DE2403581B2

DE2403581B2 - Device for generating a synchronization voltage for the ignition pulse control of a controlled rectifier power stage

Info

Publication number: DE2403581B2
Application number: DE19742403581
Authority: DE
Inventors: Hansjoerg Dipl.-El.-Ing. Rueti Suter (Schweiz)
Original assignee: Contraves AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1973-02-16
Filing date: 1974-01-25
Publication date: 1975-07-17
Also published as: GB1408540A; FR2218592A1; SE391088B; DE2403581A1; IT1007206B; BE810183A; AT329686B; JPS49115258A; JPS547553B2; FR2218592B1; NL7401721A; CH555619A; ATA32574A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung einer Synchronisationsspannung für die Zündimpulssteuerung einer gesteuerten Gleichrichter-Leistungsstufe, aus deren durch eine autonome Energieversorgungsanlage gelieferten Speisewechselspannung. The present invention relates to a device for generating a synchronization voltage for the ignition pulse control of a controlled rectifier power stage, from which a autonomous power supply system supplied alternating voltage.

Mit solchen gesteuerten Gleichrichter-Leistungsstufen werden in Zielverfolgung- und Feuerleitsystemen deren Ziel- und Richtgeräte in Lage und Elevation gesteuert. Diese Systeme werden meistens von einer autonomen Energieversorgungsanlage, welche das System vom Standort unabhängig macht, bestehend aus einem Explosionsmotor und von diesem angetriebenen Generaloren, gespeist. Es hat sich gezeigt, daß bei Belastung solchermaßen gespeister gesteuerter Gleichrichter-Leistungsstufen durch die Phasenanschnittsteuerung sich Einbrüche an der Phasenspannung ergeben und dadurch der Nuljdurchgang der Phasenspannung verschoben wird. Diese Verschiebung bewirkt wiederum eine Verschiebung des Zündwinkels, welcher den Ausgangsstrom und als Folge davon den Einbruch an der Phasenspannung und dann erneut den Nulldurchgang der Phasenspannung beeinflußt, d. h. dieser Kreis schwingt. Zur Lösung dieses Problems wurde bei von der Anmelderin verwirklichten autonomen Energieversorgungsanlagen mit beispielsweise dreiphasigen 400-Hz-Speisegeneratoren jedem Speisegenerator ein phasenstarrer, separater Referenzgenerator zugeordnet bzw. angebaut. Als Nachteil dieser Lösung erwies sich jedoch insbesondere der Justieraufwand und der große Verschleiß der mit 8000 U/min drehenden Referenzgeneraloren. Allerdings bleibt bei diesen Referenzgeneratoren die Kurvenform der Phasenspannung für die Zündimpulssteuerung unbeeinflußt von der Belastung des Speisegenerators durch die zugeordnete Leistungsstufe erhalten bzw. der Spannungsnulldurchgang synchron und in Phase zur ursprünglich unbelasteten Speisespannung.With such controlled rectifier power stages In target tracking and fire control systems, their aiming and straightening devices are used in position and elevation controlled. These systems are mostly from an autonomous energy supply system, which the Makes the system independent of the location, consisting of an explosion engine and powered by it Generalors, dined. It has been shown that controlled rectifier power stages fed in such a way under load the phase control results in dips in the phase voltage and thereby the zero crossing of the phase voltage is shifted. This shift causes in turn a shift in the ignition angle, which determines the output current and, as a result, the dip the phase voltage and then again influences the zero crossing of the phase voltage, d. H. this circle swings. To solve this problem, in the case of autonomous energy supply systems implemented by the applicant with, for example, three-phase 400 Hz supply generators feed each supply generator phase-locked, separate reference generator assigned or attached. This solution proved to be a disadvantage However, the adjustment effort and the great wear and tear of the 8000 rev / min Reference generals. However, the curve shape of the phase voltage remains with these reference generators for the ignition pulse control unaffected by the load on the supply generator by the assigned Preserved the power level or the voltage zero crossing synchronously and in phase with the originally unloaded Supply voltage.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Synchronisationsspannung der eingangs erwähnten Art ohne Verwendung eines separaten, phasenstarrenIt is the aim of the present invention to provide a Synchronization voltage of the type mentioned at the beginning without the use of a separate, phase-locked

to Referenzgenerators zu erzeugen, welche keine wesentlichen vom Ausgangsstrom der Leistungsstufe abhängigen Nulldurchgangsverschiebungen aufweist. Dies wird mit der eingangs genannten Einrichtung erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Speisewechselspannung über ein phasenschiebendes T-Netzwerk an den Eingängen einer Komparatorschaltung anliegt, die die Speisewechselspannung in eine rechteckförmige, als Synchronisationsspannung vorgesehene Ausgangswechselspannung mit vorbestimmter Impulshöhe umformt, daß an den Ausgang dieser Komparatorschaltung ein Serien-flC-Glied zur Erzeugung des Gleichspannungsmittelwertes der Rechteckwechselspannung angeschlossen ist, an dessen Kondensator der Eingang einer Gegenkopplungsschaltung angeschlossen ist, deren Ausgang mit dem einen Eingang der Komparatorschaltung verbunden ist, und daß das T-Netzwerk so bemessen ist, daß der durch das Serien-ÄC-Glied und die Gegenkopplungsschaltung bewirkte voreilende Einfluß auf die Synchronisationsspannung durch einen entsprechend nacheilenden Einfluß kompensiert wird.to generate a reference generator that does not depend significantly on the output current of the power stage Has zero cross shifts. This is done according to the invention with the device mentioned at the beginning achieved in that the AC supply voltage via a phase-shifting T network to the Inputs of a comparator circuit is present, which converts the AC supply voltage into a rectangular, as Synchronization voltage converted output AC voltage with a predetermined pulse height, that at the output of this comparator circuit a series FIC element for generating the DC voltage mean value the square-wave AC voltage is connected, to whose capacitor the input a negative feedback circuit is connected, the output of which with one input of the comparator circuit is connected, and that the T network is dimensioned so that the through the series ÄC member and the negative feedback circuit caused a leading influence on the synchronization voltage by a corresponding lagging influence is compensated.

Vorzugsweise sind zwei gegeneinandergeschaltete Begrenzungselemente zwischen dem Ausgang der Komparatorschaltung und deren einem Eingang vorgesehen. Preferably, there are two delimitation elements connected against one another between the output of the Comparator circuit and its one input are provided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird anschließend erläutert.An embodiment of the invention is shown schematically in the drawing and is subsequently explained.

Die Primärwicklung eines Transformators 71 wird an die Quelle einer Speisewechselspannung Uo, beispielsweise 200 V/400 Hz, einer nicht dargestellten gesteuerten Gleichrichter-Leistungsstufe angeschlossen. Die sinusförmige Sekundärspannung U\ des Transformators Ti wird über ein T-Netzwerk /?<, R2, Ri und Ci den Eingängen F\ und Ei einer an sich bekannten Komparatorschaltung 11 zugeleitet. In dieser Komparatorschaltung 11 wird die, bei unbelastetem Ausgang der Leistungsstufe, sinusförmige Eingangsspannung in eine Rechteckwechselspannung L/2 mit vorbestimmten Impulshöhen, beispielsweise ± 10 Volt, und einem lmpulstaktverhältnis von fi : ti = 1 umgeformt. Die Rechteckwechselspannung Ui wird dann in an sich bekannter Weise, in der Zeichnung nicht dargestellt, in eine Sägezahnspannung umgewandelt, welche in der Zündimpulssteuerung weiterverwertet wird.The primary winding of a transformer 71 is connected to the source of an alternating supply voltage Uo, for example 200 V / 400 Hz, of a controlled rectifier power stage (not shown). The sinusoidal secondary voltage U \ of the transformer Ti is fed to the inputs F \ and Ei of a comparator circuit 11 known per se via a T network /? <, R2, Ri and Ci. In this comparator circuit 11, when the output of the power stage is unloaded, the sinusoidal input voltage is converted into a square wave alternating voltage L / 2 with predetermined pulse heights, for example ± 10 volts, and a pulse duty factor of fi: ti = 1. The square-wave alternating voltage Ui is then converted in a manner known per se, not shown in the drawing, into a sawtooth voltage which is further used in the ignition pulse control.

Wird nun die Leistungsstufe belastet, so ergeben sich, wie eingangs erwähnt, Verzerrungen und Nulldurchgangsverschiebungen an der Speisewechselspannung Uo. In der Folge werden auch die Nulldurchgänge der Rechteckwechselspannung Ui verschoben. Da die Impulshöhen der Rechteckwechselspannung Ui durch die Begrenzungsdioden Di und Di auf einem festgelegten Wert erhalten bleiben und durch die momentane Nulldurchgangsverschiebung der Spannung Ui nun das Taktverhältnis von ii : ti Φ 1 ist, resultiert daraus ein positiver oder negativer Gleichspannungsmittelwert der Rechteckwechselspannung Ui. Dieser Gleichspannungsmittelwert wird mit einem /?C-Glied Ri, Ci gebildet und als Spannung Ui über dem Kondensator Ci If the power stage is now loaded, then, as mentioned at the beginning, distortions and zero-crossing shifts occur at the AC supply voltage Uo. As a result, the zero crossings of the square-wave alternating voltage Ui are also shifted. Since the pulse heights of the square-wave AC voltage Ui are maintained at a fixed value by the limiting diodes Di and Di and the current zero-crossing shift of the voltage Ui means that the pulse ratio is ii: ti Φ 1, this results in a positive or negative mean DC voltage value for the square-wave AC voltage Ui. This mean DC voltage value is formed with a /? C element Ri, Ci and as a voltage Ui across the capacitor Ci

erfaßt Diese Spannung Lh wird über eine Gegenkopplungsschaltung 12 bekannter Art dem einen Eingang Ei der Komparatorschaltung ti als Korrekturgröße zugeführt, mit dem Zweck, den Mittelwert der Rechteckwechselspannung Lk möglichst auf dem Wert Null und damit das Taktverhältnis ii : G auf dem Wert 1 zu halten.This voltage Lh is fed to one input Ei of the comparator circuit ti as a correction variable via a negative feedback circuit 12 of a known type, with the purpose of keeping the mean value of the square-wave alternating voltage Lk as close to zero as possible and thus keeping the pulse ratio ii: G at the value 1.

Das der Komparatorschaltung 11 vorgeschaltete, phasenschiebende T-Netzwerk Ri, Ri, Ri und Ci ist derart dimensioniert, daß der durch das ÄC-Glied Ri, Ci und die Gegenkopplungsschaitung 12 bewirkte voreilende Einfluß auf die Synchronisationsspannung U: durch einen entsprechend nacheilenden Einfluß kompensiert wird, so daß die Rechteckwechselspannung Lh nicht nur synchron, sondern auch in Phase mit der unbelasteten Speisespannung Lh istThe phase-shifting T network Ri, Ri, Ri and Ci connected upstream of the comparator circuit 11 is dimensioned in such a way that the leading influence on the synchronization voltage U: caused by the ÄC element Ri, Ci and the negative feedback circuit 12 is compensated for by a corresponding lagging influence so that the square wave alternating voltage Lh is not only synchronous, but also in phase with the unloaded supply voltage Lh

Durch diese Schaltung wird verhindert, daß die als Synchronisaüonsspannung wirkende Rechteckwechselspannung Lk aul schnelle Nulldurchgangsschwankungen reagiert, & h. der Einfluß des Ausgangsstromes der Leistungsstufe auf die Synchronisationsspannung Lk bzw. die weitergebildete Sägezahnspannung wird weitgehend eliminiert. Wird in Verbindung mit oben beispielsweise genannten Werten Ri und Ri = 470 Ω, «3 = 68 Ω, A4 = 2,7 kii, Rs = 100 kQ, Rb = 10 k£2, Ci = ΙμΡ und die Sekundärspannung des Transformers U\ — 7,8 Vp gesetzt, so resultiert aus der mathematischen Auswertung ein Reduktionsfaktor von etwa 14 dB für gegengekoppelte Spannungsänderungen Δ Lh. This circuit prevents the square-wave alternating voltage Lk acting as synchronization voltage from reacting to rapid zero-crossing fluctuations, & h. the influence of the output current of the power stage on the synchronization voltage Lk or the further developed sawtooth voltage is largely eliminated. Is used in conjunction with the values Ri and Ri = 470 Ω, «3 = 68 Ω, A4 = 2.7 kii, Rs = 100 kQ, Rb = 10 k £ 2, Ci = ΙμΡ and the secondary voltage of the transformer U \ - 7.8 Vp, the mathematical evaluation results in a reduction factor of around 14 dB for negative feedback changes in voltage Δ Lh.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for generating a synchronization voltage for the ignition pulse control of a controlled rectifier power stage, from the AC supply voltage supplied by an autonomous energy supply system, characterized in that the AC supply voltage (Ua, Ui) via a phase-shifting T network (Äi. Ä2. Ri. Ci ) at the inputs (Ei. Ei) of a comparator circuit (II) is present, which converts the alternating supply voltage (Uo, Lh) into a rectangular output alternating voltage (Ut) with a predetermined pulse height, provided as a synchronization voltage, that a Series A C element (Ri. O) for generating the mean DC value (Lh) of the square -wave AC voltage (Ui) is connected, to whose capacitor (Ci) the input of a negative feedback circuit (12) is connected, the output of which is connected to one input (Ei) the comparator circuit (11) is connected and that the T-network is dimensioned so that the through the Series - /? C element and the negative feedback circuit caused leading influence on the synchronization voltage is compensated by a corresponding lagging influence.

2. Device according to claim 1, characterized in that two limiting elements (Di, Ch) connected against one another are provided between the output of the comparator circuit (U) and one of its inputs (Ei).