DD273922A1

DD273922A1 - Verfahren zum sperren der zuendimpulse

Info

Publication number: DD273922A1
Application number: DD31777488A
Authority: DD
Inventors: Hans-Juergen Waegner; Klaus Beuthner
Original assignee: Halbleiterwerk Frankfurt Oder
Priority date: 1988-07-11
Filing date: 1988-07-11
Publication date: 1989-11-29
Also published as: DE3917375C2; DE3917375A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das in Phasenanschnittsteuer - IS mit tacho - oder laststromgefuehrter Regelung Anwendung findet. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Sperren der Zuendimpulse zu finden, das es ermoeglicht, sowohl bei tacho - als auch bei laststromgefuehrter Regelung eine universell verwendbare einfache Zuendimpulssperre wahlweise mit oder ohne Wiederanlaufsperre zu realisieren und den Nachteil der bekannten Impulssperre zu beseitigen. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, dass eine programmierbare Logikeinheit von einer externen Eingangsbeschaltung programmiert wird und eine nachfolgende Betriebsspannungsueberwachung mit Impulssperre steuert. Bei geschlossenem Logikwahlschalter der externen Eingangsbeschaltung arbeitet die programmierbare Logikeinheit als Schwellwertschalter mit Hysterese und bei geoeffnetem Logikwahlschalter als quasi RS - FF mit Selbsthaltung, so dass einmal keine Wiederanlaufsperre nach Beendigung der Havarie auftritt.

Description

Auch im Hinblick darauf, daß es aus ökonomischen Gründen naheliegt, mit einem einzigen Grundlayout alle Phasenanschnittsteuer - IS für tacho- und laststromgeführte Regelung herzustellen, ist es sehr nachteilig, kein universell verwendbares Verfahren zum Sperren der Zündimpulse mit oder ohne Wiederanlaufsperre zu besitzen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, ein universell verwendbares Verfahren zum Sperren der Zündimpulse bei integrierten Phasenanschnittsteuer - IS anzugeben, das ohne kapazitive externe Beschaltung sowohl bei tacho - als auch bei laststromgeführter Regelung die wahlweise Realisierung einer Zündimpulssperre mit oder ohne Wiederanlaufsperre ermöglicht.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Sperren der Zündimpulse zu finden, das es ermöglicht, sowohl bei der tacho - als auch bei der laststromgeführten Regelung eine universell verwendbare einfache Zündimpulssperre wahlweise mit oder ohne Wiederanlaufsperre zu realisieren und den Nachteil der bekannten Impulssperre zu beseitigen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine programmierbare Logikeinheit die Betriebsspannungsüberwachung mit Impulssperre steuert. Die programmierbare Logikeinheit wird von der externen Eingangsbeschaltung in der Art programmiert, daß bei geschlossenem Logikwahlschalter die programmierbare Logikeinheit als Schwellwertschalter, dessen Hysterese durch die externe Eingangsbeschaltung festgelegt wird, und bei geöffnetem Logikwahlschalter als quasi RS-Flipflop mit Selbsthaltung arbeitet, wobei dem Eingang der programmierbaren Logikeinheit die Funktion des Setzeinganges zukommt. Das Rücksetzen ist in diesem Falle nur durch Aus- und wieder Einschalten der Netzspannung möglich.

Das Steuerglied der programmierbaren Logikeinheit wird durch einen geringen Eingangsstrom aktiviert und schaltet die beiden gesteuerten Konstantstromquellen ein. Die erste gesteuerte Konstantstromquelle wirkt auf den Eingang der programmierbaren Logikeinheit und unterstützt somit das schnelle Einschalten des Steuergliedes. Die erste gesteuerte Konstantstromquelle sorgt des weiteren bei geschlossenem Logikwahlschalter in Verbindung mit dem Thermistor für die Ausbildung einer Schalthysterese und bei geöffnetem Logikwahlschalter in Verbindung mit dem Basisvorwiderstand und dem Thermistor für die Selbsthaltung. Die zweite gesteuerte Konstantstromquelle arbeitet auf dem Widerstand, der zur Potentialerzeugung am Ausgang der programmierbaren Logikeinheit, der gleichzeitig Eingang der Betriebsspannungsüberwachung mit Impulssperre ist, dient. Der Ausgang der programmierbaren Logikeinheit liegt bei eingeschalteter zweiter gesteuerter Konstantstromquelle etwa auf Massepotential und bei ausgeschalteter zweiter Konstantstromquelle auf der internen Referenzspannung.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt: Fig. 1: Blockschaltbild zum Sperren der Zündimpulse mit und ohne Wiederanlaufsperre.

Die Betriebsspannungsüberwachung mit Impulssperre 4 besitzt eine intern fest eingestellte Hysterese und wird eingangseitig einmal durch die am integrierten Schaltkreis IS anliegende Betriebsspannung - U_cc und zum anderen durch den Ausgang der programmierbaren Logikeinheit 1 derart gesteuert, daß bei Unterschreiten einer bestimmten minimalen Betriebsspannung-и_сс und/oder bei eingeschalteter zweiter gesteuerter Konstantstromquelle K2 das Takt-Flipflop 5 rückgesetzt wird. Der durch das Rücksetzen des Takt—FF's 5 auf Η-Signal gesetzte Ausgang Q schaltet die Impulsausgangsstufe 6 aus,so daß das Gate des Triacs Tr nicht mehr angesteuert und der Lastwiderstand R_L stromlos wird.

Zum integrierten Schaltkreis IS gehört weiterhin die programmierbare Logikeinheit 1 die aus dem Steuerglied 3, das die beiden gesteuerten Konstantstromquellen K1 und K2 steuert, und dem Widerstand R4 besteht. Das Steuerglied 3 besitzt einen Transistoreingang. Bei Erreichen der Basis-Emitter-Flußspannung Übe wird das Steuerglied 3 aktiviert und schaltet die beiden gesteuerten Konstantstromquellen K1 und K2 in den leitenden Zustand. Wird U_Be unterschritten, so wird das Steuerglied 3 inaktiv und schaltet K1 und K2 aus. Die erste gesteuerte Konstantstromquelle K1 wirkt auf den Eingang der programmierbaren Logikeinheit 1, der gleichzeitig auch Eingang des Steuergliedes 3 und Ausgang der externen Eingangsbeschaltung 2 ist, die zweite gesteuerte Konstantstromquelle K 2 arbeitet auf dem Widerstand R 4, der zur Potentialerzeugung am Ausgang der programmierbaren Logikeinheit 1, der gleichzeitig auch ein Eingang der Betriebsspannungsüberwachung mit Impulssperre 4 ist, dient. R4 ist so dimensioniert, daß bei eingeschalteter zweiter gesteuerter Konstantstromquelle K2 am Ausgang der programmierbaren Logikeinheit 1 etwa Massepotential anliegt. Bei ausgeschalteter K2 liegt der Ausgang der programmierbaren Logikeinheit 1 auf der internen Referenzspannung-Ur,, = 9 V und ist für die Betriebsspannungsüberwachung mit Impulssperre 4 ohne Einfluß. Ob die programmierbare Logikeinheit 1 als Schwellwertschalter mit Hysterese oder als quasi RS - FF arbeitet, hängt von der Art und Weise der externen Eingangsbeschaltung 2 ab. Die Funktionsweise soll anhand einer Schaltung zur Überwachung der Wicklungstemperatur eines Universalmotors dargestellt werden.

Beigeschlossenem Logikwahlschalter S ist der Basisvorwiderstand R1, der etwa 10ΚΩ betragen kann, kurzgeschlossen. Bei Erreichen der kritischen Wicklungstemperatur des Motors wird der Thermistor R3 hochohmig, so daß sich durch den Spannungsteiler R2/R3 am Eingang der programmierbaren Logikeinheit 1 die Basis-Emitter-Flußspannung Übe aufbaut, die zur Aktivierung des Steuergliedes 3 und somit zum Einschalten der beiden gesteuerten Konstantstromquellen K1 und K2 führt. Der Ausgang der programmierbaren Logikeinheit 1 schaltet auf etwa Massepotential und die Zündimpulserzeugung wird gesperrt.

Die eingeschaltete erste gesteuerte Konstantstromquelle K1 bewirkt durch ihre Rückkopplung ein schnelles und sicheres Durchschalten des Steuergliedes 3 und sorgt in Verbindung mit R3 für die notwendige Hysterese eines exakten und eindeutigen Schaltens.

Nach Abkühlung der Motorwicklung wird der Thermistor R 3 rasch niederohmig und Übe bricht zusammen. In der Folge wird das Steuerglied 3 inaktiv und schaltet die beiden gesteuerten Konstantstromquellen K1 und K2 aus.

Bei geöffnetem Logikwahlschalter S sorgt der Basisvorwiderstand R1 bei eingeschalteter erster gesteuerter Konstantstromquelle K1 für eine Selbsthaltung und die programmierbare Logikeinheit 1 arbeitet als quasi RS-FF. Bei gegebenem Konstantstrom von K1 muß R1 so ausgelegt sein, daß auch bei niederohmigem Widerstandswert des Thermistors R3, d.h. bei abgekühlter Motorwicklung, die Spannung Übe am Eingang des Steuergliedes 3 erhalten bleibt. Die so realisierte Wiederanlaufsperre nach Abkühlung der Motorwicklung verhindert zuverlässig das Starten des Motors nach der Havarie. Das Rücksetzen der als quasi RS - FF arbeitenden programmierbaren Logikeinheit 1 kann nur durch Aus- und externes Einschalten der Netzspannung Un erfolgen.

Durch entsprechende Variation der externen Eingangsbeschaltung 2 können neben der thermischen Kontrolle der Wicklung noch weitere Kontroll- und Sicherheitsfunktionen realisiert werden.

Claims

Verfahren zum Sperren der Zündimpulse bestehend aus der Betriebsspannungsüberwachung mit Impulssperre, die den Rücksetz-Eingang des Takt — FF's steuert, dessen Q—Ausgang die Impulsausgangsstufe ansteuert und deren Ausgang an das Gate des Triacs führt, der den Lastwiderstand steuert, gekennzeichnet dadurch, daß eine programmierbare Logikeinheit (1) die Betriebsspannungsüberwachung mit Impulssperre (4) steuert und das die programmierbare Logikeinheit (1) von der externen Eingangsbeschaltung (2) derart programmiert wird, daß die programmierbare Logikeinheit (1) bei geschlossenem Logikwahlschalter (S) als Schwellwertschalter, dessen Hysterese durch die externe Eingangsbeschaltung (2) festgelegt wird und bei geöffnetem Logikwahlschalter (S) als quasi RS - FF mit Selbsthaltung arbeitet, wobei dem Eingang der programmierbaren Logikeinheit (1) die Funktion des Setzeinganges zukommt und das Rücksetzen nur durch Aus- und wieder Einschalten der Netzspannung (U_n) möglich ist und daß das Steuerglied (3) der programmierbaren Logikeinheit (1) durch eine Basis-Emitter-Flußspannung (U_Be) aktiviert wird und die erste und zweite gesteuerte Konstantstromquelle (K 1) und (K2) gleichzeitig einschaltet, wobei die erste gesteuerte Konstantstromquelle (K 1) auf den Eingang der programmierbaren Logikeinheit (1) wirkt, das schnelle und sichere Durchschalten des Steuergliedes (3) unterstützt, bei geschlossenem Logikwahlschalter (S) in Verbindung mit dem Thermistor (R3) die Ausbildung einer Schalthysterese und bei geöffnetem Logikwahlschalter (S) in Verbindung mit dem Basisvorwiderstand (R 1) und dem Thermistor (R3) für die Selbsthaltung sorgt, und die zweite gesteuerte Konstantstromquelle (K2) auf den Widerstand (R4) arbeitet, der zur Potentialerzeugung am Ausgang der programmierbaren Logikeinheit (1), der gleichzeitig ein Eingang der Betriebsspannungsüberwachung mit Impulssperre (4) ist, dient, so daß der Ausgang der programmierbaren Logikeinheit (1) bei eingeschalteter zweiter gesteuerter Konstantstromquelle (K2) etwa Massepotential und bei angeschalteter (K2) das Potential der internen Referenzspannung (—U_Ref) führt.

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung wird in integrierten Schaltkreisen für Phasenschnittsteuerung, insbesondere bei laststromgeführten Phasenanschnitt Steuer- IS, angewandt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bekannt sind Schaltungen zur Steuerung oder Regelung von elektrischen Universalmotoren wie z. B. in der DE-PS 2629831 oder im Telefunken-Katalog, Industrielle Elektronik, 1986/87, dargestellt.

Die im integrierten Schaltkreis entsprechend der gewünschten Phasenlage erzeugten Zündimpulse für die Ansteuerung des externen Triacs müssen unter bestimmten Bedingungen unterdrückt bzw. gesperrt werden können. So ist es beispielsweise üblich, während des Aufbaus der Betriebsspannung oder bei kurzzeitigen Netzunterbrechungen die Zündimpulserzeugung mittels einer integrierten Betriebsspannungsüberwachung zu unterdrücken. Aber auch bei Havarien oder thermischer Überlastung der Wicklung ist es notwendig, die Motoransteuerung zu blockieren. Das erfolgt über eine im Schaltkreis integrierte Impulssperre mit Hysterese. Im normalen Betriebsfall liegt der Eingang der internen negativen Referenzspannung -UR_af und ist damtt unwirksam. Legt man jedoch den Eingang der Impulssperre auf Massepotential, so wird die Zündimpulserzeugung gesperrt. So kann man beispielsweise mittels eines Thermistors die Wicklungstemperatur überwachen und bei Erreichen der kritischen Temperatur über den Eingang der Impulssperre die Motoransteuerung sperren. Nach Abkühlung der Motorwicklung gibt die Impulssperre die Zündimpulserzeugung frei und der Motor läuft wieder an. Um nach dem Sperren der Zündimpulserzeugung für den Motor eine sogenannte Wiederanlaufsperre zu realisieren, wird bei den bekannten Phasenanschnittsteuer- IS für die tachogeführte Motorregelung der Eingang der Impulssperre intern mit einem Augang des Frequenz-Spannungswandlers verbunden. Bei laufendem Motor wird somit entsprechend der Drehzahl der Eingang der Impulssperre impulsmäßig mit der internen Referenzspannung - UR_ef kurzgeschlossen. Bei der Beschaltung des Einganges der Impulssperre mit einem RC-Glied wird bei laufendem Motor der Kondensator impulsmäßig entladen. Bei einer mechanischen Überlastung des Motors (Blockierung) kann der externe Kondensator durch den einen Ausgang des Frequenz-Spannungs-Wandlers nicht mehr entladen werden, so daß er sich bis auf Massepotential auflädt und die Impulssperre die Zündimpulserzeugung unterbindet. Der Motor kann erst dann wieder anlaufen, wenn durch kurzzeitiges Aus- und wieder Einschalten der Netzspannung der externe Kondensator entladen wird.

Bei den bekannten Phasenanschnittsteuer-IS mit Impulssperreingang besteht jedoch für die Mehrzahl der möglichen Havariefälle keine Möglichkeit der Realisierung einer Wiederanlaufsperre mit vertretbarem externen Aufwand, so daß viele sicherheitstechnische Forderungen nicht erfüllt werden können. Die Phasenanschnittsteuer-IS mit laststromgeführter Regelung besitzen aufgrund des fehlenden Frequenz-Spannungs-Wandlers keine Möglichkeit der Realisierung einer einfachen Wiederanlaufsperre.