DD147748A5

DD147748A5 - CIRCUIT ARRANGEMENT AND METHOD FOR GENERATING WAVEFORMS

Info

Publication number: DD147748A5
Application number: DD79217592A
Authority: DD
Inventors: John Talbot Boys
Original assignee: Univ Auckland
Priority date: 1978-12-12
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1981-04-15
Also published as: IL58904A0; IT1164779B; IN152950B; DE2949746A1; YU301779A; FR2444371A1; PL220385A1; GB2038114A; DK525579A; AU531422B2; IL58904A; NL7908957A; FI793840A; IT7951066A0; AU5366879A; GR73606B; RO78905A; JPS55130223A; BE880585A; ZA796578B

Abstract

Eine Dreieckwellenform mit im wesentlichen linear geneigten, allmaehlich ansteigenden und abfallenden Kanten und mit einer Frequenz nf wird erzeugt aus einem n-Phasensinuswellensignal, wobei jede Phase eine Grundfrequenz f hat. Ein Segment jeder der n Phasen der Sinuswelle wird festgestellt, wenn dieses Segment innerhalb eines festgelegten Winkelbetrages von einem Bezugsdurchgangspegel, beispielsweise dem Nulldurchgang des Sinuswellensignals, liegt. Aufeinanderfolgende der festgestellten Segmente werden ausgewaehlt, um die Dreieckwellenform zu synthetisieren. Bei der bevorzugten Anwendung dieser Erfindung wird die Dreieckwellenform mit einem Bezugssignal, beispielsweise dem Sinuswellensignal, aus welchem die Dreieckwellenform erzeugt wird, verglichen, wobei dieses Bezugssignal eine regelbare Frequenz und Amplitude hat. Es werden Impulsuebergaenge am Schnittpunkt der Dreieckwellenform und jeder der entsprechenden Phasen des Bezugssignals erzeugt.A triangular waveform having substantially linearly inclined, gradually rising and falling edges and having a frequency nf is generated from an n-phase sine wave signal, each phase having a fundamental frequency f. A segment of each of the n phases of the sine wave is detected when that segment is within a predetermined angle of a reference pass level, such as the zero crossing of the sine wave signal. Successive ones of the detected segments are selected to synthesize the triangular waveform. In the preferred application of this invention, the triangular waveform is compared with a reference signal, for example the sine wave signal, from which the triangular waveform is generated, this reference signal having a controllable frequency and amplitude. Pulse transitions are generated at the intersection of the triangular waveform and each of the corresponding phases of the reference signal.

Description

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An we η d u η q s c] e b i e t der E r Pi η d u η qA n we η d u η qsc] range of E r Pi η du η q

Diese Erfindung betrifft die Erzeugung von Wellenformen, die bei impulsbreitenmodulationsgesteuerten Motoren besonders nützlich sind, und speziell die Erzeugung von Dreieckwellenformen, die aus einem n-Phasensinusvvellenbezugssignal synthetisiert werden«This invention relates to the generation of waveforms which are particularly useful in pulse width modulation controlled motors, and more particularly to the generation of triangular waveforms synthesized from an n-phase sinusoidal reference signal.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen: Bei der .Steuerung von Motoren ist es üblich, einen Wechselstrommotor von einem Wechselrichter zu treiben/ der im typischen Fall mit steuerbaren Siliziumgleichrichtern (SCR's) ausgestattet ist₇ die als Schalter funktionieren, welche auf Steuersignale ansprechen, um dem Motor Treiberströme zuzuführen« Beispielsweise ist eine Wechselrichtergrundschaltung zum Treiben eines Dreiphasenmotors mit einem Paar steuerbarer Siliziumgleichrichter für jede Phase versehen. Wenn ein steuerbarer Siliziumgleichrichter in einer bestimmten Phase erregt oder eingeschaltet wird, fließt Gleichstrom zu der entsprechenden f.iotorphase in einer ersten Richtung; und wenn der andere steuerbare Siliziumgleichrichter in diesem Paar eingeschaltet wird, fließt Gleichstrom in der entgegengesetzten Richtung zu dieser Motorphase_o Mit dem Wechselrichter sind Steuerkreise verbunden, um die entsprechenden Paare von steuerbaren Siliziumgleichrichtern nacheinander und in der richtigen Reihenfolge zu erregen, so daß den entsprechenden fviotorphasen in Wiederholung positive und negative Gleichströme zugeführt werden. Auf diese Weise wird Gleichstrom durch den Wechselrichter so geschaltet, daß der Dreiphasenwechselstrommotor getrieben wird«, Characteristic of known technical solutions : In motor control, it is common to drive an AC motor from an inverter / typically equipped with controllable silicon rectifiers (SCR's) ₇ which function as switches responsive to control signals to the motor For example, an inverter base circuit for driving a three-phase motor is provided with a pair of silicon controllable rectifiers for each phase. When a silicon controllable rectifier is energized or turned on in a particular phase, DC current flows to the corresponding motor phase in a first direction; and when the other silicon controlled rectifier is turned on in this pair, direct current flows in the opposite direction to this motor phase _o With the inverter control circuits are connected to and excite the corresponding pairs of silicon controlled rectifiers in sequence in the correct order, so that the corresponding fviotorphasen in repetition positive and negative DC currents are supplied. In this way, DC power is switched by the inverter to drive the three-phase AC motor.

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Ein Wechselrichtertyp, der vorteilhaft eingesetzt wurde, ist der sogenannte Impulsbreitentnodulierte Wechselrichter (PvVM-VYechselrichter) · Beim PWM-Wechselrichter werden die steuerbaren Siliziuingleichrichter in Reaktion auf impulsbreitenmodulierte Steuerimpulse ein- und ausgeschaltet. Wenn sich die Frequenz dieser PWM-Impulse erhöht, nimmt auch die Geschwindigkeit zu, mit der die steuerbaren Siliziumgleichrichter ein- und ausgeschaltet werden. Die Dauer jedes PiVM-Impulses bestimmt die Strommenge, die dem Motor durch den steuerbaren Siliziumgleichrichter zugeführt wird; und diese Dauer kann eine Funktion aer Amplitude eines Bezugssignals sein, das zur Steuerung des Motors genutzt wird«An inverter type that has been used to advantage is the so-called Pulse Width Modulated Inverter (PvVM Inverter). In the PWM inverter, the controllable silicon rectifiers are turned on and off in response to pulse width modulated control pulses. As the frequency of these PWM pulses increases, so does the rate at which the silicon controllable rectifiers are turned on and off. The duration of each PiVM pulse determines the amount of current supplied to the motor by the silicon controllable rectifier; and this duration may be a function aer amplitude of a reference signal which is used to control the motor "

Ein Typ der bekannten PWM-Generatoren, der eingesetzt wurde, um dem Wechselrichter PWM-Signale zuzuführen, arbeitet anhand des Vergleichs einer Dreieckwellenform mit einem Bezugssignalo In Übereinstimmung mit jedem Schnitt von Dreieckwellenform und Bezugssignal wird ein Impulssignal erzeugt» Wenn beispielsweise die steigende Kante (d. h., die positiv geneigte Kante) das Bezugssignal kreuzt, wird die Vorderflanke des Impulses erzeugt, und wenn die fallende Kante (d, h., die negativ geneigte Kante) das Bezugssignal kreuzt, wird die Rückflanke des Impulses erzeugt. Die Polarität des Impulses, d. h_e, ob der Impuls als ein positivgehender oder als ein negativgehender Impuls erscheint, wird bestimmt als eine Funktion der Polarität des Bezugssignals,One type of known PWM generators used to supply PWM signals to the inverter operates by comparing a triangular waveform with a reference signal. In accordance with each intersection of triangular waveform and reference signal, a pulse signal is generated »For example, if the rising edge (ie , the positive inclined edge) crosses the reference signal, the leading edge of the pulse is generated, and when the falling edge (d, h., the negative inclined edge) crosses the reference signal, the trailing edge of the pulse is generated. The polarity of the pulse, d. h _e , whether the pulse appears as a positive going or a negative going pulse, is determined as a function of the polarity of the reference signal,

Eine Methode zur Erzeugung der Dreieckwellenform wird im US-Patent Nr. 3 624 486 beschrieben. Bei diesem Patent erzeugt eine Digitalschaltung ein Rechteckwellensignal der gewünschten Frequenz, und dieses Rechteckwellensignal lädt und entlädt einen Kondensator, Während sich derOne method of generating the triangular waveform is described in U.S. Patent No. 3,624,486. In this patent, a digital circuit generates a square wave signal of the desired frequency, and this square wave signal charges and discharges a capacitor

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Kondensator auflädt, wird die positiv geneigte Kante der Dreieckwellenform erzeugt; und während sich der Kondensator entlädt, wird die negativ geneigte Kante öer Dreieckwellenform erzeugte Die Frequenz der Dreieckwellenform ist gleich der Frequenz des Rechteckwellensignals· Wenn sich folglich die Rechteckwellenfrequenz erhöht, hat der Kondensator nicht genügend Zeit, sich auf einen höheren Wert aufzuladen, wodurch eine Dreieckwellenform von verringerter Amplitude entsteht. Wenn umgekehrt die Rechteckwellenfrequenz abnimmt, vergrößert sich die Amplitude äer Dreieckwellenform_e Ein FvVM-Signal wird in Übereinstimmung mit diesem Patent durch den Vergleich der Dreieckwellenform von veränderlicher Amplitude mit einem anderen Rechteckwellenbezugssignal erzeugt» Da jedoch die Impulsdauer des PiVfvi-Signals eine Funktion der Amplitude der Dreieckwellenform ist, die wiederum von der Frequenz des Rechteckwellensignals abhängig ist, von der die Dreieckwellenform erzeugt wird, und auch eine Funktion der Amplitude des Rechteckweilenbezugssignals, ist es schwierig, das BVM-Signal gut zu steuern_e Aus diesem Grunde ist die Anwendung dieses Patentes bestenfalls beschränkt auf die Erzeugung eines PWM-Signals von im wesentlichen konstanter Frequenz, Das bedeutet, daß, wird das PVVM-Signal zum Treiben eines Wechselstrommotors verwendet, dieser Motor mit einer im wesentlichen konstanten Drehzahl getrieben werden muß«,Capacitor charges, the positive inclined edge of the triangular waveform is generated; and as the capacitor discharges, the negative inclined edge is generated triangular waveform. The frequency of the triangular waveform is equal to the frequency of the square wave signal. Thus, when the square wave frequency increases, the capacitor does not have enough time to charge to a higher value, thereby producing a triangular waveform of reduced amplitude arises. Conversely, when the rectangular wave frequency decreases, the amplitude OCE triangular waveform _e enlarged A FvVM signal is generated in accordance with this patent, by comparing the triangular waveform of variable amplitude with another square wave reference signal "However, since the pulse duration of the PiVfvi signal a function of the amplitude of the is triangular waveform, which in turn is dependent on the frequency of the square wave signal from the triangular waveform is generated, and also a function of the amplitude of the square, because the reference signal, it is difficult to control the BVM signal well _e for this reason, the application of this patent is at best limited to the generation of a PWM signal of substantially constant frequency. This means that when the PVVM signal is used to drive an AC motor, this motor must be driven at a substantially constant speed.

Es ist natürlich wünschenswert, die Drehzahl zu steuern, mit der der Motor getrieben wird« Wird ein Motor mit einer niedrigeren Drehzahl getrieben, werden die im Wechselrichter vorhandenen steuerbaren Siliziumgleichrichter mit einer verhältnismäßig niedrigeren Frequenz geschaltet. Umgekehrt werden die steuerbaren Siliziumgleichrichter mit einer verhältnismäßig höheren Frequenz geschaltet,It is of course desirable to control the speed at which the motor is driven. When a motor is driven at a lower speed, the controllable silicon rectifiers in the inverter are switched at a relatively lower frequency. Conversely, the silicon controllable rectifiers are switched at a relatively higher frequency,

wenn aer Motor mit einer höheren Drehzahl getrieben wird« Es gibt eine Obergrenze für die Frequenz, mit der die steuerbaren Siliziumgleichrichter getrieben werden können. Im allgemeinen liegt diese obere Grenze in der Größenordnung von etwa 400 Hz. Es ist vorteilhaft, wie im US-Patent Nr, 3 916 285 beschrieben wird, die steuerbaren Siliziumgleichrichter bei allen Motordrehzahlen in der Nähe der höheren Frequenzgrenze zu betreiben. So ist es bei niedrigeren Drehzahlen notwendig, daß die Dreieckwellenform, die zur Erzeugung der PWM-Impulse verwendet wird, eine höhere Frequenz aufweist, beispielsweise etwa das Dreifache der Frequenz der Dreieckwellenform, die zur Erzeugung der PVVM-Impulse bei höheren Motordrehzahlen angewendet wird. Der Zweck dieser höheren Dreieckwellenfrequenz besteht darin, die Ordnung der harmonischen Komponente zu vergrößern, die in das PWM-Impulssignal einbezogen würde« Eine Schwierigkeit in Verbindung mit unerwünschten Oberwellen des PWM-Signals besteht darin, daß harmonische Ströme durch den Motor fließen, wodurch sich darin die Kupferverluste erhöhen. Diese harmonischen Ströme werden begrenzt durch die Streuinduktivität des Motors, und die Größe dieser Ströme ist, wie bekannt ist, im umgekehrten Verhältnis auf deren harmonische Frequenzen bezogen. Das heißt, wenn die harmonische Frequenz des Stromes hoch ist, wird die Größe dieses Stromes bei einer niedrigeren Amplitude gehalteneif aer engine "is driven at a higher speed There is a limit on the frequency at which the silicon controlled rectifier can be driven. In general, this upper limit is on the order of about 400 Hz. It is advantageous, as described in U.S. Patent No. 3,916,285, to operate the silicon controllable rectifiers at all engine speeds near the higher frequency limit. Thus, at lower speeds, it is necessary for the triangular waveform used to generate the PWM pulses to have a higher frequency, such as about three times the frequency of the triangular waveform used to generate the PVVM pulses at higher engine speeds. The purpose of this higher triangular wave frequency is to increase the order of the harmonic component that would be included in the PWM pulse signal. One difficulty associated with unwanted harmonics of the PWM signal is that harmonic currents flow through the motor, resulting in it increase copper losses. These harmonic currents are limited by the leakage inductance of the motor, and the magnitude of these currents is, as is known, related in inverse proportion to their harmonic frequencies. That is, when the harmonic frequency of the current is high, the magnitude of this current is kept at a lower amplitude

Im US-Patent Nr. 4 074 083 wird vorgeschlagen, ein Sinuswellensignal als Bezugssignal zu verwenden, mit dem die Dreieckwellenform zur Erzeugung der PWM-Treiberimpulse für den Wechselrichter verglichen wird. Die Steuerung der Motordrehzahl wird erreicht durch Steuerung von Frequenz und Amplitude dieses Sinuswellenbezugssignals. Nach diesem Patent ist es wünschenswert, daß ein verhältnismäßig hohes "Zerhackungsverhältnis¹¹ beibehalten wird. Das Zerhackungs-In U.S. Patent No. 4,074,083, it is proposed to use as a reference signal a sine wave signal with which the triangular waveform is compared for generating the PWM drive pulses for the inverter. The control of the engine speed is achieved by controlling the frequency and amplitude of this sine wave reference signal. According to this patent, it is desirable to maintain a relatively high chopping ratio ^11. The chopping

verhältnis ist das Verhältnis der Frequenz der Dreieckwellenform zur Frequenz des Sinuswellensignals, Bei einem hohen Zerhackungsverhältnis/ d. h_e einem größeren Zerhackungsverhältnis als sechs, haben die Restoberwellen im PIVM-Signal eine hohe Ordnung und damit wenig Einfluß auf die Arbeit des Motors«, Die harmonische Verzerrung in der Wellenform der Ausgangsspannung ist verhältnismäßig gering*ratio is the ratio of the frequency of the triangular waveform to the frequency of the sine wave signal, at a high chopping ratio / d. h _e a greater Zerhackungsverhältnis than six, the remaining harmonics in PIVM signal have a high order and thus little influence on the work of the engine, "Harmonic distortion in the waveform of the output voltage is relatively low *

Dieses Patent berücksichtigt auch das Problem der Niederfrequenz- "Schwingungen" auf Grund unerwünschter subharmonischer Komponenten. Diese subharmonischen Komponenten können vorhanden sein, wenn die Dreieckwellenform nicht genau mit dem Sinuswellensignal synchronisiert ist» Wenn beispielsweise die Dreieckwellenfrequenz 301 Hz und die Sinuswellenfrequenz 50 Hz betragen, dann stört die sechste Harmonische der Sinuswellenfrequenz (d_e h© 300 Hz) die Dreieckwellenfrequenz von 301 Hz₇ was zu einer Schwingungskomponente von 1 Hz führt. Obwohl dieses Problem bei entsprechender Synchronität zwischen Dreieckwellenform und Sinuswellensignal auf ein Minimum reduziert wird, unterstreicht dieses Patent, daß es außerordentlich schwierig ist, diese Synchronität zu erreichen« Das Problem der Synchronisierung von Dreieckwellenform und Sinuswellensignal kann vermieden werden, wenn man die Dreieckwellenfrequenz auf das Sechsfache der Sinuswellenfrequenz einstellt (d_e h., einem Zerhackungsverhältnis von sechs gewährleistet), wodurch die Arbeit des Motors auf einen verhältnismäßig geringen Bereich von Drehzahlen beschränkt wird.This patent also addresses the problem of low frequency "vibrations" due to unwanted subharmonic components. These subharmonic components may be present if the triangular waveform is not exactly synchronized with the sine wave signal. For example, if the triangular wave frequency is 301 Hz and the sine wave frequency is 50 Hz, then the sixth harmonic of the sine wave frequency (d _e h 300300 Hz) disturbs the triangular wave frequency of 301 Hz ₇ resulting in a vibration component of 1 Hz. Although this problem is minimized with proper synchronism between triangular waveform and sine wave signal, this patent emphasizes that it is extremely difficult to achieve this synchrony. "The problem of synchronizing triangular waveform and sine wave signal can be avoided by multiplying the triangular wave frequency by six times of the sine wave frequency sets _(e h., a Zerhackungsverhältnis six ensured), whereby the work of the engine is limited to a relatively low range of speeds.

Ein Nachteil der oben genannten Motortreiberschaltung besteht darin, daß die Steuerung der Motordrehzahl auf einen verhältnismäßig geringen Bereich von Drehzahlen beschränktA disadvantage of the above motor drive circuit is that the control of the motor speed is limited to a relatively small range of speeds

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ist. Wenn die Frequenz der Sinuswelle zunimmt/ muß die Dreieckwellenfrequenz (die nicht mit der Sinuswellenfrequenz synchronisiert ist) ebenfalls erhöht werden, während das Zerhackungsverhältnis von sechs beizubehalten ist» Folglich erreicht die Frequenz der PVYM-Impulse bald die Grenze, bei der die steuerbaren Siliziumgleichrichter im Wechselrichter geschaltet werden können.is. As the frequency of the sine wave increases, the triangular wave frequency (which is not synchronized with the sine wave frequency) must also be increased while maintaining the chopping ratio of six. As a result, the frequency of the PVYM pulses soon reaches the limit at which the silicon controllable rectifiers in the inverter can be switched.

Nach einem vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung, die noch detailliert zu beschreiben ist, wird die Dreieckwellenform aus dem Sinuswellensignal synthetisiert, so daß die Dreieckwellenfrequenz automatisch genau synchron mit der Sinuswellenfrequenz ist« Die Dreieckwellenform schließt natürlich eine allmählich ansteigende (oder positiv geneigte) Kante und eine allmählich abnehmende (oder negativ geneigte) Kante ein. Diese Kanten sind im wesentlichen linear, so daß geneigte PiVM-Impulse in Übereinstimmung mit dem Schnitt der Dreieckwellenform und des Sinuswellensignals erzeugt werden.According to an advantageous feature of the present invention, to be described in detail, the triangular waveform is synthesized from the sine wave signal so that the triangular wave frequency is automatically exactly synchronous with the sine wave frequency. Of course, the triangular waveform includes a gradually increasing (or positively inclined) edge gradually decreasing (or negatively inclined) edge. These edges are substantially linear so that inclined PiVM pulses are generated in accordance with the intersection of the triangular waveform and the sine wave signal.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit, die Motordrehzahl über einem verhältnismäßig breiten Bereich steuern zu können. Um schädliche Einflüsse zu vermeiden, die auf Oberwellen höherer Ordnung zurückzuführen sind, wird das Zerhackungsverhältnis geändert, wenn die Sinuswellenfrequenz verschiedene bestimmte Werte erreicht. Beispielsweise wird bei verhältnismäßig niedrigen Motordrehzahlen ein Zerhackungsverhältnis von 9 gewählt. Die Motordrehzahl wird erhöht, wenn die Frequenz der Sinuswelle zunimmt, und wenn diese Sinuswellenfrequenz beispielsweise 38 Hz erreicht, wird das Zerhackungsverhältnis auf sechs verringert. Wird die Motordrehzahl durch Erhöhung der Sinuswellenfrequenz weiter ge-Another advantageous feature of the present invention is the ability to control engine speed over a relatively wide range. To avoid harmful influences due to higher-order harmonics, the chopping ratio is changed as the sine wave frequency reaches various specific values. For example, a chopping ratio of 9 is selected at relatively low engine speeds. The motor speed is increased as the frequency of the sine wave increases, and when this sine wave frequency reaches 38 Hz, for example, the chopping ratio is reduced to six. If the engine speed is increased by increasing the sine wave frequency

steigert/ wird das Zerhackungsverhältnis auf drei umge·^ stellt, beispielsweise bei einer Frequenz von 50 Hz. Die Dreieckwellenfrequenzen höherer Ordnung werden durch ei-^ ne neuartige Amplitudenfaltmethode gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung erzeugt. Das heißt, durch die Arbeit auf aer Grundlage der fundamentalen Dreieckwellenforin werden die Dreieckwellenformen höherer Ordnung erzeugt/ wobei diese Wellenformen höherer Ordnung genau mit dein Sinuswellensignal und auch genau mit der fundamentalen Dreieckwellenform synchronisiert sind_o Ein wünschenswertes Merkmal dieser Amplitudenfaltmethode besteht darin, daß die Nulldurchgänge der Dreieckwellenformen höherer Ordnung mit den Nulldurchgängen der fundamentalen Dreieck- wellenform übereinstimmen. Folglich werden beim Obergang von Dreieckwellenformen höherer Ordnung zu solchen niedrigerer Ordnung (oder umgekehrt) zur Erzeugung von PWM-Impulsen keine Übergangsstörungen eingeführt.the chopping ratio is increased to three, for example at a frequency of 50 Hz. The higher order triangular wave frequencies are generated by a novel amplitude folding method according to one aspect of the present invention. That is, by working on aer basis of the fundamental Dreieckwellenforin the higher order triangle waveforms are generated / where these higher order waveforms are precisely synchronized with your sine wave signal and also exactly with the fundamental triangle waveform _o A desirable feature of this Amplitudenfaltmethode is that the zero crossings of the Higher order triangular waveforms match the zero crossings of the fundamental triangular waveform. Consequently, no transient disturbances are introduced in the transition from higher order triangular waveforms to such lower order (or vice versa) to generate PWM pulses.

Ein Sägezahnwellenformgenerator/ bei welchem das Sägezahnsignal aus vier Phasen eines Sinuswellensignals synthetisiert wird, wird im US-Patent Nr. 2 580 673 beschrieben. Bei diesem Generator erfolgt bei zwei der vier Sinuswellenphasen eine Amplitudenverschiebung, und dann wird ein Segment jeder Phase, bei 45 auf jeder Seite der Nullachse dieser Phase, gewählt. Das führt zu einer nichtlinearen abfallenden Seite und einer abrupten Ruckkehr auf einen Grund- oder Bezugspegel am Ende jedes Sägezahns, um den nächstfolgenden Sägezahn zu beginnen. Die resultierende Sägezahnwellenform ist für die Anwendung in einem PWM-Generator gänzlich unerwünscht. Das ist darauf zurückzuführen, -daß die Sägezahnwellenform nur allmählich ansteigende (oder allmählich abfallende) Kanten einschließt. Oede Sägezahnwelle beginnt und endet an einer senkrechten Kante. Werden diese senkrechten Kanten dazu benutzt, PlVM-A sawtooth waveform generator in which the sawtooth signal is synthesized from four phases of a sine wave signal is described in U.S. Patent No. 2,580,673. In this generator, two of the four sine wave phases are amplitude shifted, and then one segment of each phase is selected, at 45 on each side of the zero axis of that phase. This results in a non-linear sloping side and an abrupt return to a baseline or reference level at the end of each saw tooth to begin the next succeeding sawtooth. The resulting sawtooth waveform is wholly undesirable for use in a PWM generator. This is because the sawtooth waveform includes only gradually rising (or gradually sloping) edges. Oede sawtooth wave begins and ends on a vertical edge. If these vertical edges are used, PlVM

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Impulse zur Steuerung eines Dreiphasenmotors zu erzeugen/ hat die Leitungsspannung am Motor an jeder senkrechten Kante keine Wirkung. Das heißt, die Hälfte aller Stromwendungen bliebe ungenutzt» Als Folge davon würde der harmonische Gehalt in den dem Motor zugeführten Treiberimpulsen dessen Arbeitsweise ernsthaft beeinträchtigen·To generate impulses to control a three-phase motor, the line voltage at the motor has no effect on each vertical edge. This means that half of all current applications remain unused. As a result, the harmonic content in the drive pulses supplied to the motor would seriously impair its operation.

Zi eider Erfindung:Zi eider Erfindu ng:

Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Methode und Apparatur zur Erzeugung von WeI-lenformen zu schaffen, durch welche die oben genannten Nachteile der bisherigen Technik überwunden werden, wobei die Wellenformen besonders geeignet sind für den Einsatz in einer Motorsteuereinheit·It is therefore an object of the present invention to provide an improved method and apparatus for generating wave forms which overcomes the above-mentioned disadvantages of the prior art, the waveforms being particularly suitable for use in a motor control unit.

Ein Weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine verbesserte Methode und Apparatur zum Synthetisieren einer Dreieckwellenform aus einem n-Phasensinuswellensignal zu schaffen,A further object of this invention is to provide an improved method and apparatus for synthesizing a triangular waveform from an n-phase sine wave signal,

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine billige, sehr genaue Methode und Apparatur zur Erzeugung von WeI-lenformsignalen zu schaffen, die besonders geeignet sind zum Treiben eines Wechselrichters des PWM-Typs zur Erregung eines Wechselstrommotors,A further object of this invention is to provide a cheap, highly accurate method and apparatus for generating wave form signals which are particularly suitable for driving a PWM type inverter to excite an AC motor,

Ein zusätzliches Ziel dieser Erfindung ist es, eine Methode und Apparatur zur Ausführung der sogenannten Dreieckschnittmethode zur Erzeugung eines PWM-Signals zu schaffen, das besonders zum Treiben eines Wechselrichters geeignet ist, wobei die Dreieckwellenform aus einem Sinus-An additional object of this invention is to provide a method and apparatus for carrying out the so-called triangular cutting method for generating a PWM signal which is particularly suitable for driving an inverter, the triangular waveform being formed from a sine wave.

wellenbezugssignal synthetisiert wird, so daß ungeachtet der Änderungen in der Frequenz des Bezugssignals präzise Synchronität mit diesem besteht«wave reference signal is synthesized so that there is precise synchronization with it regardless of the changes in the frequency of the reference signal. "

Noch ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, einen Dreieckwellenformgenerator zur Synthetisierung einer Dreieckvvellenform aus einem Sinusvvellenbezugssignal und zur Vervielfältigung der Frequenz dieser Dreieckwellenform durch Anwendung einer Amplitudenfalttechnik zu schaffen, wobei die fundamentalen Frequenzen und die Frequenzen höherer Ordnung dieser Dreieckwellenformen genau synchron mit dem Sinuswellensignal sind und gemeinsame Mulldurchgangspunkte aufweisen.Yet another object of this invention is to provide a triangular waveform generator for synthesizing a triangular waveform from a sine wave reference signal and multiplying the frequency of this triangular waveform by using an amplitude folding technique wherein the fundamental frequencies and higher order frequencies of these triangular waveforms are exactly synchronous with the sine wave signal have common Mulldurchgangspunkte.

Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, eine Methode und Apparatur zur Erzeugung von V/ellenformsignalen zu schaffen, die zum Treiben eines n-Phasenmotors in Reaktion auf ein Bezugssignal genutzt werden können, dessen Frequenz und Amplitude steuerbar sind, wodurch der Motor über einem relativ breiten Bereich von Drehzahlen steuerbar getrieben wird.A further object of this invention is to provide a method and apparatus for generating waveform signals which can be used to drive an n-phase motor in response to a reference signal whose frequency and amplitude are controllable, whereby the motor is above a relative wide range of speeds is driven controllable.

Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, eine Methode und Apparatur zum Treiben eines PiVM-Wechselrichters in Übereinstimmung mit der sogenannten Dreieckschnittmethode zu schaffen, bei welcher ein schwingendes Bezugssignal von steuerbarer Frequenz verglichen wird mit einer ausgewählten Dreieckwellenform aus einer Vielzahl von Dreieckwellenformen von unterschiedlicher Frequenz, um FvVM-Iinpulse zu erzeugen, und bei welcher die höchste Dreieckwellenfrequenz ausgewählt wird, um die höchste Betriebsfrequenz der PVVM-Impulse zu gewährleisten.Another object of this invention is to provide a method and apparatus for driving a PiVM inverter in accordance with the so-called triangular cutting method in which a vibrating reference signal of controllable frequency is compared with a selected triangular waveform of a plurality of triangular waveforms of different frequency, to generate FvVM pulses and in which the highest triangular wave frequency is selected to ensure the highest operating frequency of the PVVM pulses.

Noch ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, eine Methode und Apparatur zur Erzeugung von YVellenformen zum Treiben eines PWM-Wechselrichters nach der Dreieckschnittmethode zu schaffen, bei welcher das Problem der Schwingfrequenzen auf Grund von Unterwellen vermieden wird«Yet another object of this invention is to provide a method and apparatus for generating Y-waveforms for driving a PWM inverter according to the triangular-cut method, which avoids the problem of oscillation frequencies due to sub-waves.

Verschiedene andere ZIeIe₇ Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden leicht aus der anschließenden detaillierten Beschreibung ersichtlich werden, und auf die heuartigen Merkmale wird besonders im beigefügten Erfindungsanspruch hingewiesen·Various other ZIeIe ₇ advantages and features of the present invention will become readily apparent from the following detailed description and to the hay-like features of the invention will be particularly pointed out in the appended claim ·

Darlegung des W,^e, ^sens ^r₁ Erfindung:Explanation of the W, ^e , ^sens ^ r ₁ invention :

Nach einem Aspekt dieser Erfindung wird eine Dreieckwellenform aus einem n-Phasensinuswellensignal erzeugt/ wobei die Frequenz der Dreieckwellenform ein Vielfaches (n) der Sinuswellenfrequenz ist, wobei die Dreieckwellenform erzeugt wird durch Feststellung, wenn ein Segment einer der η Phasen des Sinuswellensignals innerhalb eines festgelegten Winkelbetrages von einem Bezugsdurchgangspegel, beispielsweise dem Nulldurchgangspegel, liegt, und durch Auswahl von aufeinanderfolgenden der festgestellten Segmente, um daraus die Dreieckwellenform zu synthetisieren. Die Dreieckwellenform kann in Verbindung mit dem Sinuswellensignal dazu verwendet werden, impulsbreitenmodulierte (PiVM) Impulse nach der sogenannten Dreieckschnittmethode zu erzeugen. Das heißt, die Dreieckwellenform wird mit dem Sinuswellensignal verglichen, um an jedem Schnittpunkt einen PWM-Impulsübergang zu erzeugen.According to one aspect of this invention, a triangular waveform is generated from an n-phase sine wave signal / wherein the frequency of the triangular waveform is a multiple of the sine wave frequency, the triangular waveform being generated by detecting when a segment of one of the η phases of the sine wave signal is within a predetermined angle from a reference pass level, such as the zero crossing level, and by selecting successive ones of the detected segments to synthesize the triangular waveform therefrom. The triangular waveform can be used in conjunction with the sine wave signal to generate pulse width modulated (PiVM) pulses according to the so-called triangular cut method. That is, the triangular waveform is compared with the sine wave signal to produce a PWM pulse transition at each intersection.

Nach einem anderen Aspekt dieser Erfindung wird die Fre-According to another aspect of this invention, the free

quenz der synthetisierten Dreieckwellenform durch eine Aniplitudenfaltmethode erhöht. Diese Methode sieht ein Paar gleicher, aber entgegengesetzter Faltpegel vor, um welche die synthetisierte Dreieckwellenform immer dann gefaltet \vird_/ wenn diese Wellenform einen solchen Pegel erreicht.Increased frequency of the synthesized triangular waveform by a Aniplitudenfaltmethode. This method provides a pair of equal but opposite Faltpegel to which always folded the synthesized triangle waveform \ vill _/ when this waveform reaches such a level.

Ein weiterer Aspekt dieser Erfindung ist es, gleichzeitig die fundamentalen und die Frequenzen höherer Ordnung der Dreieckwellenform zu schaffen, wobei letztere durch die Amplitudenfaltmethode erzeugt werden/ und ein Schaltkreis, um eine ausgewählte dieser Dreieckvvellenformen zu schalten, damit diese mit dem Sinuswellensignal verglichen wird, wobei das Schalten als eine Funktion der Sinuswellenfrequenz erfolgt. Diese Anordnung ist besonders nützlich beim Treiben eines PWM-Motors, der eingesetzt wird, um einen n-Phasenmotor zu erregen, so daß der Wechselrichter über einem verhältnismäßig breiten Bereich von Motordrehzahlen mit optimalem Wirkungsgrad getrieben wird.Another aspect of this invention is to concurrently provide the fundamental and higher order frequencies of the triangular waveform, the latter being generated by the amplitude folding method, and a circuit for switching a selected one of these triangular waveforms to be compared with the sine wave signal the switching takes place as a function of the sine wave frequency. This arrangement is particularly useful in driving a PWM motor which is used to energize an n-phase motor, so that the inverter is driven over a relatively wide range of engine speeds with optimum efficiency.

Ausführungsbeispiele:EXAMPLES

Die folgende detaillierte Beschreibung, die in Form von Beispiel gegeben wird, wird am besten in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verständlich«The following detailed description given by way of example is best understood in conjunction with the accompanying drawings.

Abb. 1 ist eine schematische Darstellung der Grundform eines Dreiphasenwechselrichters vom PWM-Typ.Fig. 1 is a schematic representation of the basic form of a three-phase inverter of the PWM type.

Die Abbildungen 2A und 2B sind Wellenformdiagramme, die für das Verständnis der Arbeitsweise einem PiVM-Impuls-Figures 2A and 2B are waveform diagrams useful in understanding the operation of a PiVM pulse generator.

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generators, der rait der Dreieckwellenschnittmethode arbeitet, nützlich sind»generators working with the triangular wave cut method are useful »

Abb«, 3 ist ein Wellenformdiagramm, das nützlich ist für das Verständnis der Art und Weise, auf welche die Dreieckwellen· form aus einem Dreiphasensinuswellensignal nach der vorliegenden Erfindung synthetisiert wird.Fig. 3 is a waveform diagram useful for understanding the manner in which the triangular wave form is synthesized from a three-phase sine wave signal according to the present invention.

Abb. 4 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des Dreieckwellenformsynthesizers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.FIG. 4 is a schematic representation of one embodiment of the triangular waveform synthesizer in accordance with the present invention.

Abb. 5 ist ein Blockdiagramm einer Vergleichsschaltung, die zur Ausführung der Dreieckschnittmethode zur Erzeugung von PVVM-Impulsen angewendet wird.Figure 5 is a block diagram of a comparison circuit used to perform the triangular cut method for generating PVVM pulses.

Die Abbildungen 6A und 6B sind Wellenformdiagramme, die für das Verständnis der Arbeitsweise der in der Abb. 5 dargestellten Schaltung nützlich sind.Figures 6A and 6B are waveform diagrams useful in understanding the operation of the circuit shown in Figure 5.

Abb. 7 ist eine schematische Darstellung eines anderen Ausführungsbeispiels eines Dreiwellensynthesizers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.Fig. 7 is a schematic illustration of another embodiment of a three-wave synthesizer in accordance with the present invention.

Die Abbildungen 8A - 8E sind Wellenformdiagramme, die fur das Verständnis der Arbeitsweise des in der Abb. 7 gezeigten Ausführungsbeispiels nützlich sind.Figures 8A-8E are waveform diagrams useful in understanding the operation of the embodiment shown in Figure 7.

Die Abbildungen 9 und 10 sind Wellenformdiagramme, welche die Amplitudenfalttechnik darstellen, durch welche die Frequenz der in Obereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung erzeugten Dreieckwellenform um ein festgelegtes Vielfaches erhöht wird«Figures 9 and 10 are Wellenformdia programs representing the Amplitudenfalttechnik by which the frequency of the triangular waveform generated in the upper accordance with the present invention is increased by a fixed multiple "

Abb« 11 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Aüiplitudenfoltschaltung.Fig. 11 is a schematic illustration of an embodiment of an amplitude following circuit.

Die Abbildungen 12A - 12E sind '.Vellenforradiagramme, die für das Verständnis der Arbeitsweise der in der Abb» Il gezeigten Schaltung nützlich sind.Figures 12A-12E are '.VFs which are useful for understanding the operation of the circuit shown in Fig. II.

Abb. 13 ist ein Blockdiagramm, das zeigt, wie die vorliegende Erfindung angewendet wird, um PWM-Impulse zum Treiben eines Wechselrichters des PU/M-Typs zu erzeugen.Fig. 13 is a block diagram showing how the present invention is applied to generate PWM pulses for driving a PU / M type inverter.

Es wird nun auf die Zeichnungen und speziell auf die Abb, 1 Bezug genommen. Sie zeigt eine schematische Darstellung eines vereinfachten Ausführungsbeispiels eines Dreiphasenwechselrichters 10 des PvVM-Typs, der zum Treiben eines Dreiphasenmotors 20 eingesetzt werden kann. Es kann sich dabei um einen herkömmlichen Wechselrichter handeln, der aus Thyristorbausteinen, beispielsweise den steuerbaren Siliziumgleichrichtern S - S_r, gebaut wurde. Es ist bekannt, daß jeder steuerbare Siliziumgleichrichter in Reaktion auf einen Einschaltimpuls leitend gemacht werden kann (d. h., eingeschaltet) und mindestens für die Dauer dieses Impulses leitend bleibt. Im leitenden Zustand kann ein Gleichstrom hindurchfließen, dessen Richtung durch die Polarität des steuerbaren Siliziumgleichrichters bestimmt wird«,Reference is now made to the drawings and in particular to the Fig, 1 reference. It shows a schematic representation of a simplified embodiment of a three-phase inverter 10 of the PvVM type, which can be used to drive a three-phase motor 20. This may be a conventional inverter which has been constructed from thyristor modules, for example the controllable silicon rectifiers S-S _r . It is known that each silicon controllable rectifier can be rendered conductive (ie, turned on) in response to a turn-on pulse and remain conductive for at least the duration of that pulse. In the conducting state, a direct current can flow through, the direction of which is determined by the polarity of the controllable silicon rectifier.

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Motor 20 ist rait drei Phasen versehen, die für die vorliegende Beschreibung mit R_/ Y und B bezeichnet sind. Diese drei Phasen können im Motor in Stern- oder in Deltaschaltung geschaltet sein« Ströme, die selektiv in die R-, Y- und B-Phasenklemmen fließen, bewirken, daß der Motor ein brauchbares Drehmoment erzeugt. Für dessen richtige Arbeitsweise fließt eine Folge von positiven und negativen Strömen durch jede Phase«Motor 20 is provided with three phases designated R _/ Y and B for the present description. These three phases may be star-connected or delta-connected in the motor. Currents that flow selectively into the R, Y and B phase terminals cause the motor to produce a useful torque. For its proper functioning, a series of positive and negative currents flows through each phase «

Die steuerbaren Siliziumgleichrichter S₁ und S₄ sind in derselben Richtung gepolt und in Reihe geschaltet. Die Verbindungsstelle, die durch die Kathode von SCR (steuerbarer Siliziumgleichrichter) S₁ und die Anode von SCR S₄ gebildet wird, ist mit der R-Phase des Motors 2o verbunden. Ebenso sind die SCR's S₃ und S_ in derselben Richtung gepolt und in Reihe geschaltet. Die Verbindungsstelle, die durch die Kathode von SCR S₀ und die Anode von SCR S_ gebildet wird, ist mit der Y-Phase des Motors verbunden. Schließlich sind die SCR's S₅ und S„ in derselben Richtung gepolt und in Reihe geschaltet. Die Verbindungsstelle, die durch die Kathode von SCR S₅ und die Anode von SCR S„gebildet wird, ist mit der B-Phase des Motors verbunden. Es wird festgestellt, daß in Abhängigkeit davon, v/elcher SCR S₁ - S_ß eingeschaltet ist, ein entsprechender Strom durch die jeweilige Motorphase fließt. Wenn beispielsweise SCR S₁ eingeschaltet wird, fließt positiver Strom durch die R-Phase, und wenn dieser SCR ausgeschaltet und SCR S₄ eingeschaltet wird, fließt ein negativer Strom durch die R-Phase. Eine gleiche Kommutation wird von den SCR's Sp, S₃, S_ und S₆ erreicht.The controllable silicon rectifiers S ₁ and S ₄ are poled in the same direction and connected in series. The junction formed by the cathode of SCR (silicon controllable rectifier) S ₁ and the anode of SCR S ₄ is connected to the R phase of motor 2 o. Likewise, the SCR's S ₃ and S_ are poled in the same direction and connected in series. The junction formed by the cathode of SCR S ₀ and the anode of SCR S_ is connected to the Y phase of the motor. Finally, the SCRs S ₅ and S "are poled in the same direction and connected in series. The junction formed by the cathode of SCR S ₅ and the anode of SCR S "is connected to the B phase of the motor. It is determined that v / hich SCR S ₁ as a function thereof, - S _SS is turned on, a corresponding current flows through the respective motor phase. For example, when SCR S _{1 is} turned on, positive current flows through the R phase, and when this SCR is turned off and SCR S _{4 is} turned on, a negative current flows through the R phase. An identical commutation is achieved by the SCRs Sp, S ₃ , S_ and S ₆ .

Die Reihenschaltung der SCR's S. und S₄ wird parallel mit der Reihenschaltung der SCR's S₃ und S_ß und eben-The series connection of SCR's S. and S ₄ is _ß parallel with the series circuit of the SCR's S ₃ and S and likewise

falls parallel mit der Reihenschaltung der SCR-s Sj. und S„ geschaltet.if in parallel with the series connection of the SCR-s Sj. and S "switched.

Eine Gleichstromquelle, dargestellt durch die Gleichstromquelle 12, wird an diese parallelgeschalteten Stromkreise geschaltet. Dioden D - D_g sind parallel mit den SCR's S. bis S₆ verbunden und sind jeweils entgegengesetzt zu diesen steuerbaren Siliziurngleichrichtern geschaltet, um Blindströmen Rechnung zu tragen»A DC power source, represented by the DC power source 12, is connected to these parallel-connected power circuits. Diodes D - D _g are connected in parallel with the SCR's S to S ₆ and are respectively connected opposite to these controllable silicon rectifiers to account for reactive currents »

Zu den steuerbaren Siliziurngleichrichtern S - S_ gehört jeweils ein ToranschluS, dem die Einschalt- und Auftastimpulse zugeführt werden. Diese Impulse werden von den impulsbreitenmodulierten Impulsen abgeleitet, die, wünschenswerterweise, durch Anwendung der Erkenntnisse der vorliegenden Erfindung erzeugt werden. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der VVechselrichterschaltung, die in der Abb. 1 gezeigt wird, ist die sogenannte McMurray-Schaltung, die im US-Patent IMr. 3 207 974 beschrieben wird. Eine weitere Beschreibung der detaillierten Bauweise des Wechselrichters 10, der durch PWM-Impulse getrieben wird, wird im oben genannten US-Patent Nr, 4 047 083 gegeben.The controllable silicon rectifiers S - S_ each have a gate connection to which the switch-on and switch-on pulses are supplied. These pulses are derived from the pulse width modulated pulses which, desirably, are generated using the teachings of the present invention. A preferred embodiment of the inverter circuit shown in Fig. 1 is the so-called McMurray circuit disclosed in U.S. Patent IMr. 3,207,974. Further description of the detailed construction of the inverter 10 driven by PWM pulses is given in the above-referenced U.S. Patent No. 4,047,083.

Der durch das vereinfachte Ausführungsbeispiel in der Abb. 1 dargestellte Wechselrichter liefert Folgen von positivgehenden und negativgehenden Stromimpulsen zum Motor 20* Wie bekannt ist, wird jedes Impulssignal begleitet von verschiedenen Oberwellen, von denen viele bei,, der Anwendung zum Antreiben eines Motors unerwünscht sind. Beispielsweise können solche unerwünschten Oberwellen zu Drehmoment- und Drehzahlstörungen führen. Die-The inverter represented by the simplified embodiment in Fig. 1 provides sequences of positive and negative current pulses to the motor 20. As is known, each pulse signal is accompanied by various harmonics, many of which are undesirable in the application for driving a motor. For example, such unwanted harmonics can lead to torque and speed disturbances. The-

-ie- 217592-ie- 217592

se unerwünschten Oberwellen können auf Grund einer Zunahme der Eisen- und Kupferverluste auch zur Erhitzung des Motors führen* Außerdem können Oberwellen auch die Ursache für Stromstöße sein/ die so groß sind, daß sie außerhalb der Schaltkapazität des typischen Wechselrichters liegen.These unwanted harmonics can also cause the motor to heat up due to an increase in iron and copper losses. In addition, harmonics can also be the cause of power surges / large enough to be outside the switching capacity of the typical inverter.

Eine weitere Beschränkung von Wechselrichterschaltungen/ die mit steuerbaren Siliziumgleichrichtern arbeiten/ besteht darin, daß diese Schaltungen eine verhältnismäßig geringe Schwingungsrate aufweisen« So kann zwar eine gegebene Wechselrichterphase ihren Zustand innerhalb von Mikrosekunden ändern, d. h., die steuerbaren Siliziumgleichrichter können schnell vom leitenden in den nichtleitenden Zustand und umgekehrt geschaltet werden, aber sie können dann nicht in ihren Ausgangszustand zurückkehren/ bevor nicht die Übergangskommutationsströme abgeklungen sind. Bei der Verwendung im Wechselrichter liegt die Zyklus- oder Schwingungszeit jedes steuerbaren Siliziumgleichrichters in der Größenordnung von 150 - 450 Mikrosekunden. So soll beispielsweise unter Bezugnahme auf die Abb. 1 angenommen werden/ das SCR S leitend und SCR S₄ nichtleitend ist. Nun kann SCR S₁ ausgeschaltet und gleichzeitig SCR S. innerhalb weniger Mikrosekunden eingeschaltet werden. Wenn jedoch die leitenden Zustände dieser steuerbaren Siliziumgleichrichter geändert wurden, können sie etwa 300 Mikrosekunden lang nicht in ihren Ausgangszustand zurückgeführt werden (d. h., SCR S₁ kann nicht ein-, und SCR S₄ kann nicht ausgeschaltet werden). Das bedeutet/ daß die PvVM-Inipulse, die den Toranschlüssen der entsprechenden SCR's zugeführt werden, eine Dauer von mehr als Mikrosekunden haben müssen. Ein PvVM-Impuls, der kürzer als dieser Wert ist, bewirkt kein Schalten der steuerbaren Siliziumgleichrichter in den leitenden Zustand. Impulse von so kurzer Dauer müssen blockiert werden.A further limitation of inverter circuits operating with silicon controllable rectifiers is that these circuits have a relatively low oscillation rate. Thus, while a given inverter phase may change state within microseconds, that is, the silicon controllable rectifiers may rapidly change from conducting to non-conducting and vice versa, but then they can not return to their original state / before the transient commutation currents have decayed. When used in the inverter, the cycle or oscillation time of each silicon controlled rectifier is on the order of 150-450 microseconds. For example, referring to Fig. 1, suppose SCR S is conducting and SCR S _{4 is} nonconductive. Now SCR S _{1 can be} switched off while SCR S. can be switched on within a few microseconds. However, if the conductive states of these silicon controllable rectifiers have been changed, they can not be returned to their initial state for about 300 microseconds (ie, SCR S ₁ can not turn on, and SCR S ₄ can not be turned off). This means that the PvVM-Inipulse, which are supplied to the Toranschlüssen the corresponding SCR's, must have a duration of more than microseconds. A PvVM pulse shorter than this value will not cause the steerable silicon rectifier to conduct. Pulses of such short duration must be blocked.

Die PiV'M-Impulse, die zur Steuerung der leitenden Zustände der SCR's im Wechselrichter der Abb« 1 verwendet werden, werden durch den Vergleich einer Dreieckwellenform mit einem veränderlichen Kontrollsignal erzeugt. Wenn die Dreieckwellenform beispielsweise der in der Abb. 2A gezeigten Wellenform VV entspricht und wenn das veränderliche Kontrollsignal gleich dem Signal C ist, dann dient der Schnitt der Dreieckwellenform W mit dem Kontrollsignal C dazu, einen Impulsübergang zu erzeugen, wie er in der Abb. 2B -gezeigt wird. Die in der Abb. 2B gezeigten Impulse sind als eine Funktion der Amplitude des Kontrollsignals C impulsbreitenmoduliert. Diese PvVM-Impulse sind negativgehend; und man kann feststellen, daß die FvVM-Irnpulse positivesehend sind, wenn das Kontrollsignal C negativ ist. Die Dauer T jedes FiVM-Impulses P sollte größer als etwa 300 Mikrosekunden sein.The PiV'M pulses used to control the conductive states of the SCRs in the inverter of Fig. 1 are generated by comparing a triangular waveform with a variable control signal. For example, if the triangular waveform corresponds to the waveform VV shown in FIG. 2A and if the variable control signal is equal to the signal C, then the intersection of the triangular waveform W with the control signal C serves to produce a momentum transition as shown in FIG. 2B -will be shown. The pulses shown in Fig. 2B are pulse width modulated as a function of the amplitude of the control signal C. These PvVM pulses are negative; and it can be seen that the FvVM pulses are positive if the control signal C is negative. The duration T of each FiVM pulse P should be greater than about 300 microseconds.

Die in der Abb. 2B gezeigten PWM-Irnpulse werden den steuerbaren Siliziumgleichrichtern zugeführt, die nur einer einzigen Phase des Motors 20 zugeordnet sind. Beispielsweise werden die PWM-Impulse genutzt, um die SCR's S₁ und S. zu triggern, welche die R-Phase des Motors speisen_e Eine andere Gruppe von PWM-Impulsen (die gegenüber den in der Abb. 2B gezeigten phasenverschoben sein können) wird dazu genutzt, die SCR's S„ und S_A zu triggern, um die Y-Phase zu speisen. Ebenso wird eine weitere Gruppe von PVVM-Impulsen genutzt, um die SCR's S₅ und S_ zu triggern und die B-Phase zu speisen. Wenn angenommen wird, daß die in der Abb. 2B gezeigten Impulse zum Triggern von SCR S₁ und S₄ verwendet werden, dann schaltet ein negativer Obergang die SCR's S und S. aus einem ersten in einen zweiten leitenden Zustand, und ein positiver Impulsübergang schaltet die SCR's aus ihrem zweiten in ihren ersten leitenden Zustand. Beispielsweise schaltet der negative Übergang inThe PWM pulses shown in FIG. 2B are applied to the silicon controllable rectifiers associated with only a single phase of the motor 20. For example, the PWM pulses are used to trigger the SCRs S ₁ and S, which feed the R phase of the motor. _E Another set of PWM pulses (which may be out of phase with those shown in Fig. 2B) used to trigger the SCRs S "and S _A to feed the Y phase. Likewise, another group of PVVM pulses is used to trigger the SCR's S ₅ and S_ and feed the B phase. Assuming that the pulses shown in Fig. 2B are used to trigger SCR S ₁ and S ₄ , a negative transient will switch the SCR's S and S from a first to a second conductive state, and a positive pulse transition will switch the SCR's from their second to their first conductive state. For example, the negative transition turns on

den PWM-Impulsen P SCR S ein und SCR S₄ aus. Umgekehrt schalten die positiven PWfvi-Übergangsimpulse P SCR S₁ aus und SCR S₄ ein* Die Geschwindigkeit/ mit der diese steuerbaren Siliziumgleichrichter ein- und ausgeschaltet werden/ wird bestimmt durch die Anzahl der Schnittpunkte zwischen Dreieckwellenform VV und Kontrollsignal C, Wenn die Frequenz der Dreieckwelle zunimmt/ wird auch die Schwingung des steuerbaren Siliziumgleichrichters erhöht. Wenn das Kontrollsignal C ein schwingendes Signal ist/ dann nimmt die Schwingung der steuerbaren Siliziumgleichrichter ZU₇ wenn die Frequenz dieses Kontrollsignals größer wird.. Die Dauer jedes PiVM-Impulses wird bestimmt durch die Amplitude des Kontrollsignals C. Aus den Abbildungen 2Λ und 2B geht hervor, daß das Verhältnis zwischen Dreieckwellenform VV und Kontrollsignal C so gewählt werden muß/ daß die maximale Amplitude des Kontrollsignals nicht zu einer Impulsdauer T führt/ die unter der Schaltbegrenzung der steuerbaren Siliziumgleichrichter liegt (die oben als in der Größenordnung von 300 Mikrosekunden liegend beschrieben wurde).the PWM pulses P SCR S and SCR S ₄ off. Conversely, the positive PWfvi transient pulses P SCR S ₁ off and SCR S _{4 on} / the speed at which these silicon controllable rectifiers are turned on / off / are determined by the number of intersections between triangular waveform VV and control signal C, when the frequency of the Triangle wave increases / is also the vibration of the silicon controllable rectifier increases. If the control signal C is a vibrating signal, then the oscillation of the silicon controllable rectifiers increases to ₇ as the frequency of this control signal increases. The duration of each PiVM pulse is determined by the amplitude of the control signal C. As shown in Figures 2Λ and 2B in that the ratio between triangular waveform VV and control signal C must be chosen such that the maximum amplitude of the control signal does not result in a pulse duration T / below the switching limit of the silicon controllable rectifiers (described above as being of the order of 300 microseconds) ,

Obwohl die Mindestdauer T der PVYM-Impulse P in der Größenordnung von 300 Mikrosekunden liegen sollte/ ist es vorteilhaft/ die Anzahl der Schaltzyklen der steuerbaren Siliziumgleichrichter aus einen hinreichend niedrigen Wert zu begrenzen. In der Praxis beträgt die Frequenz der Dreieckwellenform VV weniger als etwa 400 Hz. Bei dieser niedrigen Frequenz der Dreieckwellenform können unerwünschte subharmonische Komponenten erzeugt werden/ wenn die Dreieckschnittmethode angewendet wird. Bei der Dreieckschnittmethode ist das Kontrollsignal C ein Sinuswellensignal/ dessen Frequenz und Amplitude steuerbar sind/ um Arbeitsdrehzahl und -drehmoment des Motors steuern zu können. Wie im US-Patent Nr. 4 047 0S3 hervorgehoben wird/ ist esAlthough the minimum duration T of the PVYM pulses P should be on the order of 300 microseconds / it is advantageous / limit the number of switching cycles of the silicon controlled rectifier from a sufficiently low value. In practice, the frequency of the triangular waveform VV is less than about 400 Hz. At this low frequency of the triangular waveform, unwanted subharmonic components can be generated / when the triangular cut method is used. In the triangular cutting method, the control signal C is a sine wave signal / whose frequency and amplitude are controllable / to control the working speed and torque of the motor can. As highlighted in U.S. Patent No. 4,047,073

theoretisch wünschenswert/ daß die Dreieckwellenform und das Sinuswellensignal synchronisiert sind. Nach den bisher vorgeschlagenen Apparaten zur Erzeugung von Wellenformen ist es jedoch möglich/ daß die Sinuswellenfrequenz 50 Hz und die Dreieckwellenfrequenz 301 Hz beträgt. Diese geringe Abweichung in der präzisen Synchronität zwischen den Frequenzen von Dreieckwelle und Sinuswelle führt zu einer Schwebungssignalinterferenz von IHz (auf Grund der sechsten Harmonischen des Sinuswellensignals und der Fundamentalen der Dreieckwellenform)«, Diese subharmonische Komponente von 1 Hz führt zu einem subharmonischen Stromfluß in den f*iotorwicklungen_e Da der Scheinwiderstand der f.iotorwicklungen bei dieser sehr geringen Frequenz gering ist/ ist die Grö?je des subharmonischen Stromes ausreichend/ um die Leistung dieses Motors ernsthaft zu beeinträchtigen«theoretically desirable / that the triangular waveform and the sine wave signal are synchronized. However, according to the previously proposed wave generating apparatus, it is possible that the sine wave frequency is 50 Hz and the triangular wave frequency is 301 Hz. This small deviation in the precise synchronism between the frequencies of triangular wave and sine wave results in a beat signal interference of IHz (due to the sixth harmonic of the sine wave signal and the fundamental of the triangular waveform). This subharmonic component of 1 Hz results in a subharmonic current flow into the f Motor windings _e Since the impedance of the motor windings is low at this very low frequency, is the magnitude of the subharmonic current sufficient to seriously affect the performance of this motor ?

Das Problem der subharmonischen Komponente kann auch dann eingeführt werden, wenn das Kontrollsignal C eine so hohe Amplitude hat/ daß die Dauer T des Impulses/ der durch den Schnitt der Dreieckwellenform VV und dieses Kontrollsignals erzeugt wird/ weniger als die Mindestdauer von 300 Mikrosekunden beträgt. Diese verhältnismäßig schmalen Impulse werden gesperrt/ so daß die Sperrwirkung bei einer niedrigen subharmonischen Rate variiert»The problem of the subharmonic component can be introduced even if the control signal C has such a high amplitude / that the duration T of the pulse / generated by the intersection of the triangular waveform VV and this control signal is less than the minimum duration of 300 microseconds. These relatively narrow pulses are blocked / so that the blocking effect varies at a low subharmonic rate »

Wie oben erwähnt wurde, ist es wünschenswert/ die Schwingungsrate der in den'Wechselrichter einbezogenen steuerbaren Siliziumgleichrichter bei etwa 400 Hz zu halten. Bei der Dreieckschnittmethode/ bei der die Motordrehzahl eine Funktion des Sinuswellenkontrollsignals ist/ läßt sich das nicht so leicht erreichen. Beispielsweise dürfte bei niedrigen Betriebsdrehzahlen/ bei denen die Sinuswellenfrequenz beispielsweise etwa 25 Hz beträgt/ das Zer-As mentioned above, it is desirable to maintain the oscillation rate of the controllable silicon rectifier included in the inverter at about 400 Hz. In the case of the triangular cutting method / in which the engine speed is a function of the sine wave control signal, this is not so easy to achieve. For example, at low operating speeds / where the sine wave frequency is about 25 Hz, for example,

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hackung&verhältnis, d. h_#/ das Verhältnis zwischen den Frequenzen von Dreieckvvelle und Sinuswelle/ größer als das Zerhackungsverhältnis für höhere Motordrehzahlen sein, solche Drehzahlen, bei denen das Sinuswellenkontrollsignal eine Frequenz von etwa 100 Hz hat_e Bei einer Sinuswellenfrequenz von 25 Hz kann das Zerhackungsverhältnis gleich neun sein, was eine Dreieckwellenfrequenz von 225 Hz verlangt« Das führt zu einer Schaltrate der steuerbaren Siliziumgleichrichter von 225 Zyklen, Wird das Zerhackungsverhältnis bei neun gehalten, dann nimmt mit zunehmender Frequenz der Sinuswelle auch die Frequenz der Dreieckvvelle zu, wodurch sich die Schwingungsrate der steuerbaren Siliziumgleichrichter erhöht, so daß sie bald 400 Hz übersteigt. Folglich sollte in einem praktischen System das Zerhackungsverhältnis bei bestimmten Frequenzen der Sinuswelle verringert werden, um zu gewährleisten, daß die Schaltrate der steuerbaren Siliziumgleichrichter nicht zu hoch ist.hacking & ratio, d. h _{# /} the ratio between the frequencies of triangular wave and sine wave / greater than the chopping ratio for higher engine speeds, those speeds at which the sine wave control signal has a frequency of about 100 Hz _e at a sine wave frequency of 25 Hz, the chopping ratio may be equal to nine This results in a switching rate of the controllable silicon rectifier of 225 cycles. If the chopping ratio is kept at nine, then with increasing frequency of the sine wave also the frequency of the triangular wave increases, whereby the oscillation rate of the controllable silicon rectifier increases. so that it soon exceeds 400 Hz. Consequently, in a practical system, the chopping ratio should be reduced at certain frequencies of the sine wave to ensure that the switching rate of the silicon controllable rectifiers is not too high.

Wie oben erwähnt wurde, sind alle genannten Probleme mit den bisherigen Vorschlägen nicht zufriedenstellend gelöst worden«As mentioned above, all the above-mentioned problems with the previous proposals have not been satisfactorily resolved «

In Übereinstimmung mit einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Schwierigkeit in Verbindung mit subharmonischen Strömen auf Grund der Fehlsynchronisation zwischen der Dreieckwellenform und dem Sinuswellensignal bei der Dreieckschnittmethode der FvVM-Erzeugung vermieden. Das wird durch Synthetisieren der Dreieckwellenform aus dem Sinuswellenkontrollsignal erreicht. Wie in der Abb. 3 gezeigt wird, werden für ein n-Phasensinuswellensignal, wobei η =3, Segmente der Phasen R, Y und B nach-In accordance with one aspect of the present invention, the difficulty associated with subharmonic currents due to the mis-synchronization between the triangular waveform and the sine wave signal is avoided in the trenching method of FvVM generation. This is accomplished by synthesizing the triangular waveform from the sine wave control signal. As shown in FIG. 3, for an n-phase sine wave signal, where η = 3, segments of the phases R, Y and B

einander zusammengefügt/ um eine Dreieckwellenform mit der Frequenz nf zu erzeugen, wobei f die Grundfrequenz des Sinusvvellensignals ist. Genauer formuliert, wenn die Amplitude einer der Phasen R, Y und B innerhalb eines festgelegten VV'inkelbetrages vom Nulldurchgang liegt, wird die Amplitude die.ser Phase entweder als ansteigende oder als abfallende Kante der Dreieckwellenform genutzto Für ein Dreiphasensinuswellensignal ist dieser festgelegte VVinkelbetrag gleich 30 · So liegen, wie das auch in der Abb, 3 gezeigt wird, die Segmente Y. und Y„ auf dem ansteigenden Abschnitt der Y-Phase innerhalb 30° des Nulldurchgangs dieser Y-Phase_e Die Segmente R₁ und R„ im abfallenden Abschnitt der R-Phase liegen innerhalb von 30° auf jeder Seite des Nulldurchgangs dieser R-Phase, Die Segmente B und B„ auf dem steigenden Abschnitt der B-Phase liegen innerhalb von 30 auf jeder Seite des Nulldurchgangs dieser B-Phasc_e Die Segmente Y₃ und Y₄ auf dem abfallenden Abschnitt der Y-Phase liegen innerhalb von auf jeder Seite des Nulldurchgangs dieser Y-Phase, Die Segmente R^ und R. auf dem ansteigenden Abschnitt der R-Phase liegen innerhalb von 30 des Nulldurchgangs dieser R-Phase, Schließlich liegen die Segmente B₃ und B₄ auf dem abfallenden Abschnitt der B-Phase innerhalb von 30 des Nulldurchgangs dieser B-Phase, Bei der vorliegenden Erfindung werden die Segmente Y₁ und Y„ aufgespürt, gefolgt von den Segmenten R₁ und R₂, gefolgt von den Segmenten B und B , gefolgt von den Segmenten Y₃ und Y₄ und so weiter₀ Diese aufgespürten Segmente werden nacheinander zusammengefügt, um die Dreieckwellenform zu erzeugen, die durch kreuzweise schraffierten Flächen in der Abbe 3 dargestellt wird. Man kann erkennen, daß diese Dreieckwellenform gebildet wird aus einem positiv geneigten, allmählich ansteigenden Abschnitt, der von den Segmenten Y₁ und Y₂ gebildet wird, gefolgt von einem negativ geneigten, allmählich abnehmenden Abschnitt, derfused together / to produce a triangular waveform of frequency nf, where f is the fundamental frequency of the sine wave signal. More specifically, when the amplitude of one of the R, Y and B phases is within a predetermined V angle from the zero crossing, the amplitude of the first phase is used as either the rising or falling edge of the triangular waveform. For a three phase sine wave signal, this fixed V angle amount equals 30 · Thus, as also shown in Fig. 3, the segments Y. and Y.sup. Are located on the rising portion of the Y phase within 30 degrees of the zero crossing of this Y phase _E. The segments R ₁ and R "in the descending portion the R-phase are within 30 ° on either side of the zero crossing of this R-phase, the segments B and B 'on the rising portion of the B-phase are within 30 on each side of the zero crossing of this B-Phasc _e segments Y ₃ and Y ₄ on the falling portion of the Y phase are within on each side of the zero crossing of this Y phase. The segments R 1 and R 2 lie on the rising portion of the R phase Finally, the segments B ₃ and B ₄ lie on the falling portion of the B phase within 30 of the zero crossing of this B phase. In the present invention, the segments Y ₁ and Y " tracked, followed by the segments R ₁ and R ₂ , followed by the segments B and B, followed by the segments Y ₃ and Y ₄ and so on ₀ These tracked segments are successively merged to produce the triangular waveform hatched crosswise Areas in the Abbe 3 is shown. It can be seen that this triangular waveform is formed of a positively inclined, gradually rising portion formed by the segments Y ₁ and Y ₂ , followed by a negatively inclined, gradually decreasing portion

-22-21 7522-22-21 7522

von den Segmenten R₁ und R„ gebildet wird. Der nächste Zyklus dieser Dreieckwellenform wird aus dem positiv geneigten Abschnitt gebildet, der aus den Segmenten B und Bp besteht, gefolgt von dem negativ geneigten Abschnitt, der durch die Segmente Y₃ und Y₄ gebildet wird« Der nächste Zyklus in dieser Dreieckv/ellenform wird gebildet aus dem positiv geneigten Abschnitt, der von den Segmenten R„ und R. gebildet wird, gefolgt von dem negativ geneigten Abschnitt, der aus den Segmenten IL und R₄ besteht. Es werden also während eines kompletten Zyklusses beispielsweise der Y-Phase des Sinuswellensignals drei Zyklen der Dreieckv/ellenform synthetisiert. Für ein Dreiphasensinuswellensignal mit der Frequenz f ergibt sich also eine daraus synthetisierte Dreieckwellenform mit einer Frequenz 3f. Es ist offensichtlich, daß, als all- . gemeine mathematische Beziehung, die Frequenz der Dreieckwellenform, die aus einem n-Phasensinuswellensignal synthetisiert wird, also gleich nf ist»is formed by the segments R ₁ and R ". The next cycle of this triangle waveform is formed of the positively sloped portion, which consists of the segments B and B p, followed by the negatively sloped portion constituted by segments Y ₃ and Y ₄ ", the next cycle in this Dreieckv / is elle form formed of the positively sloped portion constituted by segments R "and R, followed by the negatively sloped portion, which consists of the segments IL and R _4. Thus, during a complete cycle of, for example, the Y phase of the sine wave signal, three cycles of the triangular waveform are synthesized. For a three-phase sine wave signal with the frequency f, therefore, a triangular waveform having a frequency of 3 f is produced therefrom. It is obvious that, as all-. common mathematical relationship, the frequency of the triangular waveform synthesized from an n-phase sine wave signal, that is nf »

Wenn angenommen wird, daß der negative Spitzenpegel der in Abb. 3 gezeigten R-, Y- und B-Phasen ein Bezugspegel ist, dann werden die jeweiligen Segmente jeder Phase, die zum Synthetisieren der Dreieckwellenform verwendet werden, folgendermaßen ausgewählt:Assuming that the negative peak level of the R, Y and B phases shown in Fig. 3 is a reference level, then the respective segments of each phase used to synthesize the triangular waveform are selected as follows:

(a) Das Segment der Y-Phase wird gewählt, wenn die Amplitude der Y-Phase größer als die der B-Phase und auch kleiner als die der R-Phase ist, oder, einander ausschließend, wenn die Amplitude der Y-Phase kleiner als die der B-Phase, aber größer als die der R-Phase ist. Das ergibt die Segmente Y₁, Y₂ und auch die Segmente Y₃ und Y₄.(a) The segment of the Y phase is selected when the amplitude of the Y phase is greater than that of the B phase and also smaller than that of the R phase, or excluding each other when the amplitude of the Y phase is smaller than that of the B phase, but larger than that of the R phase. This yields the segments Y ₁ , Y ₂ and also the segments Y ₃ and Y ₄ .

(b) Es wird die R-Phase gewählt, bei der die Amplitude der R-Phase größer ist als die der B-Phase und auch kleiner als die der Y-Phase, oder, einander ausschließend, die Amplitude der R-Phase größer ist als die der Y-Phase, aber kleiner als die der B-Phase_e Das ergibt die Segmente R., R„ und auch die Segmente R₃ und R₄,(b) The R phase is chosen in which the amplitude of the R phase is greater than that of the B phase and also smaller than that of the Y phase, or, excluding each other, the amplitude of the R phase is greater than that of the Y-phase, but smaller than that of the B-phase _e This yields the segments R., R "and also the segments R ₃ and R ₄ ,

(c) Die B-Phase wird gewählt, bei der die Amplitude dieser Phase größer ist als die der R-Phase und auch kleiner als die der Y-Phase, oder, einander ausschließend, die Amplitude der B-Phase größer ist als die der Y-Phase und auch kleiner als die der R-Phase« Das ergibt die Segmente B₁, B„ und auch die Segmente B₃, B₄,(c) The B phase is chosen in which the amplitude of this phase is greater than that of the R phase and also smaller than that of the Y phase, or, excluding each other, the amplitude of the B phase is greater than that of the Y-phase and also smaller than that of the R-phase "This yields the segments B ₁ , B" and also the segments B ₃ , B ₄ ,

Vorstehende Beziehungen kommen ausgedrückt werden durch folgende Boolesche Ausdrücke:The above relationships are expressed by the following Boolean expressions:

Y, wenn ( (R >Y) . (Y > B) ) + ( (R < Y) . (Y< B) ) B, wenn ( (Y>B) . (B > R) ) + ( (Y < B) . (B <R) ) R, wenn ( (B > R) . (R > Y) ) + ( (B<R) . (R <Y) )Y when ((R> Y). (Y> B)) + ((R <Y). (Y <B)) B when ((Y> B). (B> R)) + ((Y <B). (B <R)) R when ((B> R). (R> Y)) + ((B <R). (R <Y))

Die vorstehenden Booleschen Ausdrücke können in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung realisiert werden durch einen Dreieckwellenformgenerator 30, der in der Abb. 4 dargestellt wird. Dieser Dreieckwellenformgenerator besteht aus den Vergleichsschaltungen 32, 34 und 36, den EXKLUSIVEN ODER-Gattern 38, 40 und 42 und den Analogübertragungsgattern 44, 46 und 48_e Zu jeder der Vergleichsschaltungen kann ein Differenzverstärker mit nichturakehrenden (+) bzw, umkehrenden (-) Eingängen gehören· In Abhängigkeit davon, welche der Eingangs mit eine:.; Signal von größerer Amplitude zu-The above boolean expressions can be realized in accordance with an embodiment of the present invention by a triangular waveform generator 30 which is shown in FIG. 4. This triangular waveform generator consists of the comparison circuits 32, 34 and 36, the exclusive-OR gates 38, 40 and 42 and the analog transmission gates 44, 46 and 48 _s for each of the comparison circuits can or a differential amplifier with nichturakehrenden (+), inverting (-) inputs Depending on which the input with a:.; Signal of greater amplitude

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geführt wird, kann die Vergleichsschaltung eine Binärziffer "1" oder "0" erzeugen. Das heißt, wenn die Amplitude, die dem nichtumkehrenden Eingang (+) zugeführt wird, größer als die Amplitude, die der umkehrenden (-) Eingang zugeführt wird, erzeugt die Vergleichsschaltung eine binäre "l"· Umgekehrt, wenn die Amplitude des Signals, die der umkehrenden (-) Eingang zugeführt wird, größer ist als die Amplitude des Signals, das der nichtumkehrenden (·{-) Eingang zugeführt wird, erzeugt die Vergleichsschaltung oder der Komparator eine binäre "0"# Wie in der Abb» 4 gezeigt wird, wird die R-Phase des Dreiphasensinuswellensignals der nichtumkehrenden Eingang des Komparators 32 und der umkehrenden Eingang des Komparators 36 zugeführt. Die Y-Phase wird der nichtumkehrenden Eingang von Komparator 34 und der umkehrenden Eingang von Komparator 32 zugeführt. Die B-Phase wird der nichtumkehrenden Eingang des Komparators 36 und aer umkehrenden Eingang von Komparator 34 zugeführt.is performed, the comparison circuit can generate a binary digit "1" or "0". That is, when the amplitude supplied to the non-inverting input (+) is greater than the amplitude supplied to the inverting (-) input, the comparator circuit generates a binary "1". Conversely, when the amplitude of the signal, is supplied to the inverted (-) input is greater than the amplitude of the signal supplied to the non-inverting (· {-) input, the comparator or comparator produces a binary "0"# As shown in FIG. 4, the R phase of the three-phase sine wave signal is supplied to the non-inverting input of the comparator 32 and the inverting input of the comparator 36. The Y phase is supplied to the non-inverting input of comparator 34 and the inverting input of comparator 32. The B-phase is supplied to the non-inverting input of the comparator 36 and aer-inverting input of comparator 34th

Die EXKLUSIVEN ODER-Gatter 38, 40 und 42 sind herkömmliche logische Elemente dahingehend, als jedes EXKLUSIVE ODER-Gatter nur dann eine binäre "1" erzeugt, wenn die den entsprechenden lEingängemzugeführten Binärsignale voneinander verschieden sind. Wenn beide zugefuhrte Binärsignale eine binäre "1" oder eine "O" sind, erzeugt das EXKLUSIVE ODER-Gatter eine binäre "0", Ein Eingang des EXKLUSIVEN ODER-Gatters 38 ist mit dem Ausgang von Komparator 32 verbunden, und der andere Eingang ist mit dem Ausgang von Komparator 34 verbunden. Ein Eingang des EXKLUSIVEN ODER-Gatters 40 ist mit dem Ausgang von Komparator 34 verbunden, und der andere ist mit dem Ausgang von Komparator 36 verbunden, Schließlich sind die Eingänge des EXKLUSIVEN ODER-Gatters 42 mit den Ausgängen der Komparatoren 32 bzw, 36 verbunden.EXCLUSIVE OR gates 38, 40 and 42 are conventional logic elements in that each EXCLUSIVE OR gate generates a binary "1" only when the binary signals applied to the respective inputs are different from each other. If both supplied binary signals are a binary "1" or an "O", the EXCLUSIVE OR gate produces a binary "0", an input of the EXCLUSIVE OR gate 38 is connected to the output of comparator 32, and the other input is connected to the output of comparator 34. One input of EXCLUSIVE-OR gate 40 is connected to the output of comparator 34 and the other is connected to the output of comparator 36. Finally, the inputs of EXCLUSIVE-OR gate 42 are connected to the outputs of comparators 32 and 36, respectively.

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Die Analogübertragungsgatter 44, 46 und 48 sind herkömmliche Bausteine mit Analog- bzw, Kontrolleingängen, Das Analogübertragungsgatter kann das seinem Analogeingang zugeführte Signal weiterleiten oder übertragen, vorausgesetzt, daß dem Kontrolleingang ein festgelegtes Kontrollsignal zugeführt wird. Für den Zweck der vorliegenden Ausführung gilt, daß jedes Analogübertragungsgatter das ihm zugeführte Analogsignal übertragen kann, vorausgesetzt, daß am Kontrolleingang eine binäre "O" empfangen wird« Der Analogeingang des Analogübertragungsgatters 44 ist so geschaltet, daß die Y-Phase des Sinuswellensignals empfangen wird, und der Kontrolleingang ist mit dem Ausgang des EXKLUSIVEN ODER-Gatters 38 verbundene Der Analogeingang des Analogübertragungsgatters 46 ist so geschaltet, daß die B-Phase empfangen wird, und der Kontrolleingang ist mit dem Ausgang des EXKLUSIVEN ODER-Gatters 40 verbunden. Schließlich ist der Analogeingang des Analogübertragungsgatters 48 so geschaltet, daß die R-Phase empfangen wird, und der Kontrolleingang ist mit dem Ausgang des EXKLUSIVEN ODER-Gatters 42 verbunden,,The analog transmission gates 44, 46 and 48 are conventional devices with analog or control inputs. The analog transmission gate may pass or transmit the signal applied to its analog input, provided that a fixed control signal is applied to the control input. For the purpose of the present embodiment, each analog transmission gate can carry the analog signal supplied to it, provided that a binary "O" is received at the control input. The analog input of the analog transmission gate 44 is switched to receive the Y phase of the sine wave signal. and the control input is connected to the output of the EXCLUSIVE-OR gate 38. The analogue input of the analogue transfer gate 46 is connected to receive the B-phase, and the control input is connected to the output of the EXCLUSIVE-OR gate 40. Finally, the analog input of the analog transfer gate 48 is switched to receive the R phase and the control input is connected to the output of the EXCLUSIVE OR gate 42.

Zur Arbeitsweise. Wenn die Amplitude der R-Phase größer ist als die der Y-Phase, liefert der Komparator 32 eine binäre *1" an die EXKLUSIVEN ODER-Gatter 38 und 42. Wenn gleichzeitig die Amplitude der Y-Phase größer ist als die der B-Phase, liefert der Komparator 34 auch eine binäre "l" an das EXKLUSIVE ODER-Gatter 38. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich an jedem der Eingänge des EXKLUSIVEN ODER-Gatters 38 eine binäre "l", was dazu führt, daß eine binäre "O" als Kontrolleingang zum Analogübertragungsgatter 44 gegeben wird, worauf das Analogübertragungsgatter ein Segment der Y-Phase überträgt oder weiterleitet. Wie in der Abb. 3 gezeigt wird, ist dieses Segment gleich den Segmenten Y₁ und Y«.To work. If the amplitude of the R phase is greater than that of the Y phase, the comparator 32 supplies a binary * 1 "to the EXCLUSIVE OR gates 38 and 42. At the same time, the amplitude of the Y phase is greater than that of the B phase. Phase, the comparator 34 also supplies a binary "1" to the EXCLUSIVE OR gate 38. At this time, at each of the inputs of the EXCLUSIVE OR gate 38, there is a binary "I", resulting in a binary "O" is given as a control input to the analog transfer gate 44, whereupon the analog transfer gate transmits or forwards a segment of the Y phase, as shown in Fig. 3, this segment is equal to the segments Y ₁ and Y <<.

.- 26 -.- 26 -

21759 221759 2

Aus der Abb. 3 geht hervor, daß die Amplitude der Y-Phase bald die der R-Phase übersteigt, was zu einer binären "0" am Ausgang des Komparators 32 führt. Das ergibt eine binäre "1" am Ausgang des EXKLUSIVEN ODER-Gatters 38, wodurch das Analogübertragungsgatter 44 geschlossen wird. Zu diesem Zeitpunkt ist jedoch die Amplitude der R-Phase größer als die der B-Phase, was zu einer binären "0" am Ausgang von Komparator 36 führt« Das beide Komparatoren 32 und 36 eine binäre "O" erzeugen, liefert das EXKLUSIVE ODER-Gatter 42 (an dessen Eingängen gleiche binäre Signale anliegen) eine binäre "0" an das Analogübertragungsgatter 48«, Dadurch wird wiederum das Analogübertragungsgatter 48 geöffnet, um ein Segment der R-Phase zu übertragen oder weiterzuleiten«, Wie in der Abb, 3 gezeigt wird, wird dieses übertragene Segment von den Segmenten R₁ und R₂ gebildet.From Fig. 3, it is apparent that the amplitude of the Y phase soon exceeds that of the R phase, resulting in a binary "0" at the output of the comparator 32. This results in a binary "1" at the output of the EXCLUSIVE OR gate 38, thereby closing the analog transfer gate 44. At this time, however, the amplitude of the R phase is greater than that of the B phase, resulting in a binary "0" at the output of comparator 36. "Both comparators 32 and 36 generate a binary" O ", which provides the EXCLUSIVE OR Gate 42 (at whose inputs the same binary signals are present) a binary "0" to the analogue transfer gate 48 ", which in turn opens the analog transfer gate 48 to transmit or forward a segment of the R-phase", as in FIG is shown, this transmitted segment is formed by the segments R ₁ and R ₂ .

Wenn die Amplitude der R-Phase abnimmt, vergrößert sich die der B-Phase, Wenn die B-Phase die R-Phase übersteigt, erzeugt der Komparator 36 eine binäre "1", die dem EXKLUSIVEN ODER-Gatter 42 zugeführt wird, was zum Schließen des Analogübertragungsgatters 48 führt. Folglich wird die R-Phase nicht länger übertragen. Zu diesem Zeitpunkt ist die Amplitude der Y-Phase größer als die der B-Phase, was zu einer binären "l" am Ausgang von Komparator 34 führt. Das beide Komparatoren 34 und 36 eine binäre "1" erzeugen, reagiert das EXKLUSIVE ODER-Gatter 40 darauf durch Lieferung einer binären "0" an das Analogübertragungsgatter 46, Folglich wird dieses Analogübertragungsgatter geöffnet, um ein Segment der B-Phase zu übertragen oder weiterzuleiten. Dieses übertragene Segment wird in der Abb, 3 durch die Segmente B₁ und B„ dargestellt.As the amplitude of the R-phase decreases, that of the B-phase increases. When the B-phase exceeds the R-phase, the comparator 36 generates a binary "1" which is supplied to the EXCLUSIVE OR gate 42 resulting in Close the analog transmission gate 48 leads. As a result, the R phase is no longer transmitted. At this time, the amplitude of the Y phase is greater than that of the B phase, resulting in a binary "1" at the output of comparator 34. Since both comparators 34 and 36 generate a binary "1", EXCLUSIVE OR gate 40 responds thereto by providing a binary "0" to analog transfer gate 46. Thus, this analog transfer gate is opened to transfer or forward a segment of B-phase , This transmitted segment is shown in Fig. 3 by the segments B ₁ and B ".

Die vorstehend beschriebene Arbeitsweise wird wiederholt, wenn die jeweiligen Amplituden der R-, Y- und B-Phasen schwanken, Man kann feststellen, daß die Analogubertragungsgatter 44, 46 und 48 selektiv und nacheinander erregt werden, um die entsprechenden Segmente der Sinuswellensignale weiterzuleiten, wobei diese Segmente bei Zusammenstellung in der Reihenfolge an den Ausgängen dieser AnalogübertraQungsgatter als die Dreieckwellen~ form VV erscheinen. Die Frequenz dieser Dreieckwellenforrn beträgt das Dreifache (3X) der Grundfrequenz des Sinuswellensignals, was zu einem Zerhackungsverhältnis von drei fuhrt* Diese Dreieckwellengrundform W wird im vorliegenden Zusammenhang gelegentlich als "3-Zerhackungswellenform" bezeichnet»The above-described operation is repeated when the respective amplitudes of the R, Y and B phases fluctuate. It can be seen that the analog transfer gates 44, 46 and 48 are selectively and sequentially energized to pass the respective segments of the sine wave signals these segments, when assembled in order, appear at the outputs of these analogue transfer gates as the triangular wave form VV. The frequency of these triangular waveforms is three times (3X) the fundamental frequency of the sine wave signal, resulting in a chopping ratio of three * This triangular wave basic form W is sometimes referred to herein as a "3-chopping waveform". "

Man kann erkennen, daß die Dreieckwellenform direkt aus den entsprechenden Phasen des Sinuswellensignals synthetisiert wird,, Wenn folglich die Frequenz des Sinuswellensignals zunimmt, vergrößert sich ebenso die Frequenz der Dreieckwellenform, und umgekehrt führt eine Verringerung in der Sinuswellenfrequenz zu einer entsprechenden Verringerung in der Dreieckwellenfrequenz, Folglich bleibt ein exaktes Zerhackungsverhältnis erhalten, und die Dreieckwellenform ist mit dem Sinuswellensignal genau synchron· Auf Grund dieser präzisen Synchronität v/erden die oben genannten Probleme durch subharmonische Abwertung vermieden»It can be seen that the triangular waveform is synthesized directly from the respective phases of the sine wave signal. Thus, as the frequency of the sine wave signal increases, so does the frequency of the triangular waveform, and conversely, a reduction in sine wave frequency results in a corresponding reduction in the triangular wave frequency. As a result, an exact chopping ratio is maintained and the triangular waveform is exactly in sync with the sine wave signal. Due to this precise synchronicity, the abovementioned problems are avoided by subharmonic devaluation.

Die Dreieckwellenform IV, die durch den in der Abb· 4 gezeigten Dreieckwellenformsynthesizer erzeugt wird, wird in Übereinstimmung mit der Dreieckschnittmethode angewendet, um FvVM-Impulse zu erzeugen. Ein Ausführungsbeispiel eines PWKi-lmpulsgenerators 50, wie er zur Ver-The triangular waveform IV generated by the triangular waveform synthesizer shown in Fig. 4 is applied in accordance with the triangular cutting method to generate FvVM pulses. An exemplary embodiment of a PWK pulse generator 50, as used for

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wirklichong dieser Dreieckschnittraethode eingesetzt wird, wird in 4er Abb. 5 gezeigt und besteht aus einem Wechselrichter 52, einem steuerbaren Dämpfungsglied 54 und einem Komparator 58. Der Wechselrichter 52 kann die Polarität der Dreieckwellenform W umkehren und kann beispielsweise einen wechselrichtenden Verstärker mit einem Gewinn von -!aufweisen. Das veränderliche Dämpfungsglied 54 kann mit der entsprechenden Phase des n-Phasensinuswellensignals gespeist werden, um die Amplitude dieser Phase um einen kontrollierbaren Betrag zu dämpfen. Für die vorliegenden Ausführungen wird angenommen, daß dem steuerbaren Dämpfungsglied 54 die R-Phase des Dreiphasensinuswellensignals zugeführt wird. Ein Kontrolleingang 56 kann ein Kontrollsignal empfangen, welches das Dämpfungsverhältnis dieses steuerbaren Dämpfungsgliedes bestimmt. Solche steuerbaren Dämpfungsglieder sind Fachleuten bekannt, eine weitere Beschreibung wird deshalb hier im Interesse der Kurze nicht gegeben.7 is shown in FIG. 4 and consists of an inverter 52, a controllable attenuator 54 and a comparator 58. The inverter 52 may reverse the polarity of the triangular waveform W and may, for example, provide an inverting amplifier with a gain of -. !respectively. The variable attenuator 54 may be fed with the corresponding phase of the n-phase sine wave signal to attenuate the amplitude of that phase by a controllable amount. For the present embodiments, it is assumed that the controllable attenuator 54 is supplied with the R phase of the three-phase sine wave signal. A control input 56 may receive a control signal which determines the attenuation ratio of this controllable attenuator. Such controllable attenuators are known to those skilled in the art, so a further description will not be given here in the interests of brevity.

Komparator 58 kann jedem der oben genannten Komparatoren 32, 34 und 36 gleichen und erhält einen umkehrenden (-) Eingang, der mit dem Wechselrichter 52 verbunden ist, und einen nichtumkehrenden (+),Eingang, der mit dem Ausgang des steuerbaren Dämpfungsgliedes 54 verbunden ist. Komparator 58 kann einen negativen Übergang erzeugen, wenn die umgekehrte Version der Dreieckwellenform VV die gedämpfte Version R' des Sinuswellensignals in positiver Richtung kreuzt (d. h,, W>R'), und έτ erzeugt einen positiven Obergang, wenn die umgekehrte Dreieckwellenform W das gedämpfte Sinuswellensignal R* in negativer Richtung kreuzt (W* < R¹).Comparator 58 may be similar to each of the above-mentioned comparators 32, 34 and 36 and receives a reversing (-) input connected to inverter 52 and a non-inverting (+) input connected to the output of controllable attenuator 54 , Comparator 58 may generate a negative transition when the inverted version of triangular waveform VV crosses the damped version R 'of the sine wave signal in the positive direction (i.e., "W>R"), and έτ produces a positive transition when the inverted triangular waveform W the attenuated sine wave signal R * crosses in the negative direction (W * <R ¹ ).

-29 - 21 75 9 2-29 - 21 75 9 2

Man kann feststellen, daß es zur Ausschaltung des oben genannten Impulssperrproblems, d, h_e, zur Vermeidung des Problems öev Erzeugung von PVVM-Impulsen, deren Dauer T unter einer festgelegten Mindestbreite (z. B_e 300 Mikrosekunden) liegt, notwendig ist, daß das Sinuswellensignal R so gedämpft wird, daß sein Spitzenpegel unter dem Spitzenpegel der Dreieckwellenform W liegt· Die Mindestdauer der erzeugten ΡΛ'Μ-Impulse wird bestimmt durch das Verhältnis von Dreieckwellenformspitze zu Sinuswellenspitze,It can be seen that it is necessary to eliminate the above-mentioned pulse blocking problem, d, h _s, to avoid the problem öev generating PVVM-pulses, the duration (300 microseconds for example. B _e) T is below a predetermined minimum width that the sine wave signal R is attenuated such that its peak level is below the peak level of the triangular waveform W. The minimum duration of the generated ΡΛ'Μ pulses is determined by the ratio of triangle waveform peak to sine wave peak,

Der Zweck der Umkehrung der Polarität der Dreieckwellenform VV besteht darin, während des positiven Haibzyklusses des Sinuswellensignals negativgehende Impulse zu erzeugen und während des negativen Haibzyklusses positivgehende Impulse zu erzeugen« Das führt zu einem Tastverhältnis von mehr als 50 % während des positiven Haibzyklusses und einem Tastverhältnis von weniger als 50 % während des negativen Haibzyklusses,The purpose of reversing the polarity of the triangular waveform VV is to generate negative pulses during the positive shifter cycle of the sine wave signal and generate positive pulses during the negative shaving cycle. This results in a duty cycle greater than 50% during the positive shaving cycle and a duty cycle of less than 50 % during the negative Haibzyklusses,

Die Art und Weise, auf welche die PtVM-Impulse durch den Ft/VM-Generator 50 erzeugt werden, wird in der Abb, 6A und 6B veranschaulichte Wie in der Abb, 6A gezeigt wird, schneidet die umgekehrte Dreieckwellenform VV das gedämpfte R-Phasensinuswellensignal R' an Schnittpunkten a, b, c, d, e, f und g„ Der Komparator 58 erzeugt einen übergang an jedem dieser Schnittpunkte,, Ein positiver Übergang a' wird am Schnittpunkt a erzeugt, da an dieser Schnittstelle die umgekehrte Dreieckwellenform W' das gedämpfte Sinuswellensignal R' in negativer Richtung kreuzt. Ein negativer Übergang b¹ wird am Schnittpunkt b erzeugt, da die umgekehrte Dreieckwellenform W das gedämpfte Sinuswellensignal R' in positiver Richtung kreuzte Man kann erkennen,The manner in which the PtVM pulses are generated by the Ft / VM generator 50 is illustrated in Figs. 6A and 6B. As shown in Fig. 6A, the inverse triangular waveform VV intersects the attenuated R-phase sine wave signal R 'at intersections a, b, c, d, e, f and g "The comparator 58 generates a transition at each of these intersections, a positive transition a' is generated at the intersection a, since at this interface the inverted triangular waveform W ' the attenuated sine wave signal R 'crosses in the negative direction. A negative transition b ¹ is generated at the intersection b, since the inverted triangular waveform W crossed the muted sine wave signal R 'in a positive direction.

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daß die restlichen Obergänge c¹, d', e', f und g' an den Schnittpunkten c, d, e, f bzw« g erzeugt werden. Man kann auch erkennen, daß das Tastverhältnis der PvYM-Impulse P während des positiven Halbzyklusses des gedämpften Sinuswellensignals R' größer als 50 % ist/ und so diesen positiven Halbzyklus darstellt, und daß das Tastverhältnis der FiVM-Impulse während des negativen Halbzyklusses des gedämpften Sinuswellensignals R' weniger als 50 % beträgt.the remaining transitions c ¹ , d ', e', f and g 'are produced at the intersection points c, d, e, f and g, respectively. It can also be seen that the duty cycle of the PvYM pulses P during the positive half-cycle of the damped sine wave signal R 'is greater than 50 % , and thus represents this positive half-cycle, and the duty cycle of the FiVM pulses during the negative half-cycle of the damped sine wave signal R 'is less than 50 % .

Wenn sich die Amplitude des gedämpften Sinuswellensignals R¹ ändert, ändert sich die Impulsdauer X und Y in umgekehrter Weise. Das heißt, wenn die Amplitude der gedämpften Sinuswellen zunimmt, verringert sich die Dauer dieser Impulse« Aus der Abb. 5 wird deutlich, daß die Amplitude des gedärapften Sinusvvellensignals R' eine Funktion entweder der Amplitude der Eingangsphase R oder eine Funktion des dämpfenden Kontrollsignals ist, welches dem Kontrolleingang 56 zugeführt wird. Wenn die Amplitude des gedämpften Sinusvvellensignals R' auf Null gesenkt wird, weisen die PWM-Impulse P ein Rechteckwellensignal mit 50 % Tastverhältnis und mit einer Frequenz auf, die gleich der der Dreieckwellenform W ist«When the amplitude of the damped sine wave signal R ¹ changes, the pulse duration X and Y changes in the reverse manner. That is, as the amplitude of the attenuated sine waves increases, the duration of these pulses decreases. From Fig. 5, it can be seen that the amplitude of the attenuated sine wave signal R 'is a function of either the amplitude of the input phase R or a function of the attenuating control signal. which is supplied to the control input 56. When the amplitude of the damped sine wave signal R 'is lowered to zero, the PWM pulses P have a square wave signal of 50 % duty cycle and a frequency equal to that of the triangular waveform W. "

Es ist zu beachten, daß dem PWM-Generator 50, der in der Abb. 5 gezeigt wird, nur die entsprechende Phase des Wechselrichters zugeordnet ist, die er treibt. Die restlichen Phasen werden durch gleiche PWM-Generatoren getrieben, wobei jedem zusätzlichen PWM-Generator dieselbe Dreieckwellenform W, aber mit einer entsprechenden Phase des Dreiphasensinuswellensignals, zugeführt wird. Das heißt, bei dem Ausführungsbeispiel in der Abb. 5 wird der PVVM-Generator mit der R-Phase gespeist. Um einen Drei-It should be noted that the PWM generator 50 shown in Fig. 5 is associated with only the corresponding phase of the inverter that it is driving. The remaining phases are driven by identical PWM generators, with each additional PWM generator being supplied with the same triangular waveform W but with a corresponding phase of the three-phase sine wave signal. That is, in the embodiment in Fig. 5, the PVVM generator is fed with the R phase. In order to

- 31 - 21 75 9 2- 31 - 21 75 9 2

phasenwechselrichter des RVM-Typs zu treiben, sind zwei zusätzliche PiVM-Generatoren vorgesehen, wobei diese zusätzlichen FvVM-Generatoren mit Y-Phasen- bzw« B-Phasensignalen gespeist werden· Da alle drei Phasen R, Y und B des Sinuswellensignals mit einer gemeinsamen Dreieckwellenform VS/ verglichen werden, kann man erkennen, daß bei einem Kontrollsignalpegel von Null, d_e h„, wenn R-, Y- und B-Phase alle gleich Null sind, alle drei durch die entsprechenden PWM-Generatoren erzeugten PvVM-Signale im wesentlichen identische, phasengleiche Impulse erzeugen. So werden alle drei Phasen des Wechselrichters vom PWM-Typ gleichzeitig geschaltet, um eine effektive Ausgangsspannung von Null zu erzeugen.Two additional PiVM generators are provided to drive these additional FvVM generators with Y-phase and B-phase signals, respectively. Since all three phases R, Y and B of the sine wave signal have a common triangular waveform VS / compare, it can be seen that at a control signal level of zero, d _e h ", when R, Y and B phases are all equal to zero, all three PvVM signals generated by the respective PWM generators substantially generate identical, in-phase pulses. Thus, all three phases of the PWM type inverter are switched simultaneously to produce an effective zero output voltage.

Ein anderes Ausfuhrungsbeispiel eines Dreieckwellenformgenerators, der zur Ausführung der Synthetisierungsraethode der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden kann, wird in der Abb. 7 veranschaulicht« Dieser Dreieckwellenformsynthesizer 60 besteht aus einer Vielzahl von Funktionsverstärkern 62, 64, 66, 68 70 und 72 mit nichtumkehrenden (+) und umkehrenden (-) Eingängen und mit einem Ausgang, der im Gegenkopplungsverhältnxs über eine entsprechende Diode 63, 65, 67, 69, 71 bzw, 73 mit dem umkehrenden Eingang verbunden ist. Das R-Phasensinuswellensignal wird den nichtumkehrenden (+) Eingängen der Funktionsverstärker 62 bzWo 72 zugeführt. Das Y-Phasensinuswellensignal wird den nichtumkehrenden (+) Eingängen der Funktionsverstärker 64 bzw, 66 zugeführt. Das B-Phasensinuswellensignal wird den nichtumkehrenden (+) Eingängen der Funktionsverstärker 68 bzw, 70 zugeführt. Die Funktionsverstärker 62 und 64 sind über Dioden 63 bzw, 65 mit einer gemeinsamen Verbindungsstelle verbunden. Diese gemeinsame Verbindungsstelle ist mit einem Bezugspotential,Another embodiment of a triangular waveform generator that can be used to carry out the synthesizing method of the present invention is illustrated in FIG. 7. This triangular waveform synthesizer 60 is comprised of a plurality of functional amplifiers 62, 64, 66, 68, 70 and 72 with non-inverting (+). and inverting (-) inputs and having an output connected to the inverting input in the negative feedback condition via a respective diode 63, 65, 67, 69, 71 and 73, respectively. The R-phase sine wave signal is supplied to the non-inverting (+) inputs of the operational amplifiers 62 and 72, respectively. The Y-phase sine wave signal is supplied to the non-inverting (+) inputs of the operational amplifiers 64 and 66, respectively. The B-phase sine wave signal is supplied to the non-inverting (+) inputs of the operational amplifiers 68 and 70, respectively. The functional amplifiers 62 and 64 are connected via diodes 63 and 65, respectively, to a common connection point. This common connection point is connected to a reference potential,

-³²- 217592- ³² - 217592

beispielsweise Erde, über einen Widerstand 74 und eine negative Vorspannung, die durch eine Vorspannungsquelle 75 dargestellt ist, verbunden. Der Zweck der Dioden 63 und 65 besteht darin, dieser gemeinsamen Verbindungsstel· Ie nur die größere der R- und Y-Phase zuzuführen.ground, via a resistor 74 and a negative bias voltage represented by a bias source 75. The purpose of the diodes 63 and 65 is to supply only the larger of the R and Y phases to this common connection part.

Die Ausgänge der Funktionsverstärker 66 und 68 werden über Dioden 67 bzw. 69 mit einer gemeinsamen Verbindungsstelle verbunden« Diese gemeinsame Verbindungsstelle wird durch einen Widerstand 76 und eine Vorspannung, dargestellt durch die Vorspannungsquelle 77, mit Erde verbunden» Die Dioden 67 und 69 sind so gepolt, daß sie die größere der am Widerstand 76 anliegenden Y- und B-Phase zuführen.The outputs of the operational amplifiers 66 and 68 are connected via diodes 67 and 69, respectively, to a common junction. This common junction is connected to ground by a resistor 76 and a bias voltage represented by the bias source 77. The diodes 67 and 69 are poled in that they supply the larger of the Y and B phases applied to the resistor 76.

Auf die gleiche Art undWeise sind die Ausgänge der Funktionsverstärker 70 und 72 mit einer gemeinsamen Verbindungsstelle über die Dioden 71 und 73 verbunden. Ein Widerstand 78 verbindet diese gemeinsame Verbindungsstelle mit Erde; und eine Vorspannung, dargestellt durch die Spannungsquelle 79, führt dieser Verbindungsstelle eine festgelegte Vorspannung zu. Die Dioden 71 und 73 sind so gepolt, daß sie die größere der am Widerstand 78 anliegenden R- und B-Phase zuführen.In the same way, the outputs of the operational amplifiers 70 and 72 are connected to a common connection via the diodes 71 and 73. A resistor 78 connects this common junction to ground; and a bias voltage represented by the voltage source 79 supplies a predetermined bias voltage to this junction. The diodes 71 and 73 are poled so that they supply the larger of the voltage applied to the resistor 78 R and B phase.

Die an den Widerständen 74, 76 und 78 anliegenden Spannungen werden durch die Verstärker 80, 82 und 84 verglichen, um die kleinste dieser drei Spannungen auszuwählen. Jeder der Komparatoren 80, 82 und 84 kann den oben genannten Verstärkern entsprechen.The voltages applied to resistors 74, 76 and 78 are compared by amplifiers 80, 82 and 84 to select the smallest of these three voltages. Each of the comparators 80, 82 and 84 may correspond to the above-mentioned amplifiers.

-33- 9 1 7-ζ 9 9-33- 9 1 7-ζ 9 9

Cms * * ^r <f i^iCms * * ^ r <f i ^ i

Jeder dieser Verstärker besteht daher aus einem Funktionsverstärker mit nichtumkehrenden (+) und umkehrenden (-) Eingangen«, Genauer formuliert, der nichtumkehrende (+) Eingang von Funktionsverstärker 80 ist so geschaltet, daß er die am Widerstand 74 anliegende Spannung empfängt, und sein Ausgang ist im Gegenkopplungsverhältnis über die negativ gepolte Diode 81 mit dem umkehrenden (-) Eingang verbunden« Die Verstärker 82 und 84 sind auf die gleiche Art und Weise geschaltet; und die Ausgänge aer Dioden 81, 83 und 85, d. h_e, deren Anoden, sind über einen Widerstand 86 gemeinsam mit Erde verbunden, wobei der Widerstand mit einer positiven Vorspannung, die durch die Vorspannungsquelle 87 dargestellt wird, gespeist wird. Man kann erkennen, daß die am Widerstand 86 anliegende Spannung gleich der Spannung der kleinsten Amplitude ist, wie sie den Verstärkern 80, 82 und 84 zugeführt wird_e Diese > am Widerstand 86 anliegende Spannung wird mit einer Ausgangsklemme über einen Puffer 88 verbunden, um die Dreieckwellenform W zu bilden_e Der Puffer 88 kann beispielsweise ein nichtumkehrenden Funktionsverstärker mit einem Verstärkungsfaktor 1 sein.Each of these amplifiers, therefore, consists of a non-inverting (+) and inverting (-) input functional amplifier. More specifically, the non-inverting (+) input of operational amplifier 80 is coupled to receive the voltage applied to resistor 74 and its output is connected in negative feedback relationship to the inverting (-) input via the negative polarity diode 81. The amplifiers 82 and 84 are connected in the same manner; and the outputs aer diodes 81, 83 and 85, d. _e , their anodes, are connected in common to ground via a resistor 86, the resistor being fed with a positive bias represented by the bias source 87. It can be seen that the voltage present across resistor 86 voltage is equal to the voltage of the smallest amplitude, such as 80, 82 and 84 supplied to the amplifiers _e These> the resistor 86 applied voltage is connected to an output terminal through a buffer 88 to the triangular waveform to form W _e The buffer 88 can be for example a non-inverting operational amplifier with an amplification factor. 1

Es wird nun die Arbeitsweise des Dreieckwellenformsynthesizers 60 unter Bezugnahme auf die Abbildungen 8A - 8E beschrieben. Der Einfachheit halber werden die R-, Y- und B-Phase des Sinuswellensignals in der Abb. 8A gezeigt. Die Verstärker 62 und 64 erzeugen zusammen mit den Dioden 63 und 65 ein ,Signal D, dessen Amplitude gleich der kleineren der Amplitude von R- und Y-Phase ist. Dieses Signal D, das am Widerstand 74 anliegt, wird in der Abb. SB gezeigt. Man kann feststellen, daß anfangs die· R-Phase eine größere Amplitude als die Y-Phase aufweist. Am ersten Schnittpunkt dieser Phasen übersteigt dann die Y-PhaseThe operation of the triangular waveform synthesizer 60 will now be described with reference to Figures 8A-8E. For convenience, the R, Y and B-phase of the sine wave signal in Fig. 8A are shown. The amplifiers 62 and 64, together with the diodes 63 and 65, generate signal D whose amplitude is equal to the smaller of the amplitude of R and Y phases. This signal D, which is applied to the resistor 74, is shown in Fig. SB. It can be seen that initially the R phase has a greater amplitude than the Y phase. At the first intersection of these phases, the Y phase then exceeds

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die R-Phase, bis zum folgenden Schnittpunkt, worauf die R-Phase erneut die Y-Phase übersteigt. Dieses Verhältnis wird in der Abb« 8B deutlich veranschaulicht»the R-phase until the following intersection, whereupon the R-phase again exceeds the Y-phase. This relationship is clearly illustrated in Fig. 8B.

Ebenso erzeugen die Verstärker 66 und 68/ zusammen mit den Dioden 67 und 69/ ein Signal E/ wobei dieses Signal eine Amplitude hat/ die im wesentlichen gleich der größeren der Amplitude von Y- und B-Phase ist. Dieses Signal E, das am Widerstand 76 erzeugt wird/ entspricht anfangs der B-Phasenamplitude, bis diese Phase die Y-Phasenamplitude schneidet» Von diesem Schnittpunkt bis zum nächsten Schnittpunkt dieser Phasen ist das Signal E im wesentlichen gleich der Y-Phasenamplitude. Das wird deutlich in der Abb» 8C gezeigt»Likewise, amplifiers 66 and 68 / together with diodes 67 and 69 / produce a signal E /, which signal has an amplitude substantially equal to the greater of the amplitude of Y and B phases. This signal E generated at resistor 76 / initially corresponds to the B phase amplitude until that phase intersects the Y phase amplitude. From this intersection to the next intersection of these phases, signal E is substantially equal to the Y phase amplitude. This is clearly shown in Fig. 8C »

Ebenso erzeugen die Verstärker 70 und 72/ zusammen mit den Dioden 71 und 73/ ein Signal F am Widerstand 78. Dieses Signal F ist anfangs im wesentlichen gleich der R-Phasenamplitude, welche die B-Phasenamplitude vom ersten bis zum zweiten Schnittpunkt dieser Phasen übersteigt« Vom zweiten bis zum dritten Schnittpunkt dieser Phasen ist das Signal F im wesentlichen gleich dem B-Phasensinuswellensignal, das während dieses Intervalls größer als das R-Phasensignal ist»Likewise, amplifiers 70 and 72 / together with diodes 71 and 73 / produce a signal F across resistor 78. This signal F is initially substantially equal to the R phase amplitude which exceeds the B phase amplitude from the first to the second intersection of these phases "From the second to the third intersection of these phases, the signal F is substantially equal to the B-phase sine wave signal, which is larger than the R-phase signal during this interval."

Die Signale D, E und F₁ die in den Abbildungen 8B, 8C bzw» QD gezeigt werden, werden durch die Verstärker 8O₁ 82 und 84/ zusammen mit den Dioden 81/ 83 bzw» 85/ verglichen, um am Widerstand 86 ein Signal zu erzeugen, dessen Amplitude gleich dem kleinsten der Signale D, E und F ist. Man kann feststellen, daß im Intervall von Punkt h zu Punkt i das Signal E die kleinste AmplitudeThe signals D, E, and F _1, respectively in Figures 8B, 8C "QD be shown to be / or by the amplifiers 8O ₁ 82 and 84 together with the diodes 81/83 '/ is compared 85 to the resistor 86 a signal whose amplitude is equal to the smallest of the signals D, E and F. It can be seen that in the interval from point h to point i the signal E is the smallest amplitude

hate Folglich wird während dieses Intervalls das Signal am Widerstand 86 erzeugt· Während des Intervalls von Punkt i zu Punkt j zeigt das Signal F die kleinste Amplitude; und Signal F ist es, das am Widerstand 86 erzeugt wird. Im Intervall von Punkt j zu Punkt k hat das Signal D die kleinste Amplitude» Folglich wird während dieses Intervalls das Signal D am Widerstand 86 erzeugt» Außerdem ist während der jeweiligen Intervalle das spezielle Signal, welches die kleinste Amplitude aufweist, im wesentlichen linear_e Folglich führt in den aufeinanderfolgenden Intervallen h-i, i~j und j-k die Zusammenstellung von aufeinanderfolgenden Signalen zur Dreieckwellenform VV, die in der Abb_e 8E gezeigt wird«, Diese Dreieckwellenform, die am Widerstand 86 erzeugt wird, wird der Ausgangsklemme 89 über den Puffer 88 zugeführt.Consequently, during this interval, the signal is generated across the resistor 86. During the interval from point i to point j, the signal F shows the smallest amplitude; and signal F is generated at the resistor 86. In the interval from point j to point k, the signal D has the smallest amplitude "Consequently, the signal D generated during this interval, the resistor 86» In addition, during the respective intervals, the specific signal having the smallest amplitude, substantially linearly _e Consequently, leads in the successive intervals hi, i ~ j and jk compilation of successive signals to the triangular wave form VV shown in Figure _e 8E "This triangular waveform is generated at the resistor 86, the output terminal is supplied to 89 via the buffer 88 ,

Der Zweck von Widerstand 74 und Vorspannungsquelle 75 besteht darin, einen Leitungsstrom in einer der Dioden 63 und 65 zu gewährleisten. Ebenso gewährleisten der Widerstand 76 und die Vorspannungsquelle 77 einen Leitungsstrom in einer der Dioden 67 und 69; und der Widerstand 78 und die Vorspannungsquelle 79 gewährleisten einen Leitungsstrom in einer der Dioden 71 und 73· Eine gleiche Funktion erfüllen der Widerstand 86 und die Vorspannungsquelle 87 in Verbindung mit den Dioden 81, 83 und 85· Wenn das gewünscht wird, kann die Polarität aller gezeigten Dioden ebenso wie die Polarität der gezeigten Vorspannungsquellen umgekehrt werden«. Durch diese Modifikation erscheinen die Signale D, E und F der Abbildungen 8B, 8C bzw. 8D in umgekehrter Form, Die Dreieckwellenform W jedoch bleibt so, wie sie in der Abb. 8E gezeigt wird.The purpose of resistor 74 and bias source 75 is to provide a line current in one of diodes 63 and 65. Similarly, the resistor 76 and the bias source 77 provide a line current in one of the diodes 67 and 69; and the resistor 78 and the bias source 79 assure a line current in one of the diodes 71 and 73. The resistor 86 and the bias source 87 in conjunction with the diodes 81, 83 and 85 perform the same function. If so desired, the polarity of all shown diodes as well as the polarity of the shown bias sources are reversed «. By this modification, the signals D, E, and F of Figures 8B, 8C, and 8D, respectively, appear in reverse order. However, the triangular waveform W remains as shown in Fig. 8E.

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So wirken in dem Ausführungsbeispiel der Abb· 7 die Verstärker 62 und 64 zusammen, um die höhere der Momentanaraolituden von Phase R und Y zu übertragen, die Verstärker 66 und 68 wirken zusammen, um die höhere der Momentanamplituden der Y- und der B-Phase zu übertragen, und die Verstärker 70 und 72 wirken zusammen, um die höhere der Momentanamplituden der R- und der B-Phase zu übertragen» Dann v/irken die Verstärker 80, 82 und 84 zusammen, um von diesen übertragenen Amplituden die niedrigste der Amplituden zu übertragen oder weiterzuleiten, Oas resultierende Signal erscheint als Dreieckwellenform VV.Thus, in the embodiment of Fig. 7, the amplifiers 62 and 64 cooperate to transmit the higher of the instantaneous resonances of phase R and Y, and the amplifiers 66 and 68 cooperate to increase the higher of the instantaneous amplitudes of the Y and B phases Amplifiers 70 and 72 cooperate to transmit the higher of the instantaneous amplitudes of the R and B phases. Then amplifiers 80, 82 and 84 combine to produce the lowest of the amplitudes transmitted therefrom Oas resulting signal appears as a triangular waveform VV.

Man kann erkennen, daß die durch den Dreieckwellenformsynthesizer 30 oder 60 erzeugte Dreieckwellenform VV ein Zerhackungsverhältnis von η aufweist, wobei die Dreieckwellenform aus einem n-Phasensinuswellensignal synthetisiert wird. Bei den oben beschriebenen Beispielen ist die Dreieckwellenforra eine 3-Zerhackungsform, das Zerhackungsverhältnis ist gleich drei. Bei verhältnismäßig niedrigen Motordrehzahlen, bei denen die Grundfrequenz des Sinuswellenkontrollsignals gering ist, ist auch die Schaltgeschwindigkeit der im Wechselrichter vorhandenen steuerbaren Siliziumgleichrichter verhältnismäßig gering. Es wird daran erinnert, daß bei einer verhältnismäßig niedrigen Frequenz der PVVM-Impulse eine unerwünschte harmonische Verzerrung bei harmonischen Frequenzen auftritt, denen die Wicklungen des Motors verhältnismäßig wenig Scheinwiderstand entgegensetzen. Speziell bei einem Zerhackungsverhältnis von drei sind die fünfte und siebente Harmonische der Sinuswellengrundfrequenz vorhanden, und diese harmonischen Komponenten beeinträchtigen die Arbeitsweise des Motors» Nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung, der jetzt zu beschreiben ist, wird die Dreieckwellenforra auf ein Vielfaches der Grundfrequenz bei verhältnismäßigIt can be seen that the triangular waveform VV generated by the triangular waveform synthesizer 30 or 60 has a chopping ratio of η, and the triangular waveform is synthesized from an n-phase sine wave signal. In the examples described above, the triangular wave form is a 3-chopping form, the chopping ratio is equal to three. At relatively low engine speeds, where the fundamental frequency of the sine wave control signal is low, the switching speed of the controllable silicon rectifier present in the inverter is relatively low. It will be recalled that at a relatively low frequency of the PVVM pulses, undesirable harmonic distortion occurs at harmonic frequencies to which the windings of the motor provide relatively little impedance. Specifically, with a chopping ratio of three, the fifth and seventh harmonics of the sine wave fundamental frequency are present, and these harmonic components affect the operation of the motor. In another aspect of the present invention, which will now be described, the triangular wave form becomes relatively many times the fundamental frequency

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niedrigen Drehzahlen vergrößert; wenn dann die Motordrehzahl zunimmt, wird das Zerhackungsverhältnis bei unterschiedlichen Drehzahlwerten verringert. Bei verhältnismäßig niedrigen Motordrehzahlen beispielsweise, bei denen die Frequenz des Sinuswellensignals ebenfalls gering ist, wird die Dreieckwellenform, die dem PWM-Generator zugeführt wird, mit einem Zerhackungsverhältnis von beispielsweise neun zugeführt«, Bei mittleren Motordrehzahlen/ bei denen die Frequenz des Sinuswellensignals ebenfalls im Mittelbereich liegt, wird das Zerhackungsverhältnis der Dreieckwellenform, die dem PWM-Generator zugeführt wird, ebenfalls auf sechs verringerte Bei höheren Motordrehzahlen schließlich, bei denen auch die Frequenz des Sinuswellensignals höher liegt, v/ird das Zerhackungsverhältnis der Dreieckwellenform, die dem F\VM-Generator zugeführt wird, auf drei gesenkt» Anders formuliert, bei verhältnismäßig geringen Motordrehzahlen v/ird mit einer 9-Zerhackungs· dreieckwellenform gearbeitet. Wenn die Motordrehzahl über einen festgelegten Wert ansteigt, wird mit einer 6-Zerhackungswellenform gearbeitet. Erhöht sich die Motordrehzahl noch um einen weiteren festgelegten Wert, wird mit der S-Zerhackungsdreieckwellenform gearbeitet.increased low speeds; if then the engine speed increases, the chopping ratio is reduced at different speed values. At relatively low engine speeds, for example, where the frequency of the sine wave signal is also low, the triangular waveform supplied to the PWM generator is supplied at a chopping ratio of, for example, nine. At medium motor speeds, the frequency of the sine wave signal is also in the midrange Finally, the chopping ratio of the triangular waveform supplied to the PWM generator is also reduced to six. At higher motor speeds, where the frequency of the sine wave signal is also higher, the chopping ratio of the triangular waveform corresponding to the F \ VM generator becomes higher is fed, reduced to three. In other words, at relatively low engine speeds v / ird worked with a 9-chopping triangle waveform. When the engine speed increases above a specified value, a 6-chopping waveform is used. If the engine speed still increases by another set value, the S-chopping triangular waveform is used.

Es ist ein vorteilhaftes Merkmal der vorliegenden Erfindung, daß in Übereinstimmung mit einer Amplitudenfalttechnik die 9- und die ö-Zerhackungsdreieckwellenformen aus der Grund- oder 3-Zerhackungswellenform gebildet werden* Wie durch das VVellenformdiagramm der Abb. 9 veranschaulicht wird, wird bei den Pegeln +1 bzw, -1 ein Paar sogenannter Faltpegel geschaffen, wenn die Grunddreieckwellenform VV (3-Zerhackungswellenform) positive und negative Spitzenpegel aufweist, die auf +3 bzw, -3 normalisiert sind. Man kann feststellen, daß diese Faltpegel gleiche Amplitude und entgegengesetzte Polarität haben (als glei-It is an advantageous feature of the present invention that, in accordance with an amplitude folding technique, the 9 and 6 chopping triangular waveforms are formed from the fundamental or 3 chopping waveform. As illustrated by the V waveform diagram of Fig. 9, at the + levels 1 or -1 creates a pair of so-called fold levels when the fundamental triangular waveform VV (3-chopping waveform) has positive and negative peak levels normalized to +3 and -3, respectively. It can be seen that these fold levels have the same amplitude and opposite polarity (as the same

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ehe und entgegengesetzte Faltpegel bezeichnet)· Wenn die Grunddreieckwellenform VV (3-Zerhackungswellenform) ura die Faltpegel +1 und -l gefaltet wird, wenn diese Pegel überschritten werden, erscheint die resultierende gefaltete Wellenform/ wie das durch die durchgezogenen Linien in der Abb. 9 gezeigt wird. Das heißt, wenn die Grunddreieckwellenform IV (3-Zerhackungswellenforiii) den Faltpegel +1 übersteigt, wird die Grundwellenform umgekehrt, um allmählich vom Faltpegel +1 zum Faltpegel -1 abzunehmen (d, h., sich nach unten zu neigen). Zu dem Punkt dann, zu dem die Grunddreieckwellenform ihren Spitzenpegel +3 erreichen würde, erreicht die "gefaltete" Wellenform den Faltpegel -1. Die umgekehrte Version der Grundwellenform erhöht sich nun, bis die^sen Faltpegel +1 erreicht; danach wird wieder die ursprüngliche Grundwellenform verwendet, bis sie den Faltpegel -1 erreicht. An diesem Punkt wird die Grundwellenform umgekehrt, um sich zum Faltpegel +1 hin zu vergrößern, worauf die umgekehrte Wellenform nun abnimmt, bis der Faltpegel -l erreicht ist. Danach wird wieder die ursprüngliche Grundwellenform verwendet*When the fundamental triangle waveform VV (3-chopping waveform) ura folds the folding levels +1 and -l when these levels are exceeded, the resultant folded waveform / like that shown by the solid lines in Fig. 9 appears will be shown. That is, when the fundamental triangular waveform IV (3-chopping wave) exceeds the folding level +1, the fundamental waveform is reversed to gradually decrease from the folding level +1 to the folding level -1 (d, h., To tilt down). At the point when the fundamental triangular waveform would reach its peak level +3, the "folded" waveform reaches fold level -1. The reverse version of the fundamental waveform now increases until the fold level reaches +1; Thereafter, the original basic waveform is used again until it reaches the folding level -1. At this point, the fundamental waveform is inverted to increase toward fold level +1, whereupon the inverse waveform now decreases until fold level -l is reached. Then the original basic waveform is used again *

Man kann erkennen, daß sowohl die Grund- (3-Zerhackungs-) als auch die gefaltete (9-Zerhackungs-) Dreieckwellenform einen gemeinsamen Nulldurchgangsbezugspegel aufweisen. Bezugnehmend auf die Abb. 3, wird daran erinnert, daß der Nulldurchgangsbezugspegel der Grunddreieckwellenform VV (3-Zerhackungsvvellenform) mit den Nulldurchgängen jeder der R-, Y~ und B-Phase des Dreiphasensinuswellensignals zusammenfällt. Wie unten zu beschreiben ist, ist dieses Merkmal beim "Schalten" zwischen Dreieckwellenformen mit unterschiedlichen Zerhackungsverhaltnissen von Vorteil.It can be seen that both the fundamental (3-chopping) and folded (9-chopping) triangular waveforms have a common zero-crossing reference level. Referring to Fig. 3, it is recalled that the zero-crossing reference level of the fundamental triangular waveform VV (3-chopping waveform) coincides with the zero-crossings of each of the R, Y and B phases of the three-phase single-ended wave signal. As will be described below, this feature is beneficial in "switching" between triangular waveforms with different chopping ratios.

Bei der in der Abb. 9 dargestellten AmplitudenfalttechnikIn the amplitude folding technique shown in Fig. 9

wird die Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) um Faltpegel gefaltet, die gleich 1/3 der positiven und der negativen Spitzenpegel sind_o Das führt zu einer 9-Zerhackungsdreieckwellenform, bei welcher die Dreieckgrundfrequenz um einen Faktor von drei vervielfacht wird^ Bei Motorsteuerungsanwendungen ist es wünschenswert, eine 6-Zerhackungsdreieckwellenform zu erzeugen, bei der die Dreieckgrundfrequenz mit einem Faktor von 2 vervielfacht wird. Die G-Zerhackungsdreieckwellenform wird in der Abb« 10 gezeigt« Bei dieser Anordnung werden positiver und negativer F.altpegel bei 1/2 des positiven und des negativen Spitzenpegels gewählt. Wenn die Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) den positiven Faltpegel erreicht, wird die Grundwellenform umgekehrt, wie das durch die durchgezogenen Linien in der Abb» IO veranschaulicht wird. Während des negativen Halbzyklusses der Dreieckgrundwellenform, wird die Wellenform, wenn diese Grundwellenform den negativen Faltpegel erreicht, umgekehrt, wie ebenfalls durch durchgezogene Linien veranschaulicht wird« Sobald die Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) in der Amplitude reduziert ist, so daß sie gleich oder kleiner als der entsprechende Faltpegel ist, wird die ursprüngliche, "ungefaltete" Wellenform verwendet.the fundamental triangle waveform (3-Zerhackungswellenform) is folded about Faltpegel which are equal to 1/3 of the positive and the negative peak level _o This results in a 9-Zerhackungsdreieckwellenform, wherein the triangle base frequency is multiplied by a factor of three ^ In engine control applications, it is desirable to generate a 6-chopping triangle waveform in which the fundamental frequency of the triangle is multiplied by a factor of 2. The G-chopping triangular waveform is shown in Fig. 10. In this arrangement, positive and negative F.alt levels are selected at 1/2 of the positive and negative peak levels. When the fundamental triangular waveform (3-chopping waveform) reaches the positive folding level, the fundamental waveform is reversed, as illustrated by the solid lines in FIG. During the negative half-cycle of the triangular fundamental waveform, as this fundamental waveform reaches the negative convolution level, the waveform is reversed, as also illustrated by solid lines. "Once the fundamental triangular waveform (3-chopping waveform) is reduced in amplitude to be equal to or less than is the corresponding fold level, the original, "unfolded" waveform is used.

Es wird zwar hier nicht gezeigt, ist aber offensichtlich, daß auch Dreieckwellenfrequenzen höherer Ordnung erzeugt werden können, beispielsweise ein Vielfaches des Fünfoder Siebenfachen der Dreieckwellengrundfrequenz (3-Zerhackungswellenform), wozu die Grunddreieckwellenform um andere geeignete Faltpegel "gefaltet" wird.While not shown, it will be understood that triangular wave frequencies of higher order may also be generated, for example, a multiple of five or seven times the triangular wave fundamental frequency (3 chopping waveform) by "convoluting" the fundamental triangle waveform by other suitable fold levels.

Ein Ausführungsbeispiel einer Ainplitudenfaltschaltung, mit der eine 9-Zerhackungsdreieckwellenform aus einer Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) herge-An embodiment of an amplitude-folding circuit with which a 9-chopping triangle waveform is generated from a fundamental triangle waveform (3-chopping waveform).

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stellt werden kann, wird in der Abb, Il dargestellt. Diese Amplitudenfaltschaltung 90 besteht aus einem Komparator, der von den Funktionsverstärkern 96 und 98 gebildet wird, und einem anderen Komparator, der von den Funktionsverstärkern 108 und 110 gebildet wird. Die in der Abb, Il dargestellten Komparatoren bestehen aus Funktionsverstärkern mit nichtumkehrenden (+) und umkehrenden (-) Eingängen; diese Funktionsverstärker können den bisher beschriebenen entsprechen,»can be placed is shown in the Fig, Il. This amplitude-folding circuit 90 consists of a comparator, which is formed by the function amplifiers 96 and 98, and another comparator, which is formed by the function amplifiers 108 and 110. The comparators shown in Fig, Il consist of functional amplifiers with non-inverting (+) and inverting (-) inputs; these function amplifiers can correspond to those described so far »

Neben den oben genannten Komparatoren schließt die Amplitudenfaltschaltung 90 eine Niveauverschiebungsschaltung ein, die aus einem Funktionsverstärker 92 besteht, und eine andere Niveauverschiebungsschaltung, die durch die Funktionsverstärker 100 und 104 gebildet wird. Der Funktionsverstärker 92 kann die Grunddreieckwellenform VV (3-Zerhackungswellenform) umkehren und den Durchschnittspegel dieser umgekehrten Wellenform nach unten verschieben. Zu diesem Zweck ist ein Eingangswiderstand 93 so geschaltet, daß die Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) den umkehrenden (-) Eingang des Funktionsverstärkers 92 zugeführt wird, und zwischen dessen Ausgang und den umkehrenden Eingang wird ein Gegenkopplungswiderstand 94 geschaltet. Ein negativer Amplitudenfaltspannungspegel V, der von einer geeigneten Vorspannungsquelle kommt, wird dem umkehrenden (+) Eingang des Funktionsverstärkers 92 zugeführt.In addition to the above-mentioned comparators, the amplitude-folding circuit 90 includes a level-shifting circuit composed of a functional amplifier 92 and another level-shifting circuit constituted by the operational amplifiers 100 and 104. The operational amplifier 92 may reverse the fundamental triangular waveform VV (3-chopping waveform) and shift the average level of this reverse waveform down. For this purpose, an input resistor 93 is connected so that the fundamental triangular waveform (3-chopping waveform) is supplied to the inverting (-) input of the operational amplifier 92, and a negative feedback resistor 94 is connected between its output and the inverting input. A negative amplitude-fold voltage level V, coming from a suitable bias source, is applied to the inverting (+) input of the operational amplifier 92.

Die Niveauverschiebungsschaltung, die aus den Funktionsverstärkern 100 und 104 besteht, kann die Grunddreieckwellenform W (3-Zerhackungswellen) umkehren und den Durchschnittspegel dieser umgekehrten Grundwellenform positiv verschieben. Zu diesem Zweck ist am umkehrenden (-) Ein-The level shift circuit consisting of the operational amplifiers 100 and 104 can reverse the fundamental triangular waveform W (3 chopping waves) and positively shift the average level of this reverse fundamental waveform. For this purpose, the reverse (-)

gang des Funktionsverstärkers 100 ein Eingangswiderstand 101 geschaltet, um die Grunddreieckvvellenform W diesem zuzuführen/ und ein Gegenkopplungswiderstand 102 wird zwischen den Ausgang dieses Funktionsverstärkers und dessen umkehrenden Eingang geschaltet» Eine positive Faltspannung V wird dem nichtumkehrenden (+) Eingang des Funktionsverstärkers 100 zugeführte Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die positive Faltspannung V* dadurch erzeugt/ daß die negative Faltspannung V einem umkehrenden Verstärker zugeführt wird, der aus dem Funktionsverstärker 104 besteht/ dessen umkehrender (-) Eingang über einen Widerstand 105 so geschaltet ist/ daß er die negative Faltspannung V empfängt/ und dessen Ausgang über einen Gegenkopplungsvviderstand 106 mit dem umkehrenden Eingang verbunden ist« Der nichtumkehrende Eingang (+) von Funktionsverstärker 104 ist mit Erde verbunden. Vorzugsweise hat der Funktionsverstärker 104 einen Gewinn mit einem Verstärkungsfaktor -I₁ so daß die Größenordnung der negativen Faltspannung V, die dem Funktionsverstärker 92 als Gegenspannung zugeführt wird, gleich und entgegengesetzt (in der Polarität) der positiven Faltspannung V ist/ die als positive Gegenspannung dem Funktionsverstärker 100 zugeführt wird.A negative feedback voltage V is applied to the non-inverting (+) input of the operational amplifier 100 in the illustrated embodiment of the present invention In the embodiment, the positive folding voltage V * is generated by applying the negative folding voltage V to a inverting amplifier consisting of the operational amplifier 104 whose inverting input is connected through a resistor 105 so as to receive the negative folding voltage V. and whose output is connected to the inverting input via a negative feedback resistor 106. The non-inverting input (+) of operational amplifier 104 is connected to ground. Preferably, the operational amplifier 104 has a gain with a gain of -I ₁ so that the magnitude of the negative fold voltage V supplied to the operational amplifier 92 as a reverse voltage is equal and opposite (in polarity) to the positive fold voltage V / as the positive reverse voltage Function amplifier 100 is supplied.

Der Komparator/ der aus den Funktionsverstärkern 96 und 98 zusammen mit den Dioden 97 und 99 besteht/ wird mit einem Widerstand 115 gekoppelt/ dem ein Vorspannungspotential zugeführt wird, das von einer Vorspannungsquelle 116 erzeugt wird. Dieser Komparator kann die höhere der Momentanamplituden der niveauverschobenen, umgekehrten Grundwellenform/ die vom Funktionsverstärker 92 erzeugt wird/ und die ursprüngliche Grundwellenform VV einspeisen«, Diese Spannung/ die am Widerstand 115 erzeugt wird/ wird einem anderen Komparator zugeführt/ der aus denThe comparator / amplifier, consisting of the function amplifiers 96 and 98 together with the diodes 97 and 99, is / is coupled to a resistor 115 which is supplied with a bias potential generated by a bias source 116. This comparator can supply the higher of the instantaneous amplitudes of the level-shifted inverted fundamental waveform / which is produced by the operational amplifier 92 / and feeds the original fundamental waveform VV. This voltage generated at the resistor 115 is / is fed to another comparator

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Funktionsverstärkern 108 und HO besteht. Diese Funktionsverstärker, die den Funktionsverstärkern 96 und 98 entsprechen und die in gleicher Weise geschaltet sind_/ sind über Dioden 109 bzw. 111 mit einem Widerstand 112 gekoppelt. Die Dioden 109 und 111 sind so gepolt, daß sie dem Widerstand 112 die kleinere der Momentanamplituden der niveauverschobenen, umgekehrten Grundwellenform, die vom Komparator 100 erzeugt wird, und die Spannung am Widerstand 115 zuführen· Widerstand 112 wird über ein Vorspannungspotential, das beispielsweise durch die Vorspannungsquelle 113 erzeugt wird, gespeist«, Die am Widerstand 112 anliegende Spannung ist eine amplitudengefaltete Version der Grunddreieckwellenform W, und diese amplitudengefaltete Dreieckwellenform wird über einen nichtumkehrenden Puffer 114 einer Ausgangsklemme zugeführt,,Function amplifiers 108 and HO exists. This function amplifiers 96 and 98 correspond to the operational amplifiers, and which are connected in the same way _/ are diodes 109 and 111 coupled to a resistor 112th The diodes 109 and 111 are poled to supply to the resistor 112 the smaller of the instantaneous amplitudes of the level shifted inverted fundamental waveform produced by the comparator 100 and the voltage across resistor 115. Resistor 112 is biased by, for example, the bias potential The voltage applied to resistor 112 is an amplitude-folded version of the fundamental triangular waveform W, and this amplitude-folded triangular waveform is fed to an output terminal via a noninverting buffer 114,

Es wird nun die Arbeitsweise der Amplitudenfaltschaltung 90, die in der Abb. 11 gezeigt wird, unter Bezugnahme auf die Wellenformen beschrieben, die in den Abbildungen 12A - 12E gezeigt werden. Es wird angenommen, daß die Grunddreieckwellenform W (3-Zerhackungswellenform) so erscheint, wie das in der Abb. 12A gezeigt wird. Es soll weiter angenommen werden, daß die Amplitudenfaltspannung V durch eine beliebige, herkömmliche Gleichstromspannungsquelle erzeugt wird. Der Gewinn der Funktionsverstärker 92, 100 und 104 kann jeden gewünschten Betrag ausmachen. Wie Fachleuten offensichtlich ist, wird dieser Gewinn durch Eingangsund Gegenkopplungswiderstände bestimmt, die mit jedem Funktionsverstärker verbunden sind. Der Einfachheit halber wird angenommen, daß der Gewinn jedes der Funktionsverstärker 92, 100 und 104 gleich eins ist.The operation of the amplitude-folding circuit 90 shown in Fig. 11 will now be described with reference to the waveforms shown in Figs. 12A-12E. It is assumed that the fundamental triangular waveform W (3-chopping waveform) appears as shown in Fig. 12A. It will further be assumed that the amplitude-fold voltage V is generated by any conventional DC voltage source. The gain of the operational amplifiers 92, 100 and 104 can be any desired amount. As will be apparent to those skilled in the art, this gain is determined by input and feedback resistances associated with each operational amplifier. For the sake of simplicity, it is assumed that the gain of each of the operational amplifiers 92, 100 and 104 is equal to one.

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Funktionsverstärker 92 kehrt die Grunddreieckvvellenform VV (3-Zerhackungswellenform) um; die Faltspannung V, die dem nichtumkehrenden Eingang zugeführt wird, dient als Gegenspannung« Folglich erzeugt der Funktionsverstärker 92 ein Signal G, das in der Abb. 12B gezeigt wird. Signal G erscheint als umgekehrte/ niveauverschobene Grunddrei· eckwellenfornio Oie Richtung, in welcher die unigekehrte Dreieckwellenform verschoben wird/ liegt, wie deutlich wird, in negativer Richtung.Operational amplifier 92 reverses the fundamental triangle VV (3-chopping waveform); The folding voltage V supplied to the non-inverting input serves as a reverse voltage. Thus, the operational amplifier 92 produces a signal G shown in Fig. 12B. Signal G appears as the inverse / level shifted fundamental three-corner wave direction in which the unextended triangular waveform is shifted, as will be seen, in the negative direction.

Funktionsverstärker 100 kehrt die Grunddreieckwellenform VV (3-Zerhackungsvvellenforin) um, und diese umgekehrte Dreieckwellenform wird um einen Betrag niveauverschoben, der durch die Gegenfaltspannung V bestimmt ist, welche dem nichtumkehrenden Eingang zugeführt wird. Diese Gegenfaltspannung V wird durch den Funktionsverstärker 104 erzeugt, und es wird deutlich, daß sie gleich und entgegengesetzt (in der Polarität) der Faltspannung V ist. Die umgekehrte, niveauverschobene Version der Grundwellenform, die am Ausgang des Funktionsverstärkers 100 erzeugt wird, erscheint als Signal I, das in der Abb« 12C gezeigt wird. Man kann feststellen, daß dieses Signal I in positiver Richtung verschoben wird.Function amplifier 100 reverses the fundamental triangular waveform VV (3-chopping waveform) and this inverse triangular waveform is level-shifted by an amount determined by the counterfold voltage V applied to the non-inverting input. This counterfold voltage V is generated by the operational amplifier 104, and it is clear that it is equal and opposite (in polarity) of the folding voltage V. The inverse, level shifted version of the fundamental waveform generated at the output of the operational amplifier 100 appears as signal I shown in FIG. 12C. It can be seen that this signal I is shifted in the positive direction.

Die Komparatorschaltung, die von den Funktionsverstärkern 96 und 98 zusammen mit den Dioden 97 und 99 gebildet wird, wählt die höhere der Momentanamplituden der Signale G und W aus. Dieses ausgewählte Signal H, das am Widerstand 115 erzeugt wird, wird in der Abb. 12D gezeigt. Man kann feststellen, daß die Momentanamplitude der-Grunddreieckwellenform VY (3-Zerhackungswellenform) die Momentanamplitude von Signal G überschreitet, bis ein Punkt ο erreicht ist. AnThe comparator circuit formed by the function amplifiers 96 and 98 together with the diodes 97 and 99 selects the higher of the instantaneous amplitudes of the signals G and W. This selected signal H generated at resistor 115 is shown in Fig. 12D. It can be seen that the instantaneous amplitude of the fundamental triangular waveform VY (3-chopping waveform) exceeds the instantaneous amplitude of signal G until a point ο is reached. On

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diesem Punkt ist die Momentanamplitude von Signal G größer· Folglich liefert an diesem Punkt diese Komparatorschaltung die Amplitude von Signal G am Widerstand 115, wie in der Abb_o 12D gezeigt wird. Dann, am Punkt p, übersteigt wieder die Momentanamplitude der Grunddreieckwellenform VV (3-Zerhackungswellenform) die Moraentanamplitude von Signal G. Folglich speist vom Punkt ρ an diese Komparatorschaltung die Grunddreieckwellenform W (3-Zerhackungs· wellenform) in den Widerstand 115 ein. Das resultierende Signal H, das an diesem Widerstand erzeugt wird, wird in der Abb. 12D gezeigt.this point is the instantaneous amplitude of signal G is larger · Consequently, provides at this point, this comparator circuit, the amplitude of signal G at the resistor 115 as _o is shown in Figure 12D. Then, at the point p, the instantaneous amplitude of the fundamental triangular waveform VV (3-chopping waveform) again exceeds the Moraentan amplitude of signal G. Thus, from the point ρ to this comparator circuit, the fundamental triangular waveform W (3-chopping waveform) feeds into the resistor 115. The resulting signal H generated at this resistor is shown in Fig. 12D.

Es wird nun auf die Komparatorschaltung Bezug genommen, die aus den Funktionsverstärkern 108 und 110, zusammen mit den Dioden 109 und 111, besteht, diese Komparatorschaltung kann am Widerstand 112 die kleinere aer Momentanamplituden der Signale H (Abb. 12D) und I (Abb, 12C) erzeugen. Man kann feststellen, daß anfangs die Momentanamplitude von Signal H kleiner ist, und dieses Signal wird am Widerstand 112 zugeführt» Am Punkt q nimmt Signal H weiter zu und Signal I nimmt ab. Folglich liefert vom Punkt q bis zum Punkt r diese Komparatorschaltung das Signal I am Widerstand 112. Dann nimmt am Punkt r das Signal I weiter zu und das Signal H nimmt ab. Folglich speist vom Punkt r diese Komparatorschaltung das Signal H am Widerstand 112. Man kann außerdem sehen, daß an den Punkten ο und ρ die Momentanamplitude von Signal H kleiner ist als die von Signal I. Dann nimmt am Punkt s die Amplitude von Signal H weiter zu, während die von Signal I weiter abnimmt. Folglich speist am Punkt s diese Komparatorschaltung das Signal I am Widerstand 112 ein. Die Momentanamplitude von Signal I bleibt kleiner als die von Signal H, bis der Punkt t erreicht ist, worauf diese Komparatorschaltung die Amplitude von Signal H am Widerstand 112 liefert.Referring now to the comparator circuit consisting of the operational amplifiers 108 and 110, together with the diodes 109 and 111, this comparator circuit can apply to the resistor 112 the smaller aer instantaneous amplitudes of the signals H (Fig. 12D) and I (Fig. 12C). It can be seen that initially the instantaneous amplitude of signal H is smaller and this signal is applied to resistor 112. At point q, signal H continues to increase and signal I decreases. Consequently, from point q to point r, this comparator circuit supplies signal I to resistor 112. Then, at point r, signal I continues to increase and signal H decreases. Thus, from point r, this comparator feeds signal H to resistor 112. It can also be seen that at points ο and ρ, the instantaneous amplitude of signal H is less than that of signal I. Then, at point s, the amplitude of signal H continues to increase while that of signal I continues to decrease. Consequently, at point s, this comparator circuit feeds signal I to resistor 112. The instantaneous amplitude of signal I remains smaller than that of signal H until the point t is reached, whereupon this comparator circuit supplies the amplitude of signal H at resistor 112.

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Aus der vorstehenden Beschreibung und aus der Abb_e 12E geht hervor, daß das resultierende Signal, das am Widerstand 112 erzeugt wird und das über den Puffer 114 zur Ausgangsklemrae geliefert wird, die 9-Zerhackungsdreieckwellenform ist. Diese Dreieckvvellenform hat eine Frequenz die das Dreifache (3X) .der Dreieckwellengrundfrequenz der S-Zerhackungsdreieckwellenform W beträgt. Folglich wird die amplitudengefaltete Dreieckvvellenform, deren Frequenz durch einen Faktor von drei im Verhältnis zur Frequenz der 3-Zerhackungsdreieckwellenform vervielfältigt wird, als 3W bezeichnet.From the foregoing description, and from the figure _e 12E, it is apparent that the resultant signal which is generated at the resistor 112 and supplied through the buffer 114 to the Ausgangsklemrae, the 9-Zerhackungsdreieckwellenform is. This triangular waveform has a frequency three times (3X) the triangular wave fundamental frequency of the S-chopping triangle waveform W. Consequently, the amplitude-folded triangular waveform whose frequency is multiplied by a factor of three in proportion to the frequency of the 3-chopping triangle waveform is called 3W.

Bei der Amplitudenschaltung 90, die in der Abb. 11 dargestellt wird, gewährleistet der Widerstand 115 zusammen mit der Vorspannungsquelle 116, daß Leitungsströme durch die Dioden 97 und 99 fließen. Ebenso gewährleisten der Widerstand 112 und die Vorspannungsquelle 113, daß Leitungsströme durch die Dioden 109 und 111 fließen»In the amplitude circuit 90 shown in FIG. 11, the resistor 115, along with the bias source 116, ensures that line currents flow through the diodes 97 and 99. Similarly, resistor 112 and bias source 113 ensure that line currents flow through diodes 109 and 111 ».

Die dargestellte Amplitudenfaltschaltung wurde für die Erzeugung der 9-Zerhackungsdreieckwellenform beschrieben« Dieselbe Schaltung kann auch dazu verwendet werden, eine G-Zerhackungsdreieckwellenform zu erzeugen, wozu nur der Pegel der Faltspannung V geändert zu werden braucht. Um die g-Zerhackungsdreieckwellenform erzeugen zu können, wird angenommen, daß die Faltspannung V gleich 1/3 des positiven (oder negativen) Spitzenpegels ist, der durch die Dreieckgrundwellenform IV (3-Zerhackungswellenform) erreicht wird« Um die 6-Zerhackungsdreieckwellenform zu erzeugen, wird die Faltspannung V gleich 1/2 des Spitzenpegels gewählt, der durch die Grunddreieckwellenform VV (3-Zerhackungswellenform) erreicht wird. Wenn es gewünscht wird, kann die Polarität der Eingangsfaltspannung V umge-The illustrated amplitude-folding circuit has been described for generating the 9-chopping triangle waveform. The same circuit can also be used to generate a G-chopping triangular waveform, for which only the level of the folding voltage V needs to be changed. In order to be able to generate the g-chopping triangular waveform, it is assumed that the folding voltage V is equal to 1/3 of the positive (or negative) peak level achieved by the triangular fundamental waveform IV (3 chopping waveform) Um To generate the 6-chopping triangular waveform, For example, the folding voltage V is set equal to 1/2 of the peak level reached by the fundamental triangular waveform VV (3-chopping waveform). If desired, the polarity of the input fold voltage V can be reversed.

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kehrt werden, und dieser Umkehrung entsprechend, sollten die dargestellten Dioden in entgegengesetzter Richtung gepolt und die Polaritäten der Vorspannungsquellen 113 und 116 umgekehrt werden. Einander ausschließend, können die Signale, die den nichtumkehrenden (+) Eingängen der Funktionsverstärker 92 und 100 zugeführt werden, gegenseitig ausgetauscht werden·and corresponding to this inversion, the illustrated diodes should be reversed in the opposite direction and the polarities of the bias sources 113 and 116 reversed. Excluding each other, the signals supplied to the non-inverting (+) inputs of the operational amplifiers 92 and 100 can be mutually exchanged.

Wie obeo beschrieben wurde, erreicht man die bevorzugte Arbeitsweise des P.VM-getriebenen Wechselrichters, wenn die Schwingungsrate der in diesem Wechselrichter enthaltenen steuerbaren Siliziumgleichrichter nicht mehr als etwa 4OO Hz beträgt. Da die Dreieckwellenform, die durch den Dreieckwellensynthesizer 30 oder 60 erzeugt wird, genau synchron mit dem Sinuswellensignal ist, ändert sich die Frequenz der Dreieckwellenform, wenn sich die Frequenz des Simiswellensignals ändert. Es wird daher vorgezogen, das Zertiackungsverhältnis bei verschiedenen bestimmten Frequenzen des Sinuswellensignals zu ändern, so daß die Schwingungsrate der steuerbaren Siliziumgleichrichter nicht übermäßig groß ist. In Obereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel sollte die Dreieckwellenform ein Zerhackungsverhältnis von 9 haben, wenn die Sinuswellenfrequenz im Bereich von etwa 25 bis 45 Hz liegt. Diese 9-Zerhackungsdreieckwellenformfrequenz, die zur Erzeugung der PvVM-Impulse verwendet wird, liegt also im Bereich von 225 bis 405 Hz. Wenn die Sinuswellenfrequenz 45 Hz erreicht, sollte das Zerhackungsverhältnis der Dreieckwellenform auf 6 verändert werden. Diese 6-Zerhackungsdreieckwellenform sollte dazu verwendet werden, die PWM-Irapülse zu erzeugen, wenn die Frequenz der Sinuswelle im Bereich von 45 bis 80 Hz liegt. Folglich liegt diese 6-Zerhackungsdreieckwellenfrequenz im Bereich von 270 bis 430 Hz. Wenn die Sinuswellenfrequenz 80 Hz erreicht, sollte das Zerhackungsverhältnis auf 3 verringert werden. Folglich weist die 3-Zerhackungs-As described above, the preferred mode of operation of the P.VM driven inverter is achieved when the oscillation rate of the silicon controllable rectifiers included in this inverter is no more than about 4OO Hz. Since the triangular waveform generated by the triangular wave synthesizer 30 or 60 is exactly synchronous with the sine wave signal, the frequency of the triangular waveform changes as the frequency of the simis wave signal changes. It is therefore preferred to change the certification ratio at various particular frequencies of the sine wave signal, so that the oscillation rate of the silicon controllable rectifiers is not excessively large. In accordance with one embodiment, the triangular waveform should have a chopping ratio of 9 when the sine wave frequency is in the range of about 25 to 45 Hz. Thus, this 9-chopping triangle waveform frequency used to generate the PvVM pulses is in the range of 225 to 405 Hz. When the sine wave frequency reaches 45 Hz, the chopping ratio of the triangular waveform should be changed to 6. This 6-chopping triangular waveform should be used to generate the PWM Irapiel when the frequency of the sine wave is in the range of 45 to 80 Hz. Consequently, this 6-chopping triangular wave frequency is in the range of 270 to 430 Hz. When the sine wave frequency reaches 80 Hz, the chopping ratio should be reduced to 3. Consequently, the 3-chopping

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dreieckwellenfrequenz einen ungefähren unteren Frequenzwert von etwa 240 Hz auf» Wenn das Zerhackungsverhältnis bei den angenäherten Sinuswellenfrequenzen, die oben erwähnt wurden, geändert wird, schalten die PWM-Impulse, die dem Wechselrichter zugeführt werden, die steuerbaren Siliziumgleichrichter bei einer ausreichend hohen Geschwindigkeit/ so daß unerwünschte Oberschwingungen, welche die richtige Arbeitsweise des getriebenen Motors stören können, vermieden werden. Gleichzeitig wird die maximale Schaltrate der steuerbaren Siliziumgleichrichter unter einer angemessenen Grenze gehalteneWhen the chopping ratio is changed at the approximate sine wave frequencies mentioned above, the PWM pulses supplied to the inverter switch the silicon controllable rectifiers at a high enough speed unwanted harmonics, which can interfere with the correct operation of the driven motor, are avoided. At the same time, the maximum switching rate of the silicon controllable rectifiers is kept below a reasonable limit

Es wird nun auf die Abb_e 13 Bezug genommen, sie zeigt ein Blockdiagramm der Gesamtanlage, bei welcher die vorliegende Erfindung angewendet wurde und bei welcher die Frequenz der Dreieckwellenform, die zur Erzeugung der PWM-Impulse verwendet wird, als eine Funktion der Motordrehzahl gesteuert wird. In der Abb. 13 wird angenommen, daß jeder der R-, Y- und B-Phase PWM-Impulse zugeführt werden. Demzufolge ist für die jeweiligen Phasen ein gesonderter PVVM-Generator 5OR, 5OY und 5OB vorgesehen. Oeder PWM-Generator kann dem oben unter Bezugnahme auf die Abb. 5 beschriebenen Typ entsprechen. Es wird daran erinnert, daß zur Erzeugung von RVM-Impulsen die Dreieckwellenform und eine entsprechende Phase des Sinuswellensignals dem PVYM-Generator zugeführt werden. In diesem Zusammenhang ist eine Quelle 122 für ein Dreiphasensinusvvellensignal vorgesehen, um R-Phasen-,. Y-Phasen- und B-Phasensignale den FvVM-Generatoren 5OR, 5OY bzw. 5OB zuzuführen. Außerdem wird die Dreieckwellenform gemeinsam jedem dieser PVVM-Generatoren zugeführt. Bei dem dargestellten-Ausführungsbeispiel kann die Dreieckwellenform entweder durch die Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswelienform), die durch den Dreieckwellensynthesizer 30 oder 60 (in den AbbildungenReference 13 is now made to Figure _E, it shows a block diagram of the overall system in which the present invention is applied and in which the frequency of the triangular waveform used to generate the PWM pulses, as a function of the engine speed is controlled , In Fig. 13, it is assumed that each of the R, Y and B phases are supplied with PWM pulses. Accordingly, a separate PVVM generator 5OR, 5OY and 5OB is provided for the respective phases. The PWM generator may be of the type described above with reference to FIG. It is recalled that in order to generate RVM pulses, the triangular waveform and a corresponding phase of the sine wave signal are supplied to the PVYM generator. In this context, a three-phase sinus wave signal source 122 is provided to provide R-phase,. Y-phase and B-phase signals to the FvVM generators 5OR, 5OY and 5OB supply. In addition, the triangular waveform is commonly supplied to each of these PVVM generators. In the illustrated embodiment, the triangular waveform may be determined by either the fundamental triangle waveform (3-chopping harmonic shape) generated by the triangular wave synthesizer 30 or 60 (in Figs

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und 7 dargestellt) erzeugt wird, oder durch die 9-Zerhackungsdreieckwellenform gebildet werden, die durch die Amplituclenfaltschaltung 90 (in der Abb» Il gezeigt) erzeugt wird, oder durch die ö-Zerhackungsdreieckwellenform, die durch die Amplitudenfaltschaltung 90' erzeugt wird (auch in der Abb» 11 dargestellt)· Eine ausgewählte dieser Grund- (3-Zerhackungs-), 6-Zerhackungs- und 9-Zerhackungsdreieckwellenformen, die durch den Dreieckwellensynthesizer 30 (60), die Amplitudenfaltschaltung 90* bzw» die Amplitudenfaltschaltung 90 erzeugt wird, wird gemeinsam den PWM-Generatoren 5OR, 5OY und 5OB durch einen Schaltkreis 124 zugeführt»and 7), or are formed by the 9-chopping triangular waveform generated by the amplitude sweeping circuit 90 (shown in Fig. 11) or by the 6-chopping triangular waveform generated by the amplitude-folding circuit 90 '(also in Figs a selected one of these basic (3-chopping), 6-chopping and 9-chopping triangular waveforms generated by the triangular wave synthesizer 30 (60), the amplitude-folding circuit 90 * and the amplitude-folding circuit 90, respectively commonly supplied to the PWM generators 5OR, 5OY and 5OB through a circuit 124 »

Der Schaltkreis 124 kann aus einer elektronischen Schaltvorrichtung bestehen, die aus herkömmlichen Transistoren, Dioden oder anderen Festkörperschaltelementen aufgebaut ist» Im Interesse der Vereinfachung wird der Schaltkreis hier als ein elektromechanischer Schalter mit einer Vielzahl von beweglichen Kontakten a, b und c gezeigt, die mit der Amplitudenfaltschaltung 90 verbunden sind (hier als die 3X-Amplitudenfaltschaltung bezeichnet), mit der Amplitudenfaltschaltung 90* (hier als die 2X-Amplitudenfaltschaltung bezeichnet) bzw, mit dem Dreieckwellensynthesizer 30 (60). Zum Schaltkreis 124 gehört außerdem ein Wahlkontrolleingang (oder Eingänge), der ein Signal (oder Signale) empfangen kann, das darstellt, welcher der Kontakte a, b und c geschlossen werden sollte; und ein Erregereingang, der ein,Erregungssignal zum Schließen des ausgewählten Kontakts empfangen kann»The circuit 124 may consist of an electronic switching device constructed of conventional transistors, diodes or other solid-state switching elements. For the sake of simplicity, the circuit is shown herein as an electromechanical switch having a plurality of movable contacts a, b and c connected to the Amplitude folding circuit 90 (here referred to as the 3X amplitude-folding circuit), the amplitude-folding circuit 90 * (referred to herein as the 2X amplitude-folding circuit), and the triangular wave synthesizer 30 (60), respectively. Circuit 124 also includes an election control input (or inputs) which may receive a signal (or signals) representing which of contacts a, b and c should be closed; and an exciter input that can receive an "excitation signal to close the selected contact."

Die Auswahl eines bestimmten Kontaktes a, b und c des Schaltkreises 124, der zu schließen ist, wird als eine Funktion der Frequenz des Sinuswellensignals bestimmt, das durch die Quelle 122 bereitgestellt wird. Ein Frequenz·The selection of a particular contact a, b and c of the circuit 124 to be closed is determined as a function of the frequency of the sine wave signal provided by the source 122. One frequency ·

- 49 - 2 1 75 9 2- 49 - 2 1 75 9 2

detektor 126 ist mit der Quelle 122 verbunden, um die Frequenz des Sinuswellensignals, das von der Quelle erzeugt wird, nachzuweisen« Liegt diese Sinuswellenfrequenz innerhalb des unteren Bereichs, beispielsweise des Bereichs von 25 bis 45 Hz, speist der Frequenzdetektor 126 ein Auswahlkontrollsignal (oder Signale) in den Schaltkreis 124 zu Auswahl des zu schließenden Kontaktes a. Liegt die Frequenz der Sinuswellen im mittleren Frequenzbereich, beispielsweise zwischen 45 und 80 Hz, speist der Frequenzdetektor ein Auswahlkontrollsignal an den Schaltkreis 124, um den zu schließenden Kontakt b zu wählen. Ebenso speist, wenn die Sinuswellenfrequenz im höheren Frequenzbereich, beispielsweise über 80 Hz, liegt, der Frequenzdetektor 126 ein Auswahlkontrollsignal (oder Signale) in den Schaltkreis, um den zu schließenden Kontakt c zu wählen.detector 126 is connected to source 122 to detect the frequency of the sine wave signal generated by the source. If this sine wave frequency is within the lower range, for example the 25-45 Hz range, frequency detector 126 feeds a select control signal (or signals ) in the circuit 124 to select the contact to be closed a. If the frequency of the sine waves is in the middle frequency range, for example, between 45 and 80 Hz, the frequency detector feeds a selection control signal to the circuit 124 to select the contact b to be closed. Likewise, when the sine wave frequency is in the higher frequency range, for example above 80 Hz, the frequency detector 126 feeds a select control signal (or signals) into the circuit to select the contact c to be closed.

Vorteilhaft ist es, wenn der ausgewählte der Kontakte a, b und c des Schaltkreises 124 geschlossen wird, wenn eine bestimmte der Phasen R, Y und B des Sinuswellensignals den Nullbezugspegel durchläuft. Es wird in Verbindung mit der Abb, 3 daran erinnert, daß die Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) den Nullbezugspegel gleichzeitig mit jeder der Phasen R, Y und B kreuzt. Aus den Abbildungen 9 und 10 geht hervor, daß die 9-Zerhackungs- und 6-Zerhackungsdreieckwellenformen den Nullbezugspegel gleichzeitig mit den Nulldurchgängen der Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) kreuzen. So haben beim Nulldurchgang jeder bestimmten Phase des Sinuswellensignals auch alle Dreieckvvellenformen ihren Nulldurchgang, Der Nulldurchgangsdetektor 128 ist so geschaltet, daß er jede spezielle Phase des Sinuswellensignals empfängt, das von der Quelle 122 erzeugt wird, und feststellt, wenn die empfangene. Phase den Nullbezugspegel kreuzt. Bei diesem Nulldurchgang speist der Nulldurchgangsdetektor 128 das Erregersignal inIt is advantageous if the selected one of the contacts a, b and c of the circuit 124 is closed when a certain one of the phases R, Y and B of the sine wave signal passes through the zero reference level. It is recalled in connection with Fig. 3 that the fundamental triangular waveform (3-chopping waveform) crosses the zero reference level simultaneously with each of the phases R, Y and B. As shown in Figures 9 and 10, the 9-chopping and 6-chopping triangular waveforms cross the zero-reference level simultaneously with the zero-crossings of the fundamental triangular waveform (3-chopping waveform). Thus, at the zero crossing of each particular phase of the sine wave signal, all triangular waveforms also have their zero crossing. The zero crossing detector 128 is switched to receive each particular phase of the sine wave signal generated by the source 122 and determine if the received one. Phase crosses the zero reference level. At this zero crossing, the zero crossing detector 128 feeds the excitation signal in

-so- 21 75 9 2-so- 21 75 9 2

den Schaltkreis 124 ein. Dieses Erregersignal dient dazu, den ausgewählten der Kontakte a, b und c zu schlie-Ben, während die übrigen, nichtgewählten Kontakte geöffnet werden (oder geöffnet bleiben)·the circuit 124 a. This exciter signal serves to close the selected one of the contacts a, b and c, while the remaining, non-selected contacts are opened (or remain open).

Nicht gezeigt wird hier, daß bei sehr niedrigen Sinuswellenfrequenzen ein nichtsynchronisierter oder asynchroner Dreieckwellenforrcgenerator (nicht gezeigt) verwendet wird, um eine Dreieckwellenform von beispielsweise 300 Hz den PWM-Generatoren 5OR, 5OY und 5OB zuzuführen. Bei so niedrigen Frequenzen der Sinuswelle, die natürlich sehr niedrigen Motordrehzahlen entsprechen, sind die Probleme durch Unterschwingungen oder unerwünschte subharmonische Ströme sehr geringfügig. Um den PVVM-Generatoren eine solche asynchrone Dreieckwellenform zuführen zu können, kann der Schaltkreis 124 noch mit einem weiteren beweglichen Kontakt versehen werden, der selektiv durch das Auswahlkontrollsignal (oder Signale) betätigt wird, welches durch Frequenzdetektor 126 erzeugt wird, um die asynchrone Dreieckwellenform mit den PWM-Generatoren zu koppeln.It is not shown here that at very low sine wave frequencies, a non-synchronized or asynchronous triangular wave generator (not shown) is used to supply a triangular waveform of, for example, 300 Hz to the PWM generators 5OR, 5OY, and 5OB. At such low frequencies of the sine wave, which of course correspond to very low engine speeds, the problems of undershoots or unwanted subharmonic currents are very slight. In order to supply such an asynchronous triangular waveform to the PVVM generators, the circuit 124 may be provided with another movable contact which is selectively actuated by the selection control signal (or signals) generated by the frequency detector 126 to provide the asynchronous triangular waveform to couple to the PWM generators.

Bei der Arbeit bei sehr niedrigen Motordrehzahlen, d. h., wenn die Frequenz der Sinuswellen innerhalb des niedrigsten Bereiches liegt, wird die oben genannte asynchrone Dreieckwellenform, deren Frequenz etwa 300 Hz beträgt, den PWM-Generatoren 5OR, 5OY und 5ÖB zugeführt. Die Kontakte a, b und c des Schaltkreises 124 bleiben offen. Oeder der PWM-Generatoren erzeugt ein FiVM-Impulssignal an den Schnittpunkten dieser asynchronen Dreieckwellenform und den entsprechenden Phasen R, Y und B des Sinuswellensignals« Diese Fi/VM-Impulse P_R, Ρ_γ und P„ werden dem PWM-getriebenen Wechselrichter ziceführt, der wiederum Erregerströme an die Phasen R, Y und B des Motors leitet. EsWhen operating at very low engine speeds, that is, when the frequency of the sine waves is within the lowest range, the above-mentioned asynchronous triangular waveform whose frequency is about 300 Hz is supplied to the PWM generators 5OR, 5OY, and 5ÖB. The contacts a, b and c of the circuit 124 remain open. Each of the PWM generators generates a FiVM pulse signal at the intersections of this asynchronous triangular waveform and the corresponding phases R, Y and B of the sine wave signal. These Fi / VM pulses P _R , Ρ _γ and P are fed to the PWM driven inverter. which in turn conducts excitation currents to the phases R, Y and B of the motor. It

- si - 21 75 9 2- si - 21 75 9 2

soll angenommen werden! daß die Frequenz des Dreiphasensinuswellensignals erhöht wird, um so entsprechend die Motordrehzahl zu vergrößern· Wenn der Frequenzdetektor 126 eine Sinuswellenfrequenz von etwa 25 Hz feststellt, wird ein Ausvvahlkontrollsignal (oder Signale) erzeugt, um den zu schließenden· Kontakt a auszuwählen. Es soll außerdem angenommen werden, daß der Nulldurchgangsdetektor 128 so geschaltet ist, daß er die Nulldurchgänge des R-Phasensinuswellensignals feststellt. Bei den festgestellten Nulldurchgängen liefert der Nulldurchgangdetektor 128 das Erregersignal an den Schaltkreis 124, worauf der Kontakt a geschlossen wird und alle übrigen Kontakte geöffnet bleiben. Folglich wird die 9-Zerhackungsdreieckwellenform, die durch die 3X-Amplitudenfaltschaltung 90 erzeugt wird, gemeinsam den PWM-Generatoren 5OR, 5OY und 5OB zugeführt. Diese 9-Zerhackungsdreieckwellenform wird in jedem der PWM-Generatoren dazu genutzt, die entsprechenden PVVM-Impulse P_R, Ρ_γ und P_ß in Übereinstimmung mit der oben beschriebenen Dreieckschnittmethode zu erzeugen,should be accepted! That is, when the frequency detector 126 detects a sine wave frequency of about 25 Hz, a select control signal (or signals) is generated to select the contact a to be closed. It should also be assumed that the zero-crossing detector 128 is connected to detect the zero crossings of the R-phase sine wave signal. At the detected zero crossings, the zero crossing detector 128 provides the excitation signal to the circuit 124, whereupon the contact a is closed and all other contacts remain open. Consequently, the 9-chopping triangular waveform generated by the 3X amplitude-folding circuit 90 is commonly supplied to the PWM generators 5OR, 5OY, and 5OB. This 9-chopping triangular waveform is used in each of the PWM generators to generate the corresponding PVVM pulses P _R , Ρ _γ and P _β in accordance with the triangular cutting method described above.

Wird die Drehzahl des Motors weiter erhöht, vergrößert sich die Frequenz der Sinuswellen, und wenn der Frequenzdetektor 126 feststellt, daß die Sinuswellenfrequenz 45 Hz erreicht, wählt das einzuspeisende Auswahlkontrollsignal (oder Signale) über den Schaltkreis 124 den zu schließenden Kontakt b. Nachdem der Nulldurchgang des R-Phasensinuswellensignals festgestellt wurde, liefert der Nulldurchgangdetektor 128 das Erregersignal an den Schaltkreis, daraufhin wird der gewählte Kontakt b geschlossen und die restlichen Kontakte sind offen. Folglich wird die ö-Zerhackungsdreieckwellenform, die durch die 2X-Amplitudenfaltschaltung 90* erzeugt wird, gemeinsam den PWM-Generatoren 5OR, 5OY und 5OB zugeführt. Die-If the speed of the motor is further increased, the frequency of the sine waves increases, and if the frequency detector 126 detects that the sine wave frequency reaches 45 Hz, the selection control signal (or signals) to be input selects the contact b to be closed via the circuit 124. After the zero crossing of the R-phase sine wave signal is detected, the zero crossing detector 128 provides the excitation signal to the circuit, then the selected contact b is closed and the remaining contacts are open. Consequently, the ö-chopping triangular waveform generated by the 2X amplitude-folding circuit 90 * is commonly supplied to the PWM generators 5OR, 5OY, and 5OB. The-

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se PWM-Generatoren arbeiten auf die oben ausführlich beschriebene Art und Weise und erzeugen FiVM-Impulse P_R, Ρ_γ und P_ß/ die den Phasen R/ Y bzw. B zugeordnet sind«The PWM generators operate in the manner described in detail above and generate FiVM pulses P _R , Ρ _γ and P _{β /} which are assigned to the phases R / Y and B, respectively «

Wenn die Drehzahl des getriebenen Motors weiter vergrößert wird, nimmt die Frequenz der Sinuswelle zu. Wenn der Frequenzdetektor 126 feststellt/ daß diese Sinuswellenfrequenz etwa 80 Hz beträgt/ wählt das von diesem dem Schaltkreis 124 zugefuhrte Auswahlkontrollsignal (oder Signale) den zu schließenden Kontakt c. Nachdem dieses Auswahlkontrollsignal (oder Signale) erzeugt ist/ speist der Nulldurchgangdetektor 128 das Erregersignal in Reaktion auf den nächsten festgestellten Nulldurchgang des R-Phasensinuswellensignals in den Schaltkreis ein. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kontakt c geschlossen und die restlichen Kontakte im Schaltkreis 124 werden geöffnet. Folglich wird die Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) vom Dreieckwellenformsynthesizer 30 (60) den PWM-Generatoren 50R_# 5OY und 5OB zugeführt. Diese FvVM-Generatoren speisen dann diese PWM-Impul'se P_R, Ρ_γ und P_ß in die entsprechende Phase R/ Y und B ein in Reaktion auf den Schnitt jeder Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) und der entsprechenden Phase des Dreiphasensinuswellensignals.As the speed of the driven motor increases further, the frequency of the sine wave increases. When the frequency detector 126 detects that this sine wave frequency is about 80 Hz, the selection control signal (or signals) supplied thereto from the circuit 124 selects the contact c to be closed. After this select control signal (or signals) is generated, the zero crossing detector 128 injects the exciting signal into the circuit in response to the next detected zero crossing of the R phase sine wave signal. At this time, the contact c is closed and the remaining contacts in the circuit 124 are opened. Thus, the fundamental triangular waveform (3-chopping waveform) from the triangular waveform synthesizer 30 (60) is supplied to the PWM generators 50R _# 5OY and 5OB. These FvVM generators then feed these PWM pulses P _R , Ρ _γ and P _β into the corresponding phase R / Y and B in response to the intersection of each fundamental triangle waveform (3-chopping waveform) and the corresponding phase of the three-phase sine wave signal.

In der vorstehenden Beschreibung wurde erklärt, wie der in der Abb. 13 dargestellte Apparat arbeitet, wenn die Drehzahl des getriebenen Motors vergrößert wird/ daraus dürften Fachleute leicht ableiten können, daß der Apparat analog arbeitet, wenn die Drehzahl des Motors verringert wird. So wird bei höheren Arbeitsdrehzahlen die Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) den F<VM-Generatoren vom Schaltkreis 124 zugeführt. Wird die Motordrehzahl verringert/ so daß die Frequenz der Sinuswelle auf etwaIn the above description, it has been explained how the apparatus shown in Fig. 13 operates when the rotational speed of the driven motor is increased / hence it is likely that those skilled in the art will be able to deduce that the apparatus will operate in an analog manner when the speed of the motor is reduced. Thus, at higher operating speeds, the fundamental triangular waveform (3-chopping waveform) is supplied to the F <VM generators from the circuit 124. If the engine speed is reduced / so that the frequency of the sine wave to about

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80 Hz zurückgeht, wird der Schaltkreis 124 betätigt, um den PVVM-Generatoren die ö-Zerhackungsdreieckwellenform zuzuführen. Wird die Motordrehzahl weiter verringert, geht die Sinusvvellenfrequenz auf etwa 45 Hz zurück, worauf der Schaltkreis betätigt wird, um die 9-Zerhackungsdreieckwellenform den PWM-Generatoren zuzuführen,Going back 80 Hz, the circuit 124 is actuated to supply the ö-Zerhackungsdreieckwellenform the PVVM generators. As the motor speed further decreases, the sine wave frequency decreases to about 45 Hz, whereupon the circuit is actuated to supply the 9-chopping triangular waveform to the PWM generators.

Man kann also feststellen, daß der Schaltkreis 124 gesteuert wird durch den Frequenzdetektor 126 und den Nulldurchgangdetektor 128, die einander ausschließend eine der Grund- (3-Zerhackungs-), 6-Zerhackungs- und 9-Zerhackungsdreieckwellenformen den PWM-Generatoren zufuhren,Thus, it can be seen that the circuit 124 is controlled by the frequency detector 126 and the zero-crossing detector 128 which, excluding each other, supply one of the ground (3-chopping), 6-chopping and 9-chopping triangular waveforms to the PWM generators.

Es ist offensichtlich, daß die speziellen Frequenzpegel der Sinuswellenfrequenz, bei denen der Schaltkreis 124 umgestellt wird, nicht auf die speziellen Beispiele, die oben beschrieben wurden, beschränkt zu sein brauchen« Wenn beispielsweise die Maximalfrequenz des Sinuswellensignals 60 Hz beträgt, kann der Frequenzdetektor 126 darauf abgestimmt sein, Auswahlkontrollsignale bei Frequenzen der Sinuswelle von 25 Hz, 38 Hz und 50 Hz zu erzeugen. Bei Frequenzen unter 25 Hz kann die oben erwähnte asynchrone Dreieckwellenform (nicht gezeigt) den PWM-Generatoren zugeführt werden. Im Bereich zwischen 38 Hz und 50 Hz kann der Schaltkreis 124 so gesteuert werden, daß er die ö-Zerhackungsdreieckwellenform den PWM-Generatoren zuführt«, Bei Sinuswellenfrequenzen über 50 Hz kann der Schaltkreis 124 so gesteuert werden, daß die Grunddreieckwellenform (3-Zerhackungswellenform) den PWM-Generatoren zugeführt wird. Natürlich können zur Steuerung über anderen Bereichen der Motordrehzahl entsprechend unterschiedliche, bestimmte Frequenzpegel desIt will be appreciated that the particular frequency levels of the sine wave frequency at which the circuit 124 is switched need not be limited to the specific examples described above. For example, if the maximum frequency of the sine wave signal is 60 Hz, the frequency detector 126 may be on be tuned to generate selection control signals at frequencies of the sine wave of 25 Hz, 38 Hz and 50 Hz. At frequencies below 25 Hz, the above-mentioned asynchronous triangular waveform (not shown) may be supplied to the PWM generators. In the range between 38 Hz and 50 Hz, the circuit 124 may be controlled to supply the δ-chopping triangular waveform to the PWM generators. At sinusoidal frequencies above 50 Hz, the circuit 124 may be controlled so that the fundamental triangle waveform (3-chopping waveform) supplied to the PWM generators. Of course, for control over other ranges of engine speed, correspondingly different, particular frequency levels of the engine may be used

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Sinusweilensignals festgestellt werden, um die Arbeitsweise des Schaltkreises 124 zu steuern«Sinusoidal signal to control the operation of the circuit 124 «

Wie oben erwähnt wurde, enthalten die PWM-Generatoren, die an den Ausgängen der PWM-Generatoren 50R, 5OY und 5OB erzeugt werden, verschiedene harmonische Komponenten* Die Frequenzen dieser harmonischen Komponenten werden natürlich durch die besondere Dreieckwellenfrequenz bestimmt, die den FvVM-Generatoren zugeführt wird« Mehr noch, die Größenordnung dieser harmonischen Komponenten ist eine Funktion der Amplitude des Sinuswellensignals· Es wurde festgestellt, daß die vorherrschenden harmonischen Komponenten bei den P»VM-Spannungen bei Frequenzen auftreten, die gleich dem Doppelten des Zerhackungsverhältnisses, plus oder minus eins, sind. Wenn daher vom Schaltkreis 124 die Grunddreieckwellenforra (3-Zerhackungswellenform) den P/M-Generatoren zugeführt wird, sind die vorherrschenden Harmonischen die fünfte und die siebente Harmonische der Frequenz der Sinuswelle, Wenn der Schaltkreis 124 die e-Zerhackungsdreieckwellenform den PnVM-Generatoren zuführt, sind die vorherrschenden Harmonischen bei den PWM-Spannungen die elfte und die dreizehnte Harmonische der Sinuswellenfrequenzen. Ebenso sind, wenn der Schaltkreis die 9-Zerhackungsdreieckvvellenform den PWM-Generatoren zuführt, die siebzehnte und die neunzehnte Harmonische der Sinuswellenfrequenz die vorherrschenden Harmoniechen in den PvVM-Spannungen·As mentioned above, the PWM generators generated at the outputs of the PWM generators 50R, 50Y and 50B contain various harmonic components. The frequencies of these harmonic components are of course determined by the particular triangular wave frequency supplied to the FvVM generators Moreover, the magnitude of these harmonic components is a function of the amplitude of the sine wave signal. It has been found that the predominant harmonic components in the P »VM voltages occur at frequencies equal to twice the chopping ratio, plus or minus one, are. Therefore, when the fundamental triangular wave Forra (3-chopping waveform) is supplied from the circuit 124 to the P / M generators, the predominant harmonics are the fifth and seventh harmonics of the frequency of the sine wave, when the circuit 124 supplies the e-chopping triangular waveform to the PnVM generators. For example, the dominant harmonics in the PWM voltages are the eleventh and thirteenth harmonics of the sine wave frequencies. Similarly, when the circuit feeds the 9-chopping triangular waveform to the PWM generators, the seventeenth and nineteenth harmonics of the sine-wave frequency are the predominant harmonics in the PvVM voltages.

Es wird daran erinnert, daß unerwünschte harmonische Komponenten zu harmonischen Strömen führen, die in den entsprechenden Phasen des Motors fließen, wodurch in diesen die Kupferverluste vergrößert werden. Diese harmonischen Ströme sind durch den Scheinwiderstand der Motorwicklungen begrenzt. Diesen Scheinwiderstand ist bei höheren Fre-It is recalled that undesirable harmonic components result in harmonic currents flowing in the respective phases of the motor, thereby increasing copper losses. These harmonic currents are limited by the impedance of the motor windings. This impedance is at higher fre-

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quenzen verhältnismäßig hoch. Um also die harmonischen Ströme auf einem niedrigen Wert zu halten, zieht man es vor, eine verhältnismäßig hohe Frequenz der Dreieckwelle zu haben« Beispielsweise wird bei einer Sinuswellenfrequenz von 30 Hz ein Zerhackungsverhältnis von 9 gewählt, und die vorherrschenden Harmonischen sind die siebzehnte (bei einer Frequenz von 510 Hz) und die neunzehnte (bei einer Frequenz von 570 Hz)· Der Scheinwiderstand der Motorwicklungen ist bei diesen hohen harmonischen Frequenzen ebenfalls hoch» Folglich werden der siebzehnte harmonische Strom und der neunzehnte harmonische Strom durch diesen hohen Scheinwiderstand begrenzt, so daß sie eine minimale Wirkung auf die Arbeit des Motors haben. Außerdem werden, wenn die Sinuswellenfrequenz 30 Hz beträgt, und wenn den PWM-Generatoren die 9-Zerhackungsdreieckwellenform zugeführt wird, die entsprechenden Phasen des P»VM-getriebenen Wechselrichters bei einer Rate von 270 Hz geschaltet«, Das liegt durchaus innerhalb der oberen Schwingungsrate der steuerbaren Siliziumgleichrichter«relatively high. Thus, to keep the harmonic currents at a low value, one prefers to have a relatively high frequency of the triangular wave. For example, at a sine wave frequency of 30 Hz, a chopping ratio of 9 is chosen, and the dominant harmonics are the seventeenth (at a Frequency of 510 Hz) and the nineteenth (at a frequency of 570 Hz). The impedance of the motor windings is also high at these high harmonic frequencies. Consequently, the seventeenth harmonic current and the nineteenth harmonic current are limited by this high impedance, so that they will have a minimal effect on the work of the engine. In addition, when the sine wave frequency is 30 Hz, and when the 9-chopping triangular waveform is supplied to the PWM generators, the corresponding phases of the P-VM driven inverter are switched at a rate of 270 Hz, which is well within the upper oscillation rate controllable silicon rectifier «

Die Analyse der Oberschwingungen der Grunddreieckwellenforci (3-Zerhackungswellenform), 6-Zerhackungs- und 9-Zerhackungswellenform brachte folgende Ergebnisse:The analysis of the harmonics of the fundamental triangular wave forci (3-chopping waveform), 6-chopping and 9-chopping waveform yielded the following results:

3-Zerhackungs- 6-Zerhackungs- 9-Zerhackungswellenform wellenform wellenform3-chopping 6-chopping 9-chopping waveform waveform waveform

vorherrschendeprevailing

Harmonische * 5, 7· 11« 13· 17· 19· harmonischeHarmonious * 5, 7 · 11 «13 · 17 · 19 · harmonic

Höchstspannung 0„25 0,54 0,34 0,47 0,37 0,37Maximum stress 0 "25 0.54 0.34 0.47 0.37 0.37

Verhältnis von Sinusspitze zu Dreieckspitze 0,42 0,6 0,46 0,57 0,6 0,6Sine tip to triangle tip ratio 0.42 0.6 0.46 0.57 0.6 0.6

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In der vorstehenden Tabelle wird der tatsächliche Wert der harmonischen Höchstspannung ermittelt durch Multiplikation des angegebenen Dezimalteils mit der Gleichstromspannung der VVechselrichterstromquelle.In the table above, the actual value of the maximum harmonic voltage is determined by multiplying the specified decimal part by the DC voltage of the V inverter power source.

Nicht angegeben wird in der oben stehenden Tabelle_f daß bei Einspeisung der 6-Zerhackungsdreieckwellenform in die PWM-Generatoren die PWM-Spannungen begleitet sind von der fünften und siebenten Harmonischen, die jedoch einen verhältnismäßig niedrigen Pegel aufweisen. Beispielsweise ist bei der 11. harmonischen Höchstspannung der fünfte harmonische Spannungspegel gleich 0,09 und der siebente harmonische Spannungspegel gleich 0,005. Bei der 13. harmonischen Höchstspannung ist der fünfte harmonische Spannungspegel gleich 0,12 und der siebente harmonische Spannungspegel gleich 0,02. Ebenso werden, wenn die iJ-Zerhackungsdreieckwellenform in die PWM-Generatoren eingespeist wird, die PVYM-Spannung begleitet von Komponenten der siebenten und der elften Harmonischen. Beim Spannungshöchstpegel für die 17. und 19. Harmonische sind die Spannungspegel für die siebente und elfte Harmonische gleich 0,09. Man kann daher einschätzen, daß die niedrigen harmonischen Komponenten einen sehr niedrigen Spannungspegel aufweisen, so daß die Wirkung auf die Arbeitsweise des Motors nur minimal ist.Not indicated in the above table _{f is} that when the 6-chopping triangular waveform is supplied to the PWM generators, the PWM voltages are accompanied by the fifth and seventh harmonics but having a relatively low level. For example, at the eleventh harmonic voltage, the fifth harmonic voltage level is equal to 0.09 and the seventh harmonic voltage level is equal to 0.005. At the 13th harmonic peak voltage, the fifth harmonic voltage level is 0.12 and the seventh harmonic voltage level is 0.02. Likewise, when the iJ chopping triangle waveform is fed to the PWM generators, the PVYM voltage is accompanied by seventh and eleventh harmonic components. At the peak voltage levels for the 17th and 19th harmonics, the voltage levels for the seventh and eleventh harmonics are equal to 0.09. It can therefore be estimated that the low harmonic components have a very low voltage level, so that the effect on the operation of the motor is minimal.

Zwar wurde die vorliegende Erfindung besonders unter Bezugnahme auf bestimmte bevorzugte Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben, es dürfte jedoch Fachleuten auf diesem Gebiet leicht offensichtlich sein, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen in Form und Details vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Rahmen der Erfindung abzuweichen. Beispielsweise wurde der Dreieckwel-While the present invention has been particularly shown and described with reference to certain preferred embodiments, it will be readily apparent to those skilled in the art that various changes and modifications in form and details may be made without departing from the spirit and scope of the invention. For example, the triangle

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lenformsynthesizer, der in den Abbildungen 4 und 7 gezeigt wird, speziell für das Synthetisieren einer Dreieckvvellenform aus einem Dreiphasensinuswellensignal beschriebene Die Erkenntnisse der vorliegenden Erfindung können aber angewendet werden, um eine Dreieckwellenform aus einem n-Phasensinuswellensignal zu synthetisieren, wobei η eine ganze Zahl ist, die nicht unbedingt auf 3 beschränkt ist_e Wenn die Gründfrequenz des n-Phasensinuswellensignals das f dargestellt wird, dann ist die Frequenz der synthetisierten Dreieckwellenform gleich nf. Außerdem zeigt zwar die Abb. 3, daß die Dreieckwellenform durch Auswahl von Segmenten jeder Phase des Sinuswellensignals synthetisiert wird, die innerhalb eines festgelegten Winkelabstands von Nulldurchgang dieser Phase liegen, es dürfte aber offensichtlich sein, daß der Durchgangspegel nicht unbedingt nur auf den fslullpegel beschränkt zu sein braucht. Es können vielmehr ganz nach Wunsch andere Bezugspegel benutzt werden. In der Darstellung der Abb, 3 ist es genauer zu formulieren, daß die Segmente der entsprechenden Phasen gewählt werden, wenn sie innerhalb eines festgelegten Winkelabstands vom Durchschnittspegel des Sinuswellensignals liegen«However, the findings of the present invention may be applied to synthesize a triangular waveform from an n-phase sine wave signal, where η is an integer number, as shown in FIGS. 4 and 7, specifically described for synthesizing a triangular waveform from a three-phase sine wave signal. which is not necessarily limited to 3 _e When the fundamental frequency of the n-phase sine wave signal is represented as f, the frequency of the synthesized triangular waveform is nf. In addition, although Fig. 3 shows that the triangular waveform is synthesized by selecting segments of each phase of the sine wave signal However, it will be apparent that the pass-through level need not necessarily be limited to only the zero level. It can rather be used as desired other reference levels. In the illustration of Fig. 3, it is more accurate to say that the segments of the respective phases are chosen when they are within a fixed angular distance from the average level of the sine wave signal. "

Es dürfte außerdem leicht offensichtlich sein, daß die speziellen Schaltkonfigurationen für den Dreieckwellensynthesizer, den PIVM-Generator und die Amplitudenfaltschaltung nur illustrativ sind. Es können andere Schaltungen aufgebaut werden, welche die hier unter Bezugnahme auf diese besonderen Ausführungsbeispiele beschriebenen Funktionen ausführen können»It should also be readily apparent that the specific switching configurations for the triangular wave synthesizer, the PIVM generator, and the amplitude folding circuit are illustrative only. Other circuits may be constructed which can perform the functions described herein with reference to these particular embodiments.

Der beigefügte Erfindungsanspruch ist daher so zu verstehen, daß er das Vorstehende ebenso einschließt wie verschiedene andere Änderungen und Modifikationen. The appended claim is therefore to be understood to include the foregoing as well as various other changes and modifications.

Claims

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Erfinduncjsanspruch

1, apparatus for generating a triangular waveform having substantially linearly inclined, gradually increasing and decreasing edges at a frequency nf from an n-phase sine wave signal, where η is an integer and each phase has a fundamental frequency f, said apparatus being characterized that it includes a detector element for detecting when a segment of one of said η phases of said sine wave signal is within a predetermined V angle from a reference continuity level, and a selection element for selecting successive ones of said detected segments to synthesize said triangular waveform.

Apparatus according to item 1, characterized in that the detector element consists of a comparator element for comparing each phase of said sine wave with the remaining phases to characterize the amplitude of each phase in relation to the amplitudes of the other phases »,

Apparatus according to item 2, characterized in that η = 3 and the comparator element consists of a first comparator to compare the first phase of said sine wave with its second phase to indicate which of said first and second phases is a second comparator to compare the first phase of said sine wave with its third phase to indicate which of said first ones

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and third phase, and a third comparator / to compare the second phase of said sine wave with its third phase to indicate which of said second and third phases is larger.

4e apparatus according to item 3, characterized in that the selector element consists of gate elements, which selectively pass said first, second or third phase aer said Sinusvvelle in accordance with established displaying said first, second and third comparator.

The apparatus of item 4, characterized in that said gate elements consist of a first gate circuit for passing said first phase of said sine wave when (a) said first phase is less than said second phase and greater than said third one Or (b) said first phase is greater than said second phase and less than said third phase; second gate circuit for passing said second phase when (a) said second phase is less than said third phase and greater than said first phase, or (b) said second phase is greater than said third phase and less as the said first phase; and a third gate circuit for passing said third phase when (a) said third phase is less than said first phase and greater than said second phase or (b) said third phase is greater than said first phase and smaller than the second phase mentioned.

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The apparatus of item 5, characterized in that said first, second and third gate circuits consist of an analog gate having an input for receiving the corresponding phase of said sine wave signal and a control input for receiving a gate signal and an EXOR gate a corresponding pair of said comparators for generating said gate signal as a function of the amplitudes of the phases compared by said corresponding pair of comparators.

The apparatus of item 6, characterized in that the EXCLUSIVE OR gate of said first gate circuit is coupled to said first and second comparators, the EXCLUSIVE OR gate of said second gate circuit is coupled to said first and third comparators, and EXCLUSIVE OR gate of said third gate circuit is coupled to said second and third comparators

The apparatus of item 7, characterized in that said first comparator generates a first binary signal when the amplitude of said first phase exceeds the amplitude of said second phase, and a second binary signal when the amplitude of said second phase exceeds the second Amplitude of said first phase exceeds; said second comparator generates a first binary signal when the amplitude of said third phase exceeds the amplitude of said first phase and a second binary signal when the amplitude of said first phase exceeds the amplitude of said third phase and said third one Comparator the first binary signal mentioned

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generated when the amplitude of said second phase exceeds the amplitude of said third phase, and said second binary signal when the amplitude exceeds said second phase.

Apparatus according to item 2, characterized in that η = 3, and in that said comparator element consists of a first comparator for comparing the first phase signal of said sine wave with its second phase signal to pass one of said first and second phase signals, which is larger a second comparator for comparing the second phase signal of said sine wave with its third phase signal to pass one of said second and third phase signals which is larger, and a third comparator for comparing said third phase signal of said sine waves with the first one thereof A phase signal for passing the one of said third and first phase signals, which is larger .

Apparatus according to item 9, characterized in that said selection element consists of elements for comparing all the signals passed through said first, second and third comparators to produce an output triangular form formed by the transmitted signal whose instantaneous amplitude is that of smallest is ·

Apparatus according to item 1, characterized in that it consists of a frequency multiplier element for multiplying the frequency of said triangular waveform to a frequency mf, where m is an integer greater than η »

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12, apparatus according to item 11, characterized in that said frequency multiplier element consists of a convolution element for folding said triangular waveform at frequency nf by a first and second fold level of equal amplitude and opposite polarity whenever said triangular wave form comprises said first and second Fold level is reached to produce an amplitude-folded triangular waveform having the frequency mf and peak levels determined by said first and second fold levels.

The apparatus according to item 12, characterized in that said amplitude folding element consists of a source of a folding tension equal to said folding level; a level enlargement element for increasing the average level of an inverted version of said triangular waveform; a level reduction element for reducing the average level of an inverted version of said triangular waveform; a first selection element for selecting the larger of the instantaneous amplitudes of said triangular waveform and the level-reduced inverse version of said triangular waveform to produce an output signal; and a second selection element for selecting the smaller of the instantaneous amplitudes of said output signal and the level-magnified inverted version of said triangular waveform so as to produce said amplitude-folded triangular waveform at frequency mf.

14, apparatus for generating an n-phase pulse width modulated (PWM) V waveform, which is particularly suitable for exciting an n-phase electric motor, where η is an integer, characterized in that said Ap-

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It consists of a source of n-phase sine wave signal, each phase having a fundamental frequency f, a triangular wave generating element for generating a triangular waveform having the frequency mf from said n-peak sine wave signal, where m is an integer _x where said triangular wave form is substantially linear has inclined, gradually rising and falling edges / to which said triangular waveform generating element includes a detection element to detect when a segment of one of said η phases of said sine wave signal is within a predetermined angular amount from a reference continuity level, and a selection element for selecting successive ones thereof detected segments to synthesize said triangular waveform, and η comparison elements, wherein a respective comparison element is provided for each phase for comparing said triangular waveform with an associated phase of the said sine wave signal to produce a pulse transition at each intersection of said triangular waveform and said associated phase of said sine wave.

Apparatus according to item 14, further characterized in that the apparatus includes a damping element for attenuating the amplitude of each phase of said sine wave applied to the corresponding one of said comparison elements so that the peak level of the damped sine wave is less than the peak level of the sine wave is called triangular waveform.

Apparatus according to item 14, characterized in that m> l and that there is also an amplitude-folding device coupled to said selection element,

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around said triangular form generated by said selection element to fold a first and second fold level of equal amplitude and opposite polarity whenever said triangular waveform reaches said first and second fold levels to form an amplitude-folded triangular waveform of frequency mnf and with peak levels determined by said first and second fold levels.

A method of synthesizing a triangular waveform having substantially linearly inclined, gradually increasing and decreasing edges, and a frequency nf from an n-phase sine wave signal, where η is an integer and each phase has a fundamental frequency f, characterized by the steps of solidifying, when a segment of one of said η phases of said sine wave signal lies within a predetermined V angle amount from a reference continuity level; and synthesizing a sequence of said detected segments from all phases of said sine wave to synthesize said triangular waveform from said detected segments.

Method according to item 17, characterized in that η = 3, and in that said step of combining consists of the steps (a) of forwarding a segment of the first phase of said sine wave, if said segment of said first phase is within said said predetermined angle amount is on a side of the reference crossing level; (b) the transition to pass a segment of the second phase of said sine wave, if said segment of said sine wave

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second phase is within said specified angular amount on a side of the reference crossing level; (c) the transition to pass a segment of the third phase of said sine wave if said segment of said third phase is within said predetermined angular magnitude on a side of the reference crossing level, and (d) repeating steps (a) through (c) ·

A method of synthesizing a triangular waveform having substantially linearly inclined, gradually increasing and decreasing edges and a frequency mnf from an n-phase sinusoidal signal, where m and η are integers and greater than 1 and each phase has a fundamental frequency f characterized by Steps of hard dividing when a segment of one of said η phases of said sine wave signal is within a predetermined Vy angle from a reference through level; compiling a succession of said detected segments from all phases of said sine wave to synthesize said triangular waveform from said detected segments; and folding said synthesized triangular waveform by a first and second fold level of equal amplitude and opposite polarity whenever said triangular waveform reaches said first and second fold levels by an amplitude folded triangular waveform having peak levels determined by said first and second fold levels , to create.

20. A method for generating an n-phase pulse width modulated (BVM) waveform, which is particularly suitable for exciting an n-phase electric motor, from an n-phase sinusoidal

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Wave signal, wherein η is an integer, characterized by the steps of synthesizing a triangular waveform having substantially linearly inclined, gradually increasing and decreasing edges and a frequency mnf from said n-phase sine wave signal, wherein the fundamental frequency of said sine wave signal is f and m is one is an integer equal to or greater than 1, wherein said step of synthesizing said triangular waveform is to determine If a segment of one of said η phases of said sine wave signal is within a predetermined angular value from a reference continuity level, and a sequence of assemble said detected segments from all phases of said sine wave to synthesize said triangular waveform; and comparing said triangular waveform with each corresponding phase of said sine wave signal to produce a pulse transition at each intersection of said triangular waveform and said corresponding phase of said sine wave signal to produce said n-phase PvVM-V waveform.

Method according to item 20, characterized in that m> l and further characterized by the step of folding said synthesized triangular waveform by a first and second fold level of equal amplitude and opposite polarity whenever said synthesized triangular waveform matches said first and second Faltpegel achieved to produce an amplitude-folded triangular waveform with the frequency mnf and with peak levels, which are determined by said first and second folding level, said

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amplitude-folded triangular waveform is compared with each of the corresponding phases of said sine wave signal.

A method for generating an n-phase pulse width modulated signal, which is particularly suitable for the excitation of an n-phase electric motor / from a n-phase sinusoidal wave signal with variable frequency, where η is an integer, characterized by the steps of synthesizing a triangular waveform said n-phase sine wave signal by detecting when a segment of one of said η phases of said sine wave signal is within a predetermined angle of a reference continuum level, and by composing a succession of said detected segments from all phases of said sine wave by one fundamental triangle waveform to synthesize; generating at least one higher frequency triangular waveform by folding said triangular wave fundamental shape by at least one pair of equal and opposite fold levels whenever said triangular wave fundamental reaches said fold levels to produce an amplitude-ganged triangular waveform at said higher frequency; selecting said triangular wave fundamental shape or said at least one higher frequency triangular waveform as a function of inverting the frequency of said sine wave signal and comparing said selected triangular waveform with each corresponding phase of said sine wave signal to form a pulse transition at each intersection of said selected triangular waveform and said one generate corresponding phase of said sine wave signal for generating said ifnpulsbreitenmodulierten n-phase signal.

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The method of item 22, characterized in that said step of selecting is to switch from a higher frequency triangular waveform to a lower frequency triangular waveform when the frequency of said sine wave signal exceeds a predetermined magnitude, said switching with the zero crossing level of said sine wave signal is synchronized.

24, apparatus for generating a pulse width modulated (FvVM) n-phase signal, which is particularly suitable for exciting an n-phase electric motor (where η is an integer), said apparatus consists of a source of n-phase sine wave signal, each Phase has a fundamental frequency f; triangular wave generating means for generating a triangular waveform having the frequency nf from said n-phase sine wave signal, said detection means including detecting means for detecting when a segment of one of η phases of said sine wave signal is within a predetermined angle of a reference continuity level Selecting means for selecting successive ones of said detected segments to synthesize said triangular waveform; an amplitude convolutional element coupled to said selection element for receiving said triangular waveform and for convolving said triangular waveform generated by said selection element by at least a first pair of equal and opposite convolution levels whenever said triangular waveform reaches one of said convolution levels to generate an amplitude-folded triangular waveform having the frequency mnf (where in> 1); η comparison elements for the η phases of said electric motor, each

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Comparative element causes the comparison of a triangular waveform fed thereto with an associated phase of said sine wave signal to produce a pulse transition at each intersection of said input phase of said sine wave signal, the frequency of said transitions being determined by the frequency of said triangular waveform and the distance said transitions is determined by the amplitude of said sine wave signal; and a switching element for selectively feeding the triangular waveform having the frequency nf or mnf into said η comparison elements as a function of the frequency of said sine wave signal »

25 _O apparatus according to item 24, characterized in that said switching element is received from a circuit having a plurality of inputs, which are connected so that they nf the triangular waveform with the frequencies or * mnf; and an output for feeding a said received triangle waveform into said η comparison elements; and a frequency subtraction device for detecting the frequency of said sine wave signal and for actuating said circuit to couple a higher frequency triangular waveform to the output thereof when the frequency of said sinewave? Wave signal is relatively low, and to couple a triangular waveform with lower frequency with said output, when said frequency of said sine wave signal is relatively high.

Apparatus according to item 25, characterized in that said switching element further consists of a zero-crossing detector for detection when said

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Sine wave signal crosses a zero reference level and to render said circuit ready to be operated in synchronism with a detected zero crossing by said frequency detection means,

The apparatus according to item 24, characterized in that η = 3 and in that said detection means consists of a first comparator for comparing the first and the second phase of said sine wave signal to produce a first binary signal when the amplitude of said one first phase is greater than the amplitude of said second phase, and to generate a second binary signal when the amplitude of said second phase is greater than the amplitude of said first phase, a second comparator for comparing the second and third phases of said second phase Sine wave signal to produce a said first binary signal when the amplitude of said second phase is greater than the amplitude of said third phase, and to generate said second binary signal when the amplitude of said third phase is greater than the amplitude of said third binary signal second phase, and a third comparator for comparison de r, said third and first phase of said sine wave signal to produce said first binary signal when the amplitude of said third phase is greater than the amplitude of said first phase and to generate said second binary signal when the amplitude of said first binary signal Phase is greater than the amplitude of said third phase, and characterized in that said selection element is responsive to predetermined combinations of said generated binary signals to select successive segments of said phases. "

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Apparatus according to item 27, characterized in that said selection element consists of first, second and third transmission elements which, mutually exclusive, effect the transmission of said first, second and third phases, respectively; and a first gate element for enabling said first transfer element to take effect when said first and third comparators simultaneously generate the same binary signals, a second gate device for enabling said second transfer element to take effect when said first and second comparators simultaneously generate the same binary signals and a third gate element to enable said third transmission element to take effect when said second and third comparators simultaneously generate the same binary signals.

29. Apparatus according to item 28, characterized in that each of said gate elements consists of an EXCLUSIVE OR gate.

30. Apparatus according to item 24, characterized in that η »3 and that said detection element consists of a first comparator for comparing the first and second phase of said sine wave signal to transmit the higher of their fviomentan amplitudes, a second comparator for comparing second and third phases of said sine wave signal to transmit the higher of their moraine amplitudes, and a third comparator for comparing said third and first phases of said sine wave signal to transmit the higher of their instantaneous amplitudes; and that said selector causes

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the lowest of the instantaneous amplitudes transmitted by said first, second and third comparators is forwarded.

Apparatus according to item 30, characterized in that said selection element consists of a further comparator for comparing the instantaneous amplitudes transmitted by said first, second and third comparators and for transmitting the lowest of said transmitted instantaneous amplitudes _e

The apparatus of item 24, characterized in that said amplitude folding element consists of at least one amplitude convoluted circuit having a source of folding voltage equal to one of said folded level pair, a level magnifying element for increasing the average level of said triangular waveform by said folding voltage, a level reducing element for Reducing the average level of said triangular waveform by said voltage, an element for reversing the polarity of the triangle triangular waveform in relation to said received triangular waveform relative to said received triangular waveform, a first selector for selecting the larger of the instantaneous amplitudes of the relatively polarity reversed, triangular reduced waveform; received triangle waveform, element for reversing the polarity of the level-enlarged triangular waveform in relation to the genan nth received triangular waveform, and a second selection means for selecting the smaller of the amplitude selected by said first selection element and the amplitude of the relative

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polarity reversed / level magnified triangular waveforms to produce the aforementioned amplitude folded triangular wave form «

For this, there are drawings