FI111671B - Tasasuuntauspiiri - Google Patents

Description

111671

Tasasuuntauspiiri

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy tasasuuntauspiireihin, jotka käsittävät RC-suojattuja tyristoreja sisältävän siltakytkennän, kapasitanssia sisältävän tasajännitepiirin 5 ja varauspiirin mainitun tasajännitepiirin kapasitanssin varaamiseksi.

Tasasuuntauspiirit ovat oleellinen osa paitsi varsinaisia tasasuun-taajalaitteita, myös monia muita sähköteknisiä laitteita, kuten esimerkiksi taajuusmuuttajia. Tasasuuntauspiireissä käytetään usein tyristoreja. Tyristorien estoviivevirta saattaa aiheuttaa suuria ylijännitteitä, koska virtapiireissä esiintyy 10 aina induktansseja. Tästä syystä tyristorien suojauksessa käytetään yleisesti RC-suojia.

Tasasuuntauspiirit, jotka käsittävät RC-suojattuja tyristoreja sisältävän siltakytkennän, kapasitanssia sisältävän tasajännitepiirin ja varauspiirin mainitun tasajännitepiirin kapasitanssin varaamiseksi, on perinteisesti toteutet-15 tu siten, että kunkin mainitun tyristorin kanssa rinnan on kytketty sarjaan kytketyt kondensaattori ja vastus, ja varauspiiri on käsittänyt sarjaan kytketyt diodin ja varausvastuksen.

Yllä kuvatussa järjestelyssä on monia ongelmia. Komponenttien suuresta lukumäärästä johtuen komponentti- ja kokoonpanokustannukset ovat 20 korkeat. Lisäksi RC-suojien vastukset on perinteisesti ladottu piirilevylle, joka käsittää mainittujen vastusten lisäksi ainakin RC-suojien kondensaattorit, jolloin vastukset paitsi vievät osan piirilevyn pinta-alasta, myös mm. vaikeuttavat ohjauskorttitilan jäähdytystä ja lyhentävät siten korttien elinikää ja vaikeuttavat kortin sijoittelua. Edelleen RC-suojien vastusten pieni tehonkesto vaikeuttaa 25 kapasitanssien suurentamista tilanteissa, joissa esimerkiksi EMC-kysymykset tai maasulkukestoisuus sitä vaatisivat.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on yksinkertaistaa sellaisen tasasuuntauspii- ** rin rakennetta, joka käsittää yhden tai useamman RC-suojatun tyristorin ja va- • · 30 rauspiirin, joka sisältää varausvastuksen. Keksinnön tavoite saavutetaan yhdistetyllä varauspiirillä ja tyristorien RC-suojalla, jolle on tunnusomaista se, mitä sanotaan itsenäisessä patenttivaatimuksessa. Keksinnön edulliset suoritusmuodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

Keksintö perustuu siihen, että tasasuuntauspiirissä joka käsittää se-35 kä varausvastuksen sisältävän varauspiirin, että yhden tai useamman RC- 2 111671 suojatun tyristorin, sijoitetaan varausvastus siten, että mainittujen tyristorien RC-suojat eivät tarvitse erillisiä vastuksia, vaan varausvastus hoitaa niiden tehtävät. Tällä ratkaisulla saavutetaan useita merkittäviä etuja.

Koska erillisiä tyristorien RC-suojien vastuksia ei tarvita, poistuvat 5 niistä aiheutuvat komponentti- ja kokoonpanokustannukset, jotka ovat esimerkiksi 6-pulssisen invertterin tapauksessa 5...15 EUR. Verrattuna perinteiseen menettelyyn, jossa RC-suojien vastukset ladotaan piirilevylle, niiden poistuminen kyseiseltä piirilevyltä aikaansaa mekaanisesti väljemmän kokoonpanon, tehostaa ohjauskorttitilan jäähdytystä ja pidentää siten korttien elinikää. Vas-10 tusten poistumisen myötä myös kortin sijoittelu helpottuu. Edelleen keksinnön mukaisella kytkennällä voitaneen vähentää johtuvia päästöjä ja ehkä samalla jättää yksi RF-kortti pois tai keventää sen kalustusta. Keksinnön mukaisessa kytkennässä myös kondensaattoreiden kapasitanssien kasvattaminen perinteiseen kytkentään nähden on ongelmatonta, koska varausvastus kestää suuren 15 tehon.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin viittaamalla oheisiin piirroksiin, joista:

Kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista kytkentää, joka sisältää va-20 rauspiirin ja RC-suojan kolmelle tyristorille;

Kuvio 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista kytkentää, jossa on yhdistetty varauspiiri ja tyristorien RC-suoja;

Kuvio 3 esittää taajuusmuuttajakytkentää, jossa on kuviossa 2 esi-. tetty yhdistetty varauspiiri ja tyristorien RC-suoja.

25 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

Kuvio 1 esittää tekniikan tason mukaista kytkentää, joka sisältää va-rauspiirin ja RC-suojan kolmelle (ei-esitetylle) tyristorille. Viitaten kuvioon 1, varauspiiri sisältää sarjaan kytketyt diodin 3 ja varausvastuksen 4, ja kunkin tyris-torin RC-suoja käsittää piirilevylle PCB sijoitetut, sarjaan kytketyt vastuksen 5 30 ja kondensaattorin 6. Varauspiiri on kytketty syöttävän kolmivaiheverkon vaiheen L1 ja tasajännitepiirin positiivisen jännitteen UDC+ välille. RC-suojat on kytketty syöttävän kolmivaiheverkon ja tasajännitepiirin positiivisen jännitteen UDC+ välille siten, että ensimmäinen RC-suoja on kytketty vaiheen L1 ja UDC+:n välille, toinen RC-suoja on kytketty vaiheen L2 ja UDC+:n välille ja 35 kolmas RC-suoja on kytketty vaiheen L3 ja UDC+:n välille.

3 111671

Kuvio 2 esittää keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaista kytkentää, jossa on yhdistetty varauspiiri ja (ei-esitettyjen) tyristorien RC-suoja 7. Viitaten kuvioon 2, varauspiiri käsittää varausvastuksen 4 ja diodin 3, ja kunkin tyristorin RC-suoja käsittää varausvastuksen 4 ja piirilevylle PCB sijoite-5 tun kondensaattorin 6. Varauspiiri on kytketty syöttävän kolmivaiheverkon vaiheen L1 ja tasajännitepiirin positiivisen jännitteen UDC+ välille siten, että syöt-töverkon puolelta katsottuna diodi 3 sijaitsee ennen varausvastusta 4. Tiettyyn syöttöverkon vaiheeseen kytketyn tyristorin RC-suojan kondensaattori 6 on kytketty mainitun vaiheen ja varauspiirin sellaisen pisteen välille, joka sijaitsee 10 diodin 3 ja varausvastuksen 4 välissä.

Kuvio 3 esittää taajuusmuuttajakytkentää, joka käsittää kuviossa 2 esitetyn yhdistetyn varauspiirin ja tyristorien RC-suojan 7. Viitaten kuvioon 3, mainittu taajuusmuuttajakytkentä käsittää mainitun yhdistetyn varauspiirin ja tyristorien RC-suojan 7 lisäksi tyristoreita 1 ja diodeja 10 käsittävän siltakyt-15 kennän 8, tasajännitevälipiirin 2 ja vaihtosuuntaajapiirin 9. Siltakytkennässä 8 tyristorit 1 on kytketty syöttävän kolmivaiheverkon ja tasajännitepiirin 2 positiivisen jännitteen UDC+ välille siten, että ensimmäinen tyristori on kytketty vaiheen L1 ja UDC+:n välille, toinen tyristori on kytketty vaiheen L2 ja UDC+:n välille ja kolmas tyristori on kytketty vaiheen L3 ja UDC+:n välille. Taajuusmuutta-20 jakytkennän ulostulovaiheista on käytetty merkintöjä LT, L2’ ja L3’.

Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksinnön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puitteissa.

.v 25 « 1 • <

S

Claims (3)

111671

1. Tasasuuntauspiiri, joka käsittää RC-suojattuja tyristoreja (1) sisältävän siltakytkennän, kapasitanssia sisältävän tasajännitepiirin (2) ja diodin (3) tai vastaavan komponentin sisältävän varauspiirin mainitun tasajännitepiirin 5 kapasitanssin varaamiseksi, tunnettu siitä, että mainittujen tyristorien RC-suojauksen resistanssi, joka käsittää yhden tai useamman vastuksen (4), sijaitsee varauspiirissä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tasasuuntauspiiri, tunnettu siitä, että varauspiirissä on täsmälleen yksi vastus (4).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tasasuuntauspiiri, tunnettu siitä, että se on osa taajuusmuuttajakytkentää, jolloin mainittu tasajännitepiiri (2) on mainitun taajuusmuuttajakytkennän tasajännitevälipiiri. • 1 » • · 111671