194659. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés egyenáramú motor hálózatra való visszatáplálásos üzeméhez
1 194 659 2 A találmány tárgya kapcsolási elrendezés egyenáramú motornak a motor kapocsfeszültségnél kisebb feszültségű hálózatra való visszatáplálásos üzeméhez. A villamos meghajtású jármüveknél széles körben alkalmazzák a szaggatón keresztül táplált egyenáramú villamos motort. A motort sokszor nemcsak hajtásra, hanem fékezésre is használják. Ekkor a jármű mozgási energiáját fékezés közben a motor villamos energiává alakítja, amelyet vagy ellenálláson az ún. fékcllenálláson emésztünk fel, (alakítunk hővé), vagy a hálózatba táplálunk vissza. Ez utóbbi ezért kedvező, mert ily módon a jármű összes energiafelhasználása csökkenthető. Az utóbb említett fékezési módot visszaláplálás fékezésnek nevezzük. A technika állását és a találmány szerinti elrendezést a mellékelt ábrákkal mutatjuk be. Az La. ábra egy általános félvezetős szaggató kapcsolást mutat be. Az ! .b. ábra az ilyen kapcsolások rövidrezárási viszonyainál a motoráramot ábrázolja az idő függvényében. A 2. ábra egy a tirisztorral párhuzamosan kapcsolt fékelőtét, ellenállást és ezekkel sorbakacsolt szabadonfuíó diódás kapcsolást tartalmaz. A 3. ábra a találmány szerinti kapcsolást mutatja be. ismeretesek olyan félvezetős szaggatókapcsolások, melyek a visszatápláló fékezési üzemmód megvalósítására is alkalmasak. Széles körben használatos az La. ábrán feltüntetett megoldás; I. Wagner: Thyristortechnik für Gleichstrombahncn, Sicmcns-Zeitschrift 48 (1974) Heft. 10. Az La. ábra szerinti kapcsolásban az M motort az Sz szaggató periodikusan rövidrezárja. A rövidrezárás kezdeti időpontja az l.b. ábrán t„. Ettől kezdve a motor !n, árama növekszik, a növekedés sebességét a motor belső feszültsége, a körben fellépő feszültségesések és az L motorköri induktivitás értéke szabja meg a következő képlet szerint: di Ub-AU ahol -- a motoráram változási sebessége, U„ a motor belső (indukált) feszültsége, AU a feszültségesések összege, L a motorköri induktivitás (a motor saját soros induktivitása + a simító fojtótekercs induktivitása). A t, időpontban a szaggató oltásával a motor rövidlezárását megszüntetjük, így az áram a D diódán és a HL hálózati szűrő fojtótekercsen keresztül a táphálózat plusz kapcsa felé folyik. Ekkor a motoráram változási sebessége más lesz, a következő képlet szerint : di Uh —AU — Uh ahol az előbbiekben nem szereplő jelölés: Uh a hálózat, pontosabban a C pufferkondenzátor feszültsége. Az ily módon kialakuló — c 0 kell, hogy legyen, azaz a motor áramának t, és t2 időpont között állandósult fékezési állapotban csökkennie kell ahhoz, hogy stabil féküzem - meghatározott középértékű fékáram - alakulhasson ki di A képlet szerint — akkor <0, ha dt Ub < Uh +AU A kívánt nagyságú fékáramot t, időpont megfelelő beállításával állíthatjuk elő. Nagy jármüsebességnél (Uh nagy) és kis felsővezetők feszültségnél (Uh kicsi) előfordulhat, hogy ez az egyenlőtlenség az eredeti kapcsolásban nem teljesül. Ilyenkor az La. ábrán szaggatottan rajzolt Rfe fékelőtétellenállás beiktatásával megnöveljük a AU feszültségesést, hogy az egyenlőtlenség és ezzel a stabil üzem feltétele teljesüljön. Az Rre ún. fékelőtélellenállás beiktatását mágneskapcsoló szokta végezni, melyei fékezésnél bizonyos jármüsebesség fölött kikapcsoljuk, cs ezzel az Rfc fékelőtétellenállás beiktatódik az áramkörbe. Mivel az ellenállás beiktatását a sebességtől tesszük függővé (és ez a megoldás kontaktorral megoldott ellenállás kibekapcsolás esetén kényszerű, mert a többi átkapcsolás vezérlésre felhasználható jellemző pillanatrólpillanatra változhat), az ellenállás beiktatása akkor is végbemegy, ha azt a pillanatnyi hálózati viszonyok nem teszik szükségessé. Mivel azf ellenállásban veszteség keletkezik, mely a hatásfok rovására megy, kivá natos lenne, ha a) az ellenállás csak akkor lenne benne a körben, amikor rá ténylegesen szükség van; b) mindig csak akkora ellenállást iktatnánk be, amekkora kell, alkalmazkodva a hálózati feszültség gyors változásaihoz is. Ha ezeket a feltételeket megvalósító berendezést hozunk létre, a visszaláplálás a lehető legnagyobb hatékonysággal történik (az adott berendezés, hálózati és forgalmi viszonyok közi). A megvalósítás tői tölthet úgy, hogy az Rfe fékelőtétellcnáliást elektronikus kapcsolóval zárjuk rövidre, mely igen gyors működést tesz lehetővé, így az a) feltétel rögtön megvalósul. A b) feltételt úgy valósítjuk meg, hogy egy gyorsnníködésíi elektronikus kapcsolóval az Rfc fékclőtételienállásl a körbe szaporán ki-beiktatjuk, ily módon elérve, hogy a viszonyok olyanok legyenek, mintha átlagban ^bciktaloll WiktstollUiiUnlolt nagyságú ellenállás lenne a körben (ahol t-vel jelöltük az időt). Az ellenállás változatásának ezt a módját az erősáramú elektronikában ismerik és pl. aszinkron motorok forgórészköri ellenállásának változtatására használják. (Ld. pl. VEM Handbuch Leislungsclektronik. VEB Verlag Technik, Berlin 1978. 6.4.3. fejezet). Egy ilyen célt megvalósító áramkört ír le a 2448646 és 2516552 sz. DE szabadalmi leírás villamos járművekre. Itt az említett, a motorral sorbakötött ellenállás több soros részből áll, amelyeket velük párhuzamosan kötött kontaktotok kapcsolnak kí-bc, de a találmány tárgyalja a szaggatóval való folyamatos ellenállás változtatást is, egy meghatározott kapcsolású 5 10 15 20 25 30 35 4!) 45 5C 55 60 65 2
