SE455556B - Styrkrets for sekerstellande av korrekt anslutning av en trefas kraftforsorjning till en elektrisk anordning - Google Patents

Description

455 556 10 15 20 25 30 35 2 utgången och den tredje och den fjärde är seriekopplade mellan den tredje ingången och den andra respektive den trejde utgången; en krets som alstrar två uppsättningar utpulser när signalen på den andra ingången har två olika förutbestämda förhållanden till signalen på den första ingången; en krets som bestämmer förhållandet mellan signalen på den tredje ingången och signalen på den första ingången vid tidpunkten för en puls i de båda uppsättningarna utpulser; och en krets som styr strömställarna i överensstämmelse med de båda uppsätt- ningarna utpulser; och en krets, som förhindrar matning av den ena eller den andra av de båda uppsättningarna utpulser till strömställarstyrkretsen i överensstämmelse med förhållandet mellan signalen på den tredje ingången och signalen på den första ingången vid tipunkten för en puls i respektive uppsättning utpulser, så att antingen den första strömställaren och den fjärde strömställaren eller den andra strömställaren och den tredje strömställaren görs ledande medan de två andra strömställarna görs icke-ledande.

Kretsen kan alstra de båda uppsättningarna utpul- ser när signalen på den andra ingången passerar genom noll i förhållande-till signalen på den första ingång- en. Kretsen kan alstra den första uppsättningen utpul- ser när signalen på den andra ingången passerar genom noll i en riktning i förhållande till den första in- signalen och kretsen alstrar den andra uppsättningen utpulser när signalen på den andra ingången passerar noll i motsatt riktning i förhållande till signalen på den första ingången.

Kretsens strömstållarkrets innefattar företrädes- vis två diodpumpkretsar, varvid de båda uppsättningar- na utpulser matas till respektive diodpumpkrets. Diod- pumpkretsen kan innefatta en kondensator, vilken laddas av pulserna och urladdas när signalerna på den tredje ingången har ett förutbestämt förhållande till signa- lerna på den första ingången. Kretsens första diodpump- 10 15 20 25 30 35 455 556 3 krets styr omställningen av den första och den fjärde strömställaren och kretsens andra diodpumpkrets styr omställningen av den andra och den tredje strömställa- ren. Diodpumpkretsarna är företrädesvis anslutna till var sin komparator, varvid komparatorerna styr omställ- ningen av strömställarna.

Kretsen kan innefatta en första och en andra kom- parator, som styr omställningen av den första och den fjärde respektive den andra och den tredje strömställa- ren och den första och den andra komparatorn är samman- kopplade pà sådant sätt att när en komparator alstrar en utsignal, vilken tjänar till att göra två av ström- ställarna ledande så matas denna komparators utsignal till en ingång till den andra komparatorn för att förhindra att den andra komparatorn alstrar en utsignal, vilken tjänar till att göra de båda andra strömstäl- larna ledande.

' Ett elektriskt motorsystem, som innefattar en gyros- kopmotor, en kraftförsörjning och en styrkrets i överens- stämmelse med föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas genom exempel under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig 1 visar systemet schematiskt.

Fig 2 visar styrkretsen mera detalj.

Fig 3 visar de tre utsignalerna från kraftförsörj- ningen.

Fig 4 visar det inbördes förhållandet mellan tvâ av utsignalerna. 5 och 6 visar signaler fràn två delar av styr- Fig kretsen.

Fig 7 visar det inbördes förhållandet mellan tvâ andra av utsignalerna.

Motorsystemet innefattar, såsom framgår av fig l, en trefas kraftförsörjning l, som driver en motor 2 via en styrkrets 3. Motorn 2 är av den typ som mäste drivas i en förutbestämd riktning och kan exempelvis användas för att rotera ett gyroskopiskt tröghetselement, 455 10 15 20 25 30 35 556 4 som är monterat på hydrodynamiska, gassmorda lager.

Styrkretsen 3 är anordnad att säkerställa att de tre signalerna "A“, "B" "C" som matas till motorn 2 alltid har det önskade inbördes fasförhållandet obero- och ende av det sätt på vilket kraftförsörjningen 1 är anslu- ten till styrkretsen. Styrkretsen 3 monteras företrädes- vis inuti samma hölje 20 som innehåller motorn, som en fabriksmonterad enhet, så att enheten därefter kan anslutas till kraftförsörjningen utan att några speciella försiktighetsåtgärder behöver vidtas för att säkerställa korrekt fasanslutning. Det har i detta sammanhang visat sig att trefas kraftförsörjningar i många fall har fel- aktigt märkta utgångar. Styrkretsen 3 säkerställer därvid att motorn 2 inte skadas oberoende av hur kraftförsörj- ningen är ansluten.

Styrkretsen 3 innefattar två grundläggande enheter.

En omställningsenhet 30 och en omställningsstyrenhet 31. Signalerna "A" från en utgång ll, från kraftförsörj- ningen l vidarebefordras direkt på en ledning 32 via styrkretsen 3 till en ingång 21 till motorn 2. Signalerna "B" och "C" från kraftförsörjningens l andra två utgångar 12 och 13 matas till motorns andra ingångar 22 och 23 i överensstämmelse med sina fasförhállande med avseende på signalerna "A" från utgången ll i enlighet med vad som bestäms av styrkretsen 3. Omställningsenheten inne- fattar för den skull fyra strömställare 41-44. Två av dessa strömställare 41 och 42 har sina ingångar parallell- kopplade via en ledning 45 till kraftförsörjningens andra utgång 12 och sina utgångar kopplade till motorns 2 andra respektive tredje ingång 22, 23. De andra två strömställarna 43 och 44 är på samma sätt parallellkopp- lade via en ledning 46 till kraftförsörjningens tredje- utgång 13 och har sina utgångar anslutna till motorns andra respektive tredje ingång 22, 23. Strömställarna I ett tillstånd är de två strömställarna 41 och 44 tillslagna styrs av styrenheten 31 i ett av två tillstånd. 10 15 20 25 30 35 455 556 5 medan de andra två strömställarna 42 och 43 är frànslagna, så att signalerna "B" från den andra kraftförsörjnings- utgången 12 ansluts till den andra motoringángen 22 och signalerna "C" från den tredje kraftförsörjningsut- gängen 13 till den tredje motoringàngen 23. I det andra tillståndet är strömställarna 42 och 43 tillslagna och strömställarna 41 och 44 frànslagna, så att signalerna "B" från den andra kraftförsörjningsutgàngen 12 ansluts till den tredje motoringángen 23 och signalerna "C" från den tredje kraftförsörjningsutgången 13 till den andra motoringången 22.

Strömställarna 41-44 kan innefatta triakar eller diodbryggkretsar, såsom exempelvis av det slag som be- skrivs i vàr samtidiga patentansökan GB 85 22099.

Strömställarstyrenhetens 31 konstruktion kommer nu att beskrivas närmare i detalj under hänvisning till figur 2. Ledningen 32 från kraftförsörjningens första utgång ll sträcker sig, såsom nämnts ovan, genom enheten 31 som ett referensspår. Kraftförsörjningens 1 andra utgång l2 är via en diod 51 och en strömbegränsande resistor 52 ansluten till både en första OR-grinds 53 inverterande ingång och till en andra OR-grinds 54 icke- inverterande ingång. Den första OR-grindens 53 icke-inver- terande ingång är kopplad till ledningen 32 och dess utgång är ansluten till en första monostabil krets 55.

Den andra OR-grindens 54 inverterande ingång är ansluten till en positiv konstant spänningkälla Vcc pà en led- ning 60 och dess utgång är ansluten till en andra mono- stabil krets 56. Det bör påpekas att systemet flyter helt med avseende på signalen "A" pà den första kraft- försörjningsingángen ll sä att de två monostabila kretsar- na 55 och 56 är känsliga för signalen "B" på den andra kraftförsörjningsutgången 12 i förhållande till signalen "A" på den första kraftförsörjningsutgàngen.

Den konstanta positiva spänningen Vcc avleds från en zenerdiodkrets 61, vilken är inkopplad mellan led- ningarna 32 och 45. 455 10 15 20 25 30 35 556 6 De monostabila kretsarnas 55 och 56 utsignaler är anslutna till diodpumpkretsen 70 resp 80. Varje diod- pumpkrets 70 och 80 innefattar en seriekrets, som består av en resistor 71 eller 81, en diod 72 eller 82 och en kondensator 73 eller 83, som är inkopplade mellan den monostabila vippans utgång och ledningen 32. I för- bindningspunkten mellan resistorn 7l eller 81 och dioden 72 eller 82 är ytterligare en diod 74 eller 84 inkopplad, varvid varje ytterligare diods anod är kopplad till denna förbindningspunkt och dess katod är ansluten till en ledning 46 via en resistor 47 och den tredje kraft- försörjningsutgången 13.

Utsignalen från varje diodpumpkrets 70 och 80 tas från förbindningspunkten mellan dioden 72 eller 82 och kondensatorn 73 eller 83 och ansluts till den negativa ingången på en komparator 75 resp 85. Varje komparators 75 eller 85 positiva ingång är ansluten till en positiv konstant spänningkälla Vcc/2. Komparatorernas 75 och 85 utgång är ansluten till styrenhetens 31 utgángsledning 76 respektive 86, som sträcker sig till strömställar- enheten 30. Varje komparators 75 och 85 utgång är också ansluten till den andra komparatorns negativa ingång via en diod 77 resp 87, varvid varje diod har sin katod ansluten till komparatorutgàngen.

Systemets funktion kommer nu att beskrivas under hänvisning till fig 3-7.

Signalerna fràn kraftförsörjningens l tre utgångar ll-13 har, såsom visas i fig 3, formen av sinusvàgsignaler med en inbördes fasskillnad av l20°. Eftersom systemet flyter helt i förhållande till en av sina utsignaler, dvs signalen "A" på den första utgången ll pà ledningen 32, öppnas OR-grinden 53 för att den första monostabila enheten 55 skall ställas om när värdet av den andra signalen "B“ relativt den första signalen "A", såsom visas i fig 4, passerar genom noll i negativ riktning.

Den första monostabila enhetens 55 utsignal är, såsom framgår i fig 5, en kort puls Pl. Den andra monostabila 10 15 20 25 30 35 455 556 7 enheten 56 alstrar på samma sätt en kort utsignalpuls P2 när signalens "B" värde relativt den första signalen "A", såsom visas i fig 6, passerar genom noll i positiv riktning. Pulserna Pl och P2 alstras var och en med ett mellanrum av 360° och är åtskilda från varandra med l80°.

Dessa pulsutsignaler Pl och P2 matas för laddning av kondensatorerna 73 och 83 i diodpumpkretsen 70 resp 80. Diodpumpkretsarna 70 och 80 styrs emellertid också av den tredje signalen "C" på ledningen 46 eller snarare av denna tredje signals "C" värde relativt den första signalen, såsom visas i fig 7. Det är uppenbart att för den i fig 7 visade signalen gäller det att under pulserna Pl från den första monostabila enheten 55 är signalen C/A negativ medan under pulserna P2 fràn den andra monostabila enheten 56 är denna utsignal positiv.

Dioden 74 i den första diodpumpkretsen 70 görs därför ledande, varvid den förhindrar att pulserna från den första monostabila kretsen 55 laddar kondensatorn 73.

På samma sätt kommer dioden 84 i diodpumpkretsen 80 att vara icke-ledande så att pulserna P2 från den andra monostabila enheten 56 kommer att ladda kondensatorn 83 till ett värde Vcc.

Signalen på den första komparatorns 75 negativa ingàng är därför noll och dess utsignal på ledningen 76 är därför hög, under det att signalen på den andra komparatorns 85 negativa ingång är Vcc och dess utsignal på ledningen 86 är därför låg.

I fig l framgår det att styrinsignalerna till ström- ställarna 4l och 44 är höga och styrinsignalerna till strömställarna 42 och 43 är låga. Strömställarna är anordnade att vara icke-ledande vid en hög styringsig-' nal och ledande vid en lág styrinsignal. Strömställar- na 41 och 44 är därför frànslagna medan strömställarna 42 och 43 är tillslagna. På detta sätt ansluts signa- lerna "B" från kraftförsörjningens l andra utgång 12 till motorns 2 andra ingång 23 medan signalerna "C" 10 15 20 25 30 35 455 556 8 från kraftförsörjningens tredje utgång 13 ansluts till motorns tredje ingång 23.

"C" förskjuts fig 7 skulle 76 och 86 då bli omvända, varvid ledningen 76 skulle vara låg Det inses att om de tredje signalernas fas IIAII med l20° i förhållande till vad som visas i i förhållande till de första signalerna utsignalerna på de båda utsignalledningarna och ledningen 86 hög. Detta skulle medföra att ström- ställarenheten i stället anslöt de andra signalerna "B" till den andra motoringången 22 och de tredje signa- lerna "C" till den tredje motoringången 23, varigenom det säkerställs att fasen för de till motorns ingångar matade signalerna alltid har rätt inbördes förhållande.

Den ovan beskrivna kretsens funktion är att bestämma fasförhållandet mellan en första och en andra av kraft- försörjningens utsignaler och när ett förutbestämt fasför- hållande föreligger (såsom nollgenomgáng) bestäms fasför- hållandet mellan den tredje utsignalen och den andra utsignalen. Det senare fasförhållandet används för att styra omställningen av den andra och den tredje utsig- nalen till lämpliga ingångar till motorn eller andra anordningar.

Användningen av dioderna 77 och 87 säkerställer att endast en komparator 75 eller 78 kan vara verksam vid den inledande inkopplingen av effekt till kretsen, varvid den andra komparatorn hålls med en hög utsignal.

Detta säkerställer att eventuellt brus på ledningen 45 eller 46 inte omedelbart kan ändra strömställartill- stånden utan att den första komparatorn åter ha gått hög, varigenom kretsen får ett visst skydd mot brus.

Detta arrangemang gör det mycket svårt för både ledningen 76 och 86 att gå låg tillsammans och förhindrar därigenom att alla fyra strömställarna 41-44 blir ledande samtidigt.

Claims (8)

l0 15 20 25 30 35 455 556 PATENTKRAV

1. Styrkrets för säkerställande av korrekt anslut- ning av en trefas kraftförsörjning till en elektrisk an- ordning, vilken krets innefattar tre ingångar för anslut- ning till respektive fasutgáng från kraftförsörjningen och tre utgångar för anslutning till tre fasingângar till anordningen, k ä n n e t e c k n a d av att styrkretsen (3) matar effekt till en första av sina utgångar i fas med effekten på en första av sina ingångar och av att den innefattar en första, en andra, en tredje och en fjärde strömställare (41-44), av vilka den första och den andra (41 och 42) är seriekopplade mellan den andra ingången och den andra respektive den tredje utgången och den tredje och den fjärde (43 och 44) är seriekopplade mellan den tredje ingången och den andra respektive den tredje utgången, en krets (55, 56) som alstrar två uppsättningar utpulser när signalen på den andra ingången har tvâ olika förutbestämda förhållanden till signalen pà den första ingången; en krets (70, 80) som bestämmer förhållandet mellan signalen på den tredje ingången och signalen på den första ingången vid tidpunkten för en puls i de båda uppsättningarna utpulser; och en krets (70, 80, 75, 85) som styr strömställarna (41-44) i överensstämmelse med de båda uppsättningarna utpulser; och en krets (70, 80), som förhindrar matning av den ena eller den andra av de båda uppsättningarna utpulser till strömställarstyrkret- sen (75, 85) i överensstämmelse med förhållandet mellan signalen på den tredje ingången och signalen på den första ingången vid tidpunkten för en puls i respektive uppsättning utpulser, så att antingen den första ström- ställaren (41) och den fjärde strömställaren (44) eller den andra strömställaren (42) och den tredje strömställa- ren (43) görs ledande medan de andra tvâ strömställarna görs icke-ledande.

2. Styrkrets enligt krav 1 , k ä n n e t e c k n a d av att kretsen (55, 56) alstrar de båda uppsättningarna 455 10 15 20 25 30 35 utpulser när signalen på dïh andra ingången passerar genom noll i förhållande till signalen på den första ingången.

3. Styrkrets enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d av att kretsen (S5, 56) alstrar den första uppsättningen utpulser när signalen på den andra ingången passerar ge- nom noll i en riktning i förhållande till signalen på den första ingången och av att kretsen (55, 56) alstrar den andra uppsättningen utpulser när signalen på den andra ingången passerar genom noll i motsatt riktning i förhållande till signalen på den första ingången.

4. Styrkrets enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av att strömställarstyrkret- sen innefattar två diodpumpkretsar (70, 80) och av att de båda uppsättningarna utpulser matas till respek- tive diodpumpkrets (70, 80).

5. Styrkrets enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att diodpumpkretsen (70, 80) innefattar en kondensator (73, 83), att kondensatorn (73, 83) laddas av pulserna och av att kondensatorn (73, 83) laddas ur när signalerna på den tredje ingången har ett förutbestämt förhållande till signalerna på den första ingången.

6. Styrkrets enligt krav 4 eller 5, k ä n n e - t e c k n a d av att den första diodpumpkretsen (70) styr omställningen av den första och den fjärde ström- ställaren (41 och 44) och att den andra diodpumpkretsen (80) styr omställningen av den andra och den tredje ström- ställaren (42 och 43).

7. Styrkets enligt något av krav 4-6, k ä n n e - t e c k n a d av att diodpumpkretsarna (70 80) är an- slutna till en ingång på var sin komparator (75, 85) och av att komparatorerna (75, 85) styr omställningen' av strömställarna (41-44).

8. Styrkrets enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a d av en första och en andra komparator (75 och 85), som styr omställningen av den första och den fjärde strömställaren (41 och 44) respek- tive den andra och den tredje strömställaren (42 och 455 556 11 43) och att den första och den andra komparatorn (75 och 85) är sammmankopplade så att när en komparator (75) alstrar en utsignal, vilken tjänar till att göra tvâ av strömställarna (41 och 44) ledande matas den ena komparatorns (75) utsignal till en ingàng till den andra komparatorn (85) för att förhindra att den andra komparatorn (85) alstrar en utsignal, vilken tjänar till att göra de båda andra strömställarna (42 och 43) ledande.