Schaltereinheit, der eine erste Diode antiparallel geschaltet ist, eine Ansteuereinheit, der Anodenanschluß einer zweiten Diode und die Zwischenkreiskapazität verbunden. Die Ansteuereinheit ist mit der Basis eines Transistors gekoppelt, dessen Kollektor an einem weiteren Anschluß des gemeinsamen Hochlastwiderstandes liegt und die zweite Diode ist mit dem Kollektor des Transistors verbunden. Zum anderen Ausgang der Eingangsgleichrichtereinheit sind ein weiterer Anschluß der Ansteuoreinheit, der Emitteranschluß des Transistors, der Kathodenanschluß der zweiten Diode über einen zweiten Schalter der Schalteinheit und ein weiterer Anschluß der Zwischenkreiskapazität geführt.

<\usführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt eine Anordnung für einen Zwischenkreis :'nter Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung.

An einen ersten Eingang GA1 einer Eingangsgleichrichtereinheit EGE mit einer Eingangsspannung UE sind direkt ein gemeinsamer Hochlastwiderstand RL und über den ersten Schalter K1 einer Schalteinheit, dem eine erste Diode V1 antiparallel geschaltet ist, eine Ansteuereinheit ASE, die Anode einer zweiten Diode V2 und eine Zwischenkreiskapazität ZK angeschlossen, an deren Anschlüssen die Ausgangsspannung UA abfällt.

Die Ansteuereinheit ASE ist mit der Basis eines Transistors gekoppelt, dessen Kollektor mit einem weiteren Anschluß des Hochlastwiderstandes RL und der Kathode der zweiten Diode V 2 verbunden ist. Ein weiterer Anschluß der Ansteuereinheit ASE, der Emitteranschluß des Transistors V3, über einen zweiten Schalter K2 der Schalteinheit die Kathode der zweiten Diode V2 und ein weiterer Anschluß der Zwischenkreiskapazität ZK sind zu einem zweiten Ausgang GA2 der Eingangsgleichrichtereinheit EGE geführt.

Die Anordnung arbeitet auf folgender Weise.

Bei der Begrenzung des Einschaltstromes fließt über den Hochlastwiderstand RL uno die zweite Diode der Ladestrom und lädt die Zwischenkreiskapazität ZK auf. Beim Erreichen eines festgelegten Wertes durch die Spannung an der Zwischenkreiskapazität wird der erste Schalter K1 der Schalteinheit, beispielsweise eines Schützes, geschlossen. Im Einschaltmoment wird der Ladestrom durch den Hochlastwiderstand auf den maximalen Nennstrom begrenzt. Während des Chopperbetriebes bleibt der erste Schalter K1 geschlossen. Wenn die Spannung an der Zwischenkreiskapazität durch das Abbremsen des Motors sehr ansteigt, wird der Transistor V3 angesteuert und die zurückgeführte Energie über den Hochlastwiderstand RL abgebaut. Die zweite Diode V2 wirkt dabei als Freilaufdiode für den induktiven Anteil von RL. Zur Schnellentladung der Zwischenkreiskapazität ZK nach dem Abschalten des Versorgungsmoduls öffnet der erste Schalter K1, und der zweite Schalter K 2 schließt. Dadurch wird die Zwischenkreiskapazität über die erste Diode V1 und den Hochlastwiderstand RL schnell entladen. Bei einer Havariobrernsung nach dem Abschalten des Versorgungsmoduls öffnet der erste Schalter K1, und der zweite Schalter K 2 schließt. Danach wird über die erste Diode V1 und die Freilaufdiode im Transistorstellglied der Hochlastwiderstand RL an die Motorklemmen geschaltet und der Motor so abgebremst. Durch eine Nutzung der Bauelemente für unterschiedliche Funktionen und die schaltungstechnische Anordnung der ersten und zweiten Diode V1, V2 für den Einsatz eines aus zwei Dioden in einem Gehäuse bestehenden Diodenmoduls wird eine wesentliche Volumenreduzierung des Versorgungsmoduls erreicht. Gleichzeitig werden Schaltungsanordnungen eingespart, wie Lade- und Havarieschaltung, die bisher extern untergebracht werden mußten.

Claims

Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Zwischenkreisspannung für Transistorstellglieder, die aus einer Eingangsgleichrichtereinheit und einer Zwischenkreiskapazität besteht, gekennzeichnet dadurch, daß am ersten Ausgang (GA 1) der Eingangsgleichrichtereinheit (EGE) direkt ein gemeinsamer Hochlastwiderstand (RL) für die Einschaltstrombegrenzung, den Chopperbetrieb, die Schnellentladung der Zwischenkreiskapazität und die Havariebremse und über einen ersten Schalter (K 1) einer Schalleinhoit mit einer ersten antiparallelen Diode (V 1), eine mit der Basis eines durch den Kollektor an den gemeinsamen Hochlastwiderstand (Rl.) angeschlossenen Transistor (V3) gekoppelte Ansteuereinheit (ASE), der Anodenanschluß einer zweiten, mit dem Kollektor des Transistors (V3) verbundene Diode (V2) und die Zwischenkreiskapazität (ZK) liegen und zum anderen Ausgang (GA2) der Eingangsgleichrichtereinheit (EGE) ein weiterer Anschluß der Ansteuereinheit (ASE), der Emitteranschluß des Transistors (V3), der Kathodenanschluß der zweiten Diode (V2) über einen zweiten Schalter (K2) der Schalteinheit und ein weiterer Anschluß der Zwischenkreiskapazität (ZK) geführt sind.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der elektrischen Leistungstechnik und ihre Anwendung ist in Leistungsteilen des \/ersorgungsmoduls für Transistorstellglieder in Antriebssteuerungen möglich und zweckmäßig.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

In Leistungsteilen für Versorgungsmodule von Transistorstellgliedorn müssen verschiedene Funktionen realisiert werden, wozu ein Zwischenkreis dient. Durch die im Versorgungsmodul und in den einzelnen Achsmodulen vorhandenen Kondensatoren entstehen beim Einschalten der Anlage sehr hohe Ladeströme. Um diese Einschaltströme zu begrenzen, muß dehalb während des Auf ladens ein spezieller Ladewiderstand vorgeschaltet werden. Des weiteren muß bei einer Steuerung von Lasten mit einem großen Trägheitsmoment und/oder Tiit hoher Drehzahl beim Bremsen entstehende Energie beseitigt werden, weil die in das Versorgungsmodul zurückgeführte Energie nicht mehr vom Zwischenkreiskondensator aufgenommen werden kann. Zur Umsetzung dieser Energie in Wäime muß deshalb ein weiterer Widerstand angeordnet werden, damit es im Zwischenkreis zu keiner Spannungsüberhöhung kommt. Ein dritter Widerstand wird als Entladewiderstand benötigt, um nach dem Abschalten des Versorgungsmoduls die in den Kondensatoren gespeicherte Spannung schnellstmöglich abzubauen. Zur Realisierung einer Havariebremse muß schließlich ein vierter Widerstand vorhanden sein, um ein NOT-AUS-FALL den Bremsweg des Motors zu minimieren.

Aus der DD-PS 243153; H 02 M 5/42 ist eine Schaltungsanordnung zur Bremsstromregelung und Ladestrombegrenzung von Wechselrichtern mit Spannungszwischenkreis oekannt, die bei Umrichtern anwendbar ist, bei denen die Bremsung der Drehstrommaschine über im Zwischenkreis angeordnete Bremschopper erfolgt. Die Schaltungsanordnung ist sowohl für die Ladestrombegrenzung und als auch Bremsstromregelung gemeinsam nutzbar und schützt den Zwischenkreiskondensator vor Stoßstrombelastungen. In einer Reihenschaltung ist ein Entkopplungselement zwischen dem Zwischenkreiskondensator und einem Begrenzungswiderstand eingefügt, der für den Aufladevorgang des Zwischenkreiskondensators und für den Bremsvorgang gemeinsam wirksam wird. In der DE-OS 3037503; H 02 M 7/757 ist ein Halbleiterstromrichter beschrieben, der mehrfach zum Steuern eines Antriebsmotors angeordnet ist. Diese Stromrichtereinheiten werden von einer gemeinsamen Wechselstromquelle gespeist, und ihre Gleichspannungsausgänge sind in Reihe geschaltet und mit Gleichstromsammelschienen verbunden. An diese Schienen ist eine Reihenschaltung von Widerständen angeschlossen, die zur Aufnahme eines Teiles der Rückspeiseenergie dienen, wenn der Stromrichter im Wechselrichterbetrieb arbeitet. Eine weitere Lösung für eine Antriebssteuerung mit !'ilbleiter-Stromrichterainheiten enthält die DE-OS 3037551; H 02 M 7/757, bei der eine Reihenschaltung aus einem Thyristor und einem Widerstand an dio Gleichspannungsausgänge mindestens einer Stromrichtereinheit angeschlossen ist. Im Rückspeisebetrieb wird dann dieser Thyristor gezündet, um die zugehörige Stromrichtereinheit zu sperren und das Fließen eines Stromes durch den in Reihe mit dem Thyristor liegenden Widerstand zu ermöglichen.

Nachteilig bei allen bekannten Lösungen ist das Anordnen von separaten Widerstandsschaltungen für das Realisieren der im Versorgungsmodul von Leistungsteilen für Transistorstellglieder notwendigen Funktionen, wie Einschaltstrombegrenzung, Chopperbetrieb, Schnellentladung des Zwischenkreiskondensators und Havariebremse und der damit verbundene hohe schaltungstechnische Aufwand.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, bei einer Schaltungsanordnung zur Erzeugung der Zwischenkreisspannung für Transistorstellglieder den Aufwand zur Realisierung aller notwendigen Funktionen zu verringern.