SK7712001A3

SK7712001A3 - Power converter circuit and method for connecting to an electrical supply network

Info

Publication number: SK7712001A3
Application number: SK771-2001A
Authority: SK
Inventors: Maurizio Oberti
Original assignee: Daimlerchrysler Rail Systems
Priority date: 2000-06-10
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2002-12-03
Also published as: EP1162105A2; ZA200103790B; HU0102387D0; HUP0102387A2; PL347995A1; CZ20012068A3; HUP0102387A3; DE10028920A1; EP1162105A3

Description

Oblasť techniky

Vynález sa týka týka prevodníkového nabíjacej sieti, úsekov, tvorenú prevodníkovým úsekom, strane striedavého oblasti energetickej elektroniky. Najmä sa obvodu pre pripojenie k elektrickej ktorý má aspoň jednu sústavu prevodníkových prvým prevodníkovým úsekom a druhým Každý prevodníkový úsek je pripojený na napätia k príslušnému vinutiu môže byť pripojený ku zdroju sieťového je pripojený na prípoj ke pričom transformátoru, ktorý striedavého napätia, a prvý prevodníkový úsek strane rovnomerného napätia k prvej a druhej rovnomerného napätia, rovnomerného medzilahlého obvodu prvého druhý prevodníkový k prvej a rovnomerného rovnomerného rovnome rného úsek je druhej napätia, napätia napätia.

pripoj ený prípoj ke a jeden je možný na strane druhého z dvoch pripoj it medzilahlého napätia obvodu obvodov medzilahlých ku zdroju sieťového . Vynález nabíjacej sieti.

sa tiež týka spôsobu pripojenia k elektrickej

Doterajší stav techniky

Koľajové automobily pre viac systémové uplatnenie, najmä pre zahraničné diaľkové spoje, musia odoberať svoju hnaciu energiu zo siete rovnomerného napätia a zo siete striedavého napätia, používať k sieti ktoré majú rozdielne prevodníkové obvody, rovnomerného napätia, to za účelom napájania sieťové napätie. To vyžaduje byť pripojené ako sieti striedavého ktoré môžu tak i k napätia, bežných trakčných pohonov príslušnou hnacou energiou.

Tento prevodníkový obvod v patentovom spise

DE 196

550.

je popísaný

Prevodníkový obvod napríklad má dva prevodníky, striedavého napätia siete. Druhý pričom prvý prostredníctvom transformátoru na prevodník je pripojený na strane striedavého napätia k elektrickému zariadeniu prevodník je pripojený k sieti strane siete alebo k elektrickému zaťaženiu, najmä k aspoň jednému elektromotoru.

Obidva prevodníky prostrednítvom ich prevodníkového obvodu sú pripojené k medzilahlému obvodu jeden kondenzátor prípojok pre rovnomerné napätie rovnomerného napätia, ktorý medzilahlého obvodu, ako zásobník či má aspoň

Ďalej je medziľahlý obvod rovnomerného akumulátor energie.

t napätia pripojený v prípade, kedy je prevodníkový obvod napájaný z uvedenej siete rovnomerného napätia.

k tejto sieti rovnomerného napätia energiou

Prevodníkový obvod podľa patentového spisu DE 196 09 550 musí byť usporiadaný samostatne pre zvolenú napájaciu sieť, a to v každom prípade pre prevádzku s využitím siete rovnomerného napätia a tiež s využitím siete striedavého napätia. Za týmto účelom sú na strane striedavého napätia usporiadané prvé úsekové spínače medzi transformátorom a prvým prevodníkom, pričom druhé úsekové spínače sú usporiadané medzi druhým prevodníkom a elektrickým zaťažením.

Prostredníctvom príslušného vypínania a spínania odpovedajúcich úsekových spínačov v nenapájanom stave obvodu môže byť prevodníkový obvod pripojený ako k sieti rovnomerného napätia, tak i k sieti striedavého napätia, a v tomto prípade pokiaľ prevodníkový obvod je prevádzkovaný s využitím siete rovnomerného napätia, je elektrické zaťaženie napájané prostredníctvom prvého a druhého prevodníku, ktoré sú obidva prevádzkované ako meniče rovnomerného prúdu na striedavý.

Pokiaľ je prevodníkový obvod prevádzkovaný s využitím siete striedavého napätia, je prvý prevodník.prevádzkovaný ako sieťový prevodník, ktorý napája energiou medzilahlý obvod rovnomerného napätia, a z ktorého druhý prevodník potom napája elektrické zaťaženie.

V prípade takéhoto prevodníkového obvodu je problematické, že je nutné využívať veľký počet úsekových vypínačov, ktorých poloha musí byť opätovne usporiadaná v prípade zmeny nabíjacej siete, napríklad zo siete rovnomerného napätia na sieť striedavého napätia.

Avšak tento veľký počet úsekových vypínačov spôsobuje výrazný nárast nákladov na jednotlivé súčiastky, pričom tiež vyžaduje veľký priestor, avšak priestor, ktorý je k dispozícii je mimoriadne presne vymedzený v prípade prevodníkových obvodov pre trakčné uplatnenie u elektrických koľajových vozidiel.

Okrem toho musí byť funkcia úsekových vypínačov riadne zaistená, a to najmä veľmi intenzívnou údržbou vlastných úsekových vypínačov a tiež prostredníctvom ich aktivovaní, pretože porucha koľajového vozidla v dôsledku nesprávneho usporiadania prevodníkového obvodu y dôsledku umiestenia úsekových vypínačov vedie k ďalšiemu nárastu nákladov.

Podstata vynálezu

Úlohou predmetu tohoto vynálezu je preto vyvinúť prevodníkovy obvod a spôsob pripojenia k elektrickej nabíjacej sieti tak, aby bolo umožnené dosiahnutie veľmi jednoduchej a najmä priestorovej úspornej konštrukcie prevodníkového obvodu pre pripojenie k elektrickej nabíjacej sieti'^v, pričom prevodníkový obvod by, bolo možné prevádzkovať s minimálnym počtom súčiastok, náročných na častú údržbu.

Úlohou predmetu tohoto vynálezu je tiež vyvinúť spôsob, s pomocou ktorej by bolo možné prevádzať pripojenie k elektrickej nabíjacej sieti veľmi jednoduchým spôsobom.

Zhora uvedené úlohy boli v súlade s predmetom tohto vynálezu splnené tým, že bol vyvinutý 'prevodníkový obvod pre pripojenie k elektrickej nabíjacej sieti, majúci aspoň jednu sústavu prevodníkových úsekov, tvorenou prvým prevodníkovým úsekom . a druhým prevodníkovým úsekom, pričom každý prevodníkový úsek je pripojený na strane striedavého napätia k príslušnému vinutiu transformátoru, ktorý môže byť pripojený ku zdroju sieťového striedavého napätia, a prvý prevodníkový úsek je pripojený na strane rovnomerného napätia k prvej a druhej prípojke prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia,' pričom druhý prevodníkový úsek je pripojený na strane rovnomerného napätia k prvej a druhej prípojke druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia, a jeden z dvoch medziľahlých obvodov rovnomerného napätia je možný pripojiť ku zdroju sieťového rovnomerného napätia.

Príslušný konfiguračný spínač je usporiadaný medzi prvou prípojkou prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia a prvou prípojkou druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia, a medzi druhou prípojkou prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia a druhou prípojkou druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia, pričom úsekový vypínač je usporiadaný medzi druhou prípojkou prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia a prvou prípojkou druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia.

Konfiguračné spínače sú s výhodou prevedené ako mechanické alebo elektronické spínače.

Úsekový vypínač je s výhodou prevedený ako mechanický alebo elektronický spínač.

Aspoň jeden záťažový prevodník a . druhé prípojky . rovnome rného napä t i a.

í pridružených je zapojený medzi prvé medziľahlých obvodov

Záťažový prevodník je pripojený na strane striedavého napätia.

k elektrickému zaťaženiu

Elektrickým zaťažením je vinutie otáčavého elektrického s výhodou stroj a.

trifázové čiastočné

Ťrifázový rozpojovací usporiadaný medzi prevodníkom.

spínač je trifázovým čiastočným vinutím a záťažovým

Prevodnikový obvod podľa tohto vynálezu ďalej s výhodou obsahuje aspoň jeden pomocný prevodník, pripojený nepriamo k aspoň jednému prevodníkovému úseku.

Pomocný prevodník je pripojený, najmä elektromagneticky, k aspoň jednému prevodníkovému úseku prostredníctvom aspoň jedného vinutia transformátora.

V súlade s ďalším aspektom predmetu tohto vynálezu bol ďalej tiež vyvinutý spôsob pripojovania k elektrickej nabíjacej siete, obsahujúci nasledujúce kroky:

krok SI - pripojenie zdroja sieťového striedavého napätia prostredníctvom spínača sieťového striedavého napätia k transformátoru a k prevodníkovému obvodu, pričom prevodnikový obvod obsahuje aspoň jednu sústavu prevodníkových úsekov, tvorenú prvým prevodníkovým úsekom a druhým prevodníkovým úsekom, pričom každý prevodnikový úsek je pripojený na strane striedavého napätia k transformátoru, a prvý prevodnikový úsek je pripojený na strane rovnomerného napätia k prvej a druhej prípojke prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia, pričom druhý prevodnikový úsek je pripojený na strane rovnomerného napätia k prvej a druhej

I prípojke druhého medziľahlého obvodu' rovnomerného napätia, alebo krok S2 - pripojenie jedného z dvoch medziľahlých obvodov rovnomerného napätia sústavy prevodníkových úsekov k zdroju sieťového rovnomerného napätia prostredníctvom spínača sieťového rovnomerného napätia, pričom predmetný spôsob obsahuje nasledujúce ďalšie kroky:

krok SI.2a - prepínanie medzilahlých obvodov rovnomerného napätia sústavy prevodníkových úsekov v prípade pripojenia prevodnikového obvodu ku zdroju sieťového striedavého napätia (krok SI) takým spôsobom, že tu nie je žiadne priame spojenie medzi medzilahlými obvodmi rovnomerného napätia, alebo krok S2.2a - prepínanie medzilahlých obvodov rovnomerného napätia sústavy prevodníkových úsekov v prípade pripojenia prevodnikového obvodu ku zdroju sieťového rovnomerného napätia (krok S2) takým spôsobom, že tu je priame spojenie medzi medzilahlými obvodmi rovnomerného napätia.

Spôsob podľa tohto vynálezu s výhodou obsahuje nasledujúce ďalšie kroky:

kroky SI, SI.2a - v prípade pripojenia prevodnikového obvodu ku zdroju sieťového striedavého napätia, krok sl.2b - rozpojenie konfiguračných spínačov, usporiadaných medzi prvou prípojkou prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia a prvou prípojkou druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia, a medzi druhou prípojkou prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia a druhou prípojkou druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia, a krok SI.2b - rozpojenie úsekového vypínača, usporiadaného medzi druhou prípojkou prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia a prvou prípojkou druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia.

Spôsob podlá tohto vynálezu s výhodou obsahuje nasledujúce ďalšie kroky:

kroky S2, S2.2a - v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju sieťového rovnomerného napätia a v prípade, že sieťové rovnomerné napätie je výrazne väčšie, než menovité napätie medzilahlého obvodu u medzilahlých obvodov rovnomerného napätia, krok S2.2b - rozpojenie konfiguračných spínačov, usporiadaných medzi prvou prípojkou prvého medzilahlého obvodu rovnomerného napätia a prvou prípojkou druhého medzilahlého obvodu rovnomerného napätia, a medzi druhou prípojkou prvého medzilahlého obvodu rovnomerného napätia a druhou prípojkou medzilahlého obvodu rovnomerného napätia, a krok S2.2b - zopnutie úsekového vypínača, usporiadaného medzi druhou prípojkou prvého medzilahlého obvodu rovnomerného napätia a prvou prípojkou druhého medzilahlého obvodu rovnomerného napätia.

Spôsob podlá tohto vynálezu s výhodou obsahuje nasledujúce ďalšie kroky:

) kroky S2, S2.2a - v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju sieťového rovnomerného napätia a v prípade, že sieťové rovnomerné napätie má veľkosť menovitého napätia medzilahlého obvodu u medzilahlých obvodov rovnomerného napätia, krok S2.2b - zopnutie konfiguračných spínačov, usporiadaných medzi prvou prípojkou prvého medzilahlého obvodu rovnomerného napätia a prvou prípojkou druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia, a medzi druhou prípojkou prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia

I a druhou prípojkou druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia, a krok S2.2c - rozpojenie úsekového vypínača, usporiadaného medzi druhou prípojkou prvého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia a prvou prípojkou druhého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia.

Spôsob podľa tohto vynálezu s výhodou obsahuje nasledujúci ďalší krok:

krok SI - v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju sieťového striedavého napätia, krok Sl.l - napájanie pomocného prevodníku zo zdroja sieťového striedavého napätia prostredníctvom transformátora.

Spôsob podľa tohto vynálezu s výhodou obsahuje nasledujúci ďalší krok:

kros S2 - v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju sieťového rovnomerného napätia, krok S2.1 - napájanie pomocného prevodníku prostredníctvom aspoň jedného prevodníkového úseku.

Spôsob podľa tohto vynálezu s výhodou obsahuje nasledujúci ďalší krok:

v prípade poruchy prvkov prevodníkového obvodu, krok SI.2c, S2.2d - odpojenie elektrického zaťaženia napájaného nepriamo a/lebo priamo prostredníctvom poškodených prvkov prevodníkového obvodu.

Prevodníkový obvod podľa tohto vynálezu má minimálny počet spínačov, čo umožňuje pripojiť prevodníkový obvod k sieti striedavého napätia ale k sieti rovnomerného napätia. Okrem toho prevodníkový obvod podľa tohto vynálezu obsahuje aspoň jednu sústavu prevodníkových úsekov, ktorá má v každom prípade prvý prevodníkový úsek a druhý prevodníkový úsek.

V dôsledku riešenia podľa tohto vynálezu bolo dosiahnutá veľmi jednoduchá a z priestorového hľadiska, úsporná konštrukcia prevodníkového obvodu. Okrem toho prevodníkový obvod podľa tohto vynálezu umožňuje obmedziť na minimum používanie súčiastok, ktoré sú veľmi náročné na údržbu, a to najmä spínačov.

Podľa tohto vynálezu sú v prípade pripojovania k sieti striedavého napätia veľmi výhodným spôsobom konfiguračné spínače a úsekový vypínač rozpojený, v dôsledku čoho môžu byť medziľahlé obvody rovnomerného napätia prepnuté veľmi jednoduchým spôsobom tak, že tu nie je žiadne priame spojenie medzi týmito medziľahlými obvodmi rovnomerného napätia.

Okrem toho v prípade pripojovania k sieti rovnomerného napätia sú medziľahlé obvody rovnomerného napätia prepnuté takým spôsobom, že je tu priame spojenie medzi medziľahlými obvodmi rovnomerného napätia, takže je mimoriadne jednoduché v závislosti na príslušných požiadavkách zapojiť medzilahlé obvody rovnomerného napätia do série alebo paralelne.

Je takto odstránený veľmi zložitý spôsob pripojovania prevodníkového obvodu, a najmä zložité usporiadanie veľkého počtu spínačov.

Okrem toho v dôsledku malého počtu spínačov je možné dosahovať mimoriadne jednoduché a flexibilné pripojovanie k širokej škále nabíjacích sietí, a to bez používania prídavných súčasti prevodníkového obvodu, ktoré by museli byť zapojované alebo rozpojované, napríklad v prípade zmeny nabíjacej siete.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Vynález bude v ďalšom podrobnejšie objasnený na príkladoch jeho konkrétneho prevedenia, ktorých popis bude podaný s prihliadnutím k priloženým obrázkom výkresov, kde:

obr. 1 znázorňuje schému prevedenia prevodnikového obvodu pre pripojenie k elektrickej nabíjacej sieti; a obr. 2 znázorňuje postupový diagram spôsobu pripojovania k elektrickej nabíjacej sieti.

Legenda k obr. 2:

krok SI - pripojenie konvertorového obvodu ku zdroju sieťového striedavého napätia;

krok Sl.l - napájanie pomocného prevodníku prostredníctvom transformátoru;

krok SI.2a - prepínanie medzilahlých obvodov rovnomerného napätia tak, že tu nie je žiadne priame spojenie medzi medziľahlými obvodmi rovnomerného napätia;

krok· SI.2b - rozpojenie konfiguračných spínačov a rozpojenie úsekového vypínača;

krok SI.2c - v prípade poruchy prvkov prevodníkového obvodu, odpojenie od elektrického zaťaženia, napájaného nepriamo a/lebo priamo prostredníctvom poškodených prvkov prevodníkového obvodu;

krok S2 - pripojenie prevodníkového obvodu ku zdroju sieťového rovnomerného napätia;

krok S2.1 - napájanie pomocného prevodníku prostredníctvom aspoň jedného prevodníkového úseku;

krok S2.2a - prepínanie medzilahlých obvodov rovnomerného napätia tak, že je tu priame spojenie medzi medzilahlými obvodmi rovnomerného napätia; .

krok S2.2b - v prípade, že sieťové rovnomerné napätie U_gje podstatne väčší než menovité napätie U_diN, rozpojenie konfiguračných spínačov a spojenie úsekového vypínača;

krok S2.2c - v prípade, že sieťové rovnomerné napätie U_gmá veľkosť v rade menovitého napätia U_d/N, zapojenie konfiguračných spínačov a rozpojenie úsekového vypínača;

krok S2.2d - v prípade poruchy prvkov prevodníkového obvodu, odpojenie elektrického zaťaženia, napájaného nepriamo a/lebo priamo prostredníctvom poškodených prvkov prevodníkového obvodu.

Príklady prevedenia vynálezu

Na vyobrazení podľa obr. 1 je znázornené prevedenie prevodníkového obvodu pre pripojenie k elektrickej nabíjacej sieti. Na vyobrazení podľa obr. 2· je ďalej znázornený postupový diagram spôsobu pripojovania k elektrickej nabíjacej sieti podľa tohto vynálezu.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr,. 1, tak prevodníkový obvod obsahuje aspoň jednu sústavu 5 prevodníkových úsekov, zostávajúceho z prvého prevodníkového úseku 5.1 a z druhého prevodníkového úseku 5.2. Každý prevodníkový úsek 5.1 a 5.2 je pripojený prostredníctvom svojej prípojky striedavého napätia k príslušnému vinutiu transformátora 7, ktorý môže byť pripojený ku zdroju 2. sieťového striedavého napätia.

V prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju 2 <

sieťového striedavého napätia 'je .transformátor' J_ pripojený ku zdroju 2. sieťového striedavého napätia prostredníctvom spínača

4. sieťového striedavého napätia.

Prvý prevodníkový úsek 5.1 je pripojený na strane rovnomerného napätia k prvej prípojke 9.11 a k druhej prípojke 9.12 prvého medziľahlého obvodu 14.1 rovnomerného napätia. Okrem toho je druhý prevodníkový úsek 5.2 pripojený na strane rovnomerného napätia k prvej prípojke 9.21 a k druhej prípojke 9.22 druhého medzilahlého obvodu 14.2 rovnomerného napätia.

V súlade s vyobrazením podlá obr. 1 je ako prvý medzilahlý obvod 14.1 rovnomerného napätia, tak i druhý medzilahlý obvod 14.2 rovnomerného napätia každý opatrený kondenzátorom 6 medzilahlého obvodu, ktorý tvorí zásobník či akumulátor energie.

Okrem toho sú tu obvykle usporiadané ďalšie prvky medzilahlého obvodu rovnomerného napätia, ako sú vybijačie ústrojenstvo a/lebo 'filtračné prvky pre zníženie alebo odstránenie harmonických zložiek napätia medzilahlého obvodu, a to v závislosti na požiadavkách, kladených na prevodníkový obvod, ktorého prvky však nie sú na vyobrazeniach znázornené z dôvodov väčšej jasnosti a prehľadnosti.

J

Okrem toho môže byť zdroj 1. sieťového rovnomerného napätia pripojený k jednému z medziľahlých obvodov 14,1 a 14.2 rovnomerného napätia, pričom prevodníkový obvod môže byť pripojený k tomuto zdroju X sieťového rovnomerného napätia prostredníctvom spínača 3. sieťového rovnomerného napätia.

_f I . ·

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 1, tak v súlade s predmetom tohto vynálezu sú príslušné konfiguračné spínače

10.1 a 10.2 usporiadané medzi prvou prípojkou 9.11 prvého medzilahlého obvodu 14.1 rovnomerného napätia a prvou prípojkou 9.21 druhého medzilahlého obvodu 14.2 rovnomerného napätia, a tiež medzi druhou prípojkou 9.12 prvého medzilahlého obvodu 14.1 rovnomerného napätia a druhou prípojkou 9.22 druhého medziľahlého obvodu 14.2 rovnomerného napätia.

Okrem toho v súlade s predmetom tohoto vynálezu je úsekový vypínač 11 usporiadaný medzi druhou prípojkou 9.12 prvého medziľahlého obvodu 14.1 rovnomerného napätia a prvou prípojkou 9.21 druhého medziľahlého obvodu 14.2 rovnomerného napätia.

Konfiguračné spínače 10.1 a 10.2 a úsekový vypínač 11 sú s výhodou prevedené ako mechanické alebo elektronické spínače. V dôsledku dvoch konfiguračných spínačov 10.1 a 10.2 a úsekového vypínača 11 j é prevodníkový obvod prevedený s minimálnym počtom na údržbu náročných súčiastok, pričom je okrem toho prevedený veľmi jednoduchým a priestorné úsporným spôsobom.

Ako je znázornené na vyobrazení podľa obr. 2, tak v súlade s predmetom tohto vynálezu v prípade už uvedeného pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju 2 sieťového striedavého napätia (krok SI), sú dva medzilahlé obvody 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia sústavy 5. prevodníkových úsekov zapojené takým spôsobom, že tu nie je žiadne priame spojenie medzi medziľahlými obvodmi 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia (krok ' SI .2a) .

Za tým účelom sú konfiguračné spínače 10.1 a 10.2 a úsekový vypínač 11 rozpojené (krok SI.2b), v dôsledku čoho sa dosiahne jednoduché pripojenie k odpovedajúcej sieti striedavého napätia.

Okrem toho je aspoň jeden záťažový prevodník 12 zapojený medzi prvou prípojkou 9.11 a 9.21 a druhou prípojkou 9.12 a 9.22 pridruženého medzilahlého obvodu 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia. To umožňuje zaistiť vyvážené napájanie elektrického zaťaženia .13, najmä trifázového čiastočného vinutia otáčavého elektrického stroja, pripojeného k záťážovému prevodníku 12, a to bez zložitých adaptácií alebo usporiadania prevodníkového obvodu a jeho prispôsobenie elektrickému zaťaženiu 13.

Okrem toho, na transformátore 7. je v súlade s vyobrazením podlá obr. 1 usporiadané aspoň jedno vinutie, ku ktorému je v každom prípade pripojený aspoň jeden pomocný prevodník 8, ktorý napríklad napája klimatizačný systém a ventilátor elektrického koľajového vozidla, a ktorý v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju 2. sieťového striedavého napätia 7 (krok SI) je napájaný týmto zdrojom 2 cez transformátor 7 (krok SI. 1) .

V dôsledku toho nie je nutné s výhodou požívať prídavný transformátor pre napájanie pomocného prevodníka 8..

V súlade s vyobrazením podľa obr. 2 potom v prípade už uvedeného pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju 1 sieťového rovnomerného napätia (kros S2) sú dva medzilahlé obvody 14.1 14.2 rovnomerného napätia sústavy 5. prevodníkových úsekov zapojené podľa tohto vynálezu takým spôsobom, že je tu priame spojenie medzi medzilahlými obvodmi 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia (krok S2.2a).

V prípade, kedy je sieťové rovnomerné napätie U_g výrazne väčšie, než je menovité napätie U_g/N medzilahlého obvodu u medziľahlých obvodov 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia, sú za týmto účelom konfigurační spínače 10.1 a 10.2 vypnuté (krok

S2.2b), pričom úsekový vypínač 11 je zapnutý (krok S2.2b), v dôsledku čoho je k odpovedajúcej sieti prevedené rovnomerného jednoduché pripojenie napätia prostredníctvom zapojenia dvoch medziľahlých obvodov 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia do série.

Dva medziľahlé obvody 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia sú s výhodou zapojené do série v prípade, kedy je sieťové rovnomerné napätie U_g dvakrát väčšie, než je menovité napätie U_g,_N medzilahlého obvodu.

Okrem toho .každý záťažový prevodník 12., zapojený medzi prvou prípojkou 9.11 a 9.21 a druhou prípojkou 9.12 a 9.22 pridruženého medzilahlého obvodu 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia, je obdobne zapojený do série v dôsledku toho, že dva medziľahlé obvody 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia sú zapojené do série.

V dôsledku zapojenia do série dvoch medziľahlých obvodov 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia a príslušných prevodníkových úsekov 5.1 a 5.2 a záťažových prevodníkov ' 12 k nim pripojených, je hodnota napätia medzilahlého obvodu príslušného kondenzátoru £ medzilahlého Obvodu rozdelená v súlade s hodnotami pridruženého kondenzátora 6. medzilahlého obvodu.

Mimoriadne výhodný výsledok spočíva v tom, že ’ najmä v prípade, kedy je sieťové rovnomerné napätie U_g väčšie alebo rovné hodnote 3kV, môžu byť použité usmerňovače s obvyklou povolenou hodnotou opačného napätia, a to ako u záťažových prevodníkov 12., tak i u prevodníkových úsekov 5.1 a 5.2, pretože odpovedajúcim spôsobom rozdelené hodnoty napätia medziľahlého obvodu sú prítomné ako u záťažových prevodníkov 12, ta i u prevodníkových úsekov 5.1 a 5.2.

V súlade s predmetom tohto vynálezu ďalej v prípade, kedy sieťové rovnomerné napätie U_g je vo veľkosti menovitého napätia U_g,N, medziľahlého obvodu u medziľahlých obvodov 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia, sú konfiguračné spínače 10.1 a 10.2 spojené (krok S2.2c), pričom úsekový vypínač 11 je rozpojený (krok S2.2c), v dôsledku čoho sa dosiahne veľmi jednoduché pripojenie k odpovedajúcej sieti rovnomerného napätia prostredníctvom zapojenia dvoch medziľahlých obvodov 14.1 a 14.2 rovnomerného napätia paralelne.

Okrem toho každý záťažový prevodník 14.1 a medzi prvou prípojkou 9.11 a 9.21 a druhou a 9.22 pridruženého medziľahlého obvodu rovnomerného napätia, je obdobne.zapojený paralelného zapojenia oboch rovnomerného napätia.

14.2, zapojený prípojkou 9.12

14.1 a 14.2 paralelne v dôsledku medziľahlých obvodov 14.1 a 14.2

V súlade s vyobrazením prevodníkového napätia (krok k transformátoru pripoj enia rovnome rného podľa obvodu

S2) , pripojený prostredníctvom aspoň jedného potom zdroju j e pomocný napájaný ku prevodník 8., (krok S2.1)

7, prevodníkového úseku 5.1 a 5.2.

Toto napájanie je s výhodou prevádzkované prostredníctvom aspoň jedného vinutia transformátora 7, v dôsledku čoho je pomocný prevodník 8 nepriamo pripojený k aspoň jednému prevodníkovému úseku 5.1 a 5.2.

V dôsledku toho je pomocný prevodník 8. elektromagneticky pripojený k aspoň jednému prevodníkovému úseku 5:1 a 5.2 prostredníctvom vinutia transformátoru 2· i

Rovnako ako v prípade pripojenia prevodnikového obvodu ku zdroju 2 sieťového striedavého napätia potom prídavný transformátor pre napájanie pomocného prevodníku 2 a ďalších ústrojenstiev, napríklad v podobe meniča, ktorý mení sieťové rovnomerné napätie U_g zdroja 2 sieťového rovnomerného napätia a napája uvedený prídavný transformátor, nie je treba.

Okrem toho v súlade s vyobrazením podlá obr. 1 záťažový prevodník 12 napája elektrické zaťaženie 13., stelesnené ako trifázové čiastočné vinutie otáčavého elektrického stroja. Pokiaľ dôjde k poruche v prevodníkovom okruhu, najmä k poruche prvkov prevodnikového okruhu, ako napríklad v prevodníkovom úseku 5.1 a 5.2. v medzilahlom obvode 14.1 a 14.2 alebo v záťažovom prevodníku 12, potom elektrické zaťaženie 13, napájané priamo a/lebo nepriamo prostredníctvom poškodených prvkov obvodu, je odpojené v súlade s predmetom tohto vynálezu.

Toto odpojenie je prevedené v súlade s vyobrazením podľa obr.2 pokial dôjde ku zhora uvedenej poruche, a to v prípade ‘ I pripojenia prevodnikového obvodu ku zdroju 2 sieťového striedavého napätia (krok SI.2c) alebo v prípade pripojenia prevodnikového obvodu ku zdroju 2 sieťového rovnomerného napätia, pokial má sieťové rovnomerné napätie U_g veľkosť menovitého napätia Ud,N medziľahlého obvodu (krok S2.2c).

Pre odpojenie elektrického zaťaženia 23., prevedeného ako trifázové čiastočné vinutie otáčavého elektrického stroja, je trifázový rozpojovací spínač 15 usporiadaný medzi záťažovým prevodníkov 12 a trifázovým čiastočným vinutím v súlade s vyobrazením, podľa Obr. 1.

Pokiaľ dôjde ku zhora uvedenej poruche prvkov obvodu, ktoré nepriamo a/lebo priamo napájajú elektrické zaťaženie 13, potom je elektrické zaťaženie 13 odpojené prostredníctvom vypnutia trifázového rozpojovacieho spínača 15.

Pokiaľ je prevodníkový obvod využívaný najmä u koľajového železničného vozidla, tak po odpojení trifázového čiastočného vinutia otáčavého elektrického stroja, využívaného napríklad ako hnací motor, sa koľajové vozidlo môže stále ešte pohybovať vlastnou silou, pretože ďalšie čiastočné vinutie otáčavého elektrického stroja je naďalej napájané prostredníctvom nepoškodených prvkov prevodníkového obvodu. Okrem toho môže uvedené odpojenie s výhodou veľmi úspešne zabrániť šíreniu porúch do nepoškodených súčastí obvodu.

Záverom je nutné konštatovať, že prevodníkový obvod podľa tohto vynálezu predstavuje cenovo mimoriadne výhodné riešenie, pretože je používaný minimálny počet súčiastok, najmä spínačov, v dôsledku čohp môžu byť minimalizované zložité a náročné práce pri údržbe spínačov, rovnako ako môže' byť prevádzkovaná veľmi jednoduchá aktivácia spínačov.

Okrem toho spôsob podľa tohto vynálezu umožňuje jednoduché a flexibilné pripojovanie k širokej škále nabíjacích sietí, najmä k sieťam rovnomerného napätia, majúcim rôzne hodnoty napätia, a k sieťam striedavého napätia, majúcim premenlivé hodnoty napätia a frekvencií, a to bez využívania prídavných súčastí prevodníkového okruhu, ktoré by museli byť pripojované alebo odpojované napríklad v prípade prepnutia na nabíjaciu sieť.

inú ++1-2ΧΗΟΛ

Claims

Patentové nároky

1. Prevodníkový obvod pre pripojenie k elektrickej nabíjacej X siete, majúci aspoň jednu sústavu (5) prevodnikových úsekov, tvorenú prvým prevodníkovým úsekom (5.1) a druhým prevodníkovým úsekom (5.2), pri čom každý prevodníkový úsek (5.1, 5.2) je pripojený na strane striedavého napätia k príslušnému vinutiu transformátora (7), ktorý môže byť pripojený ku zdroju (2) sieťového striedavého napätia a prvý prevodníkový úsek (5.1) je pripojený na strane rovnomerného napätia k prvej a druhej prípojke (9.11, 9.12). Prvého medzilahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia, pričom druhý prevodníkový úsek (5.2) je pripojený na strane rovnomerného napätia k prvej a druhej prípojke (9.21,9.22) druhého medzilahlého obvodu (14.2) rovnomerného napätia, jeden z dvoch medzilahlých obvodov (14.1, 14.2) rovnomerného napätia je možné pripojiť ku zdroju (1) sieťového rovnomerného napätia, vyznačujúci sa tým, že príslušný konfiguračný spínač (10.1, 10.2) je usporiadaný medzi prvou prípojkou (9.11) prvého medzilahlého .obvodu (14.1) rovnomerného napätia a prvou prípojkou (9.21). druhého medzilahlého obvodu (14.2) rovnomerného napätia, a medzi druhou prípojkou (9.12) prvého medzilahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia' a druhou prípojkou (9.22) druhého medzilahlého obvodu (14.2) rovnomerného napätia, pričom í

úsekový vypínač (11) jé sporiadaný medzi druhou, prípojkou' (9.12) prvého medzilahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia a prvou prípojkou (9.21) druhého medzilahlého obvodu (9.21) druhého medzilahlého obvodu (14.2) rovnomerného napätia.
2. Prevodníkový obvod podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že spínače (10.1, 10.2) sú prevedené ako mechanické alebo elektronické spínače.
3. Prevodnikový obvod podlá nároku 1, vyznačujúci sa t ý m , že úsekový vypínač (11) je prevedený ako mechanický alebo elektronický spínač.
4. Prevodnikový obvod podlá nároku 1, vyznačujúci sa tým, že aspoň jeden záťažový prevodník (12) je zapojený medzi prvé a druhé prípojky (9.11, 9.12, 9.21, 9.22) pridružených medzilahlých obvodov (14.1, 14.2) rovnomerného napätia.
5. Prevodnikový obvod podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že záťažový prevodník (12) je pripojený k elektrickému zaťaženiu (13) na strane striedavého napätia.
6. Prevodnikový obvod podľa nároku 5, vyznačujúci sa tým, že elektrickým zaťažením (13)·, je trifázové čiastočné vinutie otáčavého elektrického stroja.
7. Prevodnikový obvod podľa nároku 6, vyznačujúci sa tým, že trifázový rozpojovací spínač (15) je usporiadaný medzi trifázovým čiastočným vinutím a záťažovým prevodníkom (12) .
8. Prevodnikový obvod podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že je usporiadaný aspoň jeden pomocný prevodník (8)>

pripojený nepriamo aspoň k jednému prevodníkovému úseku (5.1, 5.2).
9. Prevodníkový obvod podlá nároku 8, že pomocný prevodník (8) je pripojený, najmä elektromagneticky k aspoň jednému prevodníkovému úseku (5.1, 5.2) prostredníctvom aspoň jedného vinutia transformátora (7) .
10. Spôsob pripojovania k elektrickej nabíjacej sieti, obsahujúce nasledujúce kroky:

Krok SI - pripojenie zdroja (2) sieťového striedavého napätia prostredníctvom spínača (4) sieťového striedavého napätia transformátoru (7) a k prevodníkovému obvodu, pričom aspoň prvým úsekom jednu sústavu (5) prevodníkovým (5.2), pričom pripojený na , a prvý prevodníkový' · úsekom každý strane prevodníkový obvod obsahuje prevodníkových úsekov, tvorenú (5.1) a druhým prevodníkovým prevodní kový úsek (5.1, 5.2) je striedavého napätia transformátoru (7) úsek (5.1) je pripojený na strane rovnomerného napätia k prvej a druhej prípojke (9.11, 9.12) prvého medzilahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia, pričom druhý prevodníkový úsek (5.2) je pripojený strane rovnomerného napätia k prvej a druhej prípojke (9.21, 9.22) druhého medzilahlého obvodu (14.2) rovnomerného napätia, lebo krok S2 - pripojenie jedného z dvoch medzilahlých obvodov (14.1, 14.2) rovnomerného napätia sústavy (5) prevodníkových úsekov ku zdroju (1) sieťového 'rovnomerného napätia prostredníctvom spínača (3) sieťového rovnomerného napätia, vyznačujúci sa tým, že obsahuje nasledujúce ďalšie kroky:

krok SI.2a - prepínanie medzilahlých obvodov (14.1, 14.2) rovnomerného napätia sústavy (5) prevodníkových úsekov v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju (2) sieťového striedavého napätia (krok SI) takým spôsobom, že tu nie je žiadne priame spojenie medzi medziľahlými obvodmi (14.1, 14.2) rovnomerného napätia, lebo krok S2.2a - prepínanie medzilahlých obvodov (14.1, 14.2) rovnomerného napätia sústavy (5) prevodníkových úsekov v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju (1) sieťového rovnomerného napätia (krok S2) takým spôsobom, že je tu priame spojenie medzi medzilahlými obvodmi (14.1, 14.2) rovnomerného napätia.
11. Spôsob póla nároku 10, vyznačujúci sa tým, že obsahuje nasledujúce ďalšie kroky:

>

kroky SI, SI.2a - v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju (2) sieťového striedavého napätia, krok SI.2b rozpoj enie konfiguračných spínačov

10.2), usporiadaných medzi prvou prípojkou (9.11) (10.1, ' prvého.

medziľahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia a prvou prípoj kou (9.21) druhého medziľahlého obvodu (14.2) rovnome rného napätia, a medzi druhou prípojkou (9.12) prvého ' prípoj kou (9.22) druhého medziľahlého obvodu (14.2) medziľahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia a druhou rovnomerného napätia, a krok SI.2b rozpojenie úsekového vypínača usporiadaného medzi druhou prípojkou prvého medziľahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia a prvou prípoj kou (9.21) druhého medziľahlého obvodu (14.2) rovnome rného napätia.
12. Spôsob podľa nároku 10, v y z n tým, že obsahuje nasledujúce ďalšie kroky:

kroky S2, S2.2a obvodu ku v prípade pripojenia prevodníkového zdroju (1) sieťového rovnomerného napätia a v prípade, že sieťové rovnomerné napätie (U_g) je menovité napätie (Ud.ti) medziľahlého u medziľahlých obvodov (14.1, 14.2) rovnomerného napätia, väčší, než výrazne obvodu

krok S2 .2b - rozpojenie konfiguračných spínačov (10.1, 10.2), usporiadaných medzi prvou prípojkou (9.11) prvého medziľahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia a prvou prípoj kou (9.21) druhého medziľahlého 'obvodu (14.2) rovnomerného' napätia, a medzi druhou prípojkou (9.12) prvého medziľahlého- obvodu (14.1) rovnomerného napätia a druhou pripoj kou (9.22) druhého medziľahlého obvodu (14.2), rovnome rného napätia, a

krok ,S2.2b zopnutie úsekového vypínača (11) , usporiadaného medzi druhou prípojkou (9.12) prvého prípojkou (9.21) druhého medziľahlého obvodu (14.2) medziľahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia a prvou rovnomerného napätia.
13. Spôsob podlá nároku 10, vyznačujúci sa tým, že obsahuje nasledujúce ďalšie kroky:

kroky S2, S2.2a - v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju (1) sieťového rovnomerného napätia a v prípade, že sieťové rovnomerné napätie (U_g) má veľkosť menovitého napätia (Ud,_N) medziľahlého obvodu u medziľahlých obvodov (14.1, 14.2), rovnomerného napätia,

krok S2.2b - zopnutie konfiguračných spínačov (10.1, 10.2), usporiadaných medzi prvou prípojkou (9.11) prvého medziľahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia a prvou prípoj kou (9.21) druhého medziľahlého obvodu (14.2) rovnomerného napätia, a medzi druhou prípojkou (9.12) prvého medziľahlého obvodu (14.1) rovnomerného napätia a druhou prípoj kou (9.22) druhého medziľahlého obvodu (14.2) rovnomerného napätia, a

krok S2.2c rozpojenie úsekového vypínača usporiadaného medzi druhou prípojkou (9.12)' prvého medziľahlého obvodu (14.1) . rovnomerného napätia prvou prípojkou (9.21) druhého medziľahlého obvodu (14.2) rovnomerného napätia.
14 . Spôsob podľa nároku , 10, v ý z n a č u j úci tým, že obsahuje nasledujúci ďalší krok:

krok SI v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju (2) sieťového striedavého napätia, krok Sl.l - napájanie pomocného prevodníku (8) zo zdroja (2) sieťového striedavého napätia prostredníctvom transformátora (7).
15. Spôsob podlá nároku 10, vyznačujúci sa tým, že obsahuje nasledujúci ďalší krok:

krok S2 - v prípade pripojenia prevodníkového obvodu ku zdroju (1) sieťového rovnomerného napätia, krok S2.1 - napájanie pomocného prevodníku prostredníctvom aspoň jedného prevodníkového úseku (5.1, 5.2).
16. Spôsob podľa nároku 11 alebo 12,. vyznačujúci sa tým, že obsahuje nasledujúci ďalší krok:

v prípade poruchy prvkov prevodníkového obvodu, krok SI.2c, S2.2d - odpojenie elektrického zaťaženia (13), napájaného, nepriamo a/lebo priatnó prostredníctvom poškodených prvkov prevodníkového obvodu.