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DE2215471A1 - Leistungswandlersystem - Google Patents

Leistungswandlersystem

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Publication number
DE2215471A1
DE2215471A1 DE19722215471 DE2215471A DE2215471A1 DE 2215471 A1 DE2215471 A1 DE 2215471A1 DE 19722215471 DE19722215471 DE 19722215471 DE 2215471 A DE2215471 A DE 2215471A DE 2215471 A1 DE2215471 A1 DE 2215471A1
Authority
DE
Germany
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signal
signals
trains
train
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19722215471
Other languages
English (en)
Inventor
Edwin Emil Erie Volkmann Werner Karl Fairview Pa Kolatorowicz (V St A)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2215471A1 publication Critical patent/DE2215471A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/162Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration
    • H02M7/1623Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only in a bridge configuration with control circuit
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/18Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
    • H02P7/24Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P7/28Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual DC dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Description

Leistungswandlersystem
Die Erfindung bezieht sich auf ein Regelsystem zur Regelung des Leitfähigkeitsmaßes von steuerbaren Gleichrichtern, die ihrerseits den Leistungsfluß von einer Wechselstromquelle zxx einer Gleichstromlast regeln. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung ein vereinfachtes und verbessertes Zündregelsystem für steuerbare Gleichrichter.
Zu den bekannteren Systemen zur Einspeisung variierender Gleiohstromleistungen durch Umwandlung aus einer Weohselstromleistung gehören diejenigen, die steuerbare Gleichrichter verwenden, die zwischen einer Weohselstromeinspeisung und einer Gleichstromlaet angeordnet sind» Zur Familie der steuerbaren Gleiohriohter gehören beispiels- . weise Vorrichtungen wie Thyratrons, ^gnitrons und steuer-.bare Siliziumgleichrichter. Steuerbare Siliziumgleichrioh-
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ter sind auch als SGR1s und Thyristoren bekannt. Steuerbare Gleichrichter besitzen die Fähigkeit, die durch sie von einer Wechselstromeinspeisung zu einem System mit einer Gleichstromlast übertragene Höhe der Leistung zu regeln. Diese Meßfunktion wird durch Variierung der Leitfähigkeitsdauer der steuerbaren Gleichrichter erhalten. Die Dauer der Leitfähigkeit der steuerbaren Gleichrichter wird durch den Punkt auf einer Wechselstromwelle bestimmt, an dem sie gezündet werden. Dieser Punkt ist allgemein als ein Zündwinkel bekannt und wird durch eine Schaltung geregelt, die häufig als Zündschaltung bezeichnet wird.
Zündschaltungen üben eine Vielzahl von Funktionen aus. Zu diesen gehören die Erzeugung von geeigneten Zündsignalen oder Impulsen als eine Reaktion auf ein Befehlssignal und die richtige Verteilung dieser Impulse auf die Steuerelektroden der steuerbaren Gleichrichter. Steuerbare Gleichrichter haben zwei Voraussetzungen, die erfüllt sein müssen, wenr|sie leitend sein sollen. Die erste Hauptvoraussetzung, ein Oharakteristikum der Gleichrichter allgemein, ob sie steuerbar sind oder nicht, ist das Vorhandensein einer Vorspannung in Durchlaßrichtung über den Anoden-Kathoden-Leistungsanschlüssen. Eine zweite Voraussetzung, die für steuerbare Gleichrichter gilt, ist das Anlegen eines Ztindsignalea an eine Steuerelektrode während des Intervalles der Durchlaßvorspannung an den Leistungsanschlüssen. Die Leitfähigkeit eines steuerbaren Gleichrichters dauert, wenn sie einmal durch Erfüllung dieser zwei.Voraussetzungen hergestellt worden ist, so lange an, wie die Vorspannung ausreicht, um einen größeren Strom als den Haltestrom des Gleichrichters aufrechtzuerhalten. Die Leitfähigkeit endet, wenn die Durchlaßvorspannung unter denjenigen Wert abfällt, der zur Aufrechterhaltung des Gleichrichterhaltestromes erforderlich ist.
Das vorstehend erwähnte Befehlssignal hat normalerweis· eine Proportionalität zur Größe des von den steuerbaren
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Gleichrichtern erwünschten Leistungstransportes und infolgedessen auch zum Zündwinkel, der erforderlich ist, um,die gewünschte Größe des ^eistungstransportes zu erreichen. Somit ist klar, da fs eine steuernde Zündschaltung mit der Wellenform der Wechselstromeinspeisung in eine richtige Beziehung gesetzt und in der Lage sein muß, den Zündwinkel zu verschieben, an dem die Zündsignale an die Steuerelektroden der steuerbaren Gleichrichter geliefert werden.
Es werden viele verschiedenartige Zündschaltungen sowohl analoger als -iueh digitaler Art verwendet. -Dies.e Zündschaltungen regeln in vielen verschiedenen Applikationen die steuerbaren Gleichrichter mit Erfolg. Kine Mehrheit der Applikationen verwendet eine dreiphasige Wechselstromeinspeisung. Die Verwendung einer einphasigen Einspeisung ist nicht ungewöhnlich, wenn die Größe der durch die-steuerbare Gleichrichtervorrichtung zu übertragenden Leistungen nicht zu hoch ist.
Die Mehrzahl der gegenwärtig verwendeten mehrphasigen Zündschaitungen sind ziemlich komplex. Um einen symmetrischen Betrieb der verschiedenen Phasen über dem Phasenregelbereich beizubehalten, muß für eine Einstellung in der Schaltung gesorgt oder Präzisionsbauteile verwendet werden. Diese Verlegungen führen zu einer relativ teuren Schaltung, die schwierig zu bedienen, zu warten und zu verpacken ist.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein ökonomisches System zur Regelung eines Maßes der Umwandlung einer Wechselstromleistung,in eine Gleichstromleistung durch steuerbare Gleichrichter unter der Steuerung einer Sündschaltung zu schaffen, die weder eine Einstellbarkeit noch ausgewählte oder präzise Bauteile erforderte
Kurz gesagt und gemäß einem Merkmal dieser Erfindung wird eine vereinfachte Zündschaltung geschaffen, um zur Rege-
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lung der leitfähigkeit zugehöriger steuerbarer Gleichrichter Zündimpulse zu erzeugen, die durch ein Befehlssignal variabel sind. Um die Erzeugung von Zündimpulsen einzuleiten, ist in der Zündschaltung ein Signalgenerator vorgesehen. Der Sinaigenerator liefert Folgen bzw. Züge von Ausgangssignalen. Diese Ausgangssignale kehren bei einem Vielfachen der frequenz der Wechselstromquelle wieder und werden aus dem Synchronismus mit der Wellenform der 'ffechselstromquelle im Signalgenerator um ein Intervall verschoben, das der Größe des Befehlssignales proportional ist. Wenn das Befehlssignal über seinen gesamten Bereich eingestellt wird, wird die leitfähigkeit der zugehörigen steuerbaren Gleichrichter über deren gesamten Bereich von null bis zu einem theoretischen Maximum variiert. Da jeder der zugehörigen steuerbaren Gleichrichter unter der Steuerung dieser gleichen Signalfolgen gezündet wird, kann ein symmetrischer Betrieb ohne Einstellungen oder angepaßte Komponenten erreicht werden. Wenn kein Befehlssignal anliegt, sperrt der Signalgenerator seine Ausgangssignale und es werden keine Zündimpulse an die steuerbaren Gleichrichter geliefert.
Gemäß einem weiteren Merkmal dieser Erfindung verarbeitet eine Signalverteilungs- oder Leiteinheit die Züge der Ausgangssignale von dem erwähnten Signalgenerator und leitet durch ihr Ansprechen auf andere Signale, die in Form von Kanalzügen eingeführt werden, die Zündimpulse zu den steuerbaren Gleichrichtern. Die Züge der Kanalsignale, die in die Signalverteilungseinheit eingeführt werden, sind zahlenmäßig gleich der Anzahl der getrennt gesteuerten steuerbaren Gleichrichter und die Signale in ihnen sind abge-' leitete Größen der Wellenform der Wechselstromquelle und mit dieser in Synchronismus. Durch Zusammenfassung im Logiksystem der Signalverteilungseinheit stellen die Ausgangssignale des Signalgenerators und die Signale der Kanalzüge die Folge und den Zündwinkel der Zündimpulse her, die von der Verteilungseinheit an die steuerbaren Gleichrichter
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geliefert werden. Die Verteilung der Zündimpulse ist nicht allein eine funktion der Wechselstromwellen, da sich die Zündzonen überlappen müssen, um die höheren leistungsumwandlungsraten der pulsierenden Sieichstromleistung aus den mehrphasigen Wechselstromquellen zu erzielen. Eine Beschränkung der Impulse für einzelne steuerbare G-leichric'hter auf sich nicht überlappende Zündzonen gestattet keine Regelung des Leistungsflusses über den vollen theoretischen Bereich, und deshalb muß die Verteilung zu einer Funktion des gewünschten Zündwinkels gemacht werden.
Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der* folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnungen eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Jig« 1 ist ein Blockdiagramm eines erfindungsgemäßen Regelsyätems für steuerbare Gleichrichter.
Pig. 2-ist eine Zusammenstellung der relativen Zuordnung der Fig. 3, 4 und 5.
•fig, 3 zeigt Einzelheiten einer Signalsynchronisiereinheit»
Fig. 4 ist eine detaillierte Darstellung eines Signalgenerators gemäß der hier offenbarten Erfindung,
Fig. 5 ist eine detaillierte Darstellung eines erfindungs ■-gemäßen Signalverteilers, der auf Ausgangssignale, die in dem Signalgenerator gemäß Fig» 2 entwickelt sind, und auf Kanalsignale anspricht,, die in der Signalsynchronisiereinheit gemäß Fig.3 erzeugt werden.
Fig. 6 zeigt in ihren verschiedenen Abschnitten vorherrschende Phasenbeziehungen und entsprechende Signalwellenformen an Signifikaten Punkten im Signälgenerator und in der Signalverteiler einheit*.
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Eine irgendeinem Teil oder Abschnitt in einer Figur gegebene: Bezugszahl bezeichnet in jeder anderen Pip;ur den gleichen Teil oder Abschnitt.
Figo 1 zeigt in Blockdiagrammform die Verwendung einer dreiphasigen Wechselstromquelle als Leistungseinspeisung, die, wenn sie gleichgerichtet ist, leistung an eine Gleichstromlast liefert, -äs sind zwar keine Regelfunktionen mit . geschlossener Regelschleife dargestellt, deren Applikation in der Technik allgemein bekannt ist, aber Komponenten wie die gezeigten eignen sich in gleicher Weise für einen Regelbetrieb mit geschlossener Regelschleife.
In dem in lig. 1 gezeigten bevorzugten -^usfiihrungsbeispiel ist eine G-leichrichtereinheit 10 zwischen einer Wechselstromquelle und einer Last 12 angeordnet. Die Gleichrichtereinheit 10 umfaßt steuerbare Gleichrichter, die durch andere Systemkomponenten gesteuert sind, um den Leistungstransport zwischen der Wechselstromquelle und der ^ast 10 zu regeln·
fakultativer Transformator 14, wie er in Figur 1 dargestellt ist, hat die Wirkung, die Spannungshöhe in den Komponenten des Regelsystems herabzusetzen und diese Komponenten von der Stromquelle zu trennen. Der Transformator 14 kann auch dazu verwendet werden, eine entsprechende Ein richtung von einem dreiadrigen, dreiphasigen Wechselstromverteilungssystem in ein vieradriges System umzuwandeln, wenn eine Stern- oder Nullpunktsspannung erwünscht ist. Der Transformator 14 ist so gewählt, daß er auf seinen dreiphasigen Ausgangsleitern 16, 18 und 20 und seinem Null punktleiter 22 den Regelkomponenten ihren -^eistungsbedarf auf einer geeigneten Spannungshöhe liefert.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfaßt eine Steuerleistungaversorgung 24 gleichrichtende, filternde und Spannungsregulierende Komponenten. Diese liefern eine
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G-leichstromleistung auf zwei verschiedenen Spannungshöhen in 3esug auf einen gemeinsamen Leiter 26 „ Die Polaritäten der Ausgangsgleichspannung - negativ und positiv - liegen in entsprechender Te.ise auf den Verbindungen 28' und 3Oo
EinejSignalsyncfcronisiereinheit 32 ist in ähnlicher Weise mit den dreiphasigen Ausgangsleitern 16, 18 und 20 und
desgleichen mit dem Nullpunktleiter 22 des Transformators 14- verbunden. Über seine drei Verbindungen. 34» 36 und ,38 mit einer 3i^nalverteilereinheit 40 und seiner Verbindung 42 mit einem Signalgenerator 44 liefert die Signalsynchronisiereinheit 32 eine Phasenrelationsinformation an die
erwähnten ^unktionskomponenten d.h.,die S'ignäl synchroni—, siereinheit 32 zeigt dem oignalgenerator 44 und der Signalverteilereinheit 4O das Bestehen der Durchlaßspannung auf einem steuerbaren Gleichrichter an. Zusätzlich identifiziert die oignalsynchronisiereinheit 32 diejenige,Phase,." in der die Durchlaßspannung auf dem steuerbaren Gleichrichter existiert und schaltet die Signalverteilereihheit 40 dementsprechend ein. -
Der oignalgenerator 44 ist neben seinen Verbindungen mit der Steuerleistungsversorgung 24 und der Signalsynchronisiereinheit 32 über einen Leiter 48 mit einem Befehlssignalgeber 46 verbunden. Ein Befehlssignal wird über den Leiter 48 in den Signalgenerator 44 eingegeben, in dem zahlreiche Sägezahn- (ramp-type) Signale erzeugt werden. In
einer vorteilhaften Anordnung der Verstärker wird das Befehlssignal mit den Sägezahnsignalen vereinigt, um Block— signale zu erzeugen. Das Befehlssignal, das eine variable Größe besitzt, liefert eine proportionale Phasenverschiebung der Blocksignale bezüglich der Wellenform .'der Wechselstromquelleo Da die G-röSen der"Phasenverschiebung und des Befehlssignales proportional sind, kann das -Befehlssignal den Zündwinkel der zugehörigen steuerbaren Gleichrichter in der ^leichrichtereinheit 10 steuern. Diese Steuerung
des Zündviinkels durch das Befehlssignal legt die Steuerung
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der Größe des Leistungstransportes von der Wechselstromquelle zur Last 12 in das Befehlssignal»
Der- Befehlssignalgeber 46 liefert das erwähnte Befehlssignal, dessen Größe eine Variable ist, die ein Maß für den gewünschten Leistungstransport zur Last 12 ist. Dieses Befehlssignal kann von einer manuell betätigten Vorrichtung, einem Prozeßregler oder einem anderen analogen Signalgeber erhalten werden. Auch ein Vergleich eines Bezugssignals mit einem -^ückkopplungssignal in einer geschlossenen Regelschleife kann als Befehlssignal verwendet werden» Falls an anderen Orten in dem System digitale Techniken verwendet werden, kann ein Digital-Analog-Wandler eingefügt werden, um einJBefehlssignal zu erhalten, das mit den Erfordernissen des Signalgenerators 44 kompatibel ist. Die zwei Ausgangsanschlüsse 50 und 52 leiten die in dem Signalgenerator 44 entwickelten Signale zu der Signalverteilereinheit 40.
Die Signalverteilereinheit 40 verarbeitet gleichzeitig die von dem Signalgenerator 44 an sie gelieferten Signale und die Phasenrelationsinformation, die in der Signalsynchronisiereinheit 32 entwickelt wird. Als Ergebnis dieser gleichzeitigen Verarbeitung liefert die Signalverteilereinheit 40 an ihren Ausgangsanschlüssen 54, 56 und 58 Impulsfolgen. In Abhängigkeit von den Anforderungen der
die Gleichrichtereinheit 10 können die/Impulsfolgen bildenden Impulse als Zündsignale für die steuerbaren Gleichrichter in der Gleichrichtereinheit 10 ausreichen. Wenn den Impulsen notwendige Eigenschaften fehlen, kann zwischen der Signalverteilereinheit 40 und der G-leichrichtereinheit 10 ein Verstärker verwendet werden. Ein derartiger Verstärker ist auf dem technischen Gebiet der steuerbaren Gleichrichter allgemein bekannt. Die Zündsignale, die entweder direkt von der Signalverteilereinheit 40 oder über einen geeigneten Verstärker geliefert werden, stehen mit den Steuerelektroden der steuerbaren Gleichrichter in" der
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Gleichrichtereinheit^10 auf einer pro Phase-Basis in· Verbindung» Wie bereits vorstehend erläutert wurde? ist die richtige Phasenbeziehung ein Erfordernis, um die Voraussetzungen zum Zünden eines getrennt gesteuerten steuerbaren Gleichrichters in seinen leitenden Zustand zu erfüllen. Mit "getrennt gesteuerter steuerbarer Gleichrichter" ist . ein oder mehrere, gleichzeitig gezündete steuerbare Gleichrichter gemeint. ' .""■""-
Das Regelsystem gemäß Figur 1 ist auf die Regelung, des Leistungstransportes von der Wechselstromquelle zur Last 12 gerichtet. Zu diesem Zweck ist der größte Teil des Sy —· stems seinerseits zur Erzeugung und zeitgerechten Verteilung der Zündsignale für die steuerbaren Gleichrichter in der Gleichrichtereinheit 10 vorgesehen. Her Dreiphasentrans-' formator 14 senkt die Quellenwechselspannung auf den gewünschten Wert und liefert den Mittelpunktleiter 22 für Vergleichszwecke. Die Regelleistungsversorgung 24 richtet einen Teil der Ausgangsgröße des Transformators 14 gleich, um ihn in dem System als Vorgleichspannung zu verwenden. Die Signalsynchronisiereinheit 32, die ebenfalls mit"dem Ausgang des Transformators 14 verbunden ist, liefert die Phasenrelationsinformation, um dem Signalverteiler 40 zu ermöglichen, seine Ausgangsgrößen richtig auf die steuerbaren Gleichrichter in der Gleichrichtereinheit 10 zu richten. Der SignalgeneratoT 44 spricht auf die Signale von dem Befehlssignalgeber, 46 und der. Signalsynchronisier- . einheit 32 an, um ^olgen oder Züge von Signalen zu erzeugen, die proportional zur Größe des Befehlssignales phasenverschoben sind. Die Signale in den Signalfolgen werden gemäß der oben erwähnten Phasenrelationsinformation in der Signalverteilereinheit 40 verarbeitete.Eine in der Signalverteilereinheit 40 vorgesehene Logikschaltung kanalisiert die 2ündimpulse zu den richtigen steuerbaren Gleichrichtern in der Gleichrichtereinheit 10, wie es ihr durch die .Kanalsignale gemäß der Phasendrehung der ffechselstromqtielle er- · möglicht ist.'Diese gleiche logik führt eine Unterscheidung
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(Diskrimination) durch und verhindert ,eine Verteilung von Zündsignalen an die steuerbaren Gleichrichter, die, falls sie in diesem Augenblick gezündet wurden,den Fluß eines zerstörenden Stromes erlauben würden.
Eine nachfolgende und detaillierte Erörterung des Betriebes des Regelsystems behandelt weiter die gegenseitigen Beziehungen und Beiträge der Funktionsblöeke. Eine Beschreibung der anderen Figuren wird das Verständnis jeder Operationserörterung erleichtern.
Figur 2 zeigt die relative Anordnung der Figuren 3,4 und 5, um die verschiedenen Ein- und Ausgänge richtig zueinander in Bezug zu setzen. Diese Zuordnung wird zusammen mit den Bezugszahlen, wie sie in den verschiedenen Figuren auftreten, dazu dienen, die richtigen Verbindungen zwischen den Funktionseinheiten anzugeben.
Figur 3 zeigt die Signalsynchronisiereinheit 32 gemäß im einzelnen. Da diese Einheit 32 ihre Eingangsgrößen von dem Transformator 14 erhält, kann sie eine Phasenrelationsinformation festlegen, die von dem Signalgenerator und der Signalverteilereinheit 4° gefordert wird. Eine Verbindung 42 überträgt die Information von der Signalsynchronisiereinheit 32 zum Signalgenerator 44, um dessen Betriebsfrequenz festzulegen. Verbindungen 34» 36 und 38, die die Signalsynchronisiertinheit 32 mit der Signalverteilereinheit 40 verbinden, übertragen die sich auf die Phasendrehung der Wechselstromquelle beziehende Information und die sich auf die Vorspannung der steuerbaren Gleichrichter beziehende Information von der Wechselatromquelle auf die steuerbaren Gleichrichter, um die Lieferung der zündimpulse für die steuerbaren Gleichrichter in der Gleichrichtereinheit 10 zu steuern.
Aus Figur 3 wird deutlich, daß für jede Phase des Ausganges des Transformators 14, die durch die leiter 16, 18 und
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20 angegeben sind, die Schaltung und die Bauteile identisch sind. Auch wenn die folgende Beschreibung nur anhand einer Phase gegeben wird, so bezieht sie sich in gleicher Weise . auch auf alle anderen. . ' .
Ein Transistor 60 des NPN-Typs weist eine Eingangsbrücke aus einem ersten und zweiten Widderstand 62 bzw« 64 auf, die an ihrer Mitte mit der Basiselektrode 66 des Transistors 60 in "Verbindung steht« Eine Diode 68 speist die Brücke selektiv, wenn zwischen den Spannungen des Phasenleiters 16 und des Nullpunktleiters 22 eine vorbestimmte Beziehung besteht. -Aus dieser Eingangsgröße, und ihren Gegenstücken in anderen Schaltkreisen entwickelt die Signalsynchronisiereinheit 32 die Phasenrelationsinformation. Der Emitter 70 des Transistors 60 ist mit dem Mittelpunktleiter 22 als ein Vergleichspunkt verbunden, während der Kollektor 72 des Transistors 60 mit drei Zweigen verbunden ist.
Ein erster Zweig umfaßt einen Gleichrichter 74, der zwischen den Kollektor 72 und den Ausgangsanschluß 34 der Signalsynchronisiereinheit 32 geschaltet ist. Ein zweiter Zweig verbindet den gemeinsamen Leiter 26 und den Kollektor 72 des Transistors 60 über einen ersten Ausgangswiderstand 76. ^in zweiter Ausgangswiderstand 78 und eine Diode 80, die mit dem Ausgangsanschluß 42 der Signalsynchronisiereinheit 32 verbunden sind, bilden einen dritten Zweig. Dieser dritte Zweig überträgt Phasendaten auf den Signalgenerator 44 und entwickelt zusammen mit seinen Gegenstük- , ken einen ersten Signalzug. Ein Kondensator 82 ist der Reihenschaltung aus dem ersten Eingangswiderstand 76.und dem zweiten Ausgangswiderstand 7B parallel geschaltet. Ein .--Kondensator 84 ist zwischen den Mittelpunktsleiter 22 und den Ausgangsanschluß 34 geschaltet. . .
Sine spätere Erörterung des Betriebes der Signalsynchronisiereinheit 32 wird die ihren-Komponenten zugewiesenen Funktionen weiter ausführen. ■ .
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Weiterhin ist in Figur 3 die Hegelleistungsversorgung 24 gemäß Figur 1 gezeigt. Es wird jedoch keine detaillierte Erläuterung oder Beschreibung gegeben, da deren Funktion dem Fachmann allgemein bekannt ist.
Figur 4 ist eine detaillierte Darstellung des Signalgenerators 44 gemäß Figur I0 Es sei bemerkt, daß der gemeinsame Leiter 26 und desgleichen die negativen und positiven Verbindungen 28 bzw. 30 von der Regelleistungsversorgung 24 eingeführt werden. -Oie Verbindung 42 leitet die Phasenrelationsinformation in dem ersten Signalzug von der Signalsynchronisiereinheit 32 ein, und der ^eiter 48 liefert das Befehlssi^nal von dem Befehlssignalgeber 46. -Oie Ausgangsanschlüsse 5^ bzw. 52 leiten die Signale der zweiten und dritten Signalzüge, die in dem Signalgenerator 44 erzeugt werden, in die Signalverteilereinheit 40. Die Signale der zweiten und dritten Züge, die in dem Signalgenerator gemäß Figur 4 erzeugt werden, werden letztlich zur Steuerung der steuerbaren Gleichrichter verwendet, nachdem sie in der Signalverteilereinheit 40 gemäß Figur 1 verarbeitet sind. In Figur 4 sind erste und zweite Verstärker 110 bzw. 118 angegeben. Zusammen mit ihren Sägezahngeneratoren, die die Transistoren 88 und 156 umfassen, und ihren Ausgangsstufen, die die Transistoren 142 und 182 umfassen, sprechen die Verstärker 110 und 118 auf deren Eingangsgrößen an, um Signalfolgen oder Signalzüge zu liefern. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel können die Signale von jedem der Signalzüge durch das auf dem Leiter 48 eingeführte Befehlssignal in der Phase verschoben werdeil. Die Erzeugung der zwei Sägezähne und die daraus resultierenden Signale ermöglichen eine kum|aulative Phasenverschiebung von bis zu 180 elektrisch in den Signalen des dritten SignaV^zuges. Der Umfang der tatsächlichen Phasenverschiebung ist im wesentlichen proportional zur Größe des Befehlssignales.
Die Verbindung 42 von der Signalsynchronisiereinheit 32 wird .an der Basiselektrode 86 des Transistors 88 NPN-Ty.pe
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hergestellt, -^ie über die Verbindung 42 eingeführten Signale legen die Betriebsfrequenz der Sägezahn- und Signalschaltungen fest, die in dem Signalgenerator gemäß. Figur enthalten sind. Der Emitter 90 des Transistors 88 ist direkt mit dem gemeinsamen leiter 26 verbunden, während der Kollektor 92 des Transistors 88 mit einer -triode 94 ^ct einem Widerstand 96 verbunden ist. Ein Widerstand 98 in Reihe mit dem Widerstand 96 verbindet die Basiselektrode 100 eines Transistors 102 mit der positiven Verbindung 50. Der Emitter 104 des Transistors 102, der vom PNP-Typ ist, ist direkt mit der positiven Verbindung 30 verbunden. Der Kollektor 106 des Transistors 102 steht über einen leiter 111 mit einem Widerstand 108 und einem ersten Operationsverstärker 11Ό in Verbindung. In diesem ersten Verstärker llO wird das Befehlssignal mit einem Sägezahnsignal kombiniert, um die Entwicklung eines phasenverschobenen Signales zu unterstützen. Eine Reihenschaltung mit einem Widerstand 112, einem Leiter 114 und einem Kondensator 116 verbindet den gemeinsamen Leiter 26 mit der positiven Verbindung 30« Der Leiter 114 verbindet auch die oben nicht erwähnten Anschlüsse der Diode 94 und des -Widerstandes 108. Durch eine abwechselnde abrupte Entladung des Kondensators 116 und eine, langsamere Wiederaufladung entwickelt diese Schaltung sägezahnähnliche Signale auf dem Leiter 114·
Der erste Operationsverstärker 110 und ein- zweiter Opera- . tionsverstärker 118 sind standardisierte Einhei-fcen, die kommerziell erhältlich und infolgedessen hier nur symbolisch dargestellt sind. In dem dargestellten Ausfühfungsbeispiel werden beide Eingänge, von denen, einer invertierend und einer nicht invertierend ist, mit jedem Verstärker verwendet. Dies wird im folgenden noch näher erläutert.
Das Befehlssignal von dem Befehlssignalgeber 46 gemäß I1Ig. 1 wird über den Leiter 48 in den Signalgenerator 44 eingegeben, ^in Transistor 117 wird von1dem Befehlssignal ge-
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steuert und steuert seinerseits die ersten und zweiten Operationsverstärker 110 bzw. 118, die mit den positiven und negativen Verbindungen 3^ und 28 verbunden sind. Die Größe des auf dem Leiter 48 eingeführten Befehlssignales steuert die Phasenverschiebung der Ausgangsgrößen der Verstärker 110 und 118.
Der Ausgangsanschluß 124 des ersten Operationsverstärkers 110 steht mit den Ausgangswiderständen 126 und 132 in Verbindung. Ein mit dem Widerstand 132 in Reihe geschalteter Kondensator 130 liefert ein erstes Ausgangssignal. Ein zweites Ausgangssignal zum Widerstand 126 speist Widerstände 134 und 136 sowie einen Kondensator 138. Der Widerstand 136 und der Kondensator 138 sind zusammen mit dem Emitter 14O eines Transistors 142 mit der negativen Verbindung 28 verbunden. Die Basis 144 des Transistors 142 ist mit dem Widerstand 134 verbunden, während der Kollektor direkt mit dem Ausgangsanschluß 52 und über einen Widerstand 148 mit dem gemeinsamen Leiter 26 verbunden ist. Diese Schaltung benützt die phasenverschobene Ausgangsgröße des ersten Verstärkers 110, um die Signale des zweiten Signalzuges zu erzeugen. Diese Signale gind in ähnlicher Weise phasenverschoben und treten auf dom Ausgangsanschluß auf.
Der erste Ausgang des ersten Operationsverstärkers 110 ist über den Widerstand 132 von dem Kondensator 130 mit der Diode ISO und über einen Widerstand' 152 mit der positiven Verbindung 3^ verbunden. Ein in negativer Richtung verlaufender Wert auf dem Auagangsanschluß 124 läuft durch den Widerstand 132, den Kondensator 13$ lind die Diode 150 zur Basis 154 des PNP-Transistors 156. Dar Kollektor 158 des Transistors 156 ist mit dem gemeinsamen Leiter 26 verbunden, während der Emitter 160 mit einem leiter 162 in Verbindung steht. Der leiter 162 ist von dem gemeinsamen ter 26 durch einen Kondensator 164 getrennt, der zu dem Kollektor-Emitter—Übergang des Transistors 156 parallel
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geschaltet ist. Ein Widerstand 166 ist zwischen den Leiter 162 und die positive Verbindung 30 geschaltet. Ein Widerstand 168 und eine "Diode 170 sind dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors 156 parallel geschaltet, um für eine Vorspannung zu sorgen. Ein Widerstand 172 verbindet den leiter 162 mit einem Eingang des zweiten Operationsver- .· .stärkers 118. Die phasenverschobene Ausgangsgröße des er- ' sten Operationsverstärkers 110 liefert somit eine phasenverschobene Sägezahn-Eingangsgröße auf dem,Leiter 162 zum zweiten Operationsverstärker 118 .
Der zweite Operationsverstärker 118 ist mit einem Ausgangswidersiand 178 ausgerüstet, dem ein doppelt phasenverschobenes uignal zugeführt wird. Dieses Signal wird der Basis 181 eines NPN-Transistors 182 und einem Widerstand 184 zugeführt. Der Widerstand 184 ist dem Basis-Emitter-Übergang des Transistors 182 parallelgeschaltet und zusammen mit dem Emitteranschluß 186 des Transistors 182 mit der negativen Verbindung 28 gekoppelt» Der Kollektor 188 des Transistors 182 wird ein weiterer Ausgang des Signalgenerators 44 auf der Verbindung 50. Ein Widerstand 190 verbindet den Kollektor 188 und die Verbindung 50 mit dem gemeinsamen Leiter 26. Der Transistor 182 drückt einen Signalzug auf die Ausgangsverbindung 50, der den dritten Signalzug erzeugt. Diese Signale enthalten die oben erwähnte doppelte Phasenverschiebung wenn das Befehlssignal maximal ist.
Bei Betrachtung von Figur 5, die die Signalverteilereinheit 40 gemäß Figur 4 im einzelnen zeigt, ist zu bemerken, daß die zwei Ausgange 50 und 52 des Signalgenerators 44 und die drei Ausgange 34, 36 und 38 der Signalsynchronisiereinrichtung 32 die Eingänge bilden. In der folgenden Erläuterung des· Betriebes der Signalverteilereinheit anhand von Figur 5 wird das Verhalten der in Figur 5 gezeigten Logikfunktionen beschrieben.
Die drei Kanalsignaleingänge 34» 36 und 38 von der Signalsynchronisiereinheit 32 werden einzeln in drei Zweige
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identischer Logikfunktionen eingeführt» In diesen Zweigen
werden die Signale, die in der Form von zweiten und dritten Signalzügen auf die Eingänge 5° und 52 gegeben werden, zu den Kanalzug-Eingangssignalen auf den leitungen 34, 36 und 38 in Bezug gesetzt. Abgesehen von unterschiedlichen internen Kreuzverbindungen zwischen den ersten und zweiten Logikfunktionen sind die drei ^weige identisch. Der oberste der drei Zweige umfaßt einen ersten Inverter 192, eine erste NAND-Einheit 194 mit drei Eingängen, eine zweite NAND-Einheit 196 mit drei Eingängen und einen zweiten Inverter -198. Diese vier funktionen werden durch Verbindungsstücke 193» 195 und 197 miteinander verbunden. Ein Ausgangsanschluß 54 dient dazu, die durch seinen Zweig entwickelten Signale weiterzuleiten, -^ie anderen ^weige mit ersten Invertern 202 und 212 und Ausgängen 56 und 58 sind mit dem obersten Kanal, abgesehen von den oben genannten Unterschieden, identisch, so daß sie keiner weiteren Beschreibung bedürfen.
Die zwei Eingänge 5° und 52 von dem Signalgenerator 44 werden in die Signalverteilereinheit 40 eingeführt und leiten die zweiten und dritten Signalzüge zu ihr. Die -Eingänge 50 und 52 sind direkt mit einer NA^D—Einheit 225 mit zwei Eingängen verbunden. Ein -äusgangsanschluß 226 der NAND-^inheit 225 dient als ein Eingang zu den ersten NAND-Einheiten 194, 20 4 und 214 von jedem der drei oben genannten Zweige.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel verarbeitet jeder der drei ähnlichen Logikzweige die signale seines ent-.sprechenden Zuges der Kanalsignale und die Signale der zweiten und dritten Züge der Signale für ihre entsprechenden steuerbaren Gleichrichter in der Gleichrichtereinheit 10 gemäß Figur 1. -^er Zug der Kanalsignale führt hauptsächlich eine Erlaubnis/Verbots-Funktion in Bezug auf die Signale der zweiten und dritten oignalzüge aus.Durch diese Wirkung liefert der Signalverteiler gemäß Figur 5 nur
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dann,Zündsignale für einen' steuerbaren Ü-leichrichterj. wann dieser steuerbare G-leichrichter in einem sicher leitenden band ist.
figur β zeigt graphisch die formen, die die. an nen Punkten im Regelsystem entwickelten elektrisoiien nale kennzeichnen, Ton einer den charakteristischen gleichen Bedeutung ist die relative Zeitsteuerung (timing) der Signale» Dieses Merkmal ist auen in Figur β dargestellt und muß besonders beachtet werden, da es flir ©inen erfolg* reichen Systembetrieb von entscheidender Bedeutung ist» Die in "Figur 6 wiedergegebene Information ist so sng mit der folgenden Beschreibung des System^©tri©bis verbunden, daß ihre weitere !Erörterung an diesem iunkt nicht erforderlich ist. ^s sei jedoch darauf hingewiesen, daß verti*" kale Dimensionen nicht notwendigerweise maßstabgertoht sind?
Die Beschreibung der Wirkungsweise wird- am bieten durch eine gemeinsame ^eζugnahrae auf die figuren 1,3,4 und,-5 verständlich. Die Abschnitte von figur 6 werden sich'in dem Maße herausbilden, wie die Beschreibung fortschreitet.
Die Jiingänge der Wechselatromquelle zur heit 10 und zum Transformator 14 sind entsprechend, den' dr@i' dargestellten Phasen mit "A", "B" und "0" bezeichnet► Der Transformator 14 Mt drei 3?hasenausga»gslei'ter 16,18 und " ,2.0- und einen. lullpunkt-<Leit@r 22. Die Phasenübereinitim-· mung zwischen den iransformatorausgangsleitern 16, 18 urid 20 in bezug auf- den Mittelpunktsleitgr 22 und die Eingänge "A", "B" und "0" der Weohselstromquelle ist wie folgt? 16nach 22 enteprioht "3" - "0" ,18 nach 20 entspricnt "A" - "B" .und 20 naoh 22 entspricht »C« - »A».
figur 6, Seil A zeigt, zwei getrennte und unterschiedlich© dreiphasige Sinuswellen. Die erste dreiphasig© Sinuswell©,
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die die kleinere vertikale Größe hat, zeigt eine same Darstellung in bezug auf einen elektrischen NuX !«lit i« ter» Die einzelnen aXphabetisehen Besseiehnungen (A, B und O), die den drei Phasen der Weohfelatromcjuella ©ntsprtonen, bezeichnen die SinusweXlen derPhaitn» Di©.aweit© dreipha- ' iige 3inuswelle mit der größeren vertikale» Amplitude stellt di© entsprechende Phasenapannung dar und hat di© Form, wie sie gewöhnliqh in einer analysierenden Sleiohriohtersohalt-ung verwendet wird. Bs sei bewerfet, daß ?w@i mit Bindestrich geschriebene alphabetische verwendet aind, um diejenigen Phasen anssug@"ben, denen die angegebene Spannung herraoht* Somit iit bei spielsweise die mit "A - B" bezeichnete Kurve eine ge für das Potential, das zwischen der Phase "A" und "B" besteht.
Unmittelbar unter den eben besohriebgnan §inusw©llen b©*» findet sioh ein© 2@itdarstellung in elektrisohen G-raden« Der ^eitbildabSQhnitt gemäß Jigur 6 beruht auf der zweiten dreiphasigen Sinuswelle, die der ersten Sinuiwella um einen Wihkel von 30° elektrisch vbrtllt. Wit bereiti erwähnt wurde, wird ein steuerbarer Gleichrichter nur dann leitend, wenn zwei Voraussetzungen - eine V©r§pannung in Dur ohlaßr ich bung an dem Anodtn-'Kathoätn-'tibsrging und An^ !©gen §ine§ 2todimpials@© an die Sttu@3?©x§iitrodQ während des vorgespannten gustandes - erfüllt sind» ^emit ist ©int Zsititeutrung in einem System mit iti«.frb©r@n ^lsiehriaiittrn von höohater Bedeutung und tint ^sitäaritslXosg wird zu ©intr lotwindigteeit für tin© ^ntwiefelimf und des
Obwohl die Steuerung der ^tiitimgsyerforgttng 24 hier näher erläutert ist, 4a sie in ä®r SsQhnik tlXge®#in be kannt ist, ifi doch darauf bl&£*wite«ßr äa@ at ififcgr 26 durah sintn SpaaaungsrtgXtr in Versorgung 24f wie sit in Figur 5 gtgstift itt, auf ©in«? positiv@r@n Spannunf gthalten wird als d@y IuXlpanktl#itti»
— xy —
£s wird nun Figur 3 'betrachtet. Wenn der Ausgangsleiter 16 des·" Transformators '14 in Bezug auf den Nullpunktleiter 22 positiv wird, wird-die Diode 68 der Signalsynchronisiereinheit 32 in Durchlaßrichtung vorgespannt. Unter. dies.er 3edingung wird die Diode 68 leitend, wodurch ein Strom durch die ersten und zweiten Widerst-in.de 62 bzw. 64 flieSen kann. Der Stromfluß durch diesen Zweig hindurch zumNullpunktleiter 22 erhöht den Spannungswert an der Basiselektrode 66 des Transistors 60. Der NPN-Transistor 60 wird dann leitend und verbindet dann wirksam seinen. Kollektor 72 mit dem Nullpunktleiter 22. Diese Verbindung, die die Verbindung 34 auf der 3pannungshöh.e des Nullpunktleiters 22 hält, bleibt bis zu der ^eit bestehen, zu der sich die .Spannung des Ausgangsleiters 16 des Transformators der Spannung des Nullpunktleiters 22 nähert. Wenn diese letzte Beziehung besteht, kann der Transistor 60 Jiicht mehr leiten, so daß der opannungswert des Kollektors 72 auf das Potential des gemeinsamen Leiters 26 ansteigt.
Wenn der Kollektor 72 des Transistors 60 bezüglich dem Nullpunktleiter 22 positiv wird, ist die Diode 74 in Sperrichtung vorgespannt und nicht leitend. Dadurch kann die Spannung der Verbindung 34 auf einen Wert ansteigen, der demjenigen des gemeinsamen Leiters 26 nahekommt. Diese Verschiebung der Spannungshöhe der Verbindung 34 bezügli'ch dem gemeinsamen Leiter 22 ist in Figur 6 gezeigt und, mit 34A bezeichnet.
Die bestimmte Form der in diesem AusführungsbeJLspiel verwendeten G-leichrichterbrücke ist eine allgemeine bekannte Semikonvertersch'altung, die drei steuerbare Gleichrichter und drei Diodengleichrichter hat, wie sie in der Schaltung 10 geifräß Figur 1 gezeigt sind. Die steuerbaren Grleichrich-'ter sind iri-der Weise dargestellt, daß ihre Anoden mit der negäfiven Säöimeileitung verbunden sind.. Um den vollen Re-
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gelbereich eines steuerbaren Gleichrichters zu erhalten, muß dessen Zündmoment, über die vollen 130° elektrisch steuerbar sein, die dann beginnen, wenn die zu dem steuerbaren Gleichrichter gehörige Phase die negativste der,drei Phasen wird. Diese Periode ist auch leicht aus den £eitungsspannungen zu entnehmen. Beispielsweise wird aus Figur 6 deutlich, daß die Phase C in dem gleichen Augenblick die negativste wird, zu der die Spannung B-C positiv wird. Deshalb ist die Zündzone für den mit der Phase C verbundenen steuerbaren Gleichrichter diejenige, während der die Spannung B-C positiv ist. Dies ist die Periode, in der die Spannung auf der Verbindung 34 auf ihrem unteren Wert ist, wie es in 34A gemäß Figur 6 dargestellt ist.
In der Phasendrehfolge arbeiten die zwei übrigen Zweige der Signalsynchronisiereinrichtung 32 gemäß Figur 3 in identischer Weise wie der eben beschriebene Zweig. Die Ausgangsleiter 18 und 20 des Transformators 14 bilden 180°-schrittartige Signale auf den Anschlüssen % bzw. 38. Diese Signale sind in Figur 6 mit 36A und 38A bezeichnet und werden zusammen mit dem Signal 34A die synchronisie-
1 * y. u ρ
rendenKanalsignalzüge zur Verwendung in der Signalverteilereinheit.
Ein Signal, das einmal pro Zyklus der Frequenz der Wechselstromquelle wiederkehrt, wird durch die Diode 80 entwickelt, um über die Verbindung 42 zum Signalgenerator 44 gemäß Figur 4 geleitet zu werden. Dieses Signal, das auf der Verbindung 42 mit seinen Gegenstücken zusammengefaßt wird, die durch die zwei entsprechenden Dioden 81 und 83 der übrigen zwei Phasen abgeleitet werden, wird ein Frequenzsignal für den Signalgenerator 44 gemäß Figur 4. Das Frequenzsignal kehrt somit einmal pro Phase pro Schwingung der Wechselstromquelle wieder und ist durch eine Nagelform alle 120° elektrisch in einem dreiphasigen Ausführungsbeispiel gekennzeichnet. Dieses Frequenzsignal entsteht aus der oben erwähnten leitfähigkeit des Transistors 60 und
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und seiner Gegenstücke, wobei der Kondensator 82 und die ihm entsprechenden Kondensatoren in den anderen Zweigen zur Nagelform des Frequenzsignales beitragen. Während seiner Leitfähigkeitsdauer verbindet der'Transistor 60 die Verbindung 34 mit dem Nullpunktleiter 32, wodurch der Kondensator 84 entladen und der Kondensator 82 geladen wirdο
Wie aus Figur 4 hervorgeht, leitet die Verbindung 42 das durch die...Dioden 80, 81 und 83 entwickelte "Frequenzsignal zur Basiselektrode des. Transistors 88 gemäß Figur 4. Die ' Verbindungen 28 bzw. 30 speisen auf entsprechende Weise eine bezüglich des gemeinsamen Leiters 26 negative und positive Gleichstrom-Steuerleistung ein=,
Die auf der Verbindung 30 vorherrschende positive Spannung bildet eine Vorspannung in Durchlaßrichtung über d^m Köllektor-Emitter-Übergang des NPN-Transistors 88 und dem " Emitter^Kpl^ektpr-Übergang. des PNP-Transistors 102.ο Diese gleiche., positive, Spannung lädt den Kondensator 116 nach V. seiner Entladung über die Diode 94 unä. ..den Transistor 88... auf». Der 3).ransistor; 88 wird durch das Frequenasignal,,. das über die Verbindung 42 eingeführt.wird, zyklisch leitend , gemacht» Die zyklische Arbeitsweise des Transistors 88 bewirkt, daß der. leiter 11.4 und der Transistor 102 bei der gleichen frequenz schwingt». Die Potentialwerte des Leiters 114 ...variieren zwischen Grenzen, die von der positiven-Ver-■_ bindung 30 und dem gemeinsamen Leiter 26 festgelegt werden, wie es in figur 6 durch die Kurve 114A gegeigt ist. Die Aufbaugeschwindigkeit der Sägegähne' in der Kurve 114A- ist -. abhängig von der HQ^eitkünstante» ,.die durch die Werte des Widerstandes 112 und,des ,Kondensators 116 bestimmt _ist* Die zyklische frequenz der .Sägezahne « ein..Sägezahn pro !»hase pro Schwingung, « wird durch das-frequeng.signal auf. der Verbindung 42 festgelegt» Die Sägezähne auf ,dem Ijeit^r 114 gemäß Figur 4 zusammen mit der in positiver Hiöhtung . laufenden Ausgangsgröße des Widörstandes' 108 .und
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trag des. Transistors 112, wenn..er-durch* r äen TJra.nsistorleitend gemacht ist, bilden die eine, ^ingaiagsgräße soia ©r-*,,;? sten Operationsverstärker 110· . , . , ;.
dem soeben beschriebenen zusammengesetzten Signal auf dem Leiter 111 zum ersten Operationsverstärker 110 führt der Leiter 48 von dem Befehlssignalgelter. 46 gemäß , ■ Figur 1 ein Befehlssignal, ma das Yernalten, des ersten, öperationsverstärkers 110 zu beeinflussen· Dies wird durch die Modifikation der Leitfähigkeit des Transistors 117 durch das Befehlssignal herbeigeführt, wenn die &r3Se des Befehlssignals auf dem Leiter 48 variiert wird·. Der „Verstärker 110 ist eine standardisierte, in der Segeltechnik. bekannte Größe und bedarf deshalb keiner weiteren Erläuterung·
Bas Befehlssignal auf dem Leiter 48 ist in de® bevorzugten Ausführungsbeispiel eine G-leichspannung» die bezüglich des gemeinsamen Leiters 26 positiv ist, wenn das System in Betrieb ist. Die Leitfähigkeit des Transistors 117 and infolgedessen die Höhe der Spannung auf dem Leiter 127 wird durch die Sröße des Befehlssignals gesteuert· Wenn die öröße des .Befehlssignals erhöht wird, wird auch die -leitfähigkeit des NPN-Transistore. 117 erhöht. Durch diese erhöhte leitfähigkeit wird der Spannungswert des Leiters 127 auf einen Wert herabgesetzt, der vom Wert des Widerstandes 125 abhängig ist, und die Ausgangsgröße des ersten.Operationsverstärkers 110 wird vergrößert. Ss wird deutlieh, daß e.in Befehlssignal direkt auf den Leiter 127 gegeben werden könnte. Wenn dies geschieht, herrscht jedoch eine umgekehrte Proportionalität zwischen dem Befehlssignal und der Ausgangsgröße des ersten Operationsverstärkers 110 vor.
Bezüglich der Applikation des ersten Operationsverstärkers 110 sind die folgenden Erläuterungen von Bedeutung. Das sägezahnähnliehe Signal, das durch den Leiter,111 einge-
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Γ f * ri
führet wird, wird an" einen'invertierenden Eingang gelegt. Das^Be'iehrssignaii"'das üTser den Leiter 48 göleitet und durch die Schaltung mit dem Transistor 117'modifiziert wird, wird über den Leiter 127 und den Widerstand 133 an einen nicht-invertierenden Eingang gelegt. "'
Wenn auf ,dem Leiter" 48"kein Befehlssignal liegt, wird- der Leiter 127 auf einer Spannungshöhe gehalten,' die sich derjenigen der positiven Verbindung 30 nähert. Der Wert des Signales auf dem Leiter 127 wird durch die Werte der Wider-' stände 119·, 120, 121, 122, 123 und. 125 "bestimmt i Dieser ' " Wert wird so eingestellt, daß der erste Opera t'ion'sverstär-ker 110 normalerweise in positiver Sättigung gehalten wird., außer, wenn er:durch den Betrieb des Transistors'102 kurz und zyklisch auf negative Sättigung geschaltet wird. Der "" ' Transistor 102 wird jedes Mal leitend, wenn der Sägezahn 114Ä*zurückläuft. Die leitfähigkeit des Transistors iöil ' verbindet den Leiter 111"wirksam mit der positiven Verbin-' dung 30. Wie bereits vorstehend erwähnt wurde, wird der Leiter 111 über den invertierenden Eingang zum ersten Operationsverstärker 110 geführt. ' ■
Wenn ein Befehlssignal auf dem Leiter 48 laufend .positiver wird, steigt die Leitfähigkeit des Transistors 117 an» Dieser Vorgang senkt progressiv den positiven Spannungswert des Leiters 127. Wenn der Spannungswert des Leiters 127 von dem-Sägezahnsignai 114A gemäß Figur 6 überschriirfcen wird, schaltet der Operationsverstärker 110 in die negative Sättigung um. Der Operationsverstärker 110 kehrt in die positive Sättigung zurück, wenn der Sägezahn 114A· zurückgestellt wird, "und bleibt in diesem Zustand^ bis das Sägezahnsignal wieder einen Wert erreicht, der größer als das Signal auf dem Leiter 127 ist. ■ ,
Der eine Ausgangszweig des ersten Operationsverstärkers 110 ist über den Widerstand 126 mit einer Parallelschaltung verbunden« Die Parallelschaltung, die die Widerstände 134 und 136, den Kondensator 138 und den Basis-Emitter-Übei^ang
des Transistors 142 umfaßt, regelt das Verhalten des Transistors 142 in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße des Operationsverstärkers 110. Das Signal auf der Ausgangsverbindung 124 des Verstärkers 110 triggert den Transistor 142 in seinen leitenden Zustand. Dies senkt das Potential der Ausgangsverbindung 52, die mit dem Kollektor 146 des Transistors 142 verbunden ist, auf dasjenige der negativen Verbindung 28. Die Ausgangsverbindung 52 ist, wenn der Transistor 142 nicht leitend, etwa auf dem Spannungswert des gemeinsamen Leiters 26. Der Kondensator 138 ist eingefügt, um sicherzustellen, daß der Anstieg der Ausgangsgröße des Transistors 142 auf der Ausgangsverbindung 52 nicht dem Abfall der Ausgangsgröße des Transistors 182 auf der Ausgangsverbindung 50 vorausgehen kann. Die Kurve 52A in Figur 6 zeigt ein typisches Ausgangssignal des Transistors 142 gemäß Figur 4, wenn das Befehlssignal einen begrenzten aber kleineren als vollen Wert besitzt. ±)±e Kurve 52B zeigt das Ausgangssignal, wenn das Befehlssignal den vollen Wert besitzt. Dom Signal 52B ist jedoch eine Phasenverschiebung von 90° elektrisch im Vergleich zur Ausgangsgröße gegeben worden, die beim Fehlen eines Befehlssignals vorherrscht.
Ein zweiter Ausgangszweig des ersten Operationsverstärkers 110 ist von der Ausgangsverbindung 124 über eine Differenzierschaltung, die den Widerstand' 132 und den Kondensator 130 umfaßt, zu einer Verbindungsstelle zwischen der Diode 150 und dem Widerstand 152 gelegt. Die Diode 150 ist so gepolt, daß eine Leitung unmöglich ist., bis die Polarität bezüglich des gemeinsamen Leiters 26 negativ wird. Wenn die Ausgangsgröße des ersten Operationsverstärkers 110 nicht negativ wird, wird der Transistor 156 leitend gemacht, der ein ΡϊΤΡ-Transistor ist. Die Basis 154 des Transistors 156 spricht auf die negativ polarisierte zweite Ausgangsgröße an und der übergang des Transistors 156 vom Emitter 160 zum Kollektor 158 verbindet wirksam den Leiter 162 mit dem gemeinsamen Leiter 26. Dies führt zu einer Entladung des Kondensators 164. Wenn der Transistor 156 durch das
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Fehlen der negativ polarisierten zweiten Aasgangsgröße v negativ gemacht ist, nimmt der Kondensator 164 über den ■ Widerstand 166 eine Ladung auf, und erzeugt somit eine Sä- ' gezahnspannung auf dem Leiter 162. Diese, Sägezahnspannung ' ist in Figur 6 gezeigt und mit 162 sowie zusätzlichen ' alphabetischen Bezeichnungen bezeichnet, um die folgenden Zustände des Befehlssignäls anzugeben: 162A -entspricht und tritt auf,,wenn auf dem Leiter 48 gemäß Figur 4 kein Befehlssignal vorliegt; 162B wird erzeugt, wenn ein Befehlssignal mit einem Zwischenwert vorherrscht} 1620 gibt: die ■ relative Zeitsteuerung des Sägezahnes an, wenn ein volles Befehlssignal aufgedrückt wird» Eine Rückstellung dieses Sägezahngenerato'rs für jede Leitfähigkeitsperiode des ■_ ' Transistors 88 gemäß Figur 4 wird duroti die zyklische Sättigung des ersten Operationsverstärkers 110, und seines zweiten Ausgangszweiges sichergestellt. Wie bei der oben er-*, läuterten Kurve des Sägezahnes 114A gemäß i'igur 6, der auf der Leitung 114 gemäß Figur 4 erzeugt wird, variieren die " auf, der. Leitung 142 entwickelten Sägezähne·, zwischen Grenzen, die. durch den gemeinsamen Leiter 26 und die positive ; Verbindung .30 festgelegt werden. ■ ; .
Aus einem Vergleich der Kurven 162A, B und 0 gemäß Figur 6. im einzelnen wird deutlich, daß sich-, wenn die Größe, des Befehlssignales ansteigt, die .Übergangspunkte, der. Sägezähne von positiv nach null bezüglich, der Sinuswell.en. verschieben.vDiese Zeitverschiebung, die häufig als- Phasenverschiebung, bezeichnet wird, beträgt dm Falle der Kurve 162B 60° : und .90° für. die Kurve 1620« Diese Phasenverschiebung" wird:·. in dem ersten Operationsverstärker 110 gemäß Figur 4 herbeigeführt und auf der Ausgangsverbindung 124 des ersten Öperationsverstärkerg 110 zur Verfügung gestellt»Diese . Zeitvoreilung wird in der Kurve 52B gemäß Figur 6 reflektiert, wie es bereits erläutert wurde. ; . / .,
f · __-.._ - " ■ - -■■■■-■■ ""■■-. ...:■"■■■ Die durch die Kurven..162A-, 162B und 162C.dargestellten Sägezähne werden ,über. den. Widerstand-172'-zum zweiten:-0pera-"'"
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tionsverstärker 118 gemäß Figur 4 geleitet. Wie im Falle des ersten Operationsverstärkers 110 verarbeitet der zweite Operationsverstärker 118 eine Zusammenfassung &er Sägezähne und die Ausgangsgröße des Transistors 117, um eine zyklische, rechtwinklige Ausgangsgröße zu erzielen. Diese Ausgangsgröße wird dem Ausgangswiderstand 178 aufgedrückt, ' um dadurch den Transistor 182 zu regeln. Die Wirkungsweise dieser Signale erzeugenden Schaltung einschließlich des zweiten Operationsverstärkers 118 und des Transistors 182 paßt sich so eng an die vorstehend beschriebene Schaltung an, die den ersten Operationsverstärker llO und den Transistor 142 umfaßt, daß eine weitere Erläuterung nicht erforderlich ist.
Die auf die Ausgangsgröße des zweiten Operationsverstärkers 118 hin in dem Transistor 182 erzeugten Signale werden dem Ausgangsanschluß 50 aufgedrückt. Diese Signale kehren in Abhängigkeit von den Sägezähnen 162A, 162B und 162C gemäß Figur 6 wieder und sind in Figur 6 mit 5OA und 5OB bezeichnet dargestellt. Wie die Kurven 52A und 52B arbeiten auch die Kurven 5OA. und 5^B zwischen den Grenzen der negativen Verbindung 28 gemäß Figur 4 und des gemeinsamen Deiters Wie im Falle der ^urven 52A und 52B gemäß Figur 6 zeigt die Kurve 5OA die Blocksignale, die bei einem Befehlssignal mit weniger als der vollen Amplitude entwickelt werden. Die Kurve 5QB zeigt die Blocksignale, die dann entwickelt werden, wenn ein lOO^iges Befehlssignal vorherrscht.
Wie bereits vorstehend beschrieben wufde und in Figur 6 in.der Kurve 52B gezeigt ist, wird dem Blooksignal auf dem Ausgangsleiter 52 gemäß Figur 4 eine fhagenverschiebung von 90° gegeben, wenn ein lOO^iges Befehlßsignal vorliegt. Daä Auslösesignal, das auf dem Ausgangeanschluß 124 des ersten Operationsverstärkers 110 anliegt, liefert die 90° Phasenverschiebung für den durch den Transistor 156 erzeugten Sägezahn 162C gemäß Figur 6. Bei der Entwicklung seiner
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Ausgangsgröße auf das lQO?6ige Befehlssignal hin bildet &er zweite Operationsverstärker 118 gemäß Figur 4 eine zusätzliche Phasenverschiebung von 90 . Diese ist kumulativ zur ersten Phasenverschiebung und nach der Verarbeitung durch den Transistor 182 entsteht eine gesamte Phasenverschiebung der Spannung von 180°. Eine Verschiebung dieser Größe ist in einem Bild wie Figur 6 schwierig darzustellen, aber' die als 5OB bezeichnete Kurve veranschaulicht eine derartige Phasenverschiebung. Wie in Figur 1 gezeigt ist, übertragen die Ausgangsanschlüsse 50 und 5-2 des Signalgenerators 44 die Signale' zur Signalverteilereinheit 40, die in Figur 5 im einzelnen dargestellt ist. Die Einheit 40 spricht sowohl auf die Rechteckwellensignale als auch auf die vorstehend erwähnten synchronisierenden Kanalsignale an.
Bevor eine Analyse von Figur.5 gegeben wird, seien einige erläuternde Hinweise bezüglich der darin verwendeten Logikschaltung gegeben, Eine kursorische Betrachtung zeigt zwei Typen von Logiksymbolen, die beide in größerer Zahl vorhanden sind. In dem oberen Zweig gemäß Figur 5 ist das eine Funktionssymbol mit 194 bezeichnet. Dieses wird, gewöhnlich als ein NAND-Gatter mit. drei Eingängenjbezeichnet und ist durch das Erfordernis gekennzeichnet, daß alle Eingangsgrößen den "H"-Sinn haben müssen, um eine Ausgangsgröße im ■ "L"-Sinn zu erzielen, irgendeine andere Kombination der Eingangssignale führt zu einer Ausgangsgröße im "H"-Sinn. Die gewöhnliche Verwendung des Begriffes "Sinn", wie er auf eine Logikschaltung dieser Art angewendet wird,bezieht sich auf unterschiedliche Grleichspannungswerte bzw. -niveaus, Beispielsweise kann ein Sinn durch eine positive Spannung mit einem, bestimmten Wert, beispielsweise 5 Volt, darge^- stellt; sein und der entgegengesetzte Sinn wird durch Erdpotential oder null v'olt dargestellt,, Diese Sinne werden häufig mit "H" und "L" bezeichnet, wobei "H" dem angenommenen Wert von 5 Volt und "L" dem Erdpotential entspricht. In der folgenden Beschreibung werden die Sinne "H" und "L"
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in diesem Zusammenhang verwendet.
Es. wird nun wieder auf Figur 5 und insbesondere auf das NAND-Gatter 194 eingegangen. Der kleine Kreis gibt an, daß die Ausgangsgröße des Gatters 194 zum Verbindungsstück den entgegengesetzten Sinn von demjenigen der Eingangsgrößen besitzt, wenn alle drei Eingangsgrößen einen (gleichen) Sinj) aufweisen. Wenn somit die drei Eingangsgrößen in das Gatter 194 alle den "H»-Sinn besitzen, ist die Ausgangsgröße im "!"-Sinn. Bei jeder anderen Eingangsbedingung besitzt die Ausgangsgröße den "H"-Sinn.
Die zweite verwendete Logikfunktion ist durch ein Dreieck dargestellt. Wie im Falle der eben erläuterten NAND-Gatter zeigt der kleine Kreis auf der rechten Seite des Symbols an, daß eine Ausgangsgröße den entgegengesetzten Sinn von demjenigen der Eingangsgröße haben wird. Diese Art eines Gatters wird als ein NOI-Gatter bezeichnet und invertiert lediglich den Sinn seiner Ausgangsgröße bezüglich seiner Eingangsgröße. In dem oberen Zweig gemäß -^igur 5 ist ein derartiges NOT-Gatter mit der Bezugszahl 198 bezeichnet. Wenn beispielsweise ein Signal auf dem Verbindungsstück 197 den "H"-Sinn besitzt, hat das Signal auf dem Ausgangsanschluß 54 den "L"-Sinn und umgekehrt.
Der Einfachheit halber ist in Figur 5 der gemeinsame leiter 26 und die negative Verbindung 28 gemäß Figur 1 nicht dargestellt. Diese Gleichspannungspotentiale sind erforderlich, um die Betriebsniveaus der Logikfunktionen gemäß Figur 5 festzulegen. Deren Anwendung auf Logikschaltungeji ist allgemein bekannt und braucht deshalb hier nicht weiter erläutert zu werden.
Wenn noch einmal auf Figur 1 zurückgegangen wird, so ist ' zu bemerken, daß die Regeleingänge zur Signalverteilereinheit 40 von der Signalsynchronisiereinheit 32 und dem Signalgenerator 44 abgeleitet werden. Die von der Slgnalsyn-
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chronisiereinheit 32 geforderte Information wird durch die Verbindungen 34? 36 und 38 in die Signalverteilereinheit 40 eingeführt. Die in dem Signalgenerator 44 entwickelten Signale werden'in zweiten und dritten Signalzügen durch Ausgangsanschlüsse 52 ."bzw. 50 zur Signalverteilereinheit. 40 geleitet»
Es wird nunjdie Analyse des Hegelsystems anhand von Figur fortgesetzt. £>le oben erwähnten Eingangssignale in die Logikschaltung der Signalverteilereinheit 40 treten in Figur 5 auf der linken Seite ein. Die drei Anschlüsse .34, 36 und '38 werden jeweils „in einzelne Logikzweige eingeführte Da jeder der drei Zweige "bezüglich der mit ihr verbundenen Phase i, B oder 0 der Wechselstromquelle gemäß Figur 1 identisch arbeitet, wird nur der oberste Zweig im Detail erläutert. Dieser Zweig enthält als.,erstes Element ein NOT-Gatter 192. Das "Verbindungsstück 193 leitet die Ausgangsgröße des NOT-Gatters 192 zu dem einen Eingang des ersten, drei Eingänge aufweisenden MtfD-Gatters 194, das seine Ausgangsgröße auf das Verbindungsstück 195 gibi; . Das Verbindungsstück 195 leitet die Ausgangsgröße des ersten NAND-Gatters 194 in das zweite, drei Eingänge aufweisende UAITD-Gatter i960 Die Ausgangsgröße des MTD-Gatters 196 wird über das Verbindungsstück 197 zu einem zweiten FOT-Gatter 198 geleitet, von.dem aus der Ausgangsanschluß 54 den entstehenden Impuls ableitet. Wie bereits angegeben wurde, kann dieser Impuls einem Impulsverstärker zugeleitet oder direkt mit dem entsprechenden steuerbaren Gleichrichter der Gleichrichtereinheit. 10 gemäß Figur 1 verbunden werden, was von den Erfordernissen der steuerbaren Gleichrichter abhängig ist»
In Verbindung mit der folgenden Erläuterung der betrieblichen Jiinzelheifcen von Figur 5 ist eine weitere Betrachtung und Auswertung von Figur 6 erforderlich.
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• - 30 - "
Beide Ausgangsanschlüsse 50 und 52 des Signalgenerators 44 gemäß Figur 4 werden zum zwei Eingänge aufweisenden NAND-Gatter 225 geleitet.Eine Bestimmung der Eigenschaften der Ausgangsgröße des Gatters 225 auf dessen Ausgangsanschluß ! 226 erfordert die Annahme eines Befehlssignalniveaus und einer Zusammenfassung der Signale der zweiten und dritten' Signalzüge, die a» das NAND-Gatter 225 geliefert werden.
Ein steuerbarer Gleichrichter, der in einer Anordnung wie z.B. der Gleichriohtereinheit 10 gemäß figur 1 verwendet wird, sollte in der Lage sein, über einen Winkel von mehr ala 120 leitend zu sein, falls eine maximale Umwandlung von Wechselstromleistung in Gleich stromleitung zu realisieren ist. Aus diesem Grunde wird ein !Dösiges Befehlsquel lensignal angenommen, und die Kurven geijtäß I1IgUr 6, die dem lOO^igen Signalniveau entsprechen, bilden die Basis für den Betrieb der Logikschaltung, in die diese Signale eingeführt werden.
Es sei noch einmal darauf hingewiesen, daß die Kurven 52B und 5OB gemäß Figur 6 auf entsprechende Weise die Signale der zweiten und dritten Signalzüge auf äten Ausgangsanschlüssen 52 und 50 des Blooksignalgenerators 44 darstellen, wenn ein lOO^iges Befehlssignal verwendet wird. Unter Berücksichtigung der Wirkungsweise eines NAND-Gatters wird durch die Kurven 52B und 5OB angegeben, daß das Potentialniveau des gemeinsamen Leiters als der MH"-Sinn bezeichnet werden kann. Auf ähnliche Weise kann der ML"-Sinn dem gezeigten negativen Potential zugeschrieben werden. Durch Zusammenfassen der Kurven 52B und 5OB kann die Kurve 225A gebildet werden, die den Betrieb des NAND-Gatter 225 angibt. Da ein NAND-Gatter eine Inversion enthält, stellt die &urve 226A die Ausgangsgröße des Gatters 225 auf dessen Ausgangsanschluß 226 dar. Wie bereits in Verbindung mit Figur 4 angegeben wurde, ist das Signal auf dem Ausgangsanschluß 52 des Signalgenerators um 90° verschoben, wie
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es darch.die Kurve 52B gezeigt ist» In ähnlicher Weise ist das Signal auf dem Ausgangsanschiuß 50 um weitere 90° für eine G-esamtverschiebung von 180° "bezüglich der Sinuswellen gemäß Figur 6 verschoben. Diese 180 -Verschiebung ist selbstverständlich auf die Kurven 225A und 226A- übertragen, die von den Kurven 52B und 5OB abgeleitet und von .diesen abhängig sind» Es sei darauf hingewiesen, daß das -durch die Kurve 226A dargestellte Signal über die NAND-Gatter 194» 204 und 214 in jeden der drei Zweige der Logikschaltung eingeführt wird.
Ferner werden in die Gatter 194» 204 und 214 ihrer entsprechenden Zweige die Inversionen der Kanalsignale eingeführt, die in Figur 6 durch die Kurven 34A, 36A und 38A dargestellt sind. Die Inversionen werden von den NOT-Gattern 192». 202 und 212 geliefert und regeln die Verteilung der verarbeiteten Signale der zweiten und dritten Signalzüge auf die Zündschaltungen, wie es im folgenden no'ch angegeben wird.
Es kann nun zur Erläuterung des oberen Zweiges von Figur zurückgekehrt werden. Die Inversion des in Figur 6 durch die Kurve 38A aufgezeichneten Signales, wie es auf dem Verbindungsstück 193 gemäß Figur 5 auftritt, ist in Figur 6 gezeigt und dort mit 193A bezeichnet. Somit sind die Signaleingänge des NAND-Gatters 194 gemäß Figur 5 durch die drei Kurven 226A, 193A und 213A in Figur 6 dargestellt, die zusammen den Sinn und die Natur der Ausgangsgröße des NAND-Gatters 194 bestimmen.
Die Ausgangsgröße des NAND-Gatters 194 auf dem Verbindungsstück 195 ist in Figur 6 "als 195A gezeigt. Es ist zu bemerken, daß die drei Eingänge zunJNAND-Gatter 196 gemäß Figur 5 diejenigen beinhalten, die durch die Verbindungsstücke 193, 195 und 233 eingeführt werden. In Figur 6 sind diese auf entsprechende Weise durch die mit 193A, 195A und 5OB bezeichneten Kurven dargestellt. Das Charakteristikum
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der Signale auf dem Verbindungsstück 233, wie es aus Figur
5 hervorgeht, ist das gleiche wie dasjenige, das auf dem Verbindungsstück 50 vorherrscht, das in dem dritten Signalzug vorhanden ist.
Diese Eingangsgröße 5OB gemäß Figur 6 enthält die 180°-PhasenverSchiebung bezüglich der entsprechenden Wechselstrom-Sinuswelle. Eine Zusammenfassung der Signale 193A, 195A und 5OB gemäß Figur 6 in dem NAND-Gatter 196 gemäß Figur 5 führt innerhalb der Voraussetzungen eines derartigen Gatters zu einem Signal, das durch die ^urve 197A gemäß Figur
6 dargestellt ist, auf dem Verbindungsstück 197 gemäß Figur 5ο Nach einer Inversion der Kurve 197A in dem Inverter 198 gemäß Figur 5 tritt das Signal, wie es durch die Kurve 54A gemäß Figur 6 angegeben ist, für einen 180°-Zündwinkel seines steuerbaren Gleichrichters oder, falls erforderlich, für eine Verstärkung auf. Die zwei übrigen Logikzweige gemäß Figur 5 arbeiten bezüglich der mit ihnen verbundenen Wechselstromphasen identisch wie der eben beschriebene.
Es sei darauf hingewiesen, daß die Zusammenfassungen der Signale, die in der logikschaltung der Signalverteilereinheit 40 gemäß Figur 5 verarbeitet werden, mehrere Merkmale liefern. Eine Zusammenfassung der Signale, die in Figur 6 als 38A und 34A dargestellt sind, liefern einen Zündwinkel mit einem 120°-PhasenVoreilungsbereich. Die Zusammenfassung der Signale, die durch 52B und 503 der zweiten und dritten Signalzüge in dem Gatter 225 gemäß Figur 2 dargestellt sind, dient zur Unterdrückung des Aufhebungseffektes der als 38A und 34A gezeigten Signale der Kanalsignale, um zu gestatten, daß die Zündsignale über die 120°-Phasenverschiebung hinaus voreilen und zwar bis zu einem Zündwinkel von 180°.
Diese Erfindung ist nicht auf die spezifischen Einzelhei- '" ten des hier dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispieles beschränkt. Für den Durchschnittsfachmann sind viele
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Veränderungen und Modifikationen dieses Ausführungsbeispieles möglich. Beispielsweise kann in dem Signalgenerator 44 gemäß Figur 4 der Transistor 117 zusammen mit seiner Schaltung weggelassen werden, falls der leiter 48 von dem Befehlssignalgeber 46 gemäß Figur 1 direkt mit dem Leiter 127 -verbunden wird» Wenn diese Anordnung verwendet wird, herrscht statt einer direkten Proportionalität zwischen der Größe des Befehlssignales und dem Ausmaß der Phasenverschiebung eine inverse Proportionalität /or, aber die Arbeitsweise des Systems wird ansonsten· die gleiche sein, wie bei dem bevorzugten Ausführungsbeispielo Die Verwendung eines Verstärkers für die Zündsignale ist eine zu berücksichtigende Modifikation, wenn große steuerbare Gleichrichter notwendig sind, um für die erforderliche Systemkapazität zu sorgen, oder falls zahlreiche steuerbare Gleichrichter, die gleichzeitig zu zünden sind, verwendet werden, um eine höhere Kapazität zu erzielen.
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Claims (2)

  1. Ansprüche
    .J Statisches Iieistungswandlersystem zur Umwandlung einer elektrischen Wechselstromleistung in eine elektrische G-leichstromleistung mit wenigstens einem getrennt gesteuerten, Laststrom führenden steuerbaren Gleichrichter für jede Phase der Wechselstromquelle, wobei die 11OtLe der G-leichstromausgangsleistung zu einer Last durch den Zündwinkel der steuerbaren Gleichrichter bestimmt ist, und mit einer jLegel- bzw. Steuereinrichtung zur Regelung bzw. Steuerung des Mundwinkels, gekennzeichnet durch einen Befehlssignalgeber (46) zur Erzeugung eines Befehlssignales, das der gewünschten Größe'der Gleichstromausgangsleistung proportional ist, eine Vorrichtung (32), die mit dem Wechselstrom-Leistungseingang verbunden ist und auf diesen anspricht, zur Erzeugung eines ersten Signalzuges mit einer Frequenz, die gleich dem Produkt der Frequenz der Wechselstromeingangsleistung und der Anzahl der getrennt gesteuerten Gleichrichter ist, und zur Urzeugung zahlreicher Kanal signal züge von Signalen mit der Frequenz der Wechselstromeingangsleistung, wobei genauso viele Kanalsignalzüge wie getrennt gesteuerte Gleichrichter vorhanden sind, einen Signalgenerator (44)» der zur Aufnahme des Befehlssignales und des ersten Signalzuges verbunden ist und darauf anspricht, zur Erzeugung von zweiten und dritten Signalzügen, deren Signale bei der gleichen Frequenz wie die Signale des ersten Kanalzuges erzeugt und relativ zu den Signalen des ersten Kanalzuges um Beträge zeitverschoben sind, die der Größe des 3efehlssignales proportional sind, und eine Einheit (40) > die zur Aufnahme der Kanalsignalzüge und der zweiten und dritten Signalzüge verbunden ist und auf diese anspricht, zur Leitung zahlreicher Züge von Zündsignalen zu den steuerbaren Gleichrichtern (bei 10), wobei jeder Zug der Zündimpulse zu einem
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    entsprechenden steuerbaren G-leichrichter bei der Frequenz von einem entsprechenden der Kanalsignalzüge geleitet ist und "die Zündimpulse der Z und impuls züge re- ■ lativ zu den Signalen des entsprechenden Kanalsignal- j zuges um einen Betrag zeitverschoben sind, der durch· die 3-röße der Zeitverschiebung der Signale von wenigstens einem der zweiten und der dritten Signalzüge bestimmt ist, so daß die Höhe der Gleichstromausgangs*- j leistung durch die Größe des Befehlssignales bestimmt ist.
  2. 2. Statisches Leistungswandlersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der ^analsignalzüge in vorbes.timmter Synchronisation mit entsprechenden Phasen der Wechselstromquelle erzeugt sind und der erste Signalßug Signale . umfaßt, die in Synchronisation mit allen Signalen der Kanalsignalzüge erzeugt sind, und die Einheit (40) zur Aufnahme der Kanalsignalzüge und der zweiten und dritten Signalzüge und zur leitung der ^ündimpulszüge zu den getrennt gesteuerten Gleichrichtern Mittel, die auf die zweiten und dritten Signalzüge zur Erzeugung eines vierten Signalzuges ansprechen, dessen Signale bei der gleichen Frequenz wie die Signale des ersten äignalzuges erzeugt sind und relativ zu den Signalen des ersten oignalzuges und den entsprechenden Signalen der KanaisigiQaigüge um einen Betrag zeitverschoben sind, der gleich der kumulativen Zeitverschiebung der Signale der zweiten und dritten Signalzüge ist, und eine Logikschaltung umfaßt, die zahlreiche Eingänge (34-, 36, 38) für die Kanalsignalzüge, die jeweils zur Aufnahme eines bestimmten Signalzuges angeschlossen sind, zahlreiche Zündimpulsausgänge (54·, 56, 58), die jeweils zur Lieferung eines Zündimpulszuges an einen entsprechenden getrennt gesteuerten Gleichrichter verbunden sind, und Eingänge für den vierten Signal-
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    zug aufweist, wobei'die Logikschaltung auf die Signale der Kanalsignalzüge und des vierten Signalzuges anspricht, so daß die Impulse von jedem Zündimpulszug relativ zu den Signalen des entsprechenden Kanalsignalzuges um einen Betrag zeitverscho"ben ist, der gleich der ^eitverschiebung der Signale des vierten Signalzuges ist.
    Statisches Leistungswandlersystem nach -Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die. mit dem Wechselstrom-Leistungseingang verbundene und darauf ansprechende Vorrichtung (32) zur Erzeugung eines ersten Signalzuges und zahlreicher Kanalsignalzüge von Signalen in vorbestimmter Synchronisation mit entsprechenden Phasen der Wechselstrom-Duelle ferner Mittel zur Unterscheidung zwischen positiven und negativen Abschnitten der Wellenform der entsprechenden Phasen der V/echselstromquelle und zur Erzeugung der Signale in den Kanalsignalzügen nur während des einen der Abschnitte er V/ellenform umfaßt, so da.? die vorbesti.rjmte Synchronisation herstellbar isto
    Statisches Leistungswandlersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da3 der Signalgenerator (44) zur Erzeugung <ier zweiten und dritten Si nalzüge eine ^eitverschiebung der Signale des zweiten Sigaalzuges relativ zu den Signalen des ersten Si.^nalzuges und eine weitere Zeitverschiebung der Signale des dritten ^ignalzuges relativ zu den Signalen des zweiten Signalzuges liefert, v-obei die in etwa gleichen und kumulativen ^eitverschiebungen der Signale der zweiten unct dritten oi:;;n.T.lzuge im wesentlichen proportional zur Größe des 3efehlssianales sind.
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    Statisches leistungswandlersystem nach, Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet , daß die kumulative äeitversohiebung der Ul^n^le -"les dritten Signalzuges relativ zu den Signalen des ersten •Signalzuges ober einen Bereich einstellbar ist, der sich in 'Abhängigkeit von änderungen in der Größe des Befehlssignales von 0° elektrisch bis 180° elektrisch erstreckt, so daß die Zündwinkel der steuerbaren Gleichrichter über 180° elektrisch veränderbar sind»
    Statisches Leistungswandlersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Signalgenera bor (44) zur Erzeugung der zweiten und dritten Kanalzüge ferner Mittel zur Erzeugung von Sägezahn-Signalzügen und Mittel zur Erzeugung von Rechteckwellen-Signalzügen für jeden der zweiten und dritten Signalzüge umfaßt, wobei die Signale der * Sägezahnzüge bei der Frequenz der Signale des ersten Signalzuges und die Signale des Hechteckwellenzuges bei der gleichen Frequenz erzeugt sind, aber nicht gleichzeitig mit diesen und relativ zu den Signalen des ersten -^analzuges um einen Betrag ζ ext verschob en, der der Größe des Befehlssignales proportional ist.
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