DE1591979A1

DE1591979A1 - Circuit arrangement for measuring or evaluating periodic, non-sinusoidal short-term signals

Info

Publication number: DE1591979A1
Application number: DE19671591979
Authority: DE
Inventors: Guenter Hossfeld; Werner Zeggert
Original assignee: MASCHINENFABRIK STAHLKONTOR WESER LENZE KG
Current assignee: MASCHINENFABRIK STAHLKONTOR WESER LENZE KG
Priority date: 1967-11-24
Filing date: 1967-11-24
Publication date: 1971-01-07

Description

Schaltungsanordnung zur Mesaung oder Auswertung von perlodischen. nichtsinusfärmigen Kurzzeitsignalen.Circuit arrangement for measuring or evaluating perlodic. non-sinusoidal short-term signals.

In der Elektrotechnik, insbesonders in der Stromrichtertech. ni'k. tei der über steuerbare Halbleiter oder vermittels steuerbarer Stromrichter anderer BAuweise (Quecksilber-Dampf-Stromrichter, transduktor-geregelte Stromrichteranordnungen) Wechselspannungs-Halbwellen so angeschnitten werden, daß die Ausgangsleichspannung der Stromrichteranodnung von Null B@s Maximalspannung verändert werden kann, bestehen besonders @@ Bereich kurzer Stromführungszeiten Schwierigkeiten, die etark pulsierenden Spannungen und Ströme zu messen oder in facher Weise auszuwerten.In electrical engineering, especially in power converter technology. ni'k. partly via controllable semiconductors or by means of controllable power converters of others Designation (mercury vapor converter, transducer-controlled converter arrangements) AC voltage half-waves are cut so that the output DC voltage the converter arrangement can be changed from zero B @ s maximum voltage especially @@ range of short current conduction times difficulties that are intensely pulsating To measure voltages and currents or to evaluate them in multiple ways.

Es ist bekannt, Gleichströms über Gleichstrom-Wandler (Krämen-Wandler) aus dem Leistungekreis einer Stromricht eranordnung auszukoppeln und zu messen oder aber über in die Lastleitung eingeschaltete Schunte hohe Ströme in stroproportionmale Spannungen umzuwendeln und mit Spannungsmessern su messen bezw, die erhaltenen Werte zur Beeinflussung (max. Strombegrenzung) der Regeleinriohtungen für die Stromrichteranordnungen auszunutzen. Die Meß@nordnung mit den bekannten Krämer-Wandlern gibt Jedoch nur dann ein dem Gleichstrom identisches Abbild wieder, wenn entweder der Gleichetron oberwellenarm, d.h. ohne große Lücken verläuft oder aber dann, wenn bei lückenden Strömen die Gleichstromwandleranordnung wechselstromseitig mi@ Strömen hoher Frequens betrieben wird; d.h.also, daß neben dem aufwendigen Krämer-Wandler noch ein Frequenzgenerator mit höherer Frequenz als der der Anschlußspannung dür die Stromrichteranordnung erstellt werden muß.It is known to generate direct currents via direct current converters (Krämen converters) decoupling from the power circuit of a converter arrangement and measuring or but high currents in power-proportional proportions via the shunt connected to the load line Reversing tensions and measuring them with tension meters or the values obtained to influence (max. current limitation) of the control devices to use for the converter arrangements. The measuring arrangement with the known However, Krämer converters only reproduce an image that is identical to the direct current, if either the equetron has few harmonics, i.e. without large gaps, or but then when the DC / DC converter arrangement is AC side when the currents are interrupted mi @ high frequency currents are operated; i.e. that in addition to the elaborate Krämer converter another frequency generator with a higher frequency than that of the connection voltage dür the converter arrangement must be created.

Dieses dann erhaltenen Ausgangssicnal kann aber bei kurzen Stromimpulnen mit herkömmlichen Instrumenten (ausgenommen Hitzdrahtinstrumente) ebeneowenig fehlerfrei gemessens werden wie bei der gleichen Stromkurvenform das von einem Shunt abgegebene Signal. Dei der Ausnutzung solcher Signale für die Strombegrenzung von Stromichterenodnungen nüssen dann erhebliche Glättmittel aufgewandt werden, um die Regeleinriohtung für die Stromrichteranordnung beaufschlagen zu können. Glättmittel der bekannten Fonn, z.B. Kondensatoren, verzögern Jedoch die Darstellung des Signals, was besonders bei Stro:-richteranordnungen mit Ealble@tern zur Zerstörung eben dieser Halbleiter ftihren kann.This output signal then obtained can, however, be used with short current pulses with conventional instruments (with the exception of hot-wire instruments) hardly any errors measured as with the same current waveform, the one delivered by a shunt Signal. The use of such signals for the current limitation of Stromichterenodierungen Then considerable smoothing agents have to be used in order to regulate the system to be able to act on the converter arrangement. Smoothing agent of the well-known form, e.g. capacitors, however, delay the display of the signal, which is particularly important in the case of Stro: -richter arrangements with Ealble @ tern to the destruction of precisely these semiconductors can lead.

Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile su verneiden und nicht einusförmige Signale gleicher oder wec2eelnder Riohtung such dann, wenn dies Signale leistungsschwaob dargestellt werden. so umzuformen, daß die Signale messbar g.aaoht werden Od.r zu Regelungs- bezw. Steuerzwecken ausgenutst werden können.The invention aims to avoid these disadvantages and not monotonous Look for signals of the same or alternating direction if these signals are weak being represented. to transform so that the signals are measurable g.aaoht Od.r to Regulation resp. Can be used for tax purposes.

Die Erfindung, die eine Schaltungeanordnung zur Meseung und gegebenenfalls Auswertung von periodischen, niohtsinusförmigen, insbesonders leistungsschwachen Kurzseit-Eingangssignalen Cleicher oder wechselnder Richtung, insbesonders in Stromriohteranlagen, betrifft, besteht darin, daß die Eingangssignale, gegebenenfalls nach gleichrichtung und Verstärkung, mittels einer von den Eingangssignalen gesteuerten Aufladung eins Kondensatore, und eines von der Ladung des Kondensators auf@ gesteuert gehaltenen Transistors in eine der Spitzenhöh@ @es Eingangssignals proportionale, verzugezeitlos anstelgende leistungsstarke Qleichspannung umgeformt werden.The invention, a circuit arrangement for measuring and possibly Evaluation of periodic, non-sinusoidal, especially weak ones Short-term input signals in the same direction or in a changing direction, especially in power supply systems, concerns, is that the input signals, possibly after rectification and gain, by means of a charge one controlled by the input signals Capacitors, and one held at @ controlled by the charge on the capacitor Transistor into a peak height proportional to the input signal, without delay incessant powerful DC voltage can be converted.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.

In Fig. 1 sit die zur Umfornung der Eingengssignale dienende Schaltungsanordnung dargestellt.FIG. 1 shows the circuit arrangement used to transform the input signals shown.

Fig. 2 zeigt eine Beispiel für die Auswertung der erfindungsgemäß umgeformten eingangssignale in einer steuerbaren stromrichteranordnung.Fig. 2 shows an example for the evaluation of the invention transformed input signals in a controllable converter arrangement.

Die Schaltungsanordnung für den Signalumsetser nach Fig. 1 besteht im wesentlichen aus drei Transistoren Tr1, Tr2 und Tr3, die an der an den Klemmen K5 und K6 angelegten Konstantspannung K liegen. Der Transistor Tr1 dient in an sich bekannter Weise ale Verstärker für das an die Klemmen K1 und K2 anglegte Eingangesignel E und zur Steuerung des Transistors Tr2. Zwischen dem Emitter des Transistors Tr2 und der Basis dee Transistors 2r3 liegen in Reibe eine Diode D und ein Widerstand W, srriaoben denen der an der konstants@annung liegende Kondensator C angesch@ossen ist. An den Xlemmen k3, K4 eines im Kollektorkreis des Transistors Tr3 liegenden Widerstandes W1 kann das Ausgangssignal A abgenpmmen werd@@ Das unter Umständen nadelförmige Eingangssignal E wird (bei Signalen wechselnder Richtung nach Gleichrichtung) dem Transistor Tr1 zugeführt. Dieses vom Transistor Tr1 aufgenommene und aus der Konstantspannung K verstärkte Signal steuert in an oich bekannter Weise den Tranaistor Tr2 an, und zwar derart, daß sich der Kondensator C aus der Konstantspannung von deren Plusklemme K5 über Diobe D und den Transistor Tr2 zur Minusklemme K6 der Konstantspannung aufladen kann. Die Aufladung erfolgt entsprechend demAussteuergrad von Tr1, der durch die Höhe des Eingangssignals best immt wird. Ber Versohwinden des Eingangssignale steuert die Entladung des Kondensators C, die durch die Diode D in Richtung zum Emitter-Widerstand des Transistors Tr2 abgeblockt ist, den Transistor Tr3 an, so daß am Kollektorwiderstand W1 einder Ladungshöhe des Kondensators entsprechendes, sich als verzugezettlo@ ansteigende Gleichspannung darstellendes Ausgangssignal A abgenommen und die Höhe des Eingangssignals E gemessen werben kann. Die Entladezeit dea Kondensators a und damit die Standzeit des Ausgangssignals h kann durch die Größe des Kondensators C und die Größe des Basis-Wider@@@des W von Tr3 bestimmt werden, so daß auch bei nicht periodisch wiederkehrenden Einganssignalen ausreichend zeit zur annäheruden Bestinmmung der Spitzenhöhe des Eingangssignals gegeben ist.The circuit arrangement for the signal converter according to FIG. 1 exists essentially made up of three transistors Tr1, Tr2 and Tr3 connected to the terminals K5 and K6 applied constant voltage K lie. The transistor Tr1 serves in itself as is known, all amplifiers for the input signal applied to terminals K1 and K2 E and to control the transistor Tr2. Between the emitter of the transistor Tr2 and the base of the transistor 2r3 are in friction a diode D and a resistor W, on top of which the capacitor C, which is at the constant connection, is connected is. At the X terminals k3, K4 one lying in the collector circuit of the transistor Tr3 Resistance W1 can decrease the output signal A under certain circumstances needle-shaped input signal E is (for signals with alternating direction after rectification) fed to the transistor Tr1. This recorded by the transistor Tr1 and from the The signal amplified by the constant voltage K controls the transistor in a manner known in the art Tr2, in such a way that the capacitor C from the constant voltage of its positive terminal K5 via Diobe D and the transistor Tr2 to the negative terminal K6 of the constant voltage can charge. The charging takes place according to the degree of control of Tr1, which is determined by the level of the input signal. Over winds of the input signals controls the discharge of the capacitor C caused by the diode D is blocked in the direction of the emitter resistor of the transistor Tr2, the transistor Tr3 on, so that at the collector resistance W1 a charge level corresponding to the capacitor, output signal representing itself as a delayed increasing DC voltage A removed and the level of the input signal E measured can advertise. The discharge time dea capacitor a and thus the service life of the output signal h can be determined by the The size of the capacitor C and the size of the base resistor @@@ of the W are determined by Tr3 so that it is sufficient even with input signals that do not recur periodically time is given for the approximate determination of the peak height of the input signal.

In Fig. 2 ist zunächst eine an sich bekannte Schaltungsanordnung zur Drahzahlregelung eines aus dem Drebstromnets RST über Strom@ richter G1 gespeisten Gleichstrommotors M dargestellt, wobei in einem Regler R die Spannung (Istspannung) einer von dem Motor M ange@riebenen Tachometerdynaro G mit einer mittels eines Potentionmeters oder dergl. einstellbaren Sollspannung verglichen wird und ein die Stromrichteranordnung G1 beaufschlagender Impulegener rator gesteuert wird; je nach Abweichung der Istspannung ton der Sollspannung werden über die Stromrichter die den Motor Y Speisenden Wechselspannungshalbwellen so angeschnitten, daß die Ausgangs-Gleichepannung der Stromrichteranordnung herauf-oder herabgesetst wird.In Fig. 2, a circuit arrangement known per se is first of all for Speed control of one fed from the Drebstromnets RST via converter G1 DC motor M shown, with the voltage (actual voltage) in a controller R a tachometer dynaro G driven by the motor M with a by means of a potentiometer Or the like. Adjustable setpoint voltage is compared and the converter arrangement G1 applying impulse generator rator is controlled; depending on the deviation the actual voltage ton of the nominal voltage are transmitted via the converter that drives the motor Y feeding AC voltage half-waves cut so that the output DC voltage the converter arrangement is raised or lowered.

Über die Stromwandler SW1, SW2 und ß werden nun nach der Erz findung die Primärströme der Stromrichteranordnung G1 erfasst und nach Gleichrichtung mittels der Gleichrichteranordnung G2 dem sn die Klemmen Xl ,K2 dee Widerstandes 12 im Ausgangskries der Gleichrichteranordnung G2 angeschlossenen Umsetzer U zugeführt, des@en Schaltungsa@ordnung gemäß Fig. 1 ausgeführt ist, Dae von den Ausgang@klermen K3, K4 des Umsetzers U abgeommene Ausgangssignal wird als glatte Gleiohspannung dem Regler R zugerführt. Bei Übersch@estung des zalässigen öchstwertes der Primärstr@me wird im Regler R d@e Drehzahlrege@ung durch eine Stromsteuerung abgelöst, durch die die Primärströme auf die maximal zulässige Höh begrenzt werden. Diese Stromgegrenzung mittels des als glatte, verzugszeitlo@ ansteigende Gleichspannungdargest ellten Ausgangssignals des Umsetzers U er@olg@ verzugszeitlos und ist für die Stromrichteranordnung auch dann wirksam, wenn sich die Stromrichteranordnung in einen Steuerbereich befindet, bei dem der Ausgangs-Gleichstrom etark wellig ist.About the current transformers SW1, SW2 and ß are now after the ore-making the primary currents of the converter arrangement G1 detected and after rectification by means of the rectifier arrangement G2 to sn the terminals Xl, K2 of the resistor 12 in the output circuit the converter U connected to the rectifier arrangement G2 is supplied, the circuit arrangement is executed according to FIG. 1, Dae from the output @ klermen K3, K4 of the converter U The output signal picked up is fed to the controller R as a smooth floating voltage. If the maximum permissible value of the primary currents is exceeded, controller R The speed control has been replaced by a current control through which the primary currents be limited to the maximum permitted height. This current limitation by means of the as a smooth, delay-free increasing DC voltage output signal of the converter U er @ olg @ without delay and is also for the converter arrangement effective when the converter arrangement is in a control range is located in which the output direct current is very wavy.

Gleiches gilt, wenn nicht die Primäreströme der Stromrichteranordnung G1 erfasst werden, sondern statt dessen, wie mit getrichelten Linien angedeutet ist, der Umsetzer U an die Kleinen K1, K2 eines im Gleichstromkrls befindlichen Shunts Sh angeschlossen wird.The same applies if not the primary currents of the converter arrangement G1 are recorded, but instead, as indicated with dashed lines is, the converter U to the small ones K1, K2 of one located in the DC power supply Shunts Sh is connected.

Claims

Claims: 1.) Circuit arrangement for measurement and possibly Evaluation as a rule. or control circuits of periodic, non-sinusoidal, in particular low-power short-term input signals of the same or alternating direction, in particular in power converter systems, characterized in that the input signals (E), if necessary after rectification and amplification, by means of one of the input signals controlled charging of a capacitor (a) and one of the charge on the capacitor (C) opened the housing transistor (Tr3) in one of the peak levels of the input signal Proportional, timeless, increasing, powerful direct voltage (A) transformed will.

2.) Eahaltungsordnung nuch claim 1, gekennse @ chanet by their Use as a peak value measuring device, where the peak height of the input signal proportional DC voltage can be measured with normal measuring instruments.

3.) So holding arrangement according to claim 1, characterized by that the input signal (E) on the alternating current side of a controllable converter arrangement (G1) is taken by means of the Wech @ elstrcm converter (SW1, SW2, SW3) and the output signal is fed to the controller (R) and is used for current limiting or current control.

4.) Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the input signal (E) on the DC side of a controllable converter arrangement is taken via a shunt (Sh) or a similar direct current measuring arrangement and the output signal is fed to the controller (R) and for current limitation or Current control is used.

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