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In dem Impulsdauersignaldetektor ist das Ausgangssignal des Pegelreglers über einen invertierenden Verstärker, einem Differenzierglied und über einen Spitzenwertgleichrichter sowie über ein weiteres Differenzierglied und einen weiteren Spitzenwertgleichrichter an einem ersten Differenzverstärker geschaltet. Der Ausgang des Differenzverstärkers liegt zusammen mit dem über einen weiteren Spitzenwertgleichrichter geschalteten Ausgangssignal des Pegelreglers an einem zweiten Differenzverstärker an. Mit dessen Ausgangssignal und dem Ausgangssignal des Pegelreglers wird mit einem Komparator das impulsdauersignal gebildet. Die Flipflop-Schaltung wird durch die Kriterien Mindestamplitude, Mindeststeilheit und Mindestimpulsbreite der Impulsfolgen gesteuert.In the pulse duration signal detector, the output signal of the level controller is connected via an inverting amplifier, a differentiating element and a peak value rectifier and via a further differentiating element and a further peak value rectifier to a first differential amplifier. The output of the differential amplifier, together with the output signal of the level regulator connected via a further peak rectifier, is applied to a second differential amplifier. With its output signal and the output signal of the level controller, the pulse duration signal is formed with a comparator. The flip-flop circuit is controlled by the criteria minimum amplitude, minimum slope and minimum pulse width of the pulse trains.
Die Schaltungsanordnung gewährleistet eine gute Selektion der das Bürstenfeuer kennzeichnenden Impulsfolgen aus dem Störspannungspegel der Kommutatormaschine bei vergleichsweise geringem schaltungstechnischem Aufwand.The circuit arrangement ensures a good selection of the brush fire characterizing pulse trains from the Störspannungspegel the commutator with comparatively little circuit complexity.
Ausführungsbeispielembodiment
In den Zeichnungen zeigenIn the drawings show
Fig. 1: ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung, Fig.2: ein Blockschaltbild des Impulsdauersignaldetektors.Fig. 1 is a block diagram of the circuit arrangement according to the invention, Fig.2 is a block diagram of the pulse duration signal detector.
Als Eingangssignal der Schaltung werden das dem Störspannungspegel der Kommutatormaschine entsprechende Eingangssignal E-, und ein darauf abgeleitetes, über einen Pegelregler 1 auf konstanten Maximalwert ausgeregeltes Eingangssignal E2, verwendet. Das Ausgangssignal einer Flipflop-Schaltung 3 entspricht der Lichtbogenbrenndauer der Einzellichtbögen des Bürstenfeuers und wird durch drei Kriterien beeinfußt. Als erstes Kriterium wird die Mindestamplitude Uampi des Störspannungspegels verwendet. Dieses Signal wird unter Verwendung einer Differenzierschaltung mit nachgeschaltetem Komparator in einem Mindestamplitudendetektor 19 aus dem Eingangssignal Ei abgeleitet. Als zweites Kriterium wird die Mindeststeilheit Ufi der Vorderflanke der im Störspannungspegel auftretenden Impulse verwendet. Dieses Signal wird in einem Flankensteilheitsdetektor 18 aus dem Ausgangssignal E2 des Pegelreglers 1 abgeleitet. Die beiden Detektoren sind mit einer Referenzspannung Uref beaufschlagt. Mit einem als drittes Kriterium gebildeten Impulsdauersignal U; wird die Flipflop-Schaltung 3 gesetzt und rückgesetzt. Das Signal U, wird in einem Impulsdauersignaldetektor 17 von einem Komparator 8 aus dem Vergleich des Eingangssignales E2 mit einem Signal gebildet, das von einem Differenzverstärker 9 aus der Differenz des über einen Spitzenwertgleichrichter 11 in seiner Rückflanke verzögerten Eingangssignales E2 und dem der Impulsdauer entsprechenden Ausgangssignal eines Differenzverstärkers 10 gebildet wird. Unter Verwendung eines Differenziergliedes 14 mit nachgeschaltetem Spitzenwertgleichrichter 12 wird die aufsteigende Impulsflanke gespeichert. Die Speicherung der abfallenden Impulsflanke erfolgt in analoger Weise durch das Differenzierglied 15 mit nachgeschaltetem Spitzenwertgleichrichter 13. Das Signal E2 wird dem Differenzierglied 15 über einen invertierenden Verstärker 2 zugeführt. Mit dem Differenzverstärker 10 wird aus dem Vergleich der gespeicherten Impulsflanken der Impuls in seiner Dauer abgebildet, wobei die Eingänge des Differenzverstärkers 10 in ihrer Verstärkung unterschiedlich bewertet werden. Mit dem negierten Ausgangssignal der Flipflop-Schaltung werden über eine Verzögerungsschaltung 16 die Spitzenwertgleichrichter 12 und 13 zurückgesetzt. Es werden nur Impulse selektiert, deren Impulsbreite innerhalb der Haltezeit der Spitzenwertgleichrichter liegt. Die im Blockschaltbild dargestellte und vorstehend beschriebene Schaltung bewertet die im Störspannungspegel auftretenden positiven Impulse. Die Bewertung negativer Impulse erfolgt durch einen gleichartig aufgebauten Meßkanal, dessen Eingangssignale negiert werden.As input signal of the circuit, the input voltage E- corresponding to the noise voltage level of the commutator machine and an input signal E 2 derived therefrom, which is regulated by a level regulator 1 to a constant maximum value, are used. The output signal of a flip-flop circuit 3 corresponds to the arc burning time of the individual light arcs of the brush fire and is influenced by three criteria. The first criterion used is the minimum amplitude Uampi of the interference voltage level. This signal is derived from the input signal Ei using a differential circuit with a downstream comparator in a minimum amplitude detector 19. As a second criterion, the minimum slope Ufi of the leading edge of the pulses occurring in the noise voltage level is used. This signal is derived in a slew rate detector 18 from the output signal E 2 of the level controller 1. The two detectors are subjected to a reference voltage U ref . With a pulse duration signal U formed as a third criterion; the flip-flop circuit 3 is set and reset. The signal U, is formed in a pulse duration signal detector 17 by a comparator 8 from the comparison of the input signal E 2 with a signal from a difference amplifier 9 via a peak rectifier 11 in its trailing edge delayed input signal E 2 and corresponding to the pulse duration Output signal of a differential amplifier 10 is formed. Using a differentiator 14 followed by peak rectifier 12, the rising pulse edge is stored. The storage of the falling pulse edge is carried out in an analogous manner by the differentiator 15 with downstream peak value rectifier 13. The signal E 2 is supplied to the differentiator 15 via an inverting amplifier 2. With the differential amplifier 10, the pulse is mapped in duration from the comparison of the stored pulse edges, wherein the inputs of the differential amplifier 10 are rated differently in their gain. With the negated output signal of the flip-flop circuit, the peak value rectifier 12 and 13 are reset via a delay circuit 16. Only pulses whose pulse width lies within the hold time of the peak value rectifier are selected. The circuit shown in the block diagram and described above evaluates the positive pulses occurring in the Störspannungspegel. The evaluation of negative pulses is carried out by a similarly constructed measuring channel whose input signals are negated.
Sofern bedingt durch Bauart und Betriebszustand der Kommutatormaschine im Störspannungspegel das Bürstenfeuer kennzeichnende positive und negative Impulsfolgen auftreten können, ist ein zweikanaliger Aufbau der Schaltung notwendig. Der Flipflop-Schaltung 3 sind Mittel zur Auswertung 20 und Anzeige 21 nachgeschaltet. Als Auswertung wird eine digitale Tastverhältnisbildung verwendet. Die Anzeige erfolgt über Ziffern. Über eine entsprechende Schnittstelle kann die Schaltungsanordnung zur Regelung und Überwachung von Kommutatormaschinen sowie zum Maschinenschutz verwendet werden.If, due to the design and operating state of the commutator machine in the Störspannungspegel the brush fire characterizing positive and negative pulse sequences can occur, a two-channel structure of the circuit is necessary. The flip-flop circuit 3 are followed by means for evaluation 20 and display 21. As evaluation, a digital duty cycle is used. The display is made via numbers. Via a corresponding interface, the circuit arrangement can be used for regulating and monitoring commutator machines and for machine protection.