Przedmiotem wynalazku jest sposób i uklad uzyskiwania malego napiecia wyjsciowego i sztywnej charakteiystyki zewnetrznej w przeksztaltniku z komutacja wewnetrzna przeznaczony zwlaszcza do stosowania w pojazdach trakcyjnych.Stan techniki. W dotychczas znanych ukladach przeksztaltników impulsowych, w których kondensator komutacyjny jest rozladowywany przez obciazenie, napiecie wyjsciowe przeksztaltnika jest przy stosowanych czestotliwosciach impulsowania zbyt duze dla zastosowan trakcyjnych.Dla uzyskania potrzebnego malego napiecia wyjsciowego w tych ukladach konieczne jest obnizanie czestotliwosci impulsowania kilkakrotne i wielostopniowe, co z kolei prowadzi do zwiekszania skladowej zmiennej pradu w sieci zasilajacej. Dla zapobiezenia wzrostowi tego pradu i jego skutkom, konieczne jest instalowanie na wejsciu przeksztaltnika kosztownych urzadzen filtracyjnych. Charakterystyka zewnetrzna takiego ukladujest silnie zalezna od obciazenia, szczególnie w zakresie malych obciazen.UKlad nie moze'pracowac przy biegujalowym, jak równiez przy obciazeniu malym pradom, mniejszym od pradu minimalnego, który z kolei jest zalezny od wysterowania przeksztaltnika. W zakresie duzych wysterowan takich, ze przeksztaltnik przewodzi w ciagu calego okresu impulsowania, zmniejszenie pradu obciazenia wywoluje Koniecznosc zmniejszenia wysterowania.Znane sa równiez sposoby zmniejszania napiecia wyjsciowego przeksztaltnika impulsowego, w których rozladowanie kondensatora komutacyjnego nastepuje jednoczesnie przez obciazenie i przez specjalny obwóa Skladajacy sie z szeregowo polaczonej diody z dlawikiem, wlaczonych przeciwrównolegle do tyrystora glównego. Takie uklady cechuje równiez zelazna na ogól od obciazenia charakterystyka zewnetrzna oraz niezadawalajace w zastosowaniach trakcyjnych minimalne napiecie wyjsciowe.2 111634 Pewne polepszenie tych cech w stosunku do ukladu poprzedniego osiagane jest jednak kosztem zwiekszenia pojemnosci kondensatora komutacyjnego, dlawika przeladowania i tyrystora pomocniczego, Znany jest takze sposób zmniejszenia napiecia wyjsciowego przeksztaltnika impulsowego, podany w patencie austriackim nr 245117, w którym rozladowanie kondensatora komutacyjnego nastepuje najpierw przez obciazenie, a po uplywie czasu równego czasowi wylaczania, jednoczesnie przez obciazenie i przez obwód szeregowy, skladajacy sie z tyrystora i dlawika, wlaczony przeciwrównolegle do tyrystora glównego. Takie uklady cechuje równiez zalezna od obciazenia charakterystyka zewnetrzna i za wysokie dla celów trakcji elektrycznej minimalne napiecie wyjsciowe. Ponadto w ukladach takich wymagane sa tyrystory o duzych dopuszczalnych poczatkowych stromosciach narastania pradu.Znane sa ponadto uklady przeksztaltników impulsowych jak z patentu francuskiego nr 2300453, w których minimalne napiecie wyjsciowe mozna osiagnac bez wlaczenia tyrystora glównego, a tylko przez wlaczenie tyrystora wylaczajacego, wtedy gdy napiecie na kondensatorze komutacyjnym przeladowywanym przez dlawik, tyrystor komutacyjny i diode przeladowcza, osiagnie dostatecznie niska wartosc. W ukladach takich mozna co prawda osiagnac wystarczajaco male, a nawetjeszcze mniejsze jak dla potrzeb trakcji minimalne napiecie wyjsciowe, ale kosztem zastapienia galezi diod wylaczajacych, galezia tyrystorów wylaczajacych i przewymiarowania napieciowego galezi tyrystorowych, a szczególnie ponad dwukrotnego przewymiarowania galezi tyrystorów wylaczajacych. Charakterystyka zewnetrzna takiego ukladu jest tak samo zalezna od pradu i posiada takie same niedogodnosci jak w pierwszym z przytoczonych uprzednio ukladów.Istota wynalazku. Celem wynalazku jest taki sposób i uklad do uzyskiwania malego napiecia wyjsciowego i sztywnej charakterystyki zewnetrznej w przeksztaltniku z komutacja zewnetrzna, który nie bedzie posiadal wad wystepujacych w dotychczasowych rozwiazaniach.Sposób uzyskiwania malego napiecia wyjsciowego i sztywnej charakterystyki zewnetrznej w przeksztaltniku z komutacja wewnetrzna wedlug wynalazku polega na tym, ze na bramke tyrystora rozladowczego, umozliwiajacego przeladowanie oscylacyjne kondensatora komutacyjnego w przedziale wylaczanie tyrystora glównego, podaje sie impuls wlaczajacy w momencie uzaleznionym od pradu obciazenia i/lub od napiecia zasilania, albo w momencie uzaleznionym od pradu obciazenia i/lub napiecia na kondensatorze komutacyjnym. W sposobie tym pomierzony prad obciazenia dzieli sie przez pomierzone napiecie zasilania, wzglednie przez pomierzone napiecie na kondensatorze komutacyjnym, a otrzymany iloraz porównuje sie z zadana funkqa czasowa. W momencie zrównania sie tego ilorazu z ta funkcja czasowa wysyla sie impuls wlaczajacy tyrystor rozladowczy, umozliwiajacy przyspieszone przeladowanie oscylacyjne kondensatora komutacyjnego w przedziale wylaczania tyrystora glównego.W ukladzie do stosowania tego sposobu czlon pomiarowy napiecia kondensatora filtru wejsciowego jest polaczony z czlonem ksztaltujacym napiecie wzgledne, który jest polaczony z pierwszym wejsciem czlonu dzielacego, a czlon pomiarowy pradu obciazenia jest polaczony z czlonem ksztaltujacym wzgledny prad obciazenia. Czlon ksztaltujacy wzgledny prad obciazenia jest polaczony z drugim wejsciem czlonu dzielacego którego wyjscie jest polaczone z pierwszym wejsciem generatora impulsów tyrystora rozladowczego. Do drugiego wejscia generatora impulsów jest dolaczone wyjscie generatora funkcji, którego wejscie jest przylaczone do wyjscia czlonu czasowego o czasie opóznienia, równym polowie okresu oscylacyjnego przeladowania kondensatora komutacyjnego, natomiast wejscie tego czlonu czasowego jest polaczone z drugim wyjsciem innego generatora impulsów, tyrystora pomocniczego.Winnym rozwiazaniu ukladu do uzyskiwania malego napiecia wyjsciowego i sztywnej charakterystyki zewnetrznej w przeksztaltnikach zawierajacych tyrystor wylaczajacy, wystepuje takze czlon pomiarowy napiecia, czlon ksztaltujacy napiecie wzgledne, czlon pomiarowy pradu obciazenia, czlon ksztaltujacy prad wzgledny, czlon dzielacy, generator funkcji i generator impulsów, który jest generatorem impulsów bramkowych tyrystora wylaczajacego i pierwsze wyjscie tego generatora impulsów jest przylaczone do bramki tyrystora wylaczajacego. Drugie wyjscie generatora impulsów bramkowych tyrystora wylaczajacego jest przylaczone do generatora funkcji.Sposób uzyskiwania malego napiecia wyjsciowego w przeksztaltniku z komutacja wewnetrzna wedlug wynalazku nie wymaga zmiany czestotliwosci na poczatku rozruchu pojazdu, lub wymaga niewielkiej zmiany czestotliwosci. Uzyskane minimalne napiecie wyjsciowe jest wystarczajaco male, dla zastosowania w napedach trakcji elektrycznej. Poza tym przeksztaltnik pozwala osiagnac zewnetrzna charakterystyke niezalezna od obiazenia w calym przedziale zmian obciazenia i wysterowania, co jest szczególnie wazne takze przy falownikach.To male napiecie wyjsciowe i niezalezna od obciazenia charakterystyke zewnetrzna uzyskuje sie bez koniecznosci przewymiarowania pojemnosci i indukcyjnosci komutacyjnej, bez koniecznosci zwiekszania ilosci i przewymiarowania galezi tyrystorowych oraz bez koniecznosci stosowania tyrystorów o podwyzszanych parametrach dynamicznych.111634 3 Oojasaienie figur rysunku. Wynalazek jest blizej objasniany na podstawie przykladowego rozwiazania pokazanego na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat ukladu przeksztaltnika impulsowego z dioda wylaczajaca, a fig. 2 — schemat ukladu przeksztaltnika impulsowego z tyrystorem wylaczajacym.Przyklad wykonania wynalazku. W ukladzie do uzyskiwania malego napiecia wyjsciowego i sztywnej charakterystyki zewnetrznej w tyrystorowym przeksztaltniku impulsowym z komutacja wewnetrzna jest miedzy innymi przewidziany czlon pomiarowy napiecia 1, czlon ksztaltujacy napiecie wzgledne 2, czlon pomiarowy pradu obciazenia 3, czlon ksztaltujacy prad wzgledny, 4, czlon dzielacy 5, czlon czasowy 6 i generator funkcji 7.Czlon pomiarowy napiecia 1 kondensatora filtru wejsciowego jest polaczony z czlonem ksztaltujacym napiecie wzgledne 2,który jest polaczony z pierwszym wejsciem czlonu dzielacego 5, a czlon pomiarowy pradu obciazenia 3 jest polaczony z czlonem 4 ksztaltujacym wzgledny prad obciazenia. Czlon 4 ksztaltujacy wzgledny prad obciazenia jest polaczony z drugim wejsciem czlonu dzielacego 5, którego wyjscie jest polaczone z pierwszym wejsciem generatora impulsów 8 tyrystora rozladowczego.Oprócz tego do ukladu wedlug wynalazku wchodzi generator impulsów 9 tyrystora pomocniczego, kondensator 11 filtru wejsciowego, kondensator komutacyjny 12, dlawik komutacyjny 13 i tyrystor pomocniczy 14. Do drugiego wejscia generatora impulsów 8 jest dolaczone wyjscie generatora funkcji 7, którego wejscie jest przylaczone do wyjscia czlonu czasowego 6 o czasie opóznienia, równym polowie okresu oscylacyjnego przeladowania kondensatora komutacyjnego 12, natomiast wejscie tego czlonu czasowego 6 jest polaczone z drugim wyjsciem innego generatora impulsów 9 tyrystora pomocniczego 14.Z silnikiem 10 sa polaczone w znany sposób dioda wylaczajaca 15 tyrystor rozladowczy 16, dlawik rozladowczy 17, tyrystor glówny 18, dioda zerowa 19 i dlawik 20 wygladzajacy prad silnika 10, (fig. 1).Winnym przykladzie rozwiazania zamiast diody wylaczajacej 15 w przeksztaltniku impulsowym wystepuje tyrystor wylaczajacy 21 i dioda pomocnicza 22, przy czym generator impulsów 9 jest generatorem impulsów bramkowych tyrystora wylaczajacego 21. Pierwsze wyjscie tego generatora impulsów 9 jest przylaczone do bramki tyrystora wylaczajacego 21, a drugie wyjscie generatora impulsów bramkowych 9 tyrystora wylaczajacego 21 jest przylaczone do wejscia generatora funkcji 7 (fig. 2). takie rozwiazanie jest zastosowane takze w przeksztaltniku wielofazowym ze wspólnym kondensatorem komutacyjnym bez obwodu pomocniczego przeladowania oscylacyjnego tego kondensatora.Sposób uzyskiwania malego napiecia wyjsciowego i sztywnej charakterystyki zewnetrznej w przeksztaltniku z komutacja wewnetrzna polega na tym, ze tyrystor rozladowczy 16, umozliwiajacy przeladowanie oscylacyjne kondensatora komutacyjnego w przedziale wylaczenia tyrystora glównego 18, wlacza sie w momencie uzaleznionym od pradu obciazenia i/lub od napiecia zasilania, albo w momencie uzaleznionym od pradu obciazenia i/lub napiecia na kondensatorze komutacyjnym 12.W sposobie tym mierzy sie prad obciazenia i napiecia zasilania, wzglednie napiecie na kondensatorze komutacyjnym oraz dzieli sie ten pomierzony prad przez to pomierzone napiecie, a otrzymany iloraz porównuje sie z zadana funkcja czasowa. W momencie zrównania sie tego ilorazu z ta funkcja czasowa podaje sie impuls wlaczajacy na oramke tyrystora rozladowczego 16, umozliwiajacego przyspieszone przeladowanie oscylacyjne kondensatora komutacyjnego 12 w przedziale wylaczenia tyrystora glównego 18.Moment wlaczenia tyrystora rozladowczego 16jest uzalezniony od pradu obciazenia i od napiecia zasilania tak, ze ala danego zakresu zmian obciazenia i zmian napiecia zasilania, suma czasu czesciowego przeladowania Kondensatora komutacyjnego przez obciazenie i polowy czasu dalszego przeladowania przez obciazenie ijednoczesnie przez obwód tyrystora rozladowczego z dlawikiem jest stala i równa czasowi ochronnemu, dysponowanemu nawylaczenie.Istnieje wówczas nastepujace uzaleznienie miedzy ilorazem wzglednego pradu przez wzgledne napiecie, a czasem pierwszego czesciowego przeladowania kondensatora komutacyjnego przez obciazenie, odniesionym •do czasu mimalnego ochronnego m _ 2 TT ,. tpwa V-- I™™ *0 -{-¦. k^s —2 • tpwa a. ^ * ko tomjn gdzie kus ~ ^ ; m =—Jo*- 4*ain k przy czymUs jest napieciem sieci zasilajacej, Us min minimalnym dopuszczalnym napieciem sieci zasilajacej, Io — pradem obciazenia, Iomx — maksymalnym pradem obciazenia, Ir — pradem rozruchu silnika, tpwa — czasem pierwszego czesciowego przeladowania kondensatora komutacyjnego przez obciazenie, tG min ¦, — minimalnym czasem ochronnym tyrystora glównego. Zaleznosc ta,jako funkcja czasowa wielkosci4' 111634 m m kus to jest kus = f(t) dla tpwa = t, gdzie t jest czasem liczonym od poczatku przedzialu wylaczenia, jest generowana w generatorze funkcji 7, albo dla ulatwienia realizacji jest generowana aproksymacja tej funkcji.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób uzyskiwania malego napiecia wyjsciowego i sztywnej charakterystyki zewnetrznej w przeksztaltniku z komutacja wewnetrzna, zawierajacym tyrystor rozladowczy, umozliwiajacy przyspieszone przeladowanie oscylacyjne kondensatora komutacyjnego w przedziale wylaczania tyrystora glównego, zwlaszcza dla pojazdów trakcyjnych, znamienny tym, ze na bramke tyrystora rozladowczego (16), umozliwiajacego przeladowanie oscylacyjne kondensatora komutacyjnego w przedziale wylaczenia tyrystora glównego (18), podaje sie impuls wlaczajacy w momencie uzaleznionym od pradu obciazenia i/lub od napiecia zasilania, albo w momencie uzaleznionym od pradu obciazenia i/lub napiecia na kondensatorze komutacyjnym (12). 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze pomierzony prad obciazenia dzieli sie przez pomierzone napiecia zasilania, wzglednie przez pomierzone napiecie na kondensatorze komutacyjnym, a otrzymany iloraz porównuje sie z zadana funkcja czasowa i w momencie zrównania sie tego ilorazu z ta funkcja czasowa wysyla sie impuls wlaczajacy tyrystor rozladowczy (16) umozliwiajacy przyspieszone przeladowanie oscylacyjne kondensatora komutacyjnego (12) w przedziale wylaczanie tyrystora glównego (18). 3. Uklad do uzyskiwania malego napiecia wyjsciowego i sztywnej charakterystki zewnetrznej w przeksztaltniku z komutacja wewnetrzna, zawierajacy czlon pomiarowy napiecia, czlon ksztaltujacy napiecie wzgledne, czlon pomiarowy pradu obciazenia, czlon ksztaltujacy prad wzgledny, czlon dzielacy, czlon czasowy, generator funkcji i generatory impulsów, znamienny tym, ze czlon pomiarowy napiecia (1)» Kondensatora filtru wejsciowego jest polaczony z czlonem ksztaltujacym napiecie wzgledne (2), który jest polaczony z pierwszym wejsciem czlonu dzielacego (5) a czlon pomiarowy pradu obciazenia (3)jest polaczony z czlonem (4) ksztaltujacym wzgledny prad obciazenia, natomiast czlon (4) ksztaltujacy wzgledny prad obciazenie jest polaczony z drugim wejsciem czlonu dzielacego (5) którego wyjscie jest polaczone z pierwszym wejsciem generatora impulsów (8) tyrystora rozladowczego, przy czym do drugiego wejscia generatora impulsów (8) jest dolaczone wyjscie generatora funkcji (7), którego wejscie jest przylaczone do wyjscia czlonu czasowego (6) o czasie opóznienia, równym polowie okresu oscylacyjnego przeladowania kondensatora komutacyjnego (12), natomiast wejscie tego czlonu czasowego (6)jest polaczone z drugim wyjsciem innego generatora impulsów (9) tyrystora pomocniczego (4). 4. Uklad do uzyskania malego napiecia wyjsciowego i sztywna charakterystyki zewnetrznej *. w przeksztaltniku z komutacja wewnetrzna, posiadajacym tyrystor wylaczajacy, przy czym uklad ten zawiera czlon pomiarowy napiecia, czlon ksztaltujacy napiecie wzgledne, czlon" pomiarowy pradu obciazenia, czlon ksztaltujacy prad wzgledny, czlon dzielacy, generator funkcji i generator impulsów, który jest generatorem impulsów bramkowych tyrystora wylaczajacego i pierwsze wyjscie tego generatora impulsów jest przylaczone do bramki tyrystora wylaczajacego oraz generator impulsów tyrystora rozladowczego, znamienny tym, ze czlon pomiarowy napiecia (1) kondensatora filtru wejsciowego jest polaczony z czlonem ksztaltujacym napiecie wzgledne (2), który jest polaczony z pierwszym wejsciem czlonu dzielacego (5), a czlon pomiarowy pradu obciazenia (3) jest polaczony z czlonem (4) Ksztaltujacym wzgledny prad obciazenia, natomiast czlon (4) Ksztaltujacy wzgledny prad obciazenia jest polaczony z drugim wejsciem czlonu dzielacego (5) którego wyjscie jest polaczone z pierwszym wejsciem generatora impulsów (8) tyrystora rozladowczego, przy czym do drugiego wejscia generatora impulsów (8) jest dolaczone wyjscie generatora funkcji (7), którego wejscie jest przylaczone do drugiego wyjscia generatora impulsów bramkowych (9) tyrystora wylaczajacego (21). PL