185654. lajstromszámú szabadalom • Hídkapcsolású inverter kapcsolási elrendezés egyenfeszültségnek egy- vagy többfázisú váltakozófeszültséggé való átalakítására
f 185 654 2 legalább egy tirisztorának gyújtásletiltó parancsot adó kioitásellenőrző egysége és a tirisztorok begyújtásától független kényszerkommutációs oltóegysége van. A vezérlőegység pedig az óragenerátor legalább egy kimenő kapcsának jelével szinkronizáltan, a független kényszerkommutációs oltóegységnek fázisonként külön, félperiódusonként villamos jelszintet változtató, egymással ellenfázisú oltóparancsot adó kimenetekkel is el van látva. A találmány tárgya hidkapcsolású inverter kapcsolási elrendezés egyenfeszültségnek egy- vagy többfázisú váltakozó feszültséggé való átalakításra. Ismeretes, hogy egyenfeszültség egy- vagy többfázisú váltakozó feszültséggé való átalakításnak legkorszerűbb eszközei a tirisztoros, statikus energiaátaíakítók, az inverterek. Az inverterek főáramköri kapcsolása általában az egy- és kétutas ismert áramirányító kapcsolásokra vezethető vissza. Ha az egyenfeszültség viszonylag nagy értékű, például közúti és nagyvasúti villamos járműveknél 600...3000 V, a kétutas kapcsolások, a hídkapcsolások használata az előnyös. Az inverter egy- vagy többfázisú hídkapcsolásánál a tápláló egyenfeszültseg közvetlenül jut a periodikusan felváltva vezető két vezérelt hídágból álló félhíd, illetve félhidak sarkára. A vezérelt hídágakban tirisztorok vannak, és az inverterek jósága, megbízhatósága nagyrészt attól függ, hogy a felváltva vezető vezérelt hídágak tirisztorának áramvezetését a működésnek megfelelő pillanatban kényszerkommutációval sikerült-e megfelelő biztonsággal megszakítani, mert ellentétes esetben a félhíd másik hídágában lévő tirisztor gyújtásával az egyenfeszültségű áramforrás közvetlenül kapocszárlatba kerül. Ezt az üzemzavart okozó, többnyire alkatrész-meghibásodással és alkatrészcserével járó hibát tirisztor-összegyújtásnak is nevezik. Kényszerkommutációs hiba, tirisztor-összegyújtás közismerten több okból állhat elő. Előállhat az inverter túlterhelése miatt, amit a kényszerkommutációs kör túlméretezésével lehet elkerülni. A hiba előállhat az egyenfeszültség jelentős mértékű piíianatszerü vagy tartós változása miatt, ami villamos jármüvek üzemében gyakori a táphálózaton fellépő túláramok, zárlatok lekapcsolása, az áramszedők pattogása és a táplálási szakaszhatáron való áthaladásnál fellépő feszültségkimaradások következtében. E zavaró hatások kiküszöbölése céljából mind az egyenfeszültségről táplált inverter, mind a kényszerkommutációs áramkör elemeit nagyobb feszültségre méretezik, és a rendszerint használt bemenő L-C szűrőkor kondenzátorainak a nagyságát növelik. A védekezésnek ez a módja hatásos ugyan, de költségkihatását illetően hátrányos. Gyakran találkozhatunk a bemenő L-C szűrőkor C kondenzátorának feszültségfigyelésével. Elvétve használják, ámbár ismert a hídági tirisztorok szabaddá válási időhosszának, a tervezett kíméleti időnek a figyelése is, ami elléggé bonyolult, sok alkatrészt tartalmazó ellenőrző elektronika használatával jár együtt. A felsorolt előzmények alapján a találmány célja a hídelrendezésű, különösen a be- és kimenő oldalon gyakori energetikai zavaroknak kitett inverterek kapcsolási elrendezésének olyképpen történő kialakítása, amelynél az energetikai zavarokból, túlterhelésekből, bemeneti feszültségváltozásokbói stb. eredő tirisztor-összegyújtásokat viszonylag egyszerű megoldással lehet elkerülni, amellett az úgynevezett hidkapcsolású elrendezésekkel növelhető az inverterek túlfeszültségtűrése is. A találmány alapjául az a megfontolás szolgál, hogy egyrészt a hídágak, illetve a hídági tirisztorok félperiódusonkénti oltása viszonylag egyszerű kapcsolási elrendezéssel megfigyelhető, és ezáltal a hídkapcsolású inverterek üzemkészsége ellenőrizhető, másrészt ezzel párosítva a főtirisztorok működésétől független kényszerkommutációs oltóegységet és a terhelés transzformátoros csatolási módját gazdaságilag igen kedvezően megvalósítható és nagy egyenfeszültségről üzemeltethető inverterkapcsoláshoz jutunk. A célt az egyenfeszültséget váltakozó feszültséggé átalakító inverter olyan hídkapcsolási elrendezésével érjük el, amelynek egyenfeszültségű bemeneté, ehhez csatlakozó két sorosan kapcsolt, egyenként kezdő- és végkapoccsal ellátott vezérelt hidágból, hídáganként legalább egy tirisztort tartalmazó, közép kimenő ponttal ellátott legalább egy első félhídból, ezenkívül az egyenfeszültségű bemenetre kapcsolt két sorosan kapcsolt hídágból álló, középpont kivezetéssel ellátott legalább egy további második félhídból álló főáramköri kapcsolása, váltakozó feszültségű fogyasztója, a hídágak vezérlésére legalább egy jelkimenettel ellátott szabályozóáramkörből, a tirisztorok gyújtására legalább egy gyújtókimenettel és ehhez rendelt legalább egy gyújtóbemeneítel ellátott gyújtóáramkörből, a váltakozó feszültség frekvenciáját meghatározó, a fázisszámmal azonos számú és a fázisszámnak megfelelő fázistolású, legalább egy kimenő kapoccsal ellátott és a kimenő kapcson át a szabályozó-áramkört hajtó óragenerátorbói álló vezérlőegysége van, de amelynek a találmány értelmében a hídágak vezetőirányú záróképességének ellenőrzésére egyegy kapocspárral legalább az első félhíd két sorosan kapcsolt vezérelt hídágának egyenkénti kezdő- és végkapcsára kötött, a két sorosan kapcsolt vezérelt hídág áramvezetést megakadályozó, vezetőirányú szakadt állapota esetén a vezérlőegységnek a tirisztorok gyújtására engedélyt, a hídágak bármelyikének vezetőirányú bekapcsolt állapota esetén a vezérlőegységnek a vezetőirányú szakadt állapotú hídág legalább egy tirisztorának gyújtásletiltó parancsot adó kioltásellenőrző egysége és a tirisztorok begyújtásától független kényszerkommutációs oltóegysége van, a vezérlőegység pedig az óragenerátor legalább egy kimenő kapcsának jelével szinkronizállan, a független kényszerkommutációs oltóegységnek fázisonként külön, félperiódusonként villamos jelszintet változtató, egymással ellenfázisú oltóparancsot adó kimenetekkel is el van látva. A találmány értelmében továbbá az első félhíd két sorosan kapcsolt vezéreit hídága hídáganként több, egyenként anóddal és katóddal ellátott tirisztorból áll, a kioltásellenőrző egység a hídágak veze5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
