176904. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés tirisztoros egyenáramú szaggató főáramköréhez és eljárás annak vezérlésére, különösen villamos hajtású járművek vontatómotorjainak táplálásához
5 176904 6 potenciálú. Ha most gyűjtóimpulzust adunk a 8 gyorstirisztorra, akkor a kommutáló 10 kondenzátor feszültségének hatására köráram indul a 10 kondenzátoron, a 6 gyorstirisztoron, a 4 és 5 árammeredekség korlátozó fojtótekercsen és a 8 gyorstirisztoron keresztül. Ez az áram a 6 gyorstirisztor szempontjából záróirányú áram és csak addig tart, amíg a 6 gyorstirisztor pn-átmenetéből a töltéshordozók el nem távoznak, amikor a 6 gyorstirisztor lezár. Ezt követően a terhelőáram tovább folyik az 1 vontatómotoron, 2 simító fojtótekercsen, 5 árammeredekség korlátozó fojtótekercsen, 8 gyorstirisztoron, 10 kondenzátoron és 7 gyorstirisztoron mindaddig, amíg a 10 kondenzátor átpolarizálódik és feszültsége azonos lesz az áramforrás feszültségével. Ebben a pillanatban az 1 vontatómotoron és 2 simító fojtótekercsen folyó áram átterelődik a 3 szabadonfutó diódára. A zárt tirisztoros szaggató kapcsain rajta marad az áramforrás teljes kapocsfeszültsége. Minthogy pedig a lezárást megelőző pillanatban a 7 és 8 gyorstirisztor vezetett, ezeken a 7, 8 gyorstirisztorokon feszültség-igénybevétel nem marad, a 6 és 9 gyorstirisztoron ellenben rajta marad külön-külön az áramforrás teljes kapocsfeszültsége. Ebben az üzemállapotban az 1 vontatómotornak a 3 szabadonfutó diódán át záródó árama csökken, ez a csökkenés indukálja a 2 simító fojtótekercsben azt a feszültséget, amely egyensúlyt tart az 1 vontatómotor indukált feszültségével. Ha ebben az állapotban egyidejűleg gyújtóimpulzust adunk a 8 és 9 gyorstirisztorra, az 1 vontatómotor árama a 3 szabadonfutó diódáról ismét a tirisztoros szaggatóra terelődik át és az áramforrás feszültségének hatására növekedni kezd. A szaggató két kapcsa és a 10 kondenzátor jobb oldali kapcsa azonos feszültségre kerül és a 10 kondenzátorban levő, az áramforrás kapocsfeszültségével azonos nagyságú feszültség nyitó irányban fogja igénybe venni a 6 gyorstirisztort és záró irányban a 7 gyorstirisztort. A következő ütemben gyújtóimpulzust adunk a 6 gyorstirisztorra és ekkor ellenkező irányban ugyanaz a folyamat játszódik le, mint korábban a 8 gyorstirisztor gyújtásakor. Látható, hogy ebben az ismert kétütemű egyenáramú szaggató kapcsolásban a működés különböző fázisaiban mind a négy gyorstirisztor megkapja az áramforrás teljes kapocsfeszültségét hol záró, hol nyitó irányban. Tekintettel arra, hogy a jelenleg kapható legnagyobb zárófeszültségű gyorstirisztorok zárófeszültsége nem haladjá meg az 1300 V-ot, a feszültségingadozások, a különböző zavaró csúcsfeszültségek és a megfelelő üzembiztonság miatt szokásos 2—2,5-szeres biztonság figyelembevételével már a közúti villamosoknál és trolibuszoknál szokásos 600 V névleges munkavezeték-feszültségnél is áganként legalább 2 db gyorstirisztort kell sorbakapcsolni és statikus és dinamikus feszültségosztó kapcsolásokkal kell gondoskodni az egyenletes feszültségelosztásról. A 2. ábrán látható találmány szerinti kapcsolási elrendezésben az 1 vontatómotorból, 2 simító fojtótekercsből és 3 szabadonfutó diódából álló 13 kapcsolással a találmány szerinti kétütemű tirisztoros 14 egyenáramú szaggató van sorbakapcsolva. A 14 egyenáramú szaggató két azonos fölépítésű párhuzamos 15 és 16 ágból áll, amelyek a bennük található tirisztorok áramvezetési irányában végighaladva a következőkből állnak: egy-egy 6, ill. 8 gyorstirisztor; ehhez sorosan csatlakozik egy-egy 11, ill. 12 hálózati tirisztor; a 11., ill. 12 hálózati tirisztorokhoz sorosan csatlakozik egy-egy további 7, ill. 9 gyorstirisztor; a párhuzamos 15 és 16 ágak közé, a 11, ill. 12 hálózati tirisztorok két végpontjára kötve egy-egy 10/1, ill. 10/2 oltókondenzátor van beiktatva. A 6, 7, 8 és 9 gyorstirisztorokkal egy-egy 4/1, 4/2, 5/1 és 5/2 árammeredekség korlátozó fojtótekercs és/vagy a 10/1 és 10/2 oltókondenzátorokkal kondenzátorként legalább egy 17/1, 17/2, 18/1 és 18/2 árammeredekség korlátozó fojtótekercs van sorbakapcsolva. Vizsgáljuk ennek a 2. ábrán látható, a találmány szerinti kapcsolási elrendezésnek a működését a 3. ábrán látható idődiagram figyelembevételével. A t, időpontban gyújtjuk a bal oldali párhuzamos 15 ág mindhárom tirisztorát. A terhelőáram az 1 vontatómotoron, és 2 simító fojtótekercsen és a 14 egyenáramú szaggató bal oldali párhuzamos 15 ágán fog folyni. I6, I,,, I7 áramok az áramfolyást a 3. ábrán a megfelelő vízszintesek megvastagításával jelöltük. Egyelőre bővebb magyarázat nélkül tételezzük föl, hogy a t| időpont után — a tf időpontig — a 10/1 és 10/2 oltókondenzátorok feszültségének polaritása a 2. ábrán rajzolttal megegyezik, tehát a 10/1 oltókondenzátor bal oldali, a 10/2 oltókondenzátor jobb oldali kapcsa pozitív. Ha ez az állapot nem állandósult állapot, hanem a 14 egyenáramú szaggató periodikus működésének egy meghatározott szakasza, akkor — mint azt már az 1. ábra vizsgálatakor is láttuk — a tápfeszültség értéke nagyobb az 1 vontatómotorban indukált feszültség értékénél, a különbséget a 2 simító fojtótekercs veszi magára annak következtében, hogy a rajta átfolyó áram növekedik. Ezután a tj időpontban egyidejűleg gyújtjuk a jobb oldali párhuzamos 16 ág két 8 és 9 gyorstirisztorát. A 10/1 oltókondenzátor feszültsége köráramot indít a 6 és 8 gyorstirisztorokból és magából a 10/1 oltókondenzátorból álló körön, éz az áram a 6 gyorstirisztor szempontjából záróirányú áram és mindaddig tart, amíg a 6 gyorstirisztor pn-átmenetéből a töltéshordozók ki nem ürülnek és a 6 gyorstirisztor vissza nem nyeri záróképességét. Ugyanez a folyamat játszódik le a 7 és 9 gyorstirisztorból és 10/2 oltókondenzátorból álló körben mindaddig, amíg a 7 gyorstirisztor vissza nem nyeri záróképességét. Ettől kezdve az 1 vontatómotor árama a 8 gyorstirisztorból, 10/1 oltókondenzátorból, 11 hálózati tirisztorból, 10/2 oltókondenzátorból és 9 gyorstirisztorból álló úton folyik mindaddig, amíg a 10/1 és 10/2 oitókondenzátor az ábrán berajzolthoz képest ellentétes polaritással föltöltődik úgy, hogy eredő feszültségük azonos lesz az áramforrás feszültségével. Az ehhez szükséges At időtartamot és az ezen idő alatt a tirisztorokon át folyó In, 18, I9 áramot a 3. ábrán berajzoltuk. Minthogy a 10/1 és 10/2 oltókondenzátor kapacitása azonos, mindkét kondenzátor feszültsége azonosan az áramforrás feszültségének fele lesz. Amint ez az állapot bekövetkezett, a tirisztorok és ezzel az egész 14 egyenáramú szaggató árammentessé válik és az 1 vontatómotor árama a 3 szabadonfutó diódán folyik tovább I3 áram, mint az a 3. ábrán is látható. A 14 egyenáramú szaggatónak ebben az árammentes állapotában a 8, 9 gyorstirisztorokon és a 11 hálózati tirisztoron nincs feszültség-igénybevétel, a 6 és 7 gyorstirisztorokon nyitó irányú, az áramforrás feszültségének felével egyenlő nagyságú, a 12 hálózati tirisztoron 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
