DE1074126B

DE1074126B - Device for switching on and off a current as a function of which one of two input voltages is the larger

Info

Publication number: DE1074126B
Application number: DENDAT1074126D
Authority: DE
Inventors: Ing Renato Noser Ennci baden Aargau und Dipl Ing Fritz FeI ber Zurich Dipl (Schweiz)
Original assignee: Aktiengesellschaft Brown Boveri &. Cie Baden (Schweiz)
Publication date: 1960-01-28

Description

Einrichtung zum Ein- und Ausschalten eines Stromes in Abhängigkeit davon, welche von zwei Eingangsspannungen die größere ist Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, welche überall dort verwendet werden kann, wo das Vorhandensein oder Fehlen eines Ausgangsstromes als Kriterium dafür benötigt wird, welche von zwei Eingangsspannungen die größere ist.Device for switching a current on and off as a function of which of two input voltages is the greater The invention relates to a device that can be used wherever it is available or lack of an output current is required as a criterion for which of two input voltages is the larger.

Es ist eine Anordnung bekannt, welche dazu dient, ein Meß- oder Regelgerät durch die jeweils größere von zwei Spannungen beeinflussen zu lassen. Hierzu sind die beiden Spannungsquellen in symmetrischer Weise über je einen Gleichrichter mit dem Gerät verbunden. Diese Anordnung gestattet es aber nicht, zu erkennen, welche von den beiden Spannungen die größere ist.An arrangement is known which is used to create a measuring or regulating device to be influenced by the larger of two tensions. These are the two voltage sources in a symmetrical manner via a rectifier each connected to the device. However, this arrangement does not make it possible to identify which of the two voltages is the greater.

In der erfindungsgemäßen Einrichtung wird ebenfalls von zwei Gleichrichtern Gebrauch gemacht, über welche je eine der beiden miteinander zu vergleichenden Spannungen mit einem gemeinsamen Organ - es handelt sich hier lediglich um einen Widerstand -verbunden sind. Die Feststellung, welche von den beiden Spannungen die größere ist, geschieht durch die Überwachung des durch einen der beiden Gleichrichter fließenden Stromes. Hierzu ist erfindungsgemäß in Serie zu dem einen Gleichrichter der Eingangskreis einer an sich bekannten bistabilen Kippanordnung geschaltet, deren Ausgangssignal einen Schalttransistor steuert.In the device according to the invention, there is also two rectifiers Made use of which one of the two tensions to be compared with each other with a common organ - it is just a matter of resistance -are connected. Determining which of the two tensions is greater is done by monitoring the flowing through one of the two rectifiers Current. For this purpose, according to the invention, the input circuit is in series with the one rectifier switched to a known bistable flip-flop arrangement, the output signal of which controls a switching transistor.

Die Fig. 1 zeigt als erstes Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung eine Anordnung für die Regelung eines Synchrongenerators.Fig. 1 shows the first application example of the invention Establishing an arrangement for the regulation of a synchronous generator.

Der Generator 1 wird durch die Haupterregermaschine 2 erregt. Diese Maschine besitzt eine Nebenschlußerregung mit in Serie geschalteter Hilfserregermaschine 3, die ihrerseits zwei Erregerwicklungen 4 und 5 trägt. Durch die Wicklung 4 fließt ein konstanter Erregerstrom, der aus der Quelle 6 stammt und mittels des Widerstandes 7 einstellbar ist. Der durch die Wicklung 5 fließende Erregerstrom stammt aus derselben Quelle. Er ist durch den Widerstand 8 bestimmt und wird durch den Schalttransistor 9 ein-und ausgeschaltet. Der Gleichrichter 10 verhindert dabei das Auftreten hoher Spannungsspitzen am Transistor 9 während der Schaltvorgänge. Zweckmäßig wird die Anordnung so bemessen, daß die Zeitkonstante des Kreises 5, 8, 10 für Ein- und Ausschaltung gleich groß ist.The generator 1 is excited by the main exciter 2. These The machine has a shunt excitation with an auxiliary exciter machine connected in series 3, which in turn carries two excitation windings 4 and 5. Flows through the winding 4 a constant excitation current coming from the source 6 and by means of the resistor 7 is adjustable. The excitation current flowing through the winding 5 originates from the same Source. It is determined by the resistor 8 and is controlled by the switching transistor 9 on and off. The rectifier 10 prevents the occurrence of high Voltage peaks at transistor 9 during switching operations. The Dimension the arrangement so that the time constant of the circuit 5, 8, 10 for switching on and off is the same size.

Der Mittelwert des durch die Wicklung 5 fließenden Stromes und damit letzten Endes die Erregung des Generators 1 ist also durch die relative Einschaltdauer des Transistors 9 bestimmt. Diese relative Einschaltzeit muß daher durch die zu regelnden Größen, insbesondere also durch die vom Generator 1 abgegebene Spannung, beeinflußt werden. Die Messung dieser Spannung geschieht durch die drei Einphasentransformatoren 11 und die mit diesen verbundenen drei Gleichrichter 12. Über den Widerstand 32 kann eine vom abgegebenen Strom abhängige Zusatzkomponente eingeführt werden. Die von den drei gleichstromseitig in Serie geschalteten Gleichrichtern 12 abgegebene pulsierende Gleichspannung wird durch das aus dem Widerstand 13 und dem Kondensator 14 bestehende Filter geglättet. Mit der geglätteten Spannung wird über den strombegrenzenden Widerstand 15 die Glimmlampe 16 oder auch eine andere Stabilisiervorrichtung, z. B. eine Zenerdiode, betrieben. Am Kondensator 17, der mit den beiden Elektroden der Glimmlampe verbunden ist, liegt also im Betrieb eine konstante Spannung. Der Widerstand 18 verhindert das Auftreten von Kippschwingungen. Parallel zum Filterkondensator 14 liegt der Spannungsteiler19, der eine zur Spannung am Kondensator 14 proportionale Spannung an den Kondensator20 führt. Diese letztere Spannung ist also der zu regelnden Größe, nämlich - abgesehen von einer allfällig eingeführten stromabhängigen Komponente - der vom Generator 1 abgegebenen Spannung, proportional. Die Verhältnisse sind dabei so gewählt, daß beim Sollwert der Generatorspannung die Spannungen an den Kondensatoren 17 und 20 einander gerade gleich sind. Im gezeichneten Beispiel liegt der negative Pol von jeder dieser Spannungen am Verbindungspunkt der beiden Kondensatoren. Es kann nun, in Anlehnung an die Arbeitsweise des bekannten Tirrillreglers, dafür gesorgt werden, daß die Wicklung 5 der Hilfserregermaschine 3 durch den Schalttransistor 9 immer dann eingeschaltet wird, wenn die Istspannung am Kondensator 20 kleiner ist als die Sollspannung am Kondensator 17.The mean value of the current flowing through the winding 5 and thus ultimately the excitation of the generator 1 is thus determined by the relative duty cycle of the transistor 9. This relative switch-on time must therefore be influenced by the variables to be regulated, in particular by the voltage output by the generator 1. This voltage is measured by the three single-phase transformers 11 and the three rectifiers 12 connected to them. An additional component dependent on the current output can be introduced via the resistor 32. The pulsating DC voltage output by the three rectifiers 12 connected in series on the DC side is smoothed by the filter consisting of the resistor 13 and the capacitor 14. With the smoothed voltage across the current limiting resistor 15, the neon lamp 16 or other stabilizing device is z. B. a Zener diode operated. The capacitor 17, which is connected to the two electrodes of the glow lamp, therefore has a constant voltage during operation. The resistor 18 prevents the occurrence of tilting vibrations. The voltage divider 19, which leads to the capacitor 20 a voltage that is proportional to the voltage on the capacitor 14, is located parallel to the filter capacitor 14. This latter voltage is therefore proportional to the variable to be regulated, namely - apart from any current-dependent component that may be introduced - to the voltage output by the generator 1. The relationships are chosen so that at the nominal value of the generator voltage, the voltages on the capacitors 17 and 20 are just equal to each other. In the example shown, the negative pole of each of these voltages is at the connection point of the two capacitors. Based on the method of operation of the known turntable regulator, it can now be ensured that the winding 5 of the auxiliary exciter 3 is always switched on by the switching transistor 9 when the actual voltage on the capacitor 20 is less than the nominal voltage on the capacitor 17.

Hierzu sind diese beiden Kondensatoren als Quellen der beiden miteinander zu vergleichenden Spannungen über je einen Gleichrichter 21 bzw. 22 mit einem gemeinsamen Widerstand 23 verbunden. In Serie zum Gleichrichter 21 liegen noch die Widerstände 24, auf die noch zurückzukommen sein wird; in Serie zum Gleichrichter 22 liegt der aus dem Widerstand 25 bestehende Eingangskreis einer bistabilen Kippanordnung. Im vorliegenden Beispiel wird diese durch den bekannten Schmitt-Trigger gebildet, der mit zwei Transistoren A und B bestückt ist, außerdem noch die Widerstände 26 bis 30 umfaßt und aus der Quelle 31 gespeist ist.For this purpose, these two capacitors, as sources of the two voltages to be compared with one another, are connected to a common resistor 23 via a rectifier 21 and 22 respectively. In series with the rectifier 21 there are also the resistors 24, which we shall come back to later; in series with the rectifier 22 is the input circuit, consisting of the resistor 25, of a bistable flip-flop arrangement. In the present example, this is formed by the known Schmitt trigger, which is equipped with two transistors A and B , also includes resistors 26 to 30 and is fed from source 31.

Es ist leicht erkennbar, daß ein Strom durch einen der Gleichrichter 21 oder 22 nur dann fließen kann, wenn die zugeordnete Spannung höher ist als die mit ihr zu vergleichende Spannung. So hört z. B. ein Strom im Gleichrichter 22 ganz unabhängig von der absoluten Höhe der Spannungen zu fließen auf, sobald die Spannung am Kondensator 20 diejenige am Kondensator 17 geringfügig übersteigt. Damit hört aber auch der Stromfluß durch den Widerstand 25 auf, und die Kippanordnung geht in den anderen stabilen Zustand über: Das Ausgangssignal der Kippanordnung, welches am Widerstand 29 auftritt, steuert über einen Verstärker mit Transistor C den Schalttransistor 9, der, wie schon erwähnt, den Strom in der Erregerwicklung 5 beeinflußt. Durch die erfindungsgemäße Anwendung einer bistabilen Kippanordnung ist sichergestellt, daß der Schalttransistor stets eindeutig ein-oder ausgeschaltet ist, daß er also niemals in einer für ihn schädlichen Zwischenstellung verbleiben kann.It can easily be seen that a current is flowing through one of the rectifiers 21 or 22 can only flow if the associated voltage is higher than the tension to be compared with it. So hear z. B. a current in rectifier 22 entirely regardless of the absolute level of tension to flow on as soon as the tension at the capacitor 20 slightly exceeds that at the capacitor 17. So hear but also the current flow through the resistor 25, and the tilting arrangement goes into the other stable state via: The output signal of the flip-flop arrangement, which occurs at resistor 29, controls the switching transistor via an amplifier with transistor C. 9, which, as already mentioned, influences the current in the field winding 5. By the inventive use of a bistable tilting arrangement is ensured, that the switching transistor is always clearly switched on or off, that is to say that it is can never remain in an intermediate position that is harmful to him.

Die große elektrische Trägheit von Generator, Erregermaschine und Hilfserregermaschine würde ohne besondere Maßnahmen keine stabile Regelung ermöglichen. Es sind deshalb die Rückführungsnetzwerke 32a vorgesehen, welche Spannungen erzeugen, die proportional sind zu Erregermaschinenspannung und =strom sowie zu Hilfserregermaschinenspannung und -strom. Diese Spannungen werden, wie in der Zeichnung symbolisch dargestellt, an die Widerstände 24 gelegt, die in Serie zum Gleichrichter 21 geschaltet sind. Die rückgeführten Spannungen addieren sich also zur Istspannung. Die Verhältnisse sind so gewählt, daß das gesamte System Schwingungen ausführt mit einer Periode, die kurz ist im Vergleich zu den Zeitkonstanten der Maschinen. Es ergibt sich daraus eine stabile Regelung der Generatorspannung.The great electrical inertia of the generator, exciter and Auxiliary exciter would not allow stable control without special measures. The feedback networks 32a are therefore provided, which generate voltages, which are proportional to the exciter voltage and current as well as to the auxiliary exciter voltage and current. These tensions are, as symbolically shown in the drawing, applied to the resistors 24, which are connected in series with the rectifier 21. The returned voltages add up to the actual voltage. The ratios are chosen so that the entire system oscillates with a period, which is short compared to the time constants of the machines. It follows from that stable regulation of the generator voltage.

Gegenüber bekannten Regeleinrichtungen weist die hier beschriebene Einrichtung im wesentlichen die folgenden Vorteile auf: Sie umfaßt keine bewegten Teile, insbesondere keine Kontakte, und bedarf daher praktisch keiner Wartung; sie läßt sich kleiner und billiger konstruieren als ein Tirrillregler; die Gewinnung und Zuführung der miteinander zu vergleichenden Spannungen und ihrer Komponenten, insbesondere der rückgeführten Spannungen, kann in hochohmigen Kreisen ohne großen Leistungsverlust geschehen.Compared to known control devices, the one described here Establishment essentially has the following advantages: It does not include any moving Parts, especially no contacts, and therefore practically do not require any maintenance; she can be made smaller and cheaper than a Tirrill controller; the extraction and supply of the voltages to be compared and their components, In particular, the returned voltages can be used in high-resistance circuits without major Loss of performance happen.

Die Fig. 2 zeigt als zweites Beispiel die Anwendung der - erfindungsgemäßen Einrichtung in einem sogenannten Gittersteuersatz für Stromrichter, d. h. in einer Anordnung zur Erzeugung von in der Phase regelbaren Impulsen, die zur Zündung von gittergesteuerten Stromrichtern geeignet sind.As a second example, FIG. 2 shows the application of the invention Establishment in a so-called grid tax rate for converters, d. H. in a Arrangement for the generation of pulses which can be regulated in the phase, which are used to ignite grid-controlled converters are suitable.

Der Funktion des gezeigten Gittersteuersatzes liegt das. an sich bekannte Prinzip der sogenannten Sinusvertikalsteuerung zugrunde. Hierzu wird eine Sinusspannung US verwendet, die phasengleich mit der den Stromrichter speisenden Netzwechselspannung verläuft. Zu dieser Sinusspannung wird gemäß Fig.3 eine konstante Gleichspannung Uk von solcher Größe addiert, daß die Summe U, = US -I- Uk stets positiv ist. Der Momentanwert von Ua wird mit der variablen Steuergleichspannung U,, verglichen. Ein Zündimpuls soll immer dann auftreten, wenn die Differenzspannung U, - U" von negativen Werten her durch Null geht, d. h. jeweils beim Phasenwinkel a. Der besondere Vorteil der Sinusvertikalsteuerung liegt darin, daß die vorn Stromrichter abgegebene Gleichspannung linear mit der Steuerspannung U" zusammenhängt.The function of the grid tax rate shown is based on the known principle of so-called sine vertical control. For this purpose, a sinusoidal voltage US is used, which runs in phase with the AC mains voltage feeding the converter. According to FIG. 3, a constant direct voltage Uk of such a magnitude that the sum U, = US -I-Uk is always positive is added to this sinusoidal voltage. The instantaneous value of Ua is compared with the variable DC control voltage U ,,. An ignition pulse should always occur when the differential voltage U, - U "passes through zero from negative values, ie in each case at the phase angle a. The particular advantage of the sine vertical control is that the direct voltage output by the converter is linearly related to the control voltage U" .

Mit Rücksicht auf die Anforderungen des Stromrichterbetriebes muß die Impulslage im Intervall 0<a<150° verschiebbar sein. Der Wert 150° steht hier als Beispiel; oft werden gewisse Abweichungen nach oben oder unten zweckmäßig sein. Es sollte weiterhin dafür gesorgt sein, daß im Intervall 150'<a<360' keine Impulse entstehen können. Anzustreben ist ferner, daß auch bei rasch verlaufenden Schwankungen der Netzspannung keine Impulse ausfallen und daß ein allfälliger Kurzschluß zwischen Steuergitter und Kathode des Stromrichters keine für den Gittersteuersatz schädlichen Folgen mit sich bringt.With regard to the requirements of the converter operation must the pulse position can be shifted in the interval 0 <a <150 °. The value 150 ° stands here as an example; certain deviations upwards or downwards are often appropriate be. It should also be ensured that in the interval 150 '<a <360' no impulses can arise. It is also desirable that even with rapidly running Fluctuations in the mains voltage, no pulses fail and that a possible short circuit between the control grid and cathode of the converter none for the grid control rate has harmful consequences.

Alle diese Anforderungen werden durch die erfindungsgemäße Regeleinrichtung erfüllt.All of these requirements are met by the control device according to the invention Fulfills.

Es liegt nahe, die in derartigen Gittersteuersätzen verwendeten steuerbaren elektrischen Entladungsgefäße durch Transistoren zu ersetzen. Ein solcher Ersatz würde aber gewisse Nachteile mit sich bringen. Zur möglichst genauen Festsetzung der Impulslagen müssen »schleifende Schnitte« zwischen den miteinander zu vergleichenden Spannungen U, und U" vermieden werden; diese Spannungen müssen also möglichst hoch sein. Anderseits ist die eingangsseitige Belastbarkeit der Transistoren beschränkt, und zwar sowohl hinsichtlich der Sperrspannung wie auch des Durchlaßstromes. Es müssen also Spannung und Strom im Eingangskreis der Transistorschaltung begrenzt werden; dies ist jedoch in Anbetracht der hohen Spannungen und der niedrigen Widerstände nicht ohne beträchtlichen Leistungsverlust möglich. Die erfindungsgemäße Einrichtung vermeidet diesen Nachteil, und zwar in erster Linie dadurch, daß die Begrenzung durch spannungsfeste Gleichrichter in hochohmigen Stromkreisen erfolgt, so daß selbst bei Anwendung hoher Spannungen die Leistungsverluste sehr gering bleiben.It is obvious to use the controllable ones used in such grid tax rates to replace electrical discharge vessels with transistors. Such a replacement but would have certain disadvantages. For the most precise determination possible of the impulse positions must have "grinding cuts" between the two to be compared Voltages U, and U "must be avoided; these voltages must therefore be as high as possible be. On the other hand, the input-side load capacity of the transistors is limited, both in terms of reverse voltage and forward current. It So voltage and current in the input circuit of the transistor circuit must be limited will; however, this is in view of the high voltages and low resistances not possible without considerable loss of performance. The device according to the invention avoids this disadvantage, primarily in that the limitation is carried out by voltage-proof rectifiers in high-resistance circuits, so that even when high voltages are used, the power losses remain very low.

Gemäß Fig. 2 werden durch die erfindungsgemäße Einrichtung die Spannungen Uo und U" miteinander verglichen. Bei der Spannung U" kann es sich um eine von Hand einstellbare Spannung oder um die Ausgangsspannung eines vorgeschalteten Reglers handeln. Die Quelle für die Spannung U, umfaßt die miteinander in Serie geschalteten Teile 35 (Quelle für Gleichspannung Uk) und 36 (Transformator für Wechselspannung US) sowie das RC-Glied 37, 38, auf das noch zurückzukommen sein wird.According to FIG. 2, the voltages are reduced by the device according to the invention Uo and U "are compared with each other. The voltage U" can be a manual adjustable voltage or the output voltage of an upstream regulator Act. The source for the voltage U comprises those connected in series with one another Parts 35 (source for direct voltage Uk) and 36 (transformer for alternating voltage US) as well as the RC element 37, 38, to which we will come back later.

Die Quelle für die Spannung U" ist über den Gleichrichter 33 mit dem Widerstand 34 verbunden. Die Quelle für die Spannung Uo ist über den Gleichrichter 39 ebenfalls mit dem Widerstand 34 verbunden; in Serie zum Gleichrichter 39 liegt noch der aus dem Widerstand 40 bestehende Eingangskreis einer bistabilen Kippanordnung. Diese ist auch im vorliegenden zweiten Ausführungsbeispiel durch den bekannten Schmitt-Trigger gebildet, der mit Transistoren 41 und 42 bestückt ist, außerdem noch die Widerstände 43 bis 47 umfaßt und aus der Quelle 48 gespeist ist.The source for the voltage U "is via the rectifier 33 with the Resistor 34 connected. The source for the voltage Uo is via the rectifier 39 also connected to resistor 34; is in series with the rectifier 39 nor the one from the Resistor 40 existing input circuit of a bistable Tilting arrangement. This is also through in the present second embodiment formed the well-known Schmitt trigger, which is equipped with transistors 41 and 42 is, also includes the resistors 43 to 47 and fed from the source 48 is.

Das Ausgangssignal der Kippanordnung, welches am Widerstand 46 auftritt, steuert den Schalttransistor 49, und zwar über das Differenzglied 50, 51, welches bei jedem Umkippen der bistabilen Kippanordnung dem Schalttransistor einen kurzen Impuls zuführt. Es ist leicht erkennbar, daß jeweils dann ein positiver Impuls an den Schalttransistor abgegeben wird, wenn die Spannung U, die Spannung U, von unten her überschreitet, also jeweils bei den Phasen a (Fig.3). Die zwischen den positiven Impulsen auftretenden negativen Impulse sind ohne weiteres Interesse. Durch die erfindungsgemäße Verwendung einer Kippanordnung ist sichergestellt, daß die den Schalttransistor steuernden positiven Impulse stets dieselbe Gestalt aufweisen, ganz unabhängig davon, wie groß der Schnittwinkel zwischen den Kurven für U, und und U" ist.The output signal of the flip-flop, which occurs at resistor 46, controls the switching transistor 49, via the differential element 50, 51, which each time the bistable flip-flop arrangement flips over, the switching transistor gives a short one Impulse feeds. It is easy to see that in each case a positive pulse is applied the switching transistor is output when the voltage U, the voltage U, from below exceeds, so in each case in phases a (Fig. 3). The one between the positives Impulse occurring negative impulses are of no further interest. Through the inventive use of a tilting arrangement ensures that the Switching transistor controlling positive pulses always have the same shape, regardless of how large the angle of intersection between the curves for U, and and U "is.

Die Formung der dem Stromrichter zuzuführenden Zündimpulse geschieht durch eine Rückkopplungsschaltung, in welche als aktives Schaltelement der Schalttransistor 49 selbst aufgenommen ist. Bei jedem Eintreffen eines positiven Impulses vom Differenzierglied 50, 51 her verbindet der Schalttransistor 49 die Primärwicklung 52 des Rückkopplungstransformators mit der Stromquelle 53. Die Sekundärwicklung 54 treibt sofort über den in Leitrichtung beanspruchten Gleichrichter 55 und den einstellbaren Widerstand 56 einen Rückkopplungsstrom durch den Schalttransistor; gleichzeitig entsteht in der zweiten Sekundärwicklung 57 der Zündimpuls. Die Dauer dieses Impulses ist gegeben durch die Spannungszeitfläche, die der Rückkopplungstransformator aufnehmen kann. Beim Eintritt der Eisensättigung wächst nämlich der Kollektorstrom des Schalttransistors an, während der Basisstrom abnimmt. Sobald letzterer nicht mehr dazu ausreicht, den Transistor voll leitend zu erhalten, nimmt der magnetische Fluß im Transformatoreisen ab, und der Strom durch den Transistor wird abgeschaltet.The ignition pulses to be fed to the converter are formed by a feedback circuit in which the switching transistor is used as the active switching element 49 itself is included. Every time a positive impulse arrives from the differentiating element 50, 51, the switching transistor 49 connects the primary winding 52 of the feedback transformer with the current source 53. The secondary winding 54 immediately drives in the conduction direction claimed rectifier 55 and adjustable resistor 56 a feedback current through the switching transistor; at the same time arises in the second secondary winding 57 the ignition pulse. The duration of this pulse is given by the voltage-time area, that the feedback transformer can accommodate. When iron saturation occurs namely increases the collector current of the switching transistor, while the base current decreases. As soon as the latter is no longer sufficient, the transistor is fully conductive the magnetic flux in the transformer iron decreases, and so does the current by the transistor is switched off.

Die Rückstellung der ganzen Rückkopplungsschaltung geschieht erst nach Verlöschen der Entladung im Stromrichter 58, da dessen Gitterstrom auch nach Aufhören des Transistorstromes den Eisenkern des Rückkopplungstransformators in gesättigtem Zustand erhält. Die Wicklung 59 ist von einem durch den Widerstand 60 bestimmten Gleichstrom durchflossen und dient zur Entmagnetisierung des Eisenkerns bei der Rückstellung. Während des Rückstellvorganges addiert sich die in der Primärwicklung 52 induzierte Spannung zur Spannung der Quelle 53 und beansprucht den Schalttransistor in -Sperrichtung. Der Gleichrichter 61 hält diese zusätzliche Spannung während der Dauer des Rückstellvorganges konstant auf dem Wert der von der Quelle 62 stammenden Spannung. Diese wird so eingestellt, daß die Spannungs-Zeit-Fläche der Rückstellperiode gleich der durch die geforderte Impulsdauer bestimmten Spannungs-Zeit-Fläche der Leitperiode ist.The entire feedback circuit is only reset after extinction of the discharge in the converter 58, since its grid current also after Stop of the transistor current in the iron core of the feedback transformer saturated state. The winding 59 is of one through the resistor 60 A certain direct current flows through it and serves to demagnetize the iron core when resetting. During the reset process, that in the primary winding is added 52 induced voltage to the voltage of the source 53 and stresses the switching transistor in blocking direction. The rectifier 61 maintains this additional voltage during the The duration of the reset process is constant at the value from the source 62 Tension. This is set so that the voltage-time area of the reset period equal to the voltage-time area of the determined by the required pulse duration Leading period is.

Der Gleichrichter 55 verhindert, daß die vom Differenzierglied 50, 51 ankommenden Impulse nutzlos über die Sekundärwicklung 54 fließen. Es steht also die gesamte Energie dieser Impulse für das Anstoßen der Rückkopplungsschaltung zur Verfügung. Der parallel zum Gleichrichter 55 liegende Widerstand 63 dient in Verbindung mit dem Widerstand 51 zur Stabilisierung des Schalttransistors 49 in den Sperrperioden. Der Widerstand 56 dient zur Einstellung des Basisstromes im Schalttransistor; seine Verwendung ist mit Rücksicht auf die verhältnismäßig großen Streuungen in den Eigenschaften der Transistoren zweckmäßig.The rectifier 55 prevents the differentiating element 50, 51 incoming pulses flow uselessly via the secondary winding 54. So it stands all the energy of these pulses to trigger the feedback circuit Disposal. The resistor 63 lying parallel to the rectifier 55 serves in connection with the resistor 51 to stabilize the switching transistor 49 in the blocking periods. The resistor 56 is used to set the base current in the switching transistor; his Use is made with regard to the relatively large scatter in the properties the transistors expedient.

Die geforderte Kurzschlußsicherheit des Gittersteuersatzes ist dadurch gegeben, daß die Rückkopplungsschaltung durch die vom Differenzierglied 50, 51 stammenden Impulse nur angestoßen wird, so daß eine Belastung des gefährdeten Schalttransistors über die Dauer dieser Impulse hinaus auch bei einem Kurzschluß an der Wicklung 57 nicht besteht.The required short-circuit security of the grid tax rate is thereby given that the feedback circuit through the derived from the differentiator 50, 51 Impulse is only triggered, so that a load on the endangered switching transistor beyond the duration of these pulses even if there is a short circuit on winding 57 does not exist.

Im Fall, daß bloß geringere Impulsenergien gebraucht werden, kann die Schaltleistung des Transistors 42 unmittelbar zur Steuerung z. B. von Thyratrons dienen.In the event that only lower pulse energies are needed, can the switching capacity of transistor 42 directly to control z. B. from Thyratrons to serve.

Es wird nun noch der Zweck des schon erwähnten RC-Gliedes 37, 38 und der mit diesem verbundenen Schaltelemente erläutert. Dieser zusätzliche Schaltungsteil erfüllt zwei Funktionen: er verhindert das Auftreten von Zündimpulsen im Intervall 150° < a G 360°, und er ermöglicht die Bildung von Zündimpulsen auch bei rasch verlaufenden Netzspannungsschwankungen. Wird beispielsweise angenommen, daß sich die Netzspannung plötzlich vermindert, so folgt die Spannung US dieser Veränderung ohne Verzögerung, während sich die durch Gleichrichtung und Filterung gewonnenen Gleichspannungen Uk und U,, nur verhältnismäßig langsam verändern. Wenn in einem solchen Fall die Lage der Zündimpulse in der Nähe von a = a° gewählt ist, wird während einer gewissen Zeit kein Überschneiden der Kurven U, und U" stattfinden, und es können keine Zündimpulse erzeugt werden. Ist aber die Lage der Zündimpulse in der Nähe von a = 150° gewählt, so wird eine unzulässige Verschiebung der Zündimpulse nach größeren Werten von a hin eintreten.It will now be the purpose of the aforementioned RC element 37, 38 and the switching elements connected to this explained. This additional circuit part fulfills two functions: it prevents ignition pulses from occurring in the interval 150 ° <a G 360 °, and it enables the formation of ignition pulses even with quickly running mains voltage fluctuations. For example, it is assumed that If the mains voltage suddenly decreases, the voltage US follows this change without delay, while the ones obtained through rectification and filtering Change direct voltages Uk and U ,, only relatively slowly. If in a in such a case the position of the ignition pulses in the vicinity of a = a ° is chosen during for a certain time no intersection of the curves U, and U "take place, and it no ignition pulses can be generated. But if the position of the ignition pulses is in the If a proximity of a = 150 ° is selected, an impermissible shift of the firing pulses will occur enter after larger values of a.

Der Transistor 64 wird durch die aus dem Transformator 65 stammende Wechselspannung während jeweils einer Halbperiode geöffnet. Die Primärwicklung dieses Transformators ist so mit zwei Leitern des speisenden Dreiphasennetzes verbunden, daß der Transistor jeweils während der Intervalle 150° G a 330° leitend ist. Der Kollektorstrom dieses Transistors fließt als zusätzlicher Strom durch den Eingangskreis der bistabilen Kippanordnung, d. h. durch den Widerstand 40, und bewirkt damit, daß der Transistor 41 des Schmitt-Triggers im genannten Intervall stets eingeschaltet ist unabhängig davon, welche von den Spannungen Uo und U, die größere ist. Es kann also gegebenenfalls am Anfang dieses Intervalls ein Zündimpuls entstehen, niemals aber innerhalb des Intervalls. Am RC-Glied 37, 38 wird nun durch diesen zusätzlichen Strom ein Spannungsabfall d U erzeugt, dessen Verlauf durch die gleich bezeichnete Kurve in Fig.3 dargestellt wird. Dieser Spannungsabfall addiert sich gemäß der untersten Kurve der Fig.3 zur Spannung Uo; es wird also im Endeffekt die Spannung nach der Kurve Uo -I- d U mit der Steuerspannung U" verglichen. Es ist leicht ersichtlich, daß nunmehr die früher angegebenen Mängel beseitigt sind. Unter der Voraussetzung, daß die Verminderung der Spannung U, bei Netzspannungsschwankungen nicht größer ist als die Höhe d U der aus dem RC-Glied stammenden zusätzlichen Spannung, besteht bei beliebig raschem Verlauf der Schwankung und bei beliebiger Einstellung des Zündzeitpunktes a stets ein Schnittpunkt zwischen den Kurven Uo -I- AU und U, Es fallen also keine Zündimpulse aus. Anderseits kann eine Verzögerung der Impulslage über a = 150° hinaus ebenfalls nicht eintreten, nachdem der zusätzliche Strom die bistabile Kippanordnung spätestens bei a = 150° betätigt.The transistor 64 is opened by the alternating voltage originating from the transformer 65 for one half cycle in each case. The primary winding of this transformer is connected to two conductors of the feeding three-phase network in such a way that the transistor is conductive during the intervals 150 ° G to 330 °. The collector current of this transistor flows as an additional current through the input circuit of the bistable multivibrator, ie through the resistor 40, and thus has the effect that the transistor 41 of the Schmitt trigger is always switched on in the interval mentioned, regardless of which of the voltages Uo and U, the bigger one is. An ignition pulse can therefore possibly arise at the beginning of this interval, but never within the interval. A voltage drop d U is now generated at the RC element 37, 38 by this additional current, the course of which is shown by the curve with the same designation in FIG. This voltage drop is added to the voltage Uo according to the lowest curve in FIG. So in the end the voltage according to the curve Uo -I- d U is compared with the control voltage U ". It is easy to see that the deficiencies mentioned earlier have now been eliminated. Provided that the voltage U, is reduced in the case of mains voltage fluctuations is not greater than the level d U of the additional voltage coming from the RC element, there is always an intersection point between the curves Uo -I- AU and U with any rapid course of the fluctuation and with any setting of the ignition point a, so there are no On the other hand, the pulse position cannot be delayed beyond a = 150 ° either, after the additional current actuates the bistable flip-flop arrangement at a = 150 ° at the latest.

Durch einfache zusätzliche Mittel können die Grenzen des Intervalls verstellbar gemacht werden, beispielsweise indem die Spannung des Transformators 65 in ihrer Phase verschoben wird oder dem Transistor 64 die Summe einer Wechselspannung und einer einstellbaren Gleichspannung zugeführt wird.By simple additional means, the limits of the interval can be made adjustable, for example by changing the voltage of the transformer 65 is shifted in phase or the transistor 64 the sum of an alternating voltage and an adjustable DC voltage.

Der Kurvenverlauf der Spannung d U ist im allgemeinen bei a = 150° nicht symmetrisch zu jenem bei a = 330°. Der Verlauf bei a = 330° ist durch die Wahl der Elemente 37, 38 bestimmt und muß bei allen Phasen einer üblicherweise mehrphasigen Anordnung identisch sein. Eine kleine Zeitkonstante der RC-Kombination 37, 38 gibt den Vorteil einer schärferen Impulslage im Gebiet a = 0° ohne die Gefahr schleifender Schnitte zwischen den Spannungen U" und U, -I- d U. Der Ausschaltpunkt des Transistors 64, oben bei a = 330°, muß dabei näher gegen a = 360° verschoben werden.The curve of the voltage d U is generally not symmetrical at a = 150 ° to that at a = 330 °. The course at a = 330 ° is determined by the choice of elements 37, 38 and must be identical in all phases of a usually multiphase arrangement. A small time constant of the RC combination 37, 38 gives the advantage of a sharper pulse position in the area a = 0 ° without the risk of grinding cuts between the voltages U "and U, -I- d U. The switch-off point of transistor 64, above at a = 330 °, must be shifted closer to a = 360 °.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for switching a current on and off depending on which of two input voltages is the greater, using two rectifiers via which one of the two voltages to be compared are connected to a common resistor, characterized in that the input circuit of a known bistable multivibrator is connected in series with one rectifier, the output signal of which controls a switching transistor.

2. Device according to claim 1 for regulating the voltage output by a generator, characterized in that the switching transistor used to switch the current flowing through an excitation winding on and off is and that one of the voltages to be compared is constant and the other depends on the voltage delivered by the generator.

3. Set up after Claim 2, characterized in that at least one rectifier in series a resistor is connected, which is connected to at least one feedback network communicates.

4. Device according to claim 1 for generating ignition pulses for converters, characterized in that the switching transistor is the active switching element forms a feedback circuit.

5. Device according to claim 4, characterized in that at least one further transistor is provided which generates an additional current in the input circuit of the bistable multivibrator during each half cycle of the AC mains voltage. Documents considered: German Patent No. 922723.