Opis patentowy opublikowano: 30.09.1982 Int. Cl.2 H02M 1/08 H02P 13/16 CZYTELNIA Urzedu Patentowego Twórcywynalazki: Krzysztof Wadolny. Zbigniew Sieniawski Uprawniony z patentu tymczasowego: Politechnika Krakowska, Kraków (Polska) Wielofazowy sternik tyrystorowego przerywnika pradu stalego Przedmiotem w \nalazku jest wielofazowy sterów nik tyrystorowego przerywnika pradu stalego, zw lasz¬ cza do sterowania wielofazowych przerywników pradu stalego pracujacych z modulacja czestotliwosci przeznaczonych do elektronicznego ukladu rozruchu i regulacji predkosci jazdy pojazdów z napedem elektrycznym.Znany jest wielofazowy sterownik przerywnika tyrystorowego pradu stalego z polskiego patentu nr 104283 zawierajacy regulator pradu konwertor napiecie—czestotliwosc, rozdzielacz impulsów, wzmac¬ niacz impulsów i przetwornice zasilajaca. Wyjscie regulatora pradu jest polaczone z wejsciem konwertora napiecie — czestotliwosc, którego wyjscie jest polaczone z wejsciem rozdzielacza impulsów majacego m jednakowych wyjsc, z których kazde jest polaczone odpowiednio z wejsciem m jednakowych wzmacniaczy impulsów. Regulator pradu, konwertor napiecie—czestotliwosc rozdzielacz impulsów i wzmacniacze impul¬ sów sa zasilane z przetwornicy zasilajacej. Konwertor napiecie—czestotliwosc zawiera cztery funktory logiczne, przy czym wejscia funktorów sa polaczone z wyjsciem regulatora pradu poprzez rezystory i diode, a pomiedzy soba polaczone sa kondensatorem. Wyjscie jednego z funktorów polaczone jest z wejsciem dw óch innych funktorów, a dioda wlaczona jest miedzy wyjscie jednego funktora, a wejscie drugiego funktora.Istota wynalazku polega na tym, ze w sterowniku tyrystorowego przerywnika pradu stalego zawieraja¬ cym regulator pradu, konwertor napiecie—czestotliwosc, rozdzielacz impulsów, wzmacniacz impulsów i przetwornice zasilajaca polaczono wyjscie regulatora pradu z wejsciem pradowego wzmacniacza regulatora zrealizowanego na tranzystorze pracujacym w ukladzie wtórnika emiterowego. Pomiedzy emiterem tranzy¬ stora, a ujemnym wejsciem wzmacniacza operacyjnego jest wlaczona impedancja.Przetwornik napiecie—czestotliwosc zawiera cztery bramki cyfrowe NOT, przy czym wejscia dwóch bramek polaczone sa z wyjsciem pradowego wzmacniacza regulatora, przez rezystory, a pomiedzy soba przez kondensator, zas wyjsciejednej z tych bramek jest polaczone z wejsciem jednej z bramek pozostalych i bramki buforowej. Z wyjsciem jednej z bramek pozostalych przylaczona jest katoda dioda przylaczona anoda do innej bramki. Wejscie bramki z rozdzielacza impulsów jest polaczone z wyjsciem bramki przetwornika napiecie—czestotliwosc, natomiast wyjscia obu tych bramek polaczone sa przez kondensatory z bazami tranzystorów wzmacniaczy mocy impulsów.Sterownik wedlug wynalazku ma bardzo wysokie wskazniki techniczne uzyskane przez wlaczenie pradowego wzmacniacza regulatora dopasowujacego opór wyjsciowy regulatora pradu do malej rezystancji2 114767 przetwornika napiecie—czestotliwosc co zwiekszylo zakres regulacji czestotliwosci oraz pozwolilo na uzyskanie progresywnej charakterystyki czestotliwosci w funkcji napiecia sterujacego, która to w pojazdach trakcyjnych jest bardzo pozadana. Objecie sprzezeniem zwrotnym pradowego wzmacniacza regulatora z regulatorem pradu pozwolilo na uniezaleznienie go od wplywu temperatury otoczenia. Zastosowanie bra¬ mek logicznych NOT pozwolilo na zrealizowanie przetwornika napiecie—czestotliwosc wraz z rozdziela¬ czem impulsów w jednej obudowie ukladu scalonego.Sterownik tyrystorowego przerywnika pradu stalego wedlug wynalazku jest przedstawiony w przykla¬ dzie realizacji na zalaczonym rysunku, na którym przedstawiono jego schemat polaczen. Sterownik sklada sie z regulatora pradu RP, pradowego wzmacniacza regulatora PWR, przetwornika napiecie—czestotliwosc PUF, rozdzielacza impulsów RI, wzmacniaczy mocy impulsów WMT1, WMT2 i przetwornicy separujaco- zasilajacej PZ. Podstawowa czescia skladowa regulatora pradu RP jest scalony wzmacniacz operacyjny napiecia stalego WO. Na wejsciu lego ukladu wzmacniacza znajduje sie uklad sumujacy, zlozony z rezysto¬ rów R2 i R3 orazfuklad ograniczajacy zlozony z diod Zenera DZ1 i DZ2. W celu zlikwidowania ujemnych napiec na wyjsciu regulatora pradu RP. wyjscie wzmacniacza jest polaczone z wejsciem odwracajacym dioda D2. Wyjscie regulatora pradu RP jest polaczone z wejsciem pradowego wzmacniacza regulatora PWR zrealizowanym na tranzystorze Tl pracujacym w ukladzie wtórnika emilerowego. Pomiedzy emiterem tranzystora Tl; a ujemnym wejsciem wzmacniacza operacyjnego WO jest wlaczona impedancja Z, od której zalezy czy regulator pradu RP bedzie pracowal jako proporcjonalny lub proporcjonalnoncalkujacy lub inercyjny. Wyjscie pradowego wzmacniacza regulatora PWR jest polaczone z przetwornikiem napiecie— czestotliwosc PUF zrealizowany na bramkach logicznych NOT BI do B4. Wejscia bramek B2 i B3polaczone sa z pradowym wzmacniaczem regulatora PWR przez rezystory R8 i R9oraz pomiedzy soba przez kondensa¬ tor C4. Wyjscie bramki BI polaczonejest przez diode odcinajaca D3 z wejsciem bramki B2, której w yjscie jest polaczone poprzez diode odcinajaca D4 z wejsciem bramki B3, której wyjscie jest polaczone z wejsciem bramki BI oraz z wejsciem bramki buforowej B4, której wyjscie jest polaczone z wejsciem bramki B5 stanowiacej wejscie rozdzielacza impulsów RI, który w przykladowym rozwiazaniu jest dwufazowy i zreali¬ zowany na bramkach logicznych NOT B5 i B6. Wyjscie bramki B5 jest polaczone z wejsciem bramki B6.Wyjscia bramek B5 i B6 sa polaczone poprzez uklady rózniczkujace zrealizowane z kondensatorów C5 i C6 oraz rezystorów RIO i Rll z bazami tranzystorów T2 i T3 wzmacniaczy mocy impulsów WMT1 i WMT2. W obwodach kolektorów tranzystorów T2 i T3znajduja sie uzwojenia pierwotne Zl i Z2 bocznikowane diodami D5 i D6 transformatorów wejsciowych TW1 i TW2 Uzwojenia wtórne tych transformatorów stanowia wyjscia wzmacniaczy mocy impulsów.Regulator, pradu RP zasilany jest przez stabilizator napiecia zlozony z diod DZ4 i DZ5 oraz rezystora R13 z prostownika diodowego zlozonego z diod DPI do DP4, polaczonych w ukladzie mostkowym posiada¬ jacym na wyjsciu kondensator C12, z którego zasilany jest pradowy wzmacniacz regulatora PWR ora/ wzmacniacze mocy impulsów WMTli WMT2. Przetwornik napiecie—czestotliwosc PUF oraz rozdzieiacz impulsów RI jest zasilany przez stabilizator napiecia zrealizowany z diody DZ3 i rezystora R12i kondensa¬ tora C8 zasilany z prostownika mostkowego zlozonego z diod DP5 do DP8, posiadajacego na wyjsciu kondensator C12, wygladzajacy napiecie z prostownika. Mostki prostownicze sa polaczone z uzwojeniami wtórnymi transformatora TP przetwornicy zasilajacej. Uzwojenie Zl transformatora TP polaczone jest z emiterami tranzystorów T4 i T5, natomiast uzwojenia Z2 transformatora TP polaczone jest z bazami tranzystorów T4 i T5, których kolektory polaczone sa z biegunem dodatnim zasilacza. Punkt srodkowy uzwojenia Z polaczony jest z biegunem ujemnym zasilania, natomiast punkt srodkowy uzwojenia Z2 / biegunem ujemnym zasilania poprzez diode D7 i rezystor R14, a z biegunem dodatnim poprzez rezystor R15.Sygnal sterujacy podany jest na wejscie regulatora pradu RP gdzie porównywany jest z sygnalem wartosci rzeczywistej pradu podawanym z bocznika pomiarowego. Na wyjsciu regulatora uzyskujemy wzmocniony sygnal róznicy wartosci zadanej i wartosci rzeczywistej podawany jest na pradowy wzmacniacz regulatora PWR wzmacniajacy pradowo sygnalpodany z regulatora pradu RP, przekazujacy go na przetwor¬ nik napiecie—czestotliwosc PUF, wytwarzajacy impulsy prostoskatne o czestotliwosci proporcjonalnej do napiecia wejsciowego. Gdy na wyjsciu bramki BI jest stan wysoki to dioda D3nie przewodzi i lewa okladka kondensatora laduje sie przez rezystor R8, natomiast prawa okladka kondensatora C4 rozladowuje sie przez przewodzaca diode D4 oraz wyjscie bramki B2, na której wyjsciu jest zero logiczne. Po rozladowaniu sie Iwej okladki kondensatora C4 do napiecia progu przelaczania bramki B3 zmienia sie na jej wyjsciu stan niski na wysoki, który podany na wejscie bramki BI, wymuszajac na jej wyjsciu zero logiczne, które powoduje przejscie diody D3 w stan przewodzenia i powoduje, ze lewa okladka kondensatora C4 rozladowuje sie natomiast prawa okladka kondensatora C4 laduje sie przez rezystor R9gdyz bramka B2przechodzi wstanI 114767 * / wysoki na wyjsciu przez co dioda M4 zostaje zablokowana. Po naladowaniu sie lewej okladki kondensatora q4 powyzej progu przelaczania bramki B3 proces powtarza sie. Impulsy prostokatne z przetwornika nfapiecie—czestotliwosc PUF sa podawane przez bramke buforowa B4 na rozdzielacz impulsów RL którego gadaniem jest rozdzielenie impulsów polegajace na przesuniecia ich w fazie o kat 27r/m gdzie mjest liczba faz rozdzielacza.) W przykladowym rozwiazaniu liczba faz rozdzielacza wynosi dwa. Impulsy sa przesuniete miedzy soba 0 kat 180°. Impulsy z rozdzielacza impulsów Rl podane sa na uklad rózniczkujacy przednie zbocze impulsów prostokatnych ze stala czasowa RC. Uzyskany z nich waski impuls podany jest na wzmacniacze moc impulsów WMT1 i WMT2. Przetwornica separujaco-zasilajaca PZ przetwarza napiecie stale na napiecie przemienne o przebiegu prostokatnym indukowanym w uzwojeniach transformatora TP, które sa prostowane.Regulator pradu RP, przetwornik napiecie—czestotliwosc PUF oraz rozdzielacz impulsów sa zasilane napieciami stalymi stabilizowanymi, a pradowy wzmacniacz regulatora PWR i wzmacniacze mocy impulsów WMT1 i WMT2 zasilane sa napieciem starym nieustabilizowanym. PL