Opis patentowy opublikowano: 31.03.1982 111543 Int. Cl.2 H02M 1/08 G05F 1/56 CZYTELNIA' U adu Patentowego Twórcy wynalazku: Stanislaw Gasiorek, Stanislaw Piróg, Jacek Senkow- ski, Marian Endler Uprawniany z patentu: Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanislawa Sta¬ szica, Kraków (Polska) Uklad do impulsowego zasilania odbiornika pradu stalego Przedmioitem wynalazku jest uklad do fcnpuilso- wego zasilania odbiornika pradu stalego, majacy zastosowanie do napedów w przemysle szklarskim, trakcji elektrycznej, elektrochemii i innych.Stan techniki. Zmany uklad impulsowego zasila¬ nia odbiornika pradu stalego zaiwiera na wejsciu diode wlaczona szeregowo z obwodem glównym, a na wyjsciu szeregowo wlaczony dlawik.Dioda wejsciowa jest polaczona z kondensatorem komutacyjnym i poprzez pierwszy dlawik ograni¬ czajacy i pierwszy tyrystor z dlawikiem wyjscio¬ wym, oraz poprzez pierwszy dlawik komutacyjny i tyrystor glówny z dlawikiem wyjsciowym. Przy czyim oba te tyrystory sa wlaczone przeciwsojbnie.Kondensator komutacyjny z drugiej strony jest polaczony ptoprzez drugi tyrystor i dnuigi dlawik ograniczajacy z dlawikiem wyjsciowym oraz .po¬ przez diode i dnuigi dlawilk komutacyjny z dlawi¬ kiem wyjsciowym. Oba przewody wyjsciowe sa sprzezone dioda, której katoda laczy sie z dlawi¬ kiem wyjsciowym.Niedogodnoscia qpiisanego spasoibu i ukladu jest wystepowanie, przy malym pradzie obciazenia, na kondensaktorze korniutaicyjnym napiecia mniejszego od napiecia zasilania co powoduje, ze pnzy gwal¬ townym wzroscie obciazenia w nastepnym takcie oibwód komutacji nie jest w stanie wylaczyc tyry¬ stora glównego. Niedogoidnoscia jesit równiez to, ze maksymalny czas zalaczania tyrystora glównego 10 15 25 30 jest ograniczony uplywnoscia kondensatora komu¬ tacyjnego z obwodu komutacji.Istota wynalazku. Uklad do impulsowego zasila¬ nia odbiornika prajdu stalego, zawiera na wejsciu filtr, ultworzony z dlawika i kondensatora, oraz kondensator komutacyjny polaczony poprzez dwie galezie, utworzone poprzez szeregowo zlaczone dla¬ wilk i tyrystor, z dlawikiem wyjsciowym. Dlaiwik wyjsciowy jest wlaczony szeregowo na wyjsciu ukladu, zas równolegile do wyjscia ukladu jest wla¬ czona dioda sprzegajaca.Bo wyjiscia filtru jest przylaczone,, .poprzez dio¬ de,, uzwojenie wtórne transformatora, a poprzez kondensator komutacyjny i tyrystor tioladowczy, uzwojenie pierwotne tego transformalbora. Ponadto kondensator komujtacyjny jest polaczony, poprzez dlawik komiultacyjny i przez zlaczone ze solba rów¬ nolegile i przeciwsobmie, diode wylaczaijaca i drugi tyrystor kbimutacyijny z wyjsciem ufcladiu.Inny .ulklad do iimpiullisoweigo zasiilania odbiornika pradu stalego zawiera na wejsciu fiilitr, utiworzony z dlawika i kondensaltora, oraz komdensartxr komu¬ tacyjny polaczony, poprzez tyrystor glówny i dla¬ wik, z wyjsciem ukladu. Na wyjsciu ukladu jest wlaczona dioida sprzegajaca. Do w&jscia fiiHtmi jest przylaczone, poprzez diode, uzwojenie wtórne ibranis- formatora, a* poprzez kondensator komutacyjny i tyrystor doladowczy, uzwojenie pierwotne tego transformatora. Ponadto wyjscie filtra jest pola¬ czone, poprzez dwa tyrystory komutacyjny zla- 111543 73 111 543 4 czone ze soba równolegle i przeciwsobnie i poprzez dlawik komutacyjny z kondensatorem komiutaicyj- nyim. Poza tyim tyrystory, komutacyjne sa pola¬ czone, poprzez diode wylaczajaca, z wyjsciem ukla¬ du.Zalleta ukladu do impulsowego zasilania odbiór- milka pradu stalego, wedlug wynalazku, jest uzyska¬ nie skutecznej i pewnej komutacji, niezaleznej od aktualnej wartosci prajdiu obciazenia i dysponowa¬ nego czasu na naladowanie kondensatora komuta¬ cyjnego, który nie wymalga dodatkowego zródla zasilania. Ponaidito ulklaid uiniemoziliwaa przeplyw prajdu przez uklad od sfcnany odbiornika, w przy¬ padku niewlasciwego wysterowania tranzystorów lub w przypadku zasilania cdibfiornika z sila eHek- tiromotoryczna jakimi moze byc sillnik allbo bateria akumulatorów.IJIklad, wedlug wynailaiziku, zapewnia utrzymanie bezpiecznych napiec na wszystkich- tyrystorach, dzieki zastosowaniu na wejsciu transformatora, z dioda, które gwarantuja ladowanie kondensatora komutacyjnego do napiecia ntie wyzszego niz to wynika z przyjetego sitosunikiu zwoi strony pier¬ wotnej i wtórnej transformatora. Zastosowane in- dukcyjnosci dlawików 'i transformatora spelniaja równiez role indukcyjnoscd komutacyjnych oraz Ograndctzajjia stromosc narastania pradu na tyrysto¬ rach.Objasnienie rysunku. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladowym wykonaniu na ry¬ sunku, na 'którym fig. 1 przedstawia schemat urza¬ dzenia a fig. 2 — schemat innego urizajdzenia zasi¬ lania.Przyklad wykonania. Uiklad zawiera na wejsciu filtr LC, który jest polaczony poprzez diode Di z uzwojeniem wtórnym transformatora TR. Po¬ naidito fiiBtr LC jesit polaczony z kondensatorem komutacyjnym C oraiz z dwoma dlawikami Li,, L2.¦Dlawik drugi L2 jesit polaczony szeregowo z tyry¬ storem glównym Ti,, który laczy sie z dlawikiem wyjsciowym Lo, wlaczonym szeregowo na wyjsciu ukladu. Dlawik pierwszy Li jesit polaczony szere¬ gowo z pierwszym tyrystorem komutacyjnym T2, który jest wlaczony przeciwsobnie do tyrystora glównego Ti.Kondensator komutacyjny C jest polaczony a dla- wtifcdem komiutacyjnym L3 i poprzez tyrystor dola- dowczy T3 z pierwotnym uzwojeniem transforma¬ tora TR, Dlawik komutacyjny L3 jest polaczony poprzez zlaczone ze soba równolegile i przeciwsob- nie drugi tyrystor komutacyjny T4 i diode wyla¬ czajaca P2 z dlawikiem wyjsciowym Lo. Wyjscie uklaldu jest sprzezone dioda sprzegajaca D3. Inny uklad zawiera na wejsciu filtr LC, który jesit po¬ laczony z dwoma tyrystorami komutacyjnymd T2, T4, zlaczonymi ze soba równolegle i przecilwsobnie, oraz poprzez diode Di z uzwojeniem wrtornym transformatora TR. FUllrtcr LC równiez jesit polaczony z kondensatorem komutacyjnym C i poprzez tyry¬ stor glówny Ti i dlawik Li z wyjsciem ukladu.Tyrystory komultacyjine T2, T4 sa polaczone z dioda wylaczajaca D2, laczaca sie z wyjsciem ukladu, oraz poprzez dlawik komultacyjny L3 z kondensa¬ torem komutacyjnym C i poprzez tyrystor dola- dowczy T3 z uzwojendem pierwotnym transforma¬ tora TR. Wyjscie ukladu jesit siprizezone dioda sprzegajaca D3.Dzialanie uikladu do impulsowego zasiilania od¬ biornika pradu stalego, wedlug wynalazku, polega na modulowaniu szerokosci lub czestotliwosci im- pulisów napiecia podawanego na odbiornik. Uklad sterowania podaje impulsy zaplonowe pod koniec kazdego talktu pracy ukladu na tyrystor doladow- czy T3, poprzez który podaje sie napiecie na kon¬ densator komutacyjny C. Jezeli kondensator ko¬ mutacyjny C nie jest naladowany do napiecia równego napieciu zasiilania to nastepuje rezonan¬ sowe ladowanie kondensatora C pod wplywem róz¬ nicy napiecia zasilajacego i aktualnie panujacego napiecia na kondensatorze C. Gdy napiecie na kon¬ densatorze C osiagnie wartosc gdzie: Uc — oznacza napiecie na kondensatorze U — napiecie zasiilania Zi, 1Z2— zwoje uzwojen transtormatora wlacza sie obwód strony wtórnej transformatora, wprowadzajac silne tlumienie. Dailsze przeladowy¬ wanie kondensatora C odbywa sie aperiodycznie, a energlia zawarta w dindukcyjinosci uzwojenia wtór¬ nego transformajtora TR zostaje poiprzez diode Di zwrócona do zródla zasilania. Kazdy takit pracy ukladu konczy sie naladowaniem kondensatora C, co daije przygotowanie Uklaidu do pracy obwodu komutacji a zaczyna sie zalaczeniem tyrystora glównego Ti.Tyrystor gjlówny Tx wyzwalany jest impuOsem pojedynczym o stromym ziboczu i wysokiej ampli¬ tudzie, a podtrzymywany jest w stanie przewo¬ dzenia ciagiem impulsów prostokatnych, przez czas przewodzenia tego tyrystora. Po zalaczeniu tyry¬ stora glównego Ti gdy w obwodzie obciazenia ply¬ nie prajd nastepuje narastanie prajdu przeplywaja¬ cego przez tyrystor glówny Ti, a tym samym prad przeplywajacy przez diode sprzegajaca D3 maleje do zera, i w tym momencie napiecie zasilania jest podane na odbiornik.Dlawik drugi L* ogranicza strome narastanie pra¬ du na tyrystorze glównym Ti. Pio czasie,, .przewo¬ dzenie tyrystora glównego Ti, mniejszym od okresu impulsowania podaje sie impuls sterujiacy na dru¬ gi tyrystor komutacyjny T4, co powoduje rezonan¬ sowe przeladowanie kondensatora komutacyjnego C do napiecia o przeciwnej biegunowosci. Po prze¬ ladowaniu kondensatora C rozpoczyna sie proces przejmowania prajdu obcdazenda przez ten konden¬ sator C. Proces ten konczy sie gjdy prajd tyrystora glównego Ti osiagnie wartosc równa zero. Od tej cihwdlli rozpoczyna sie wylaczenie tyrystora glów¬ nego Ti przez czas niezflbedny dla danego typu ty¬ rystora. W tym czasie kondensator rozladowuje sie pradem obciazenia. 1P0 wylaczeniu tyrystora iglównegio Ti zostaje wlaczony pierwszy tyrystor komutacyjny T», tótóry powoduje przyspieszone rezonansowe przeladowa¬ nie kondensatora C i wówczas przez dliode wyla¬ czajaca Da poplynie prajd obciazenia i (przeladowy¬ wania. W przypadku gdy kondensator C rozlado- 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 GO5 111 543 6 wal sde maksymalnym pradem obciazenia to pro¬ ces przyspieszonego przeladowywania kondensato- ra C nie wystapi. iPo zakonczeniu przeladowywania kondensatora C, w dalszym ciagu trwa proces ladowania tegto kondensatora, pradem obciazenia, który konczy sde gdy (napiecie na nim osiagnie wartosc napiecia za- silamia lufo w momencie zalaczenia tyrystora do- ladowczego T3. Po zaladowaniu sie kondensatorem C, obwód obciazenia jest odlaczony od obiwodiu ko¬ mutacji, a tyrysitor glówny Ti jesit gotowy do po- noiwaietgo zalaczenia. PL