Opis patentowy opublikowano: 1985.10.31 130234 .w.\lA ijrzedu Polentowego Int Cl H02^ i/08 Twórcy wynalazku! Lothar Friedrich, Erhard Prager, Gtinter Leonhardt, Wolfgang Knuth, Helmut Kluge, Hans-Werner TBnse, Burkhardt Thron Uprawniony 2 patentu: VEB Kombinat Schienenfahrzeugbau, Berlin /Niemiecka Republika Demokratyczna/ UKLAD DO ZASILANIA ELEKTRONICZNEGO UKLADU STEROWANIA UKLADAMI PRZEKSZTALTNIKÓW Z WYMUSZONA KOMUTACJA Wynalazek etosowany Jest korzystnie przy zasilaniu urzedzen sterujecych i regulacyj¬ nych w sprzecie energoelektronlcznym, zwlaszcza w ukladach z wymuszone komutacje.Elektroniczny uklad sterowania ukladami przeksztaltników z wymuszone komutacje wymaga napiec zasilajecych, które zwykle uzyskiwane se z baterii albo zasilaczy sieciowych. Ma to te strone ujemne, ze dla rozruchu ukladu przeksztaltników zachodzi koniecznosc zastosowa¬ nia naladowanej baterii albo sieci zewnetrznej. Dako napiecie robocze dla ukladu sterowa¬ nia mozna wykorzystac równiez napiecie wyjsciowe przeksztaltników doprowadzane poprzez rezystory szeregowe. Znane se poza tym rozwiezania, w których energia dla sterowania po¬ bierana jest ze stosowanego w danych przypadkach transformatora, zasilapego z przeksztal¬ tnika.Te znane rozwiezania techniczne maje wady. Baterie wymagaje intensywnego dozorowania, a poza tym przy uruchamianiu pojazdów nie zawsze znajduje sie w stanie gotowosci do pracy.Oprócz tego nie w kazdym przypadku mozliwe jest uzycie baterii. Sieci zewnetrzne, z któ¬ rych napiecie rozprowadza sie dla zasilania ukladów sterowania nie we wszystkich przypad¬ kach mozna wykorzystac, zwlaszcza w pojazdach 1 urzedzenlach ruchomych. Uzyskiwaniu ener¬ gii poprzez szeregowe rezystory towarzysze duze straty. Poza tym tsn sposób jest zawodny przy wiekszym zapotrzebowaniu na moc dla ukladu sterowania. Nie zawsze Jest równiez mozli¬ we zastosowanie transformatorów, które bylyby zasilane z ukladów przeksztaltników, wzgle¬ dnie wspólpracowalyby z nimi. Uzyskanie energii z takiego transformatora nie jest -rozliwe takze wtedy, gdy ten transformator, zasilany z przeksztaltnika wzglednie wspólpracujecy z przeksztaltnikiem jest pobudzany regulowanym napieciem, wzglednie predem, jak to sie zdarza, na przyklad, w przypadku ograniczenia predu przeksztaltnika.2 -130^234 Celem wynalazku jest wyeliminowanie wymienionych wad i niedogodnosci i zapewnienie mozliwosci zasilania dla sterowania ukladami przeksztaltników z wymuszone komutacje we wszystkich przypadkach eksploatacji i rozruchu.Zadaniem wynalazku Jest zapewnienie mozliwosci zasilania elektronicznego ukladu ste¬ rowania ukladami przeksztaltników bez pomocy baterii, sieci zewnetrznych, rezystorów szeregowych i zasilanych z ukladu przeksztaltnika transformatorów, przy czym takiego za¬ silania, aby energia dla ukladu sterujacego i regulacyjnego pobierana byla z odpowiednie¬ go punktu przeksztaltnika z wymuszone komutacje.Zadanie zostalo rozwiezane w wyniku zaprojektowania ukladu do zasilania elektronicz¬ nego ukladu sterowania ukladami przeksztaltników z wymuszone komutacje zawierajecego zródlo napiecia zasilajecego oraz transformator doleczony do przeksztaltnika. Zgodnie z wynalazkiem uklad zawiera poleczone szeregowo diody Zenero doleczone poprzez rezystory ograniczajece do zródla napiecia zasilajecego. Kazda z diod Zenera jest zabocznilcoi.ana przyporzedkowanym kondensatorem. Równolegle z obwodem szeregowym utworzonym przez kon¬ densatory bocznikujece diody Zenera wleczona jest pierwsza przeketna mostka diodowego, w której drugiej przeketnej wleczony jest ograniczajecy pred element zabocznikowany re¬ zystorem obciezajecym wleczony w obwodzie uzwojenia wtórnego przekladnika predowego.Przy tym pierwotne uzwojenie tego przykladnika jest wleczone w obwodzie komutacji prze¬ ksztaltnika. Punkty poleczenia kondensatorów bocznikujecych z diodami Zenera se punkta¬ mi, do których doleczone se obwody eterowanla przeksztaltnikami, a punkt poleczenia kon¬ densatorów bocznikujecych poleczony z punktem poleczenia diod Zenera jest punktem o po¬ tencjale zerowym wzgledem napiec sterujecych uzyskiwanych w punktach poleczenia kondensa¬ torów bocznikujecych z diodami Zenera.Wynalazek jest blizej objasniony w przykladzie wykonania w oparciu o zaleczony rysu¬ nek, na którym przedstawiono schemat Ideowy ukladu wedlug wynalazku.Uklad do zasilenia elektronicznego ukladu sterowania ukladami przekszteltnikó// z wy¬ muszone komutacje zawiera poleczone szeregowo diody Zenera Dl 1 D2, z których kazda jest zbocznlkowana przyporzedkowanym kondensatorem, przy tym pierwsza dioda Dl Jest zboczni- kowana przyporzedkowanym jej pierwszym kondensatorem Cl, a druga przyporzedkowanym tej diodzie drugim kondensatorem C2.W obwodzie szeregowym, utworzonym przez diody Zenera Dl i D2 wleczone se dwa rezy¬ story Rl i R2 ograniczajece pred ladowania tak, ze pierwszy rezystor Rl jeet doleczony do punktu o potencjale dodatnim + Ue zródla zasilania, a drugi rezystor R2 jest doleczo¬ ny do punktu o potencjale ujemnym - Ue zródla zasilania. Równolegle z poleczonymi szere-» gowo diodami Zenera Dl i D2 wleczona jest pierwsze przeketna mostka diodowego D3, D4, D5, D6, w którego drugiej przeketnej wleczony jest rezyetor obciezajecy R3 wleczony w obwodzie uzwojenia wtórnego przekladnika predowego Tzl. Równolegle z rezystorem obcie¬ zajecym R3 wleczony jest element Tl ograniczajecy pred. Oako element Tl ograniczajecy pred moze byc zastosowany triac. Uzwojenie wtórne transformatora Tzl jest wleczone do obwodu komutacji falownika wysokiego napiecia. Punkty poleczenia diod Zenera Dl 1 D2 z kondensatorami bocznikujecymi Cl 1 C2 oraz, odpowiednio, z rezystorami Rl i R2, se punktami, na których uzyskuje sie napiecia sterujece ? U„ i - U,,. Natomiast punkt 0 po¬ leczenia diod Zenera Dl i D2 jest punktem o potencjale zerowym wzgledem wymienionych po¬ wyzej napiec sterujecych - UH i - u*H# Dzialanie ukladu do zasilania elektronicznego ukladu sterowania ukladami przeksztal¬ tników z wymuszone komutacje wedlug wynalazku przedstawia sie nastepujeco.Po przylozeniu wejsciowego napiecia stalego kondensatory Cl, C2 laduje sie statycznie poprzez rezystory Rl, R2, az do oslegniecia napiecia przebicia diod Zenera Dl, D2. Tym samym falownik wysokiego napiecia jeet gotów do wleczenia, to znaczy, z kondensatorów Cl, C2 mozna pobrac energie na pierwsze impulsy ukladu sterowenle. Wrez ze wzbudzeniem drgan falownika, przez uzwojenie pierwotne przekladnika predowego Tr1 plyne Impulsy pra¬ du komutujecego 1 doladowuje kondensatory Cl 1 C2 poprzez mostek jednofazowy D3...D6.1.30 234 3 Uklad sterowania jest teraz zasilany energie z obwodu komutacji falownika. Element ogra¬ niczajacy Tl jest tak dobrany, ze powstajece na mostku jednofazowym Dl.#.D6 napiecie oto* le nie moze oeiegnec wartosci napiecia przebicia diod Zenera Dl, D2.Nie przedstawiona na rysunku blokada wewnetrz ukladu sterowania zapewnia, ze rozkaz wleczenia falownika wysokiego napiecia moze byc wyzwolony dopiero wtedy, gdy kondensatory Cl, C2 bede dostatecznie naladowane. PL