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Mehrphasige elektronische Steuerschaltung für im Phasenanschnitt arbeitende Ventilstrecken, z. B. Zweiweg-Thyristoren
In der Schweizer Patentschrift Nr. 393509 und in der USA-Patentschrift Nr. 3,241, 033 sind mehrphasige Steuerschaltungen beschrieben, bei denen die Steuersignale der zweiten und dritten Phase vom Steuersignal für die erste Phase durch Schieberegister bzw. Zählschaltungen abhängig gemacht sind.
Dies hat, abgesehen vom beträchtlichen Aufwand, den Nachteil, dass ein einziger Störimpuls eine dauernde Verschiebung der Steuerspannungen, also eine andauernde Störung hervorrufen kann. Die Erfindung vermeidet diesen Nachteil. Sie betrifft eine mehrphasige elektronische Steuerschaltung für im Phasenanschnitt arbeitende Ventilstrecken, z. B. Zweiweg-Thyristoren, wobei die jeweils einer Phase zugeordneten Zündkreise bzw. Zündimpulsgeber (Verstärker) des mehrphasigen Ausganges über unterschiedliche zeitliche Verschiebungen gegenüber der ersten Phase ergebende Einrichtungen von einem allen Zündkreisen bzw.
Zündimpulsgebern gemeinsamen, mit Steuerspannungsimpulsen beaufschlagten Eingang gesteuert sind und die dadurch gekennzeichnet ist, dass die die zeitlichen Verschiebungen ergebenden Einrichtungen monostabile Kippstufen zur Erzeugung der zwischen den Phasen der mehrphasigen Steuerspannung bestehenden Zeitverzögerungen sind. Die Erfindung bringt bei verhältnismässig geringem Aufwand unter anderem auch den Vorteil, dass die Winkel zwischen den Phasen der Steuerspannung mittels der monostabilen Kippstufen auf dem symmetrischen Fall, z. B. 120 und 2400, etwa abweichende Werte eingestellt werden können, wodurch gegebenenfalls andere Unsymmetrien kompensierbar sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben, u. zw. in ihrer Anwendung auf die Steuerung einer dreiphasigen, je Phase über einen Zweiweg-Thyristor (auch "Vollweg-Thyristor"oder"Triac"genannt) gespeiste Beleuchtungsanlagemit Leuchtstofflampen. Dabei wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, dass man einen Zweiweg-Thyristor mit einem Gittersignal beliebiger Polarität zünden kann. Bekanntlich sind ja alle vier Quadranten des Zündkennlinienfeldes eines Zweiweg-Thyristors im praktischen Betrieb verwendbar, d. h., man kann bei beliebiger Polarität der Anodenspannung mit einem Gittersignal ebenfalls beliebiger Polarität zünden.
Die im folgenden erläuterte Schaltung liefert für drei Phasen in bezug auf die Phasenlage der Netzwechselspannung verschiebbare Gitterzündimpulse gleicher Polarität ohne Bedachtnahme auf die Polarität der Anodenspannung des jeweiligenZweiweg-Thyristors. Das weitere vom bisher bekannten abweichende Merkmal ist der unmittelbare Eingriff der den Zündzeitpunkt verschiebenden Steuer-bzw. Regelspannung auf nur eine Phase und die Gewinnung der Zündimpulse für die beiden andern Phasen durch Verzögerung mittels monostabiler Kippstufen. Dies hat zwar den Nachteil, dass die maximal mögliche Totzeit - das ist die Zeit zwischen Änderung der Steuer- bzw.
Regelspannung und tatsächlicher Änderung der Zündzeitpunkte - eine halbe Periodendauer, d. i. bei 50 Hz gleich 10 msec, betragen kann, während die maximale Totzeit bei unmittelbarem Eingriff der Steuer- bzw. Regelspannung auf die Im-
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pulsgeber für alle Phasen gleichzeitig maximal 1/6 der Periodendauer beträgt. Der Vorteil der beschriebenen Schaltung liegt darin, dass sie mit in praktisch jedem Logik-Bausteinsystem für industrielle Steuerungen enthaltenen Bausteinen aufgebaut werden kann. Der oben erwähnte Nachteil der grösseren Totzeit ist in den meisten Fällen, insbesondere bei Beleuchtungsregelungen und -steuerungen, wo ohnedies stark verzögerte Regelkreise Verwendung finden, belanglos.
Die in Fig. 1 gezeigte Schaltung ist im wesentlichen aus drei Kurzzeitstufen und drei Verstärkern mit Kippverhalten aufgebaut. Die Kurzzeitstufe-KZ1--erhält'über den Eingang --A-- periodisch positive Impulse, die z. B. jeweils bei Null-Durchgang der Spannung der Phase --R-- durch einen hier nicht gezeichneten Impulsgeber erzeugt werden. Die Kurzzeitstufe springt in Arbeitsstellung, d. h. der inverse Ausgang --E-- bekommt das Signal --0--.
Nach Ablauf der Eigenzeit dieser Zeitstufe springt
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am Eingang-e-die Stufe-V -eine nur von Cl, und R abhängige Zeit in Arbeitsstellung ; d. h. der Ausgang --E-- von --v1-- hat L-Signal, wleches über ein nicht näher erläuterter passendes Netzwerk zur Strombegrenzung und eventuell auch Potentialtrennung an das Gitter des Zweiweg-Thyristors - -Tr1-- der Phase --R-- gelangt. Die Zündimpulse für die Zweiweg-Thyristoren-Tr2 und Tr3-- der
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schen Punkten der Schaltung nach Fig. 1 ersichtlich. Die Verschiebung der Zündpunkte der ZweiwegThyristoren in bezug auf die Phasenlage der Netzwechselspannung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch Veränderung der Eigenzeit der Kurzzeitstufe --KZ 1--.
Werden in der Schaltung nach Fig. 1 an Stelle der Zweiweg-Thyristoren je ein Paar antiparallelgeschalteter gewöhnlicher Thyristoren verwendet, so müssen, weil nun je Phase zwei getrennte Steuerelektroden zu beaufschlagen sind, entsprechend mehr Steuerimpulse erzeugt werden, u. zw. unter Vermehrung der Kurzzeitstufen und Verstärker oder etwa durch Gewinnung weiterer Impulse aus den vorhandenen mittels bekannter Schaltungen. Auch können im beschriebenen Falle oder wenn es sich z. B. um die Steuerung von an Drehstrom angeschlossenen Gleichrichtern bzw.
Stromrichtern handelt, mittels nachgeschalteter Kurzzeitstufen (--KZ2 und KZ3- in Fig. l) statt der Phasenverschiebungen von 60 und 1200 auch solche von 120 und 2400 erzeugt werden und gegebenenfalls natürlich auch solche, die beliebigen andern Winkeln entsprechen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Mehrphasige elektronische Steuerschaltung für im Phasenanschnitt arbeitende Ventilstrecken, z. B. Zweiweg-Thyristoren, wobei die jeweils einer Phase zugeordneten Zündkreise bzw. Zündimpulsgeber (Verstärker) des mehrphasigen Ausganges über unterschiedliche zeitliche Verschiebungen gegen- über der ersten Phase ergebende Einrichtungen von einem allen Zündkreisen bzw. Zündimpulsgebern gemeinsamen, mit Steuerspannungsimpulsen beaufschlagten Eingang gesteuert sind, dadurch ge- kennzeichnet, dass die die zeitlichen Verschiebungen ergebenden Einrichtungen monostabile Kipp- stufen (KZ2 und KZ 3) zur Erzeugung der zwischen den Phasen der mehrphasigen Steuerspannung bestehenden Zeitverzögerungen sind.
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