PL193216B1 - Sposób zabezpieczenia przeciwzwarciowego trakcyjnego układu napędowego zasilanego przekształtnikiem napięcia - Google Patents

Abstract

1. Sposób zabezpieczenia przeciwzwarciowego trakcyjnego uk ladu nap edowego zasilanego prze- kszta ltnikiem napi ecia, który to trakcyjny uk lad nap e- dowy zawiera silnik synchroniczny lub asynchroniczny sterowany za pomoc a dwupoziomowego przekszta lt- nika napi ecia, zbudowanego z prze laczników statycz- nych wykorzystuj acych elementy pó lprzewodnikowe, takie jak tranzystory typu IGBT lub tranzystory bipo- larne, znamienny tym, ze porównuje si e napi ecie pomi edzy kolektorem i emiterem na ko ncówkach tranzystora IGBT z napi eciem odniesienia generowa- nym wewn etrznie w sterowniku bramki steruj acym tranzystorem IGBT, przy czym ustala si e czy uszko- dzenie tworzy po laczenie pomi edzy faz a silnika a gór- n a po lówk a przekszta ltnika, czy pomi edzy faz a silnika a doln a po lówk a przekszta ltnika i w przypadku, gdy napi ecie pomi edzy kolektorem i emiterem jest wi eksze od napi ecia odniesienia, przesy la si e sygna l ze ste- rownika bramki do elektronicznego uk ladu steruj ace- go, przy czym ten sygna l wskazuje na wykrycie zwar- cia i w zale zno sci od zaistnia lego po laczenia fazy silnika z doln a albo z górn a po lówk a przekszta ltnika, zwiera si e tylko uszkodzon a po lówk e przekszta ltnika. PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób zabezpieczenia przeciwzwarciowego trakcyjnego układu napędowego zasilanego przekształtnikiem napięcia, który to trakcyjny układ napędowy zawiera silnik synchroniczny lub asynchroniczny sterowany za pomocą dwupoziomowego lub trójpoziomowego przekształtnika napięcia, zbudowanego z przełączników statycznych wykorzystujących elementy półprzewodnikowe, takie jak tranzystory typu IGBT lub tranzystory bipolarne.

Przekształtniki, a w szczególności przekształtniki napięcia zamieniają napięcie stałe na napięcie przemienne.

Szczególnie ważną dziedziną zastosowań jest sterowanie zmianą prędkości maszyn synchronicznych lub asynchronicznych.

W tym przypadku obciążenie, które może być reprezentowane przez każdą fazę silnika synchronicznego lub asynchronicznego, musi być zaopatrywane w napięcie trójfazowe jak najbliższe zrównoważonemu trójfazowemu napięciu sinusoidalnemu o zmiennej częstotliwości i amplitudzie. Przekształtnik napięcia jest urządzeniem umożliwiającym osiągnięcie takiego celu i jest zbudowany z przełączników statycznych wykorzystujących takie elementy mocy jak tyrystory. Jeszcze do niedawna spośród tych elementów stosowano głównie takie elementy półprzewodnikowe jak tyrystory, tyrystory przełączające typu GTO itd.

Od jakiegoś czasu pojawiają się nowe typy przełączników statycznych, które można określić terminem „IGBT” (Insulated Gate Bipolar Transistor - Tranzystor Bipolarny z Bramką Izolowaną). Te urządzenia są elementami sterowanymi w tym sensie, że w dowolnym momencie w przełączniku możliwe jest uzyskanie żądanego prądu przez przyłożenie odpowiedniego napięcia do jego bramki, podczas gdy w przełącznikach poprzedniej generacji, reprezentowanych na przykład przez tyrystory typu GTO lub inne podobne urządzenia, możliwe jest jedynie wybranie chwili, w której się je włącza lub wyłącza.

Niniejszy wynalazek dotyczy w szczególności przekształtników wykorzystujących elementy mocy nowej generacji, takie jak tranzystory typu IGBT lub nawet tranzystory bipolarne.

W przypadku, gdy w przekształtniku dwupoziomowym następuje zwarcie elementu półprzewodnikowego (uszkodzenie półprzewodnika), odpowiednia faza silnika zostaje na stałe przyłączona do jego górnego potencjału lub do jego dolnego potencjału, pod warunkiem, że element półprzewodnikowy usytuowany w tej samej gałęzi jest wyłączony, gdyż w przeciwnym razie następuje zwarcie całej gałęzi, w wyniku czego powstaje zwarcie na wejściu i wyjściu przekształtnika. W tym momencie zablokowanie pozostałej części przekształtnika przez wyłączenie wszystkich nieuszkodzonych elementów półprzewodnikowych powoduje wprowadzenie silnika w stan elektryczny, który może (zależnie od chwili wystąpienia uszkodzenia) wygenerować nadmierny chwilowy moment na wale, powodując szarpnięcie przekładni mechanicznej.

Rozwiązaniem tego problemu jest wywoływanie symetrycznego zwarcia trójfazowego na zaciskach silnika. Można to zrealizować na kilka sposobów.

W szczególnym przypadku zwierania silnika asynchronicznego znana jest praktyka - omówiona zwłaszcza w radzieckim opisie patentowym SU-1350783 - równoczesnego zwierania wszystkich faz silnika w taki sposób, aby uniknąć uszkodzenia asymetrycznego, to znaczy uszkodzenia łączącego fazę z górnym i dolnym potencjałem zasilania przekształtnika. Niezbędne jest wywołanie symetrycznego trójfazowego zwarcia silnika asynchronicznego, aby nie obciążać nadmiernie przekładni mechanicznej wskutek nadmiernego momentu powstałego wskutek zwarć asymetrycznych.

Najprostsze rozwiązanie polega na równoczesnym włączeniu wszystkich elementów półprzewodnikowych przekształtnika, powodując w ten sposób zwarcie kondensatora wejściowego w przekształtniku. Jednakże w takim przypadku elementy półprzewodnikowe trzeba zwymiarować w taki sposób, żeby oprócz prądu zwarcia silnika potrafiły jeszcze wytrzymać prąd zwarcia kondensatora wejściowego. Jest to możliwe przy zastosowaniu tyrystorów przełączających (GTO), gdyż prąd płynący przez te tranzystory jest ograniczany przez induktancje ograniczające (di/dt). Niestety, w przypadku przekształtników z tranzystorami typu IGBT stosowanie szyn o małej induktancji między kondensatorem wejściowym przekształtnika a tranzystorami IGBT powoduje, że prąd nie jest ograniczany przez induktancje w taki sposób, jak w przypadku elementów GTO. Co więcej, sam tranzystor IGBT ogranicza swój prąd kolektora wskutek desaturacji. Te dwie główne przyczyny oznaczają, że tej metody nie da się łatwo przenieść na przekształtniki z tranzystorami typu IGBT.

PL 193 216 B1

Z drugiej strony, przemysł dostarcza urzą dzeń zabezpieczają cych przeznaczonych dla dwupoziomowych przekształtników z tranzystorami typu IGBT, stosowanych do zasilania silników o zmiennej prędkości. Brytyjski opis patentowy GB-A-2309597 ujawnia stan techniki w tej dziedzinie.

Urządzenia, o których mowa, wykorzystują obwody wykrywające desaturację tranzystora IGBT w celu wykrycia uszkodzenia wewnątrz lub na wyjściu przekształtnika i wyłączenia go.

Wadą tych urządzeń jest to, że mogą one generować defekty asymetryczne w silniku asynchronicznym zasilanym przez przekształtnik zabezpieczony tymi samymi urządzeniami.

Istnieje zapotrzebowanie na opracowanie sposobu zabezpieczania napędu synchronicznego lub asynchronicznego wyposażonego w przekształtnik napięcia, który jest zbudowany z przełączników statycznych składających się z elementów półprzewodnikowych, tj. sposobu rozwiązującego problem zdolności tych elementów półprzewodnikowych do wytrzymywania takich prądów.

W szczególności wskazane jest zapewnienie możliwości ograniczania momentu silnika synchronicznego lub asynchronicznego zasilanego za pomocą dwupoziomowego lub trójpoziomowego przekształtnika napięcia, generowanego w trakcie uszkodzenia powstałego wewnątrz lub na zewnątrz przekształtnika zasilającego silnik.

W związku z tym zaproponowano strategię ogólnego zabezpieczania trakcyjnego układu napędowego, która umożliwia symetryzację zwarcia asymetrycznego na wyjściu przekształtnika bez jego uszkodzenia.

Sposób zabezpieczenia przeciwzwarciowego trakcyjnego układu napędowego zasilanego przekształtnikiem napięcia, który to trakcyjny układ napędowy zawiera silnik synchroniczny lub asynchroniczny sterowany za pomocą dwupoziomowego lub trójpoziomowego przekształtnika napięcia, zbudowanego z przełączników statycznych wykorzystujących elementy półprzewodnikowe, takie jak tranzystory typu IGBT lub tranzystory bipolarne, według wynalazku charakteryzuje się tym, że porównuje się napięcie pomiędzy kolektorem i emiterem na końcówkach tranzystora IGBT z napięciem odniesienia generowanym wewnętrznie w sterowniku bramki sterującym tranzystorem IGBT, przy czym ustala się czy uszkodzenie tworzy połączenie pomiędzy fazą silnika a górną połówką przekształtnika, czy pomiędzy fazą silnika a dolną połówką przekształtnika i w przypadku, gdy napięcie pomiędzy kolektorem i emiterem jest większe od napięcia odniesienia, przesyła się sygnał ze sterownika bramki do elektronicznego układu sterującego, przy czym ten sygnał wskazuje na wykrycie zwarcia i w zależności od zaistniałego połączenia fazy silnika z dolną albo z górną połówką przekształtnika, zwiera się tylko uszkodzoną połówkę przekształtnika, przy czym w przypadku trójpoziomowego przekształtnika napięcia, zanim zewrze się tylko uszkodzoną połówkę przekształtnika, co jest zależne od zaistniałego połączenia fazy silnika z dolną albo z górną połówką przekształtnika, blokuje się wszystkie elementy półprzewodnikowe, zgodnie z zasadą wykrywania aktywnego ograniczania ustala się za pomocą startera automatycznie ograniczane do ustalonej wartości napięcie pomiędzy kolektorem i emiterem, jeżeli element półprzewodnikowy dozna przepięcia, przesyła się za pomocą startera do elektronicznego układu sterującego informacje wskazujące, że automatyczne ograniczanie trwa.

Korzystnie, zarówno w przypadku dwupoziomowego, jak i trójpoziomowego przekształtnika napięcia, po wykryciu i zlokalizowaniu uszkodzenia wszystkie fazy przekształtnika napięcia łączy się na stałe z górnym albo dolnym potencjałem przekształtnika, z wytworzeniem symetrycznego zwarcia trójfazowego na wyjściu przekształtnika, przy czym wejście przekształtnika znajduje się w obwodzie otwartym.

Zgodnie z przykładem realizacji sposobu według wynalazku, tak samo dla dwupoziomowego i trójpoziomowego przekształtnika napię cia, w przypadku uszkodzenia powodującego połączenie co najmniej jednej fazy silnika z górnym potencjałem zasilania przekształtnika, wszystkie fazy silnika łączy się z górnym potencjałem zasilania przekształtnika, a w przypadku uszkodzenia powodującego połączenie co najmniej jednej fazy silnika z dolnym potencjałem zasilania przekształtnika, wszystkie fazy silnika łączy się z dolnym potencjałem zasilania przekształtnika, przy czym wejście przekształtnika znajduje się w obwodzie otwartym.

Wynalazek dotyczy w szczególności sposobu zabezpieczania, w którym wszystkie fazy przekształtnika napięcia zostają na stałe połączone z górnym lub dolnym potencjałem przekształtnika, powodując przez to symetryczne zwarcie trójfazowe na wyjściu przekształtnika, nie powodując jednak żadnego zwarcia na jego wejściu po wykryciu i zlokalizowaniu uszkodzenia. To implikuje połączenie wszystkich faz silnika z górnym potencjałem zasilania przekształtnika wtedy, kiedy uszkodzenie jest takie, że łączy co najmniej jedną fazę silnika z górnym potencjałem zasilania przekształtnika albo połączenie wszystkich faz silnika z dolnym potencjałem zasilania przekształtnika wtedy, kiedy uszkodze4

PL 193 216 B1 nie jest takie, że łączy co najmniej jedną fazę silnika z dolnym potencjałem zasilania przekształtnika, przy czym taki efekt osiąga się bez wywołania zwarcia na wejściu przekształtnika.

Sposób według wynalazku został bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1, 2 i 3 przedstawiają poszczególne etapy realizacji sposobu według wynalazku w przypadku przekształtnika dwupoziomowego połączonego z trzema fazami silnika asynchronicznego, a fig. 4, 5 i 6 - poszczególne etapy realizacji sposobu według wynalazku w przypadku przekształtnika trójpoziomowego połączonego z trzema fazami silnika asynchronicznego.

Figura 1 w sposób schematyczny przedstawia przekształtnik dwupoziomowy przyłączony do trzech faz R, S i T silnika asynchronicznego M. Pokazano tu schematycznie trzy gałęzie konwencjonalnego, dwupoziomowego przekształtnika, który jest stosowany w kontekście niniejszego wynalazku. W takim rozwiązaniu każ da z gałęzi tego przekształtnika zawiera dwa przełączniki I1, (R, S, T) lub I2 (R, S, T), które na przemian dostarczają napięcia obciążeniu reprezentowanemu przez fazę silnika asynchronicznego M.

W tym szczególnym przypadku obciążenie jest typu samoindukcyjnego i obydwa przełączniki w każ dej gałęzi trzeba połączyć równolegle z diodą, która nazywa się „diodą wolnego biegu” (D1 lub D2) i która pozwala na przepływ prądu obciążenia wtedy, kiedy rozwarty jest odpowiedni przełącznik. Obecność tej diody pozwala na zmniejszenie indukcyjnego prądu obciążenia, a tym samym uniknięcie szkodliwego przepięcia w chwili, gdy rozwarty jest odpowiedni przełącznik.

W przypadku stosowania przełączników typu IGBT (w odróżnieniu od przypadku stosowania przełączników typu GO) jest dozwolone blokowanie elementu półprzewodnikowego (ze względu na zwarcie) po jego włączeniu lub wtedy, kiedy zwarcie występuje, pomimo że tranzystor IGBT został włączony. Istotnie, tranzystor typu IGBT wewnętrznie ogranicza prąd kolektora do wartości od 3 do 6 razy większej od jego wartości znamionowej. To zjawisko nazywane jest „denaturacja”.

Wykrywanie desaturacji tranzystora typu IGBT umożliwia wykrywanie zwarcia i odbywa się ono przez porównywanie wartości Vce (napięcie między kolektorem a emiterem) na końcówkach tranzystora IGBT z napięciem odniesienia generowanym wewnętrznie w starterze, który steruje tranzystorem IGBT. Jeśli zmierzone napięcie Vce jest większe od napięcia odniesienia, to starter to wykrywa i, jeśli tak trzeba, może automatycznie zablokować tranzystor IGBT, który został włączony i wysłać sygnał do elektronicznego układu sterującego, wskazujący na wykrycie zwarcia.

Elektroniczny układ sterujący nakazuje wyłączenie tranzystorów IGBT usytuowanych w tej samej połówce przekształtnika i włączenie pozostałych tranzystorów IGBT.

Na przykład przy założeniu, że układ sterujący odbiera następującą informację: przełącznik 1R został zablokowany przez starter po uprzednim wykryciu desaturacji. To oznacza, że występujące zwarcie łączy fazę R z najniższym potencjałem przekształtnika. Działaniem, jakie podejmie układ sterujący będzie włączenie przełączników 2R, 2S i 2T.

Figury 2 i 3 w sposób schematyczny przedstawiają zwieranie jednej z dwóch części przekształtnika.

W szczególności w sytuacji pokazanej na fig. 2 zwarta jest górna część przekształtnika. W tym przypadku układ sterujący wysyła rozkazy otwarcia do przełączników I2R, I2S i I2T oraz rozkazy włączenia do przełączników I1R, I1S i I1T. Przełączniki I1R, I1S i I1T są ze sobą połączone kolektorami i równoczesne ich włączenie powoduje zwarcie pomię dzy trzema fazami R, S i T silnika. Napięcie kondensatora wejściowego C zostaje przejęte przez przełączniki I2R, I2S i I2T.

W sytuacji pokazanej na fig. 3 zwarta jest dolna część przekształ tnika. W tym przypadku ukł ad sterujący wysyła rozkazy rozwarcia do przełączników I1R, I1S i I1T oraz rozkazy włączenia do przełączników I2R, I2S i I2T. Przełączniki I2R, I2S i I2T są połączone ze sobą emiterami, a ich równoczesne włączenie powoduje zwarcie między trzema fazami R, S i T silnika. Napięcie kondensatora wejściowego C zostaje przejęte przez przełączniki I1R, I1S i I1T.

Figura 4 przedstawia przekształtnik trójpoziomowy przyłączony do trzech faz silnika asynchronicznego. Każda z trzech gałęzi przekształtnika składa się z czterech przełączników I1, I2, I3 i I4 (odpowiednio R, S i T), które są włączane i wyłączane dwójkami w taki sposób, aby na przemian zasilać obciążenie w postaci fazy silnika asynchronicznego.

Z każ dym przełącznikiem połączona jest dioda wolnego biegu D1 lub D2, która umożliwia przepływ prądu w chwili, kiedy rozwarte są odpowiednie przełączniki.

Figura 5 przedstawia zwieranie górnej części przekształtnika, natomiast fig. 6 pokazuje zwieranie dolnej części przekształtnika.

PL 193 216 B1

Kiedy w przekształtniku trójpoziomowym następuje zwarcie elementu półprzewodnikowego, wtedy problem jest bardziej złożony niż w przekształtniku dwupoziomowym.

Uszkodzenie niekoniecznie łączy odpowiednią fazę z górnym lub dolnym potencjałem przekształtnika. Jeśli np. nastąpi uszkodzenie półprzewodnika i jeśli półprzewodnik zwarty jest elementem wewnętrznym, to wtedy istnieje możliwość zablokowania nie uszkodzonych elementów półprzewodnikowych, nie powodując przy tym nadmiernego momentu na wale silnika.

Z drugiej strony, w sytuacjach, w których uszkodzenie powoduje przejście fazy do górnego lub dolnego potencjału przekształtnika, procedura zwierania daje się zastosować.

Dlatego strategia zabezpieczania jest następująca:

- jeśli zostanie wykryta desaturacja tranzystora IGBT, układ elektroniczny powoduje zablokowanie wszystkich tranzystorów IGBT przekształtnika,

- jeś li przepię cie wystą pi na wewnę trznym tranzystorze IGBT, to wtedy odpowiedni starter zabezpiecza go i zwraca informację o przepięciu do układu sterującego, który nakazuje włączenie tranzystorów IGBT w tej samej połówce przekształtnika oraz wyłączenie pozostałych tranzystorów IGBT.

W przypadku przykładowo wystą pienia uszkodzenia powodującego przejś cie fazy do górnego potencjału przekształtnika sytuacja wygląda następująco.

Tranzystor IGBT 1R jest włączony i sterowany przez układ sterujący, tym niemniej jest on zwarty. Tranzystor IGBT zostaje włączony i prąd obciążenia jest prądem wyjściowym przekształtnika. Tranzystory IGBT 3R i 4R są wyłączone.

Następny etap działania przekształtnika trójpoziomowego polega zwykle na wyłączeniu tranzystora IGBT 1R oraz włączeniu tranzystora IGBT 3R.

Co się wtedy stanie ?

1) Tranzystor IGBT 1R nie wyłączy się, ponieważ jest uszkodzony.

2) Tranzystor IGBT 3R włączy się i spowoduje zwarcie pętli C1, 1R, 2R, 3R, dioda.

3) Tranzystor IGBT 2R i/lub IGBT 3R ulegnie desaturacji, a odpowiedni starter zablokuje tranzystor IGBT, zwracając informację sterującemu układowi elektronicznemu.

4) Układ sterujący zażąda zablokowania wszystkich tranzystorów IGBT przekształtnika. Zostaną zablokowane wszystkie tranzystory IGBT, z wyjątkiem IGBT 1R.

5) Kolektor tranzystora IGBT 2R jest połączony z górnym potencjałem przekształtnika.

6) Ponieważ prąd płynący fazą R jest prądem wyjściowym, niemożliwe jest zablokowanie „na zimno” tranzystora IGBT R2, nie powodując przy tym jego przebicia wskutek przepięcia (ponieważ jego zablokowanie spowoduje przepływ prądu przez połączone przeciwrównolegle diody 3R i 4R). Ale układ sterujący wydał rozkaz zablokowania wszystkich tranzystorów IGBT.

7) Rozwiązaniem przyjętym dla uniknięcia przebicia tranzystora IGBT R2 jest zainstalowanie zabezpieczenia nadmiarowo-napięciowego poprzez aktywne ograniczanie wartości szczytowej we wszystkich starterach. W przypadku nadmiernego na pięcia zabezpieczenie to automatycznie ogranicza napięcie Vce tranzystorów IGBT do określonej wartości i informuje o tym układ sterujący, jeśli to nadmierne napięcie trwa zbyt długo. Układ sterujący podejmuje następnie decyzję o wysłaniu rozkazu włączenia do połówki przekształtnika odpowiadającej tranzystorowi IGBT, który otrzymał nadmierne napięcie.

Na figurze 5 pokazano zwieranie górnej części przekształtnika, natomiast fig. 6 przedstawia zwieranie dolnej jego części.

Jak to pokazano na fig. 5, ze względu na to, że przełączniki I1R, I1S i I1T są ze sobą połączone emiterami, a ich kolektory są połączone z przełącznikami I2R, I2S i I2T, włączenie przełączników I1R, I1S, I2T, I2R, I2S oraz I2T powoduje zwarcie między trzema fazami R, S i T silnika. Napięcie kondensatorów wejściowych zostaje przejęte przez przełączniki I3R, I3S, I3T, I4R, I4S oraz I4T.

W przypadku zwierania dolnej części, co pokazano na fig. 6, ze względu na to, że przełączniki I4R, I4S i I4T są ze sobą połączone emiterami, a ich kolektory są połączone z przełącznikami I3R, I3S i I3T, włączenie przełączników I3R, I3S, I3T, I4R, I4S oraz I4T powoduje zwarcie między trzema fazami R, S i T silnika. Napięcie kondensatora wejściowego zostaje przejęte przez przełączniki I1R, I1S, I1T, I2R, I2S oraz I2T.

Claims (6)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób zabezpieczenia przeciwzwarciowego trakcyjnego układu napędowego zasilanego przekształtnikiem napięcia, który to trakcyjny układ napędowy zawiera silnik synchroniczny lub asynchroniczny sterowany za pomocą dwupoziomowego przekształtnika napięcia, zbudowanego z przełączników statycznych wykorzystujących elementy półprzewodnikowe, takie jak tranzystory typu IGBT lub tranzystory bipolarne, znamienny tym, że porównuje się napięcie pomiędzy kolektorem i emiterem na końcówkach tranzystora IGBT z napięciem odniesienia generowanym wewnętrznie w sterowniku bramki sterującym tranzystorem IGBT, przy czym ustala się czy uszkodzenie tworzy połączenie pomiędzy fazą silnika a górną połówką przekształtnika, czy pomiędzy fazą silnika a dolną połówką przekształtnika i w przypadku, gdy napięcie pomiędzy kolektorem i emiterem jest większe od napięcia odniesienia, przesyła się sygnał ze sterownika bramki do elektronicznego układu sterującego, przy czym ten sygnał wskazuje na wykrycie zwarcia i w zależności od zaistniałego połączenia fazy silnika z dolną albo z górną połówką przekształtnika, zwiera się tylko uszkodzoną połówkę przekształtnika.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że po wykryciu i zlokalizowaniu uszkodzenia wszystkie fazy przekształtnika napięcia łączy się na stałe z górnym albo dolnym potencjałem przekształtnika, z wytworzeniem symetrycznego zwarcia trójfazowego na wyjściu przekształtnika, przy czym wejście przekształtnika znajduje się w obwodzie otwartym.
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że w przypadku uszkodzenia powodującego połączenie co najmniej jednej fazy silnika z górnym potencjałem zasilania przekształtnika, wszystkie fazy silnika łączy się z górnym potencjałem zasilania przekształtnika, a w przypadku uszkodzenia powodującego połączenie co najmniej jednej fazy silnika z dolnym potencjałem zasilania przekształtnika, wszystkie fazy silnika łączy się z dolnym potencjałem zasilania przekształtnika, przy czym wejście przekształtnika znajduje się w obwodzie otwartym.
4. 4. Sposób zabezpieczenia przeciwzwarciowego trakcyjnego układu napędowego zasilanego przekształtnikiem napięcia, który to trakcyjny układ napędowy zawiera silnik synchroniczny lub asynchroniczny sterowany za pomocą trójpoziomowego przekształtnika napięcia, zbudowanego z przełączników statycznych wykorzystujących elementy półprzewodnikowe, takie jak tranzystory typu IGBT lub tranzystory bipolarne, znamienny tym, że porównuje się napięcie pomiędzy kolektorem i emiterem na końcówkach tranzystora IGBT z napięciem odniesienia generowanym wewnętrznie w sterowniku bramki sterującym tranzystorem IGBT, przy czym ustala się czy uszkodzenie tworzy połączenie pomiędzy fazą silnika a górną połówką przekształtnika, czy pomiędzy fazą silnika a dolną połówką przekształtnika i w przypadku, gdy napięcie pomiędzy kolektorem i emiterem jest większe od napięcia odniesienia, przesyła się sygnał ze sterownika bramki do elektronicznego układu sterującego, przy czym ten sygnał wskazuje na wykrycie zwarcia, blokuje się wszystkie elementy półprzewodnikowe, zgodnie z zasadą wykrywania aktywnego ograniczania ustala się za pomocą startera automatycznie ograniczane do ustalonej wartości napięcie pomiędzy kolektorem i emiterem, jeżeli element półprzewodnikowy dozna przepięcia, przesyła się za pomocą startera do elektronicznego układu sterującego informacje wskazujące, że automatyczne ograniczanie trwa i w zależności od zaistniałego połączenia fazy silnika z dolną albo z górną połówką przekształtnika, zwiera się tylko uszkodzoną połówkę przekształtnika.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że po wykryciu i zlokalizowaniu uszkodzenia wszystkie fazy przekształtnika napięcia łączy się na stałe z górnym albo dolnym potencjałem przekształtnika, z wytworzeniem symetrycznego zwarcia trójfazowego na wyjściu przekształtnika, przy czym wejście przekształtnika znajduje się w obwodzie otwartym.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że w przypadku uszkodzenia powodującego połączenie co najmniej jednej fazy silnika z górnym potencjałem zasilania przekształtnika, wszystkie fazy silnika łączy się z górnym potencjałem zasilania przekształtnika, a w przypadku uszkodzenia powodującego połączenie co najmniej jednej fazy silnika z dolnym potencjałem zasilania przekształtnika, wszystkie fazy silnika łączy się z dolnym potencjałem zasilania przekształtnika, przy czym wejście przekształtnika znajduje się w obwodzie otwartym.