DE3831142A1 - Solar pump system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Sonnenpumpensystem mit einem Sonnenzellenpaneel, einem DC/AC Inverter und einem Tauch motor mit einer Tauchpumpe.The invention relates to a solar pump system with a Solar cell panel, a DC / AC inverter and a dive motor with a submersible pump.
Das Anlassen des Motors nach Stillstehen erfordert ein be stimmtes Drehmoment. Ferner ist die Sonnenstrahlung morgens sehr niedrig, aus welchem Grund die Sonnenenergie für das Anlassen der Pumpe auch sehr niedrig ist.Starting the engine after it has stopped requires a be right torque. Furthermore, the sun's rays are in the morning very low for what reason the solar energy for that Starting the pump is also very low.
Dies wird gemäß der Erfindung durch Parallelkoppeln eines verhältnismäßig großen Kondensators auf der DC-Seite des Inverters gelöst, wobei die gespeicherte Energie in dem Moment verfügbar ist, in dem die Pumpe anzulassen ist.This is done according to the invention by coupling one in parallel relatively large capacitor on the DC side of the Inverters solved, the stored energy in the Moment when the pump is started.
Ferner können Vorrichtungen vorhanden sein, die überwachen, ob das Drehmoment des Elektromotors außerhalb des üblichen Betriebsbereiches liegt, da der Inverter abgeschaltet wird, falls das Drehmoment außerhalb des üblichen Bereiches liegt.There may also be devices which monitor whether the torque of the electric motor is outside the usual Operating range, since the inverter is switched off, if the torque is outside the usual range.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher
erläutert. Es zeigt
The invention is explained below with reference to the drawing. It shows
Fig. 1 ein Sonnenpaneelsystem zum Antreiben eines Wechsel strommotors mit einer Pumpe, Fig. 1 is a Sonnenpaneelsystem for driving an AC motor with a pump,
Fig. 2 den üblichen Betriebsbereich des Motors, Fig. 2 shows the normal operating range of the engine,
Fig. 3 einen Schutzkreislauf für den Inverter, Fig. 3 shows a protection circuit for the inverter,
Fig. 4 die betreffenden Signale im Inverter, Fig. 4 shows the respective signals in the inverter,
Fig. 5 ein Diagramm der Wirkungsweise des Steuersystems, Fig. 5 is a diagram of the operation of the control system,
Fig. 6 einen Kreislauf zum Erweitern der Auflösung des A/D Konverters, Fig. 6 shows a circuit for extending the resolution of the A / D converter,
Fig. 8 die dreiphasige Transistorbrücke, Fig. 8, the three-phase transistor bridge,
Fig. 7 und 9 Steuerkreise und Steuerstufen, und FIGS. 7 and 9 and control circuits control stages, and
Fig. 10 ein Blockdiagramm des Steuerkreises. Fig. 10 is a block diagram of the control circuit.
Das in Fig. 1 gezeigte Sonnenpumpensystem eignet sich zum Antreiben eines Wechselstrommotors mittels eines Inverters. Das Anlassen des Motors 3 nach Stillstehen erfordert ein bestimmtes Drehmoment. Gemäß der Erfindung ist ein verhält nismäßig großer Kondensator 1 auf der DC-Seite des Inverters 2 angeordnet. Dieser Kondensator 1 speichert eine geeignete Energiemenge, so daß ausreichend Energie zum Anlassen des Motors 3 zur Verfügung steht. Der Kondensator 1 hat vor zugsweise 8000 µF.The sun pump system shown in FIG. 1 is suitable for driving an AC motor by means of an inverter. Starting the engine 3 after it has stopped requires a certain torque. According to the invention, a relatively large capacitor 1 is arranged on the DC side of the inverter 2 . This capacitor 1 stores a suitable amount of energy so that sufficient energy is available to start the engine 3 . The capacitor 1 preferably has 8000 μF.
Falls man zwei der Phasen kurzschließt, fließt aber aufgrund des verhältnismäßig großen Kondensators 1 ein verhältnis mäßig starker Strom ab. Ein Kreislauf ist daher vorgesehen, der den Inverter 2 gegen Kurzschluß schützt. Der Inverter 2 ist eine dreiphasige Transistorbrücke. Jede Phase weist zwei MOS Transistoren auf, d. h. ein auf Plusspannung öff nender und ein auf Minusspannung öffnender Transistor. Die drei Phasen werden wechselweise mit Plusspannung und Minus spannung verbunden. Falls zwei Phasen kurzgeschlossen werden, fließt, wie oben erwähnt, ein ziemlich starker Strom ab. Ein verhältnismäßig starker Strom fließt daher durch die Transistoren, die dabei zerstört werden. Übliche Effektverstärker können auch nicht am Ausgang kurzgeschlos sen werden, ohne daß sie dabei zerstört werden. Hier messen wir den Spannungsabfall am Transistor, und wenn der Tran sistor eingeschaltet ist, kann dieser im Prinzip mit einem Widerstand gleichgesetzt werden. Der Spannungsabfall am Transistor ist somit proportional zum Strom. Ein Spannungs abfall über ein bestimmtes Niveau ist die Folge einer zu hohen Stromstärke. Dieses Niveau kann man selbst festsetzen. Der Spannungsabfall wird in einer Rückkopplung mit einem Komparator gemessen. In diesem Fall wird ein NAND Gatter als Komparator angewendet. Beim Übersteigen des Niveau wechselt das NAND Gatter am Ausgang, wobei der Transistor abgeschaltet wird und dabei sperrt. Dies geschieht innerhalb 1-2 µSek.If you short-circuit two of the phases, however, a relatively moderately strong current flows out due to the relatively large capacitor 1 . A circuit is therefore provided which protects the inverter 2 against short circuits. The inverter 2 is a three-phase transistor bridge. Each phase has two MOS transistors, that is, one that opens at plus voltage and one that opens at minus voltage. The three phases are alternately connected with plus voltage and minus voltage. As mentioned above, if two phases are short-circuited, a fairly strong current flows off. A relatively strong current therefore flows through the transistors, which are destroyed in the process. Conventional effect amplifiers can also not be short-circuited at the output without being destroyed. Here we measure the voltage drop across the transistor, and when the transistor is turned on, it can in principle be equated with a resistor. The voltage drop across the transistor is therefore proportional to the current. A voltage drop above a certain level is the result of an excessive current. You can set this level yourself. The voltage drop is measured in a feedback with a comparator. In this case a NAND gate is used as a comparator. When the level is exceeded, the NAND gate changes at the output, the transistor being switched off and thereby blocking. This happens within 1-2 µsec.
Fig. 3 zeigt eine Steuerstufe zum Einschalten eines Tran sistors Q 3 in einer dreiphasigen Transistorbrücke. Die Brücke weist insgesamt sechs Transistoren auf, und wir können den in Fig. 3 gezeigten Kreislauf als Steuerstufe für einen der Transistoren ansehen. Die Steuerstufen wirken alle in gleicher Weise. Mit Bezug auf Zeit sind sie aber im Verhältnis zueinander verschoben. Wie stellen uns vor, daß Q 3 am Anfang abgeschaltet ist. Q 3 wird dann durch Hochgehen des Signals IN eingeschaltet, wobei der eine Eingang des NAND Gatters IC 1.1 hochgeht. Der zweite Eingang von IC 1.1 ist im voraus hoch, was V cc entspricht. Der Ausgang von IC 1.1 wird umgestellt (SIG 1) und geht dabei niedrig. Aufgrund des Filters C 1, R 1 geht auch SIG 2 niedrig, wobei ein kurzer Impuls erzeugt wird, da eine Spannungsände rung am Kondensator C 1 nicht momentan geschehen kann. SIG 2 folgt somit mit nach unten, wenn SIG 1 niedrig geht, wonach der Kondensator C 1 durch R 1 langsam aufgeladen wird, so daß SIG 2 schließlich den Wert V cc aufweist, was einem hohen Signal entspricht. Im Prinzip haben wir einen kurzen, nega tiven Impuls an einem Bein des NAND Gatters IC 1.2. Das zweite Bein von CI 1.2 ist mit dem +Terminal durch einen Widerstand R 3 und einen Widerstand LOAD verbunden. Da der Transistor Q 3 noch nicht eingeschaltet ist, tritt kein Spannungsabfall am LOAD auf. Dies bedeutet, daß der volle Spannungsabfall am Q 3 auftritt. Diese Spannung wird mittels R 2, R 3 derart geteilt, daß eine positive Spannung dem einen Bein von IC 1.2 zugeführt wird. Das zweite Bein von IC 1.2 steht somit hoch. Beim Auftreten des schwachen Impulses von SIG 2 wird der Ausgang von IC 1.2 für einen kurzen Augen blick hoch. Falls nichts anderes geschieht, wird er wieder niedrig. Mittels der nachfolgenden NAND Gatter IC 1.3 und IC 1.4 und der Transistorkupplung Q 1, Q 2 wird der Transistor Q 3 eingeschaltet. IC 1.3 weist ein positives Signal direkt von IN und den kurzen positiven Impuls von SIG 4 auf. Hier durch wird der umschaltende Eingang von IC 1.3 (SIG 5) kurz negativ. Dieses Signal wird dann durch IC 1.4 geführt, und invertiert derart, daß ein kurzer positiver Impuls auftritt. Dieser kurze positive Impuls schaltet den Transistor Q 1 ein, wobei Q 3 mit V cc zusammengekoppelt und somit einge schaltet wird. Wenn der Basis des Transistors Q 1 ein posi tiver Impuls zugeführt wird, wird der Transistor einge schaltet, da die Basis dabei fast das gleiche Potential aufweist wie der Kollektor. In dem Moment, wo der Transistor eingeschaltet wird, ist der Widerstand am Transistor fast Null. SIG 7 wird dabei hoch und erreicht fast V cc . Ein schwacher Stromstoß passiert direkt von V cc durch Q 1 und schaltet Q 3 ein. In dem Moment, wo Q 3 eingeschaltet ist, fällt der Widerstand am Q 3, so daß die Spannung vom Plus terminal zum Minusterminal über LOAD liegt, während er früher am Transistor Q 3 lag. Dies bedeutet, daß das oberste Bein von IC 1.2 durch die Rückkopplung R 2, R 3 und D 3 auf niedrig gezogen wird. Hierdurch wird ein hohes Ausgangssig nal beibehalten, so daß es nicht der anfänglich schwache kurze Impuls bleibt. Man kann sagen, daß sich dieser Impuls selbst blockiert. Q 3 ist eingeschaltet worden und bleibt so aufgrund der Rückkopplung, bis irgendwas bei IN ge schieht, wie beispielsweise, daß IN niedrig geht, weil man abzuschalten wünscht. Fig. 3 shows a control stage for turning on a Tran sistor Q 3 in a three-phase transistor bridge. The bridge has a total of six transistors and we can consider the circuit shown in Fig. 3 as a control stage for one of the transistors. The control levels all work in the same way. In terms of time, however, they are shifted in relation to each other. We imagine that Q 3 is switched off at the beginning. Q 3 is then turned on by the signal IN going high, with one input of the NAND gate IC 1.1 going high. The second input of IC 1.1 is high in advance, which corresponds to V cc . The output of IC 1.1 is switched (SIG 1 ) and goes low. Due to the filter C 1 , R 1 , SIG 2 also goes low, a short pulse being generated because a voltage change on capacitor C 1 cannot happen at the moment. SIG 2 thus follows when SIG 1 goes low, after which capacitor C 1 is slowly charged by R 1 , so that SIG 2 finally has the value V cc , which corresponds to a high signal. In principle, we have a short, negative pulse on one leg of the NAND gate IC 1.2 . The second leg of CI 1.2 is connected to the + terminal through a resistor R 3 and a resistor LOAD . Since the transistor Q 3 is not yet switched on, there is no voltage drop at the LOAD . This means that the full voltage drop occurs at Q 3 . This voltage is divided by means of R 2 , R 3 in such a way that a positive voltage is supplied to one leg of IC 1.2 . The second leg of IC 1.2 is therefore high. When the weak pulse of SIG 2 occurs , the output of IC 1.2 goes high for a short moment. If nothing else happens, it will go low again. The transistor Q 3 is switched on by means of the subsequent NAND gates IC 1.3 and IC 1.4 and the transistor coupling Q 1 , Q 2 . IC 1.3 has a positive signal directly from IN and the short positive pulse from SIG 4 . This causes the switching input of IC 1.3 (SIG 5 ) to briefly become negative. This signal is then passed through IC 1.4 and inverted such that a short positive pulse occurs. This short positive pulse turns on transistor Q 1 , with Q 3 coupled together with V cc and thus turned on. If a positive pulse is supplied to the base of transistor Q 1 , the transistor is switched on since the base has almost the same potential as the collector. The moment the transistor is turned on, the resistance across the transistor is almost zero. SIG 7 gets high and almost reaches V cc . A weak current surge passes directly from V cc through Q 1 and Q 3 is a switched. The moment Q 3 is switched on, the resistance at Q 3 drops, so that the voltage from the plus terminal to the minus terminal is above LOAD , whereas it was previously at transistor Q 3 . This means that the top leg of IC 1.2 is pulled low by the feedback R 2 , R 3 and D 3 . This maintains a high output signal so that it does not remain the initially weak short pulse. One can say that this impulse blocks itself. Q 3 has been turned on, and will remain so due to the feedback until something happens at IN , such as IN going low because you want to turn it off.
IN ging somit hoch, was einen kurzen Impuls an SIG 2 verur sachte, der durch IC 1.2, IC 1.3, IC 1.4 und Q 1 mit diesem kurzen Impuls den Transistor Q 3 einschaltet. Bei der Rück kopplung mit dieser Spannung verschließt dieser kurze Impuls IC 1.2 derart, daß er am Ausgang niedrig und Q 3 eingeschaltet bleibt. In dem Moment, wo IN niedrig geht, schaltet IN mit tels des gleichen Kreislaufes den Transistor Q 3 ab. Der Transistor wird durch das IN Signal ein- und abgeschaltet. Es kann passieren, daß der Strom durch Q 3 zu hoch wird, beispielsweise falls man LOAD zufällig kurzschließt. In diesem Fall ist der Widerstand vom Plus- zum Minusterminal fast null. Dann fließt ein viel zu hoher Strom, und Q 3 beginnt linear zu arbeiten. Im Prinzip kann man sich auch vorstellen, daß ein gegebener ON-Widerstand in Q 3 vorhanden ist. Je höher der Strom ist, desto größer die Spannung am Q 3. Zu irgendeinem Zeitpunkt wird die Spannung so groß, daß sie durch die nachfolgende Rückkopplung als ein positives Signal am obersten Bein von IC 1.2 wirkt. Die Diode D 3 spielt eine Rolle, wenn die Beine von IC 1.2 auf niedrig gehen. Sind sie aber hoch, folgt das Potential vom obersten Bein des IC 1.2 mit nach oben. Es wird ganz einfach gleich V DS , d. h. am Anfang fällt die Spannung, weil LOAD immer mehr belastet wird. Wenn der Transistor eingeschaltet wird, ist die Spannung daran sehr gering. Wenn der Strom zu hoch wird, beginnt die Spannung zu steigen. IN thus went high, causing a short pulse at SIG 2 , which switches on transistor Q 3 with IC 1.2 , IC 1.3 , IC 1.4 and Q 1 with this short pulse. When feedback with this voltage closes this short pulse IC 1.2 in such a way that it remains low at the output and Q 3 remains switched on. When IN goes low, IN switches off the transistor Q 3 by means of the same circuit. The transistor is switched on and off by the IN signal. It can happen that the current through Q 3 becomes too high, for example if LOAD is accidentally short-circuited. In this case, the resistance from the plus to the minus terminal is almost zero. Then a much too high current flows and Q 3 starts to work linearly. In principle, one can also imagine that there is a given ON resistance in Q 3 . The higher the current, the greater the voltage at Q 3 . At some point, the voltage becomes so great that it acts as a positive signal on the top leg of IC 1.2 due to the subsequent feedback. The diode D 3 plays a role when the legs go from IC 1.2 to low. But if they are high, the potential follows from the top leg of the IC 1.2 upwards. It simply becomes V DS , ie the voltage drops at the beginning because LOAD is loaded more and more. When the transistor is turned on, the voltage across it is very low. When the current gets too high, the voltage begins to rise.
Ferner ist ein Kreislauf zur Fehlerfindung auf Basis des Verhältnisses zwischen der DC-Stromstärke und der AC-Fre quenz vorhanden. Eine Leuchtdiode zeigt an, falls dieses Verhältnis außerhalb eines gewünschten Intervalls liegt. Man kennt die erste harmonische Frequenz, die zum Elektromo tor 3 ausgesendet wird. Diese erste harmonische Frequenz wird von einem Computer gesteuert. Ein angemessenes Verhält nis muß zwischen den beiden Parameterwerten bestehen, vgl. Fig. 2, d. h. je höher DC-Strom desto schneller rotiert der Motor. Falls die Frequenz sehr hoch ist, und ein verhält nismäßig schwacher DC-Strom fließt, ist irgendwas inkorrekt. Es ist typisch ein Abzeichen dafür, daß die Pumpe trocken gelaufen ist und daher mit maximaler Drehzahl dreht. Falls die Drehzahl dagegen sehr niedrig ist, oder falls die aufgezwungene Frequenz sehr niedrig ist, dann ist die Be lastung zu hoch oder die Pumpe ist blockiert. Auch in diesem Fall wird abgeschaltet.There is also a circuit for troubleshooting based on the relationship between the DC current and the AC frequency. A light emitting diode indicates if this ratio lies outside a desired interval. We know the first harmonic frequency that is emitted to the electric gate 3 . This first harmonic frequency is controlled by a computer. An appropriate relationship must exist between the two parameter values, cf. Fig. 2, ie the higher the DC current, the faster the motor rotates. If the frequency is very high and a relatively weak DC current is flowing, something is wrong. It is typically a badge that the pump has run dry and is therefore rotating at maximum speed. If, however, the speed is very low, or if the frequency imposed is very low, the load is too high or the pump is blocked. In this case too, the system is switched off.
Fig. 5 zeigt das Steuersystem des Sonneninverters, d. h. die Wechselrichtung, die Regelung der DC-Spannung, die konstant zu halten ist, und die Überwachungsfunktion. Das Steuersystem überwacht auch andere Parameter, wie die Temperatur und die Spannung während des Anlassens. Wenn eine Spannung angelegt wird, nimmt der Computer seine Grundstellung ein. Ein positiver Impuls wird einem Bein, der Reset genannt wird, zugeführt, wobei das Programm wieder von vorn anfängt. Eine Kontrolle der äußeren Verhältnisse wird durchgeführt, bevor der Computer den starkstromtech nischen Teil, d. h. den Effektteil des Inverters, aktiviert. Einige Parameterwerte, wie ein externer Schalter, werden ferner kontrolliert. Der Motor darf auf keinen Fall ange lassen werden, falls dieser Schalter nicht eingeschaltet ist. Temperatursicherung ist eine automatische Sicherung, wobei man mittels eines NTC Termisters die Temperatur mißt. Falls sie zu hoch ist, beispielsweise über 85°C, wird der Motor nicht angelassen, da die Komponenten auf 85°C spezifi ziert sind. Wenn der Motor angelassen wird, wird der Effekt im Kasten abgesetzt, wobei die Temperatur weiter steigt. Dies ist damit gleichbedeutend, daß die Temperatur morgens hoch sein soll. Die Temperatursicherung wird jedoch auch während des Betriebes betätigt, falls die Temperatur zu hoch sein soll. Der Computer untersucht laufend, ob sie auf einem akzeptablen Niveau gefallen ist, was in der Praxis ungefähr 65°C ist, wonach er wieder anstartet. Jede Warte stellung hat zur Folge, daß man vom von der Grundstellung aus startet. Man kann somit eine Wartestellung aufgrund einer zu hohen Temperatur haben. Daher überprüft man selbst verständlich den anfänglichen Temperaturenstieg. Falls er noch zu hoch ist, besteht kein Grund zum Anlassen des Motors. Der dritte vor dem Anlassen zu überprüfende Para meter ist die DC-Spannung. Sie muß innerhalb einiger gege benen Toleranzen liegen. Falls sie zu niedrig ist, kann das eine Folge davon sein, daß die Einstrahlung auf die Sonnenpaneele 4 zu niedrig ist. Falls sie zu niedrig ist, ist nicht ausreichende Energie vorhanden. Ferner wird überprüft, ob sie zu hoch ist. Falls sie zu hoch ist, hat man die Sonnenpaneele 4 falsch verbunden, oder ganz einfach zu vielen in Serien verbunden, was den Inverter 2 zerstören kann. In einer solchen Situation geht das System in Warte stellung. Hiernach wird angefangen, vorausgesetzt, daß die drei Parameter in Ordnung sind. Danach kommen wir in den Kasten hinunter, der 7 Hz Boost genannt wird und mit dem Betätigungskondensator 1 verbunden ist. Man fängt mit dem Wechselrichten bei einer Frequenz von 7 Hz mit einer ver hältnismäßigen Überspannung am Motor 3 an. Bei einem Asyn chronmotor wird die Spannung normalerweise proportional mit der Frequenz variiert. Hier wird eine verhältnismäßig hohe 7 Hz Boost-Spannung zur Erreichung eines starken Strom stoßes im Startmoment zur Überwindung des Drehmoments angelegt. Das 7 Hz Boost-Signal wird eine Sekunde lang beibe halten, wonach man in die Startstellung geht. Diese Stellung umfaßt eine Reihe von insgesamt acht Frequenzsprüngen bis auf 25 Hz. Bei 7, 9, 11 und 13 Hz wird abgefragt, und bei jeder Stufe, die 1/2 Sekunde dauert, überprüft man die Verhältnisse, die oben rechts stehen. Die Sprünge sind darauf zurückzuführen, daß man den Motor bis auf 25 Hz beschleunigen muß. Die Pumpe gibt kein Wasser ab, bevor man 25-30 Hz erreicht hat, und für jede Frequenz braucht man einen ganzen Datensatz. Diese Sprünge werden durchgeführt, weil man dabei die Anzahl von Daten reduziert. Wenn man 25 Hz übersteigt, ist die Regelung kontinuierlich, d. h. im Prinzip treten sehr kleine Sprünge von ungefähr 1/3 Hz ab 25 Hz und weiter bis zu einer höchsten Frequenz 63 Hz auf. Danach wird kontinuierlich geregelt. Jede Frequenz erfordert jedoch eine Reihe von Daten im Computer. Um die Datenmenge zu reduzieren, wird das Interval von 7 bis zu 25 Hz in Sprünge durchlaufen. Fig. 5 shows the control system of the solar inverter, ie the alternation, the regulation of the DC voltage, which must be kept constant, and the monitoring function. The control system also monitors other parameters such as temperature and voltage during starting. When a voltage is applied, the computer takes up its basic position. A positive pulse is applied to a leg called a reset, and the program starts again. A check of the external conditions is carried out before the computer activates the high-voltage technical part, ie the effect part of the inverter. Some parameter values, such as an external switch, are also checked. Under no circumstances should the engine be started unless this switch is turned on. Temperature fuse is an automatic fuse, whereby the temperature is measured by means of an NTC termister. If it is too high, for example above 85 ° C, the engine will not start because the components are specified at 85 ° C. When the engine is started, the effect is stopped in the box, and the temperature continues to rise. This means that the temperature should be high in the morning. However, the temperature fuse is also activated during operation if the temperature is to be too high. The computer is constantly examining whether it has fallen to an acceptable level, which is approximately 65 ° C in practice, after which it starts again. Every waiting position has the consequence that you start from the basic position. You can therefore have a waiting position due to a too high temperature. Therefore, you naturally check the initial temperature rise. If it is still too high, there is no need to start the engine. The third parameter to be checked before starting is the DC voltage. It must lie within a few given tolerances. If it is too low, this can be a result of the radiation on the sun panels 4 being too low. If it is too low, there is insufficient energy. It is also checked whether it is too high. If it is too high, the sun panels 4 have been incorrectly connected, or simply too many connected in series, which can destroy the inverter 2 . In such a situation, the system waits. This is where it starts, provided that the three parameters are OK. Then we come down to the box called 7 Hz Boost, which is connected to the actuating capacitor 1 . One begins with the inverter at a frequency of 7 Hz with a relative overvoltage on the motor 3 . With an Asyn chron motor, the voltage is usually varied proportionally with the frequency. Here, a relatively high 7 Hz boost voltage is applied to achieve a strong surge in the starting torque to overcome the torque. The 7 Hz boost signal will hold for a second, after which you will go to the start position. This position comprises a series of eight frequency jumps down to 25 Hz. 7, 9, 11 and 13 Hz is sampled, and at every stage, which takes 1/2 seconds to check the conditions on the upper right. The jumps are due to the fact that the engine has to be accelerated to 25 Hz. The pump does not release water until you have reached 25-30 Hz, and you need an entire data set for each frequency. These jumps are made because you reduce the number of data. If it exceeds 25 Hz, the 63 Hz control is continuous, that is, in principle, occur very small cracks of approximately 1/3 of Hz from 25 Hz and continues up to a highest frequency. Thereafter, regulation is ongoing. However, each frequency requires a series of data in the computer. To reduce the amount of data, the interval is run from 7 to 25 Hz in steps.
Bei 25 Hz wählt man zwischen Batterienbetrieb oder Sonnen betrieb mittels eines Mikroschalters. Gewöhnlicherweise wählt man Sonnenbetrieb, d. h. daß der Motor bis zu einer Frequenz beschleunigt, die mit der Einstrahlung auf das Paneel 4 übereinstimmt. Dies geschieht ziemlich schnell. Der Regelungsparameter ist die DC-Spannung. Die DC-Spannung wird beispielsweise auf 120 V eingestellt, was im Prinzip - falls man nicht ein wenig schneller fährt - bedeutet, daß die Spannung am Paneel 4 steigt, da Energie zur Verfügung steht. Das hebt die Frequenz ein wenig an, was die Leistung am Paneel 4 erhöht, wobei die Spannung wieder abfällt. Diese Regelung läßt sich in folgender Weise illustrieren. Eine erhöhte Einstrahlung auf das Paneel 4 erhöht die DC-Span nung, was zur Folge hat, daß der Sonneninverter 2 die Motorfrequenz erhöht. Hierdurch wird ein wenig mehr Strom verbraucht, und die DC-Spannung fällt ab. Die Spannung ist entsprechend dem optimalen Arbeitspunkt der Paneele 4 gewählt. Falls die Spannung erhöht wird, bricht die Paneel karakteristik zusammen, und dann fließt nicht so viel Strom ab. Die Spannung liegt also auf dem optimalen Arbeitspunkt der Karakteristik. Sie ist bis zu 18 Hz nach unten kon tinuierlich regelbar. Eine bestimmte Hysterese besteht im Verhältnis zu 25 Hz. Wenn sie aufgeht, geht sie ganz bis zu 25 Hz, und wenn man erst über 25 Hz ist, kann man ganz bis zu 18 Hz nach unten in kontinuierlichem Betrieb fahren. Wird sie darunter geregelt, geht sie umgehend in Wartestel lung. Und übersteigt sie 63 Hz, schließt man wahlfrei bei 50 oder 56 Hz.At 25 Hz you can choose between battery operation or solar operation using a microswitch. Usually one selects sun operation, that means that the motor accelerates up to a frequency, which coincides with the radiation on the panel 4 . This happens fairly quickly. The control parameter is the DC voltage. The DC voltage is set, for example, to 120 V, which in principle - if you are not driving a little faster - means that the voltage on the panel 4 increases because energy is available. This raises the frequency a little, which increases the power on the panel 4 , whereby the voltage drops again. This rule can be illustrated in the following way. An increased irradiation on the panel 4 increases the DC voltage, with the result that the solar inverter 2 increases the motor frequency. This consumes a little more power and the DC voltage drops. The voltage is selected according to the optimal working point of the panels 4 . If the voltage is increased, the panel characteristics will collapse and then not as much current will flow away. The tension is therefore on the optimal working point of the characteristic. It can be continuously adjusted down to 18 Hz. There is a certain hysteresis in relation to 25 Hz. When it rises, it goes all the way up to 25 Hz, and once you are above 25 Hz, you can go all the way down to 18 Hz in continuous operation. If it is regulated below, it immediately goes on hold. And if it exceeds 63 Hz, you can choose to close at 50 or 56 Hz.
Ferner ist ein Kreislauf zum Erweitern des analogen Be reiches des A/D-Konverters 7 mittels einer Operationsver stärkerkopplung mit steuerbarem Abziehen, vgl. Fig. 6, vorhanden. Gemäß der Erfindung arbeitet man mit einer Auflösung von 10 Bit. Gemäß der Erfindung wird aber nur ein 8 Bit A/D-Konverter 7 angewendet, der viel billiger ist als ein 10 Bit Konverter. Da wir nur an einem der Gatter eine Auflösungsfähigkeit brauchen, wird dies durch einen Operationsverstärker 8 mit steuerbarer Abbiegung geschaffen, so daß man im Prinzip mit 0-20 V arbeiten kann, da vier ver schiedene Abbiegungsspannungen eingekoppelt werden, und da der A/D-Konverter 7 immer im Bereich 0-5 V arbeitet. Somit erreicht man im Prinzip den ganzen Meßbereich von 0 bis 20 V. Somit werden 2 Bit durch die Computersteuerung der Ab biegungsspannung dazugelegt. Zwei Gatter werden für die Addition angewendet. Der A/D-Konverter arbeitet mit dem Computer, der die zusätzlichen Daten schafft, zusammen. Somit ist von einer besonderen Kupplung zwischen einem üblichen 8 Bit A/D-Konverter und dem Computer die Rede. Das besondere Merkmal ist ein vorne angeordneter Operations verstärker 8 mit steuerbarer Abbiegung.Furthermore, a circuit for expanding the analog loading range of the A / D converter 7 by means of an operational amplifier coupling with controllable subtraction, cf. Fig. 6, available. According to the invention one works with a resolution of 10 bits. According to the invention, however, only an 8-bit A / D converter 7 is used, which is much cheaper than a 10-bit converter. Since we only need a resolution capability on one of the gates, this is created by an operational amplifier 8 with controllable deflection, so that in principle one can work with 0-20 V, since four different deflection voltages are coupled in, and since the A / D Converter 7 always works in the range 0-5 V. In principle, the entire measuring range from 0 to 20 V is reached. Thus, 2 bits are added by the computer control of the bending voltage. Two gates are used for the addition. The A / D converter works with the computer that creates the additional data. This means that there is a special coupling between a conventional 8-bit A / D converter and the computer. The special feature is a front-mounted operational amplifier 8 with controllable turning.
Fig. 7, 8 und 9 zeigen die ganze Gleichrichterbrücke mit dazugehörigen Steuer- und Schutzkreisläufen. Der Steuerteil ist zunächst der Computer IC 1. In diesem Steuerteil liegt das obige Software. Das zweite Diagramm mit leeren Blöcken ist in das Diagramm in Fig. 7 einzusetzen, wo unten rechts ein strichpunktiertes Viereck (Steuerstufen mit Kurzschluß schutz) ersichtlich ist. Unten in Fig. 9 ist eine interne Stromversorgung angeordnet, die Spannungen von 12, 8 bzw. 5 V abgibt. Ein Serienregler an der Leistungsschaltungs platte versorgt die gedruckte Schaltung mit 12 V am Lei stungspunkt, wonach die Schaltung selbst auf 8 und 5 V heruntertransformiert. Ein Seitenkonnektor S 1-2 ist rechts ersichtlich. Diese Konnektorverbindung ist die Verbindung zur Leistungsschaltung, vgl. Fig. 8. Hier beginnen wir links mit einen Kantkonnektor. Die Verbindungen entsprechen dann einander, und die beiden gedruckten Schaltungen sind da zusammengekoppelt. Wir beginnen mit dem Computer IC 1. Dieser weist eine Überwachungs- und Leuchtdiodenindikation auf. Die Leuchtdioden D 4 sitzen oben rechts vom Computer IC 1, der imstande ist, alle Dioden ein- bzw. abzuschalten und somit das Gemessene anzugeben. In diesem Fall werden eventuelle Fehler angegeben. Wir gehen danach zum A/D- Konverter IC 2 hinein, der links vom Computer IC 1 sitzt. Auf der DC-Seite des Konverters werden Strom und Spannung gemessen. Die beiden oberen Kanäle CH 0 und CH 1 messen die Spannung. Links ist eine Verbindung zu V DC ersichtlich. Diese Spannung passiert durch einige Zenerdioden zum Herun tertransformieren der Spannung. Mit J 5 kann man wählen, ob man in der einen oder der anderen Weise herunterzutransfor mieren wünscht. Man arbeitet sowohl mit 105 V und 120 V Nennspannung. Man geht danach durch einen Spannungsteiler und einen Lowpass-Filter und dann direkt in den A/D-Kon verter, der dann die Eingänge CH 0 und CH 1 abliest und die abgelesenen Werte in eine binäre Repräsentation umsetzt, die dann weiter zum Computer IC 1 geführt wird. Dies war das Messen der Spannung. Der obere Kanal wird mit CH 0 bezeichnet und zum Regeln von V DC benutzt. Der untere Kanal hat eine Auflösung, die halb so groß ist, was entspricht, daß sie einen größeren Bereich deckt. Dieser Kanal wird zum Überwachen angewendet. Wir gehen danach nach unten zu CH 2 und CH 3. Diese Kanäle werden zum Messen des Stroms angewendet. Ganz links sind einige Eingänge V H 1 und V H 2 vorhanden. Sie kommen von der gedruckten Leistungsschaltung, vgl. Fig. 8. Sie sind Ausgänge eines Hall-Generators in Form eines Ringkerns S 1. Im Luftspalt dieses Ringkerns S 1 ist eine integrierte Schaltung in Form eines Hall-Elements angeordnet. Es mißt das Magnetfeld im Kern, und in dieser Weise kann man den Strom in den Wicklungen des Kerns messen. Das Signal ist eine kleine Spannung, die proportional zu dem Strom ist. Dieses Signal wird in einen Operationsver stärker IC 1 geführt. Vom verstärkten Signal wird eine Abbiegungsspannung abgeführt, was dem Ausgang V H entspricht. Dies ist auch eine Spannung, die proportional zum DC-Strom proportional ist und mit geringfügigen Abweichungen maßstäb lich verkleinert wird. Das Strommessen wird, wie gesagt, mittels des obigen Hall-Generators mit einem kleinen Ring kern und einem kleinen im Luftspalt angeordneten Hall-Element durchgeführt. Hierdurch wird eine Signalspannung erzeugt, die proportional zu dem in der Spule laufenden Strom ist. Die am Leistungspaneel angeordneten Operationsverstärker verstärken das Signal. Es sind insgesamt zwei Operations verstärkerkupplungen vorgesehen, die zum Entfernen einer kleinen Abbiegung vom Hall-Element dienen und zu einer anderen Verstärken maßstäblich verkleinern, so daß wir das Signal V H am Leistungspaneel haben. Dieses Signal ist eine Spannaung, die proportional zu dem gezogenen DC-Strom ist. Das Signal ist dann mittels der erwähnten Kantkonnektoren S 1-2 mit dem Steuerpaneel verbunden. Ganz links sehen wir die V H 1 und V H 2 Eingänge. Nur der eine Eingang wird ange wendet. Der zweite Eingang stellt eine Verbindung mit einem Inverter zum Leistungspaneel dar, so daß der V H Ausgang des Steuerpaneels zu V H 1 und der zweite zu V H 2 geht. Hier ist nur V H 1 relevant, da der zweite entsprechend eingerich tet ist. Der zweite Eingang V H 2 ist für einen künftigen Inverter zum Doppel-DC-Strom berechnet. In einem solchen Fall sind mindestens zwei Leistungspaneele mit ihrem jewei ligen V H Eingang notwendig. Das Signal kommt dann bei V H 1 in Form eines Spannungssignals herein, das proportional zum Strom ist, und das Signal passiert die erwähnten Ope rationsverstärker. Der erste Operationsverstärker IC 1 addiert nur V H 1 und V H 2, während der nächste Operationsver stärker einen Lowpass-Filter mit einer kleinen Verstärkung darstellt. Nach den beiden Operationsverstärkern besteht immer noch eine Spannung, die proportional zum DC-Strom ist, und diese Spannung wird direkt an CH 2 des A/D-Kon verters IC 2 angelegt. Dieses Signal überwacht, daß der Strom weder zu stark noch zu schwach im Verhältnis zur momentanen Frequenz ist. Das Signal wird dann zum letzten Operationsverstärker IC 8 geführt. Eben dieser Teil ermög licht ein Anlegen von Abzug und somit eine höhere Auflösung. Das Signal geht an Kanal 3 hinein und weist eine mehrmals bessere Auflösung auf, als das Signal an Kanal 2, und dieses Signal ist daher eine sogenannte Leistungsmaximierung, max. powerpoint tracker, und diese Maximierung gehört zur Strom-Spannungskarakteristik des Sonnenpaneels. Man versucht den optimalen Punkt der Paneelkarakteristik zu erreichen, so daß die größtmögliche Leistung des Sonnenpaneels 4 gezogen wird. Da man schon in der Nähe des Optimalpunktes ist, sind sehr kleine Stromänderungen von Bedeutung, und es ist daher notwendig, daß man beim Messen die höchste Auflösung hat, aus welchem Grund das letzte Glied angekop pelt ist. Dies war das Messen des Stroms. Danach gehen wir zu IC 6 hinauf, der eine Zeitgeberschaltung mit zwei un abhängigen Zeitgebern ist. Zwei Beine werden als Grund einsteller bezeichnet, zwei Beine als Entladung, zwei Beine als Schwellwerte, und zwei Beine als TRIG usw., d. h. eine Schaltung mit zwei unabhängigen Systemen, wo das Ausgangs signal des einen Beins 9 am Unterbrecher IRQ des Computers ankommt, und das Ausgangssignal des zweiten Zeitnehmers am Grundeinsteller in den Computer eingeführt wird. Diese Schaltung hat zwei Funktionen. Erstens am Unterbrechereingang des Computers, der ein Vierecksignal mit einer Frequenz von ungefähr 200 Hz erzeugt und die ganze Zeit Unterbre chungen erzeugt, wobei das 200 Hz Signal vom Computer angewendet wird. Jedesmal wenn er ein Unterbrechersignal empfängt, weis er, daß irgendwas besonderes vorzunehmen ist, und er durchläuft eine Regelungsroutine zum Einstellen der DC-Spannung gemäß einer internen Referenz in der Soft ware, so daß man die ganze Zeit die Frequenz anpaßt, mit der der Motor 3 durch Leistungsabgabe vom Paneel 4 ange trieben wird, da die DC-Spannung der steuernden Parameter darstellt, d. h. falls die Leistung etwas höher ist, steigt die DC-Spannung am Paneel ein wenig. Dies wird dadurch eingestellt, daß man die Frequenz des Motors ein wenig erhöht. Die Spannung am Paneel 4 fällt somit ab. Die Span nungsregelung wird - vom Unterbrechersignal gesteuert - 200 Male pro Sek. durchgeführt. Dies wird vom einen Teil von IC 6 ausgeführt. Der zweite Teil, dessen Ausgangssignal am Grundeinsteller des Computers anliegt, dient teils zum Erzeugen eines sogenannten "power up reset". Wenn der Computer mit Spannung versorgt wird, sind dies 5 V auf, und dann erfordert der Computer ein Grundeinstellungssig nal, das nur darin besteht, daß die Grundeinstellung niedrig ist und plötzlich hoch geht, d. h. eine steigend positive Flanke entsteht. Dies wird ein "power up reset" genannt, wonach der Computer am Anfang des Programms anfängt, was auch den Zeitnehmerkreis betätigt. In der oberen linken Ecke sind zwei Operationsverstärker IC 7 und IC 8 ersichtlich. Sie stellen zwei Komparatorkopplungen dar, die die 8 V und 5 V Spannungsversorgung überwachen. Die eine überwacht 8 V und die zweite 5 V, was bedeutet, daß falls entweder die 5 V Spannung oder die 8 V Spannung zu niedrig sind, geht er am Ausgang niedrig und zieht den Grundeinsteller an IC 6 nach unten, was auch bedeutet, daß der Ausgang von IC 6 niedrig geht, wobei der Computer auch in seine Grundstellung zurückgeführt wird. In der oberen rechten Ecke ist ein Steckanschluß S 8 mit acht Beinen vorhanden. Von diesem Steckanschluß wird eine Reihe von Signalen abgegeben, die ein externes Überwachen und Fernbedienen ermöglicht. Man kann auch mittels einer Fernbedienung, wie beispielsweise ein Niveauschalter, abschalten. Jetzt kommen wir zu den Ausgangssignalen zur Transistorbrücke. Wir beginnen mit den Beinen 25, 26 und 27 des Computers IC 1. Die drei Signale sind Steuersignale zur Wechselrichterbrücke, und nur drei Signale sind notwendig. Sie arbeiten paarweise. Wenn das eine Paar einschaltet, schaltet das andere ab. Daher enthal ten drei Signale ausreichende Daten. Danach kommen wir in den IC 3 hinein, der ein sogenannter "Niveaukonverter" oder Niveauumsteller ist, der das Ausgangssignal vom Niveau 5 V zum Ausgangssignal bei 8 V umsetzt. Es handelt sich immer noch um einen digitalen Kreis. Er arbeitet von 0 zu 5 V am Eingang und von 0 zu 8 V am Ausgang. Gleichzeitig werden die komplementären Signale erzeugt. Wir nehmen jetzt den Eingang I 0, der einen entsprechenden Ausgang O₀ und ein entsprechendes komplementäres Signal 0₀ hat. Entsprechend mit 0₁ und 0₂. Dann haben wir die drei Signale in die sechs anzuwendenden Signale umsetzt. Die drei Signale betreffend kommen wir danach in IC 5, der das Signal umstellt. Danach kommt ein Lowpass-Filter mit einer Diode in der Rückkopp lung. Dieser Filter wirkt als ein Zeitverzögerer auf die Signale. Wenn einer der unteren Transistoren der Transistor brücke abgeschaltet wird, wird der obere Transistor einge schaltet. Es muß gesichert werden, daß der untere Transistor ganz abgeschaltet ist, bevor der obere Transistor einge schaltet wird. Sie reagieren ja nicht augenblicklich. Eine schwache Ladung muß abgegeben werden, bevor sie ganz abge schaltet sind, und daher wird das Einschaltesignal ein wenig im Verhältnis zum Abschaltesignal verzögert. Wir kommen danach weiter zu den Signalen G 1, G 3, G 4, G 6 und G 2, und dann in den Antriebsteil im zweiten Diagramm. Der Antriebs teil weist im Prinzip drei gleichartige Stufen auf, wo wir im Diagramm nur eine Stufe gezeigt haben. Man hat die sechs Signale G 1-G 6. Sie werden paarweise in der Antriebsstufe angewendet sind folgenderweise angeordnet: G 1, G 4; G 3, G 6; G 5, G 2. Das hängt damit zusammen, wie man die Transistoren beziffert. G 1 und G 4 sind komplementär, ebenso G 3 und G 6, was ersichtlich ist, falls man die Signale zurückführt. Man leitet durch die beiden Antriebsstufen. G 3 wird durch die Antriebsstufe geleitet und kommt auf der anderen Seite hinaus. S 3 dient als Referenz für G 3, das einen der oberen Transistoren einschalten soll. Die Referenz für G 6 ist noch der Rahmen. Wir sehen jetzt auf das Leistungspaneel. Die wesentlichsten Teile sind die sechs MOS-FET Transistoren T 1, T 2, T 1 ª, T 1 b , T 2 ª, T 2 b in den beiden übrigen Phasen. Die elektrischen Komponenten dienen zunächst zum Schutz und zur Begrenzung des Stroms. Unten ist T 3 ersichtlich, der eine Spannungsregelung und Heruntertransformierung der DC-Spannung zu 12 V ausführt. Ein Blockdiagramm des Steuer kreises geht aus Fig. 10 hervor. Fig. 7, 8 and 9 show the whole rectifier bridge with associated control and protection circuits. The control part is first the computer IC 1 . The software above is in this control section. The second diagram with empty blocks is to be used in the diagram in FIG. 7, where a dash-dotted square (control stages with short-circuit protection) can be seen at the bottom right. An internal power supply is arranged at the bottom of FIG. 9, which supplies voltages of 12, 8 and 5 V. A series regulator on the power circuit board supplies the printed circuit with 12 V at the power point, after which the circuit itself transforms down to 8 and 5 V. A side connector S 1-2 can be seen on the right. This connector connection is the connection to the power circuit, cf. Fig. 8. Here we start with an edge connector on the left. The connections then correspond to one another and the two printed circuits are coupled together there. We start with the computer IC 1 . This has a monitoring and LED indication. The light-emitting diodes D 4 are located at the top right of the computer IC 1 , which is able to switch all diodes on and off and thus to indicate what has been measured. In this case, possible errors are indicated. We then go into the A / D converter IC 2 , which is located to the left of the computer IC 1 . Current and voltage are measured on the DC side of the converter. The two upper channels CH 0 and CH 1 measure the voltage. A connection to V DC can be seen on the left. This voltage passes through some Zener diodes to transform the voltage down. With J 5 you can choose whether you want to down-transform in one way or the other. One works with 105 V and 120 V nominal voltage. You then go through a voltage divider and a lowpass filter and then directly into the A / D converter, which then reads the inputs CH 0 and CH 1 and converts the read values into a binary representation, which then goes on to the computer IC 1 to be led. This was measuring the tension. The upper channel is labeled CH 0 and is used to control V DC . The lower channel has a resolution that is half the size, which corresponds to covering a larger area. This channel is used for monitoring. We then go down to CH 2 and CH 3 . These channels are used to measure the current. On the far left are some inputs V H 1 and V H 2 . They come from the printed power circuit, cf. Fig. 8. They are outputs of a Hall generator in the form of a toroid S 1 . An integrated circuit in the form of a Hall element is arranged in the air gap of this toroid S 1 . It measures the magnetic field in the core, and in this way you can measure the current in the windings of the core. The signal is a small voltage that is proportional to the current. This signal is performed in an Operationsver IC 1 stronger. A bending voltage is removed from the amplified signal, which corresponds to the output V H. This is also a voltage that is proportional to the DC current and is scaled down with minor deviations. The current measurement is, as I said, carried out by means of the above Hall generator with a small ring core and a small Hall element arranged in the air gap. This generates a signal voltage that is proportional to the current running in the coil. The operational amplifiers on the power panel amplify the signal. A total of two operational amplifier couplings are provided, which serve to remove a small turn from the Hall element and scale down to another amplifier, so that we have the signal V H on the power panel. This signal is a voltage that is proportional to the DC current drawn. The signal is then connected to the control panel by means of the edge connectors S 1-2 mentioned. On the far left we see the V H 1 and V H 2 inputs. Only one input is used. The second input connects to an inverter to the power panel so that the V H output of the control panel goes to V H 1 and the second to V H 2 . Only V H 1 is relevant here, since the second one is set up accordingly. The second input V H 2 is calculated for a future inverter for double DC current. In such a case, at least two power panels with their respective V H input are necessary. The signal then comes in at V H 1 in the form of a voltage signal that is proportional to the current, and the signal passes through the operational amplifiers mentioned. The first operational amplifier IC 1 only adds V H 1 and V H 2 , while the next operational amplifier represents a lowpass filter with a small gain. After the two operational amplifiers there is still a voltage that is proportional to the DC current, and this voltage is applied directly to CH 2 of the A / D converter IC 2 . This signal monitors that the current is neither too strong nor too weak in relation to the current frequency. The signal is then fed to the last operational amplifier IC 8 . It is precisely this part that allows deduction to be made and thus higher resolution. The signal goes in on channel 3 and has a resolution several times better than the signal on channel 2 , and this signal is therefore a so-called power maximization, max. powerpoint tracker, and this maximization is part of the current-voltage characteristic of the solar panel. One tries to reach the optimal point of the panel characteristics, so that the greatest possible performance of the sun panel 4 is drawn. Since you are already close to the optimum point, very small changes in current are important, and it is therefore necessary to have the highest resolution when measuring, for which reason the last link is coupled. This was measuring the current. Then we go up to IC 6 , which is a timer circuit with two independent timers. Two legs are referred to as the basic adjuster, two legs as the discharge, two legs as the threshold values, and two legs as the TRIG etc., ie a circuit with two independent systems, where the output signal of one leg 9 arrives at the computer's IRQ interrupter, and the output signal of the second timer is inserted into the computer at the basic setting. This circuit has two functions. First, at the interrupt input of the computer, which generates a square wave signal with a frequency of approximately 200 Hz and generates interruptions all the time, the 200 Hz signal being used by the computer. Each time it receives an interrupt signal, it knows something special needs to be done and it goes through a control routine to adjust the DC voltage according to an internal reference in the software so that the frequency at which the motor is adjusted is adjusted all the time 3 is driven by power output from the panel 4 , since the DC voltage is the controlling parameter, ie if the power is somewhat higher, the DC voltage on the panel rises a little. This is adjusted by increasing the frequency of the motor a little. The voltage on the panel 4 thus drops. The voltage control - controlled by the breaker signal - is carried out 200 times per second. This is done by part of IC 6 . The second part, the output signal of which is applied to the basic setting of the computer, partly serves to generate a so-called "power up reset". If the computer is supplied with voltage, this is 5 V on, and then the computer requires a basic setting signal, which consists only in the basic setting being low and suddenly going high, ie a rising positive edge is formed. This is called a "power up reset", after which the computer starts at the beginning of the program, which also operates the timer circuit. Two operational amplifiers IC 7 and IC 8 can be seen in the upper left corner. They represent two comparator couplings that monitor the 8 V and 5 V power supply. One monitors 8 V and the second 5 V, which means that if either the 5 V voltage or the 8 V voltage is too low, it goes low at the output and pulls down the basic setting at IC 6 , which also means that the output of IC 6 goes low, the computer also being returned to its home position. In the upper right corner there is an S 8 connector with eight legs. A series of signals are emitted from this plug-in connection, which enables external monitoring and remote control. You can also switch off using a remote control, such as a level switch. Now we come to the output signals to the transistor bridge. We start with legs 25, 26 and 27 of the IC 1 computer. The three signals are control signals to the inverter bridge, and only three signals are necessary. They work in pairs. When one pair turns on, the other turns off. Therefore, three signals contain sufficient data. Then we come into the IC 3 , which is a so-called "level converter" or level converter, which converts the output signal from level 5 V to the output signal at 8 V. It is still a digital circle. It works from 0 to 5 V at the input and from 0 to 8 V at the output. At the same time, the complementary signals are generated. We now take the input I 0 , which has a corresponding output O ₀ and a corresponding complementary signal 0 ₀. Correspondingly with 0 ₁ and 0 ₂. Then we converted the three signals into the six signals to be used. We then come to the three signals in IC 5 , which changes the signal. Then comes a lowpass filter with a diode in the feedback. This filter acts as a time delay on the signals. When one of the lower transistors the transistor bridge is turned off, the upper transistor is turned on. It must be ensured that the lower transistor is completely switched off before the upper transistor is switched on. You don't react instantly. A weak charge must be released before they are completely switched off, and therefore the switch-on signal is delayed somewhat in relation to the switch-off signal. We then proceed to the signals G 1 , G 3 , G 4 , G 6 and G 2 , and then to the drive part in the second diagram. The drive part basically has three similar stages, where we have shown only one stage in the diagram. One has the six signals G 1 - G 6 . They are used in pairs in the drive stage and are arranged as follows: G 1 , G 4 ; G 3 , G 6 ; G 5 , G 2 . This has to do with how you quantify the transistors. G 1 and G 4 are complementary, as are G 3 and G 6 , which can be seen if the signals are fed back. You are guided through the two drive stages. G 3 is routed through the drive stage and comes out on the other side. S 3 serves as a reference for G 3 , which is to switch on one of the upper transistors. The reference for G 6 is still the framework. We are now looking at the power panel. The most important parts are the six MOS-FET transistors T 1 , T 2 , T 1 ª , T 1 b , T 2 ª , T 2 b in the other two phases. The electrical components initially serve to protect and limit the current. T 3 can be seen below, which performs voltage regulation and step-down transformation of the DC voltage to 12 V. A block diagram of the control circuit is shown in FIG. 10.
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9109503U1 (en) * | 1991-07-31 | 1991-10-17 | Magtron Magneto Elektronische Geraete Gmbh, 7583 Ottersweier, De | |
DE19618039A1 (en) * | 1996-05-04 | 1997-11-06 | Walter Ing Grad Markert | Circuit with temporary store for driving pumps and fans from solar- and/or wind-power-generator |
EP1093206A1 (en) * | 1999-10-15 | 2001-04-18 | WKK-Elektronik GmbH | Method for supply of current to a pump using solar cells or similar |
GB2373848A (en) * | 2000-05-19 | 2002-10-02 | Peter James Beaumont | A solar heater for a swimming pool with a solar powered water pump. |
EP1309079A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-07 | Grundfos a/s | Method for controlling a permanent magnet motor with a frequency converter |
EP2254231A1 (en) * | 2009-05-06 | 2010-11-24 | Robert Bosch GmbH | Inverter assembly |
CN109595178A (en) * | 2018-12-12 | 2019-04-09 | 云南拓日科技有限公司 | Photovoltaic water pump system water hammer-resistant control method |
US11205896B2 (en) | 2018-11-21 | 2021-12-21 | Black & Decker Inc. | Solar power system |
-
1987
- 1987-09-18 DK DK491987A patent/DK491987A/en not_active Application Discontinuation
-
1988
- 1988-09-13 DE DE3831142A patent/DE3831142A1/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE9109503U1 (en) * | 1991-07-31 | 1991-10-17 | Magtron Magneto Elektronische Geraete Gmbh, 7583 Ottersweier, De | |
DE19618039A1 (en) * | 1996-05-04 | 1997-11-06 | Walter Ing Grad Markert | Circuit with temporary store for driving pumps and fans from solar- and/or wind-power-generator |
EP1093206A1 (en) * | 1999-10-15 | 2001-04-18 | WKK-Elektronik GmbH | Method for supply of current to a pump using solar cells or similar |
GB2373848A (en) * | 2000-05-19 | 2002-10-02 | Peter James Beaumont | A solar heater for a swimming pool with a solar powered water pump. |
EP1309079A1 (en) * | 2001-10-30 | 2003-05-07 | Grundfos a/s | Method for controlling a permanent magnet motor with a frequency converter |
EP2254231A1 (en) * | 2009-05-06 | 2010-11-24 | Robert Bosch GmbH | Inverter assembly |
US11205896B2 (en) | 2018-11-21 | 2021-12-21 | Black & Decker Inc. | Solar power system |
CN109595178A (en) * | 2018-12-12 | 2019-04-09 | 云南拓日科技有限公司 | Photovoltaic water pump system water hammer-resistant control method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK491987A (en) | 1989-03-19 |
DK491987D0 (en) | 1987-09-18 |
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8128 | New person/name/address of the agent |
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