DE1806071C3 - Measuring transducer for converting an alternating voltage of a polyphase symmetrical three-phase system into an amplitude-proportional direct voltage - Google Patents

Measuring transducer for converting an alternating voltage of a polyphase symmetrical three-phase system into an amplitude-proportional direct voltage

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DE1806071C3
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Description

I 806I 806

bin zweier l.osungsweg IwMl-Ih darin, cial.i zur HiI-dung L-.nor dem Betragsquadrat des ΙΙ.^μχ,μ,η.π^- vektors proportionalen CiriiiV /xwi Multiplikator vorgesehen sind, deren ersten F.ingünuen jeueiK eire der einen Phasenspannung proportionale (iröiV und , deren ywe.ten Eingängen die Summe aus dieser zwei- * tacli verstärken uroße und einer der anderen Phis-n spannung proportionalen GrOUc zugeführt sind und die Ausgangsgrößen dieser Multiplikator·:,! einc-n Sumnnergl.ed zugeführt sind, und dal.! dem Summiergheo ein radizierender Funktionsgenerator naclu'eordnet ist. " ' ~I have two solutions IwMl-Ih in it, cial.i to the meaning of L-.nor the square of the magnitude of the ΙΙ. ^ μχ, μ, η.π ^ - vector proportional CiriiiV / xwi multiplier are provided, the first F.ingünuen of which jeueiK eire of the one phase voltage proportional (i r öiV and , whose ywe th inputs amplify the sum of this two-time value and a size proportional to the other phase voltage is supplied and the output variables of this multiplier:,! einc- n Sumnnergl.ed are fed, and that! the summing gheo is a square root function generator naclu'e. "'~

Hin dritter Lösungsweg besteht schließlich darin daß :-ur Bildung einer Jem Betragsquadrat des Drehspaiinungsvektors proportionalen Größe den beiden hingingen eines ersten Multiplikators eine der einen Pha>enspannung proportionale Größe und den beiden I-m-muen eines zweiten Multiplikators die Summe aus Jiescr Größe und dem doppelten Wert einer der anderen Phasenspannung proportionalen Größe zugeiiii'.rt ist und daß die dreifach verstärkte Aus»an«sspa'iiuing des ersten Multiplikators mit der Aus«an«ssp.nnung des zweiten Multiplikators in einem Sunrmerghed addiert und dem Summieralied ein rad -zierender Funktionsgenerator nacheeordnct ist. Bei der zuletzt genannten Ausführunssfonn besteht naJi einem weiteren Merkmal der *Errindune di* Möglichkeit, daß als Multiplikatoren durchweg aus vorgespannten Schwellwertdioden aufeebautL-'quadrierende Funktionsgeneratoren verwendet sind weiche die erforderliche Multiplikation ihrer Eingangsgrößen mit sich selbst recht genau durchzuführen gestatten und darüber hinaus "einfach aufeebaut sind. ~A third solution approach consists in the fact that: -Only formation of a square of the absolute value of the rotational winding vector proportional size the two went a first multiplier one of the one Phase voltage proportional size and the two I-m-mu of a second multiplier the sum from the same size and twice the value of one of the other phase voltage proportions is and that the threefold off "on" sspa'iiuing of the first multiplier with the opening voltage of the second multiplier in a Sunrmerghed is added and the summation song The wheel-centering function generator is post-ordinated. In the last-mentioned version, there is naJi another feature of the * Errindune di * Possibility of using preloaded threshold diodes as multipliers Function generators are used which perform the required multiplication of their input variables with themselves quite precisely allow and, moreover, "simply built up." are. ~

Es ist bereits eine Schaltungsanordnune zur Erzeugung einer elektrischen Spannung aus zwei Eingangsspannungen beliebiger Zeitfunktion bekannt deren Augenblickswerte wenigstens annähernd Weich der Quadratwurzel der Summe der Quadrate d-v Augenbl.ckswerte der beiden EinganCsspannun»en sind (deutsche Auslegeschrift 1094 871). Bei diener bekannten Schaltungsanordnung wirkt jede der beiden unregelmäßigen Eingangsspannungen auf je einen nichtlinearen Widerstand, der innerhalb des in Fraee kommenden Arbeitsbereichs einen dem Quadrat der « aufgedrückten Spannung wenigstens annähernd proportionalen Strom durchläßt. Die Summe der beiden Strome wird über einen ebenfalls nichtlinearen Widerstand geleitet, dessen Spannungsabfall die Gesuchte Größe bildet. " - Mit einer solchen Schaltungsanordnune kann jedoch keine Umformung einer WechseJspannun» eines mehrphasigen, symmetrischen Drehstromsystems in eine amplitudenproportionale Gleichspannung vorgenommen werden, weil zur Bildung einer dem Be- 5= tragsquadrat des Drchspannungsveklors proportionalen Größe nicht nur die Quadrate zwei Phasenspannungen erforderlich sind, sondern auch deren Produkt. Die Multiplikation zweier Spannungen ist jedoch durch einen nichtlinearen Widerstand nicht realisierbar. Diese bekannte Schaltungsanordnung ist darüber hinaus nur in einem begrenzten Arbeitsbereich wirksam und wegen ihrer geringen Genauigkeit als Meßwertumfo'mer ungeeignet.There is already a Schaltungsanordnune for generating an electrical voltage of two input voltages any time function known whose instantaneous values common to the square root of the sum of the squares are en dv Augenbl.ckswerte the two Eingan C sspannun "at least approximately (German Auslegeschrift 1 094 871). In the known circuit arrangement, each of the two irregular input voltages acts on a non-linear resistor each, which allows a current at least approximately proportional to the square of the applied voltage to pass within the working range in question. The sum of the two currents is passed through a resistor, which is also non-linear, the voltage drop of which is the quantity you are looking for. "- With such a circuit arrangement, however, an alternating voltage of a polyphase, symmetrical three-phase system cannot be converted into an amplitude-proportional DC voltage, because not only the squares of two phase voltages are required to form a quantity proportional to the magnitude of the voltage vector, but also The multiplication of two voltages cannot, however, be realized by a non-linear resistor.

Die Erfindung samt ih.en weiteren Ausgestaltungen soll im folgenden an Hand der Figuren näher veranschaulicht werden. Fig. 1 dient zur Erläuterung der theoretischen Grundlagen, auf welchen die Erfindung aufbaut, und zeigt in veknrieller Darstellung die in einem üblichen Drehstromsystem auftretenden Phasenspannungen UH, U^ und U1-. Der in Pfeilrichtung umlaufende Drehspannunesvektor L :, läßt sich in jedem Augenblick in dem dargestellten komplexen und raumfest angeordneten Koordinatens>stern beschreiben mittels der Momentanwerte U1,. L\ und Uf der einzelnen Phasenspannungen durch die komplexe GleichungThe invention together with its further refinements is to be illustrated in more detail below with reference to the figures. Fig. 1 serves to explain the theoretical principles on which the invention is based, and shows in a veknrieller representation the phase voltages U H , U ^ and U 1 - occurring in a conventional three-phase system. The revolving direction of the arrow Drehspannunesvektor L:, can be at any moment in the illustrated complex and spatially fixed Koordinatens> describe star by means of the instantaneous values U 1,. L \ and Uf of the individual phase voltages through the complex equation

Cd = I-11 - ■- · {Us -I- Ut) Cd = I-11 - ■ - · { Us -I- Ut)
22

i ' [ϊ.< - ι τ) i ' [ϊ. < - ι τ)

Macht man Gebrauch von der Tatsche, daß in einem nullkomponentenfreien symmetrischen Drehsystem die Summe der Momentanwerte der einzelnen Phasen immer gleich Null ist. so wird aus der vorstehenden Gleichung (1)If one makes use of the fact that in a zero-component-free symmetrical rotation system the sum of the instantaneous values of the individual phases is always zero. so becomes from the foregoing Equation (1)

Un= Un U n = U n

(2 U, - UR) (2 U, - U R )

In der Anordnung nach Fig. 2 sind den Eingangsklemmen 4 und 5 eines erfindungsgemäßen Meßwertumfe.Tners die Phasenspannungen Up und L\ eines Drehstromsystems zugeführt, deren zeitlicher Verlauf in den ihnen zugeordneten Diagrammskizzen wiedergegeben ist. Wie daraus ersichtlich ist. genügt z. B. UR der Gleichung UR = it sin <■> t. Mitteis dreier Multiplikatoren 6 bis 8 wird dabei das Produkt jedes Augenblickswertes mit sich selbst sowie der beiden Augenblickswerte miteinander gebildet und in einem Summierglied 9 addiert. Die Ausgangsgröße des Summiergliedes 9 ist dann proportional dem Betragsquadrat des Drehspannungsvektors U1,. wie es sich aus der obigen Gleichung (2) ergibt. Die Ausgangsgröße des Summierglicdcs 9 wirkt auf eiicn radizierenden Funktionsgenerator 10. in dessen Blocksymbol seine Kennlinie, d. h. der Verlauf seiner Ausgangsspannung A in Abhängigkeit von seiner Eingangsspannung E, dargestellt ist. welche der Beziehung gehorcht Λ = \'Έ. Ein solcher Funktionsgeneratur kann in an sich bekannter Weise durch eine Reihe parallel angeordneter, mit unterschiedlichen Gleichspannungen vorgespannter Schwellwertdioden realisiert werden. Es erscheint an der Aus«an<j«- klemme II eine dem Betrag des Drelispannuiiisvektors proportionale Größe IJ. deren Verlauf ebenfalls in einer dieser Klemme zugeordneten Diagrammskizze wiedergegeben ist. Ls handelt sich hierbei um eine reine Gleichspannung, deren Größe proportional der Amplitude i'i der Phaseiispannungen Un bzw. L\ ist. Ohne die Verwendung irgendwelcher Gleichrichter oder Glättungsmittel wird mit der Anordnung nach F i g. 2 also die Abbildung einer Wechselspannung in eine ihrer Amp'itudc proportionalen Gleichspannung erreicht.In the arrangement according to FIG. 2, the input terminals 4 and 5 of a Meßwertumfe.Tners according to the invention are supplied with the phase voltages U p and L \ of a three-phase system, the time course of which is shown in the diagram sketches assigned to them. As can be seen from this. is sufficient z. B. U R of the equation U R = it sin <■> t. In the middle of three multipliers 6 to 8, the product of each instantaneous value with itself and the two instantaneous values with one another is formed and added in a summing element 9. The output variable of the summing element 9 is then proportional to the square of the magnitude of the three-phase voltage vector U 1,. as can be seen from the above equation (2). The output variable of the summing link 9 acts on a square root function generator 10, in whose block symbol its characteristic curve, ie the course of its output voltage A as a function of its input voltage E, is shown. which obeys the relationship Λ = \ 'Έ. Such a function generation can be implemented in a manner known per se by a series of threshold value diodes arranged in parallel and biased with different direct voltages. A quantity IJ proportional to the amount of the three-dimensional voltage vector appears at the "an <j" terminal II. the course of which is also shown in a diagram sketch assigned to this terminal. Ls is a pure direct voltage, the size of which is proportional to the amplitude i'i of the phase voltages U n and L \ . Without the use of any rectifiers or smoothing agents, the arrangement according to FIG. 2 thus achieves the mapping of an alternating voltage into a direct voltage proportional to its Amp'itudc.

In F i g. 3 ist eine andere Variante zur Realisierung des erfindungsgemäßen Meßwertumformers gezeigt. Zwei Summiergliedern 12 und 13 wird jeweils die eine Phasenspannung direkt und die andere mittels Operationsverstärkern 14 und IS, in deren Dreiecksymbol ihr Verstärkungsfaktor eingetragen ist. zweifach verstärkt zugeführt. Der Ausgang der Siinrnierglieder 12 und 13 wirkt auf je einen Eingang eines Multiplikators 16 bzw. 17. Die zweifach verstärkt am Eingang jedes Multiplikators wirksame Phasenspannung ist außerdem auch noch auf dessen anderenIn Fig. 3 shows another variant for realizing the transducer according to the invention. Two summers 12 and 13 are each a phase voltage directly and the other by means of Operational amplifiers 14 and IS, in the triangle symbol of which their gain factor is entered. twofold increasingly fed. The output of the inner limbs 12 and 13 each act on one input of a multiplier 16 and 17, respectively. The double amplified on Input of each multiplier effective phase voltage is also still on its other

F.ingnn« geführt. Werden die beiden Multiplikatorausgänge in dem Summierglied 9 summiert, dann entsteht genauso wie bei der in F i g. 2 dargestellten Einrichtung am Hingang des radizierenden Funktionsgencrators 7 eine Größe, welche proportional dem Betragsquadrat des Drehspannungsvektors Un ist. Es hat diese Variante gegenüber der in F i g. 2 dargestellten den Vorteil, daß nur zwei Multiplikatoren erforderlich sind.F.ingnn «. If the two multiplier outputs are added up in the summing element 9, the result is exactly the same as in the case of the one in FIG. The device shown in FIG. 2 at the output of the square root function generator 7 has a variable which is proportional to the square of the magnitude of the three-phase voltage vector U n . It has this variant compared to that in FIG. 2 has the advantage that only two multipliers are required.

Die Art der bei der erfindungsgemäßen Einrichlung verwendeten Multiplikatoren ist an sich beliebig. Hs können hier die bekannten Zeit-Basis-Multiplikatoren, Multiplikatoren unter Benutzung von Hallgeneratoren oder auch sogenannte Parabelmultiplikatoren verwendet werden. Letztere weisen einen relativ einfachen Aufbau auf und bestehen im Kern aus zwei quadrierenden Funktionsgeneratoren, deren Eingänge einmal die Summe und einmal die Differenz zweier Größen zugeführt wird und deren Ausgänge subtrahiert werden, worauf man dann eine Größe erhält, welche dem Produkt der beiden Größen proportional ist. Quadrierende Funktionsgeneratoren selbst bestehen ebenfalls aus einer Anzahl parallelgeschaiteter, mit verschiedenen Spannungen vorgespannten Schwcllwertdiodcn. Bei der Verwendung von Parabclmultiplikatoren wird einer der beiden Funktionsgeneratoren überflüssig, wenn beide Eingänge des Multiplikators mit der gleichen Größe beaufschlagt sind. Diese Überlegung führt zu der Variante entsprechend F i g. 4. Dort wird die an der Eingangsklcmmc 4 zugeführte Phasenspannung UR auf beide Eingänge eines Multiplikators 18 gegeben, der demnach eine rein quadrierende Funktion ausübt, während die an der Klemme 5 zugeführte Phasenspannung Us in einem Operationsverstärker 19 zweifach verstärkt und 1n einem Summierglied 20 um den Wert U,( vermehrt auf den Eingang eines quadrierenden Funktionsgenerator 21 gelangt. Die zwischen dessen Ausgangsgröße A und seiner Eingangsgröße E bestehende Beziehung A - E1 ist in seinem Blocksymbol graphisch wiedergegeben. Die Ausgangssignale der Elemente 18 und 21 werden untgr Verwendung eines Operationsverstärkers 22 mit unterschiedlichen Gewichten summiert, und es ■ erscheint an der Ausgangsklemme des Funktionsgenerators 10 eine dem Betrag des Drehspannungsvektors und damit eine den AmplituuMi 11 der Phasenspannungen UR bzw. Us proportionale Größe. Der Multiplikator 18 kann bei dieser Variante durch einen quadrierenden Funktionsgenerator entsprechend dem Funktionsgenerator 21 ersetzt werden, wodurch sich bei Verwendung von Parabelmultiplikatoren nach dem vorhergehenden mit der Anordnung nach F i g. 4 gegenüber der nach F i g. 3 eine Ersparnis von insgesamt zwei quadrierenden Funktionsgeneratoren ergibt.The type of multipliers used in the device according to the invention is arbitrary per se. The known time base multipliers, multipliers using Hall generators or so-called parabolic multipliers can be used here. The latter have a relatively simple structure and essentially consist of two squaring function generators, whose inputs are fed with the sum and the difference between two quantities and the outputs are subtracted, whereupon a quantity is obtained which is proportional to the product of the two quantities . Squaring function generators themselves also consist of a number of threshold diodes connected in parallel with different voltages. When using parabolic multipliers, one of the two function generators becomes superfluous if both inputs of the multiplier have the same size applied to them. This consideration leads to the variant according to FIG. 4. There the phase voltage U R fed to the input terminal 4 is applied to both inputs of a multiplier 18, which accordingly has a purely squaring function, while the phase voltage U s fed to terminal 5 is amplified twice in an operational amplifier 19 and 1n in a summing element 20 by the value U, ( reaches the input of a squaring function generator 21. The relationship A - E 1 existing between its output variable A and its input variable E is shown graphically in its block symbol. The output signals of elements 18 and 21 are generated using an operational amplifier 22 summed with different weights, and it appears at the output terminal of the function generator 10 a quantity proportional to the amount of the three-phase voltage vector and thus a quantity proportional to the amplitude 11 of the phase voltages U R and U s the funct ion generator 21 are replaced, whereby when using parabolic multipliers according to the preceding with the arrangement according to FIG. 4 compared to that according to FIG. 3 results in a saving of a total of two squaring function generators.

Fig. 5 zeigt eine noch mehr ins einzelne gehende technische Realisierung der in F i g. 4 dargestellten Einrichtung, zugleich als Beispiel dafür, wie die Summierglieder mit ihnen zugeordneten Operationsverstärkern zusammengefaßt werden können. Die Operationsverstärker 25 und 26 sind beim dargestellten Beispiel symmetrische Differenzverstärker hoher Leerlaufverstärkung, d. h., sie benötigen in ihrem unbescha'teten Zustand für eine volle Durchsteuerung einen sehr kleinen Eingangsstrom bei sehr kleiner Eingangsspannung. Tritt an ihren mit 23 und 24 bezeichneten Eingangsklemmen kein Potentialunterschied auf, so befindet sich der Ausgang der als Summierverstärker verwendeten Operationsverstärker auf Erd- bzw. Bezugspotential. Eine positive Spannung an dem mit — bezeichneten Eingang 23 verschiebt das Potential des Ausgangs nach negativen Werten, während eine auf den mit 4- bezeichneten Eingang 24 wirkende positive Eingangsspannung das Ausgangspotential des Operationsverstärkers in positive Richtung verschiebt. Für negative Eingangsspannungen gilt das Umgekehrte. Wenn dafür gesorgt ist, daß die Parallelschaltung sämtlicher mit der Klemme 23 verbundener Widerstände den gleichen Gesamtwiderstand aufweist wie die Parallelschaltung sämtlicher mit der Klemme 24 verbundener Widerstände, dann setzt sich die Ausgangsspannung der Verstärker zusammen aus einzelnen Spannungsanteilen, denen jeweils eine speisende Eingangsspannung zugeordnet ist. Die Größe der einzelnen Spannungsanteile ergibt sich als Produkt der speisenden Eingangsspannung und dem Verhältnis von Gegenkopplungswiderstand R und dem zwischen der jeweils speisenden Eingangsspannung und der Eingangsklemme 23 bzw. 24 liegenden Eingangswiderstand.FIG. 5 shows an even more detailed technical implementation of the in FIG. 4, at the same time as an example of how the summing elements can be combined with operational amplifiers assigned to them. In the example shown, the operational amplifiers 25 and 26 are symmetrical differential amplifiers with a high open-loop gain, that is to say, in their unaffected state, they require a very small input current with a very small input voltage for full control. If there is no potential difference at their input terminals labeled 23 and 24, the output of the operational amplifier used as a summing amplifier is at ground or reference potential. A positive voltage at the input 23 labeled - shifts the potential of the output towards negative values, while a positive input voltage acting on the input 24 labeled 4 shifts the output potential of the operational amplifier in a positive direction. The reverse is true for negative input voltages. If it is ensured that the parallel connection of all resistors connected to terminal 23 has the same total resistance as the parallel connection of all resistors connected to terminal 24, then the output voltage of the amplifier is made up of individual voltage components, each of which is assigned a feeding input voltage. The size of the individual voltage components results from the product of the feeding input voltage and the ratio of negative feedback resistance R and the input resistance between the feeding input voltage and the input terminal 23 or 24, respectively.

An den Eingangsklemmen 4 und 5 des Meßwertumformers liegen die Phasenspannungen UR und t/s, welche "lirerseits zwei Transformatoren 27 und 28 entnommen sind, die primärseitig an die Phase R bzw. die Phase S und den Nulleiter Mp eines Drehstromnetzes 29 angeschlossen und deren Sekundärwicklungen einseitig mit dem Bezugspotential verbunden sind. Es weist daher bei den in Fig. 5 angegebenen Werten der Eingangswiderstände die Ausgangsspannung des Summierverstärkers 25 den Wert 2 Vs α UK auf. Entsprechend besteht die Ausganesspannung des Summierverstärkers 26 aus der dreifachen Ausgangsspannung des quadrierenden Funktionsgenerators 18 und der einfachen Ausgangsspannung des quadrierenden Funktionsgenerators 21 Wiederum erscheint an der Ausgangsklemme 11 eine dem Betrag der Amplitude ύ der Phasenspannung t/„ bzw. l/s proportionale Größe.Are applied to the input terminals 4 and 5 of the measuring transducer the phase voltages U R, and t / s, which are "removed lirerseits two transformers 27 and 28, the primary side connected to the phase R and phase S and the neutral conductor M p of a three-phase network 29 and whose Secondary windings are connected on one side to the reference potential. Therefore, with the values of the input resistances given in FIG. 5, the output voltage of the summing amplifier 25 has the value 2 V s α U K. 18 and the simple output voltage of the squaring function generator 21 Again, a variable proportional to the magnitude of the amplitude ύ of the phase voltage t / or l / s appears at the output terminal 11.

Fig. 6 zeigt schließlich eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Meßwertumformers, welche dann zum Einsatz kommen kann, wenn das DrehstromnetzFig. 6 finally shows an embodiment of the transducer according to the invention, which can then be used when the three-phase network

29 keinen bzw. einen nur schwer zugänglichen Nullleiter Mp besitzt. Es sindhier zwei Transfor-itoren 32 und 33 an die verketteten Spannungen Us- und URT angeschlossen. Ein Ende ihrer Sekundärwicklungen ist jeweils mit dem Bezugspotential verbunden, während die anderen Enden an die Eingangsklemmen29 no, or only a hard to reach neutral Mp has. Two transformers 32 and 33 are connected to the linked voltages U s - and U RT . One end of their secondary windings is connected to the reference potential, while the other ends are connected to the input terminals

30 und 31 angeschlossen sind. Mittels zweier Operationsverstärker 34 bzw. 35, in deren Dreiecksymbol wieder ihr entsprechender Verstärkungsfaktor eingetragen ist, wird aus den beiden verketteten Spannungen in einem Summierglied 36 eine der Phasenspannung UR proportionale Größe gebildet und entsprechend wie bei der Anordnung nach F i g. 4 dem quadrierenden Funktionsgenerator 18 zugeführt. Der zweite quadrierende Funktionsgenerator 21 wird mit der verketteten Spannung UST unmittelbar beaufschlagt, so daß wiederum an der Ausgangsklemme 11 eine der Amplitude u der Phasenspannung UR proportionale Gleichspannung erscheint.30 and 31 are connected. By means of two operational amplifiers 34 and 35, in the triangular symbol of which their corresponding gain factor is again entered, a quantity proportional to the phase voltage U R is formed from the two linked voltages in a summing element 36 and corresponding to the arrangement according to FIG. 4 is supplied to the squaring function generator 18. The chained voltage U ST is applied directly to the second squaring function generator 21, so that a direct voltage proportional to the amplitude u of the phase voltage U R appears again at the output terminal 11.

Wesentlich bei der Erfindung ist, daß der am Ausgang des Meßwertumformers erhaltene Gleichspannungswert verzögerungslos jeder Amplitudenändc rung der in dem Drehstromsystem auftretender Wechselspanniingen folgt. Die erfindungSEemäße Ein-It is essential in the invention that the DC voltage value obtained at the output of the transducer without delay of any amplitude change that occurs in the three-phase system Alternating tensioning follows. The inventive

richtung eignet sich daher zur schnellen Regelung und Steuerung von Größen eines mehrphasigen Systems.direction is therefore suitable for the rapid regulation and control of variables of a multiphase Systems.

Wird die erfindungsgemäße Einrichtung beispielsweise von den Ausgangsspannungen eines mit einer rotierenden Welle gekuppelten Drehstiomlachodynamos gespeist, dann laßt sich damit eine der Wellendrehzahl in jedem Augenblick proportionale ober-If the device according to the invention is for example of the output voltages of a torsional stiomlachodynamo coupled to a rotating shaft fed, then one of the shaft speed can be used proportional upper-

wcllenfrcic Gleichspannung erhalten, eine Forderung, welche mit den bisher verwendeten, wesentlich aufwendigeren Gleichstromtachodynamomaschinen nicht erfüllt werden konnte, bei denen vielmehr infolge der für hochwertige Steuerungen bzw. Regelungen erfori derliehen Gliittung ihrer Ausgangsspannung stets eine 'Verzögerung in ihrem Anspreehverhalten hingenommen werden mußte.wcllenfrcic DC voltage received, a requirement, which not with the much more complex DC tacho machines used up to now could be fulfilled, in which rather as a result of the high-quality controls or regulations required Due to their output voltage sliding, a delay in their response behavior has always been accepted had to become.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (6)

ersten quadrierenden Funktionsgenerators (21) η , ,„ ·■ ,, „ in dem Suminiergüed (9) addiert ist. Patentansprüche: . Meßwertumformer nach Anspruch 3, da- durch gekennzeichnet, daß als Multiplikatorenfirst squaring function generator (21) η,, "· ■ ,," in which Suminiergüed (9) is added. Claims:. Measurement transducer according to Claim 3, characterized in that as multipliers 1. Meßwertumformer zur Umformung einer 5 aus vorgespannten Schwellwertdioden aufgebaute Wechselspannung eines mehrphasigen, symme- quadrierende Funktionsgeneratoren verwendet trischen Drehstromsvstems in eine amplituden- sind.1. transducer for converting a 5 composed of prestressed Schwellwertdioden polyphase AC voltage of a, sym- metrical squaring function generators used in a Drehstromsvstems are amplitude. proportionale Gleichspannung, dadurch ge- 6. Meßwertumformer nach Anspruch 1 bis 5,proportional DC voltage, characterized in that it is 6. Measuring transducer according to claims 1 to 5, kennzeichnet, daß zur Bildung einer dem dadurch gekennzeichnet, daß er zur Verwendungindicates that it is used to form one of the characterized in that it is used Betragsquadrat des Drehspannungsvektors pro- lo als Drehspannungsmesser von den Spannungen portionalen Größe zwei je einer Phasenspannung einer Drehstromtachomaschine beaufschlagt ist.The square of the magnitude of the three-phase voltage vector pro lo is acted upon as a three-phase voltmeter by the voltages of proportional magnitude two each of a phase voltage of a three-phase tachometer. proportionale Größen mittels Multiplikatoren je
mit sich selbst sowie miteinander multipliziert und
die Ausgangsgrößen dieser Multiplikatoren einemproportional sizes using multipliers each
multiplied with itself as well as with each other and
the output variables of these multipliers Summierglied (9) zugeführt sind und daß dem 15 _ ■ Summing element (9) are supplied and that the 15 _ ■ Summierglied ein radizierender Funktionsgenerator (10) nachgeordnet ist (Fi g. 2).The summing element is followed by a square root function generator (10) (FIG. 2). 2. Meßwertumformer zur Umformung einer2. Measuring transducer for converting a Wechselspannung eines mehrphasigen, symmetri- £s stellt sich häufig, insbesondere bei der Steuerung sehen Drehstromsystems in eine amplitudenpro- 20 und Regelung elektrischer Größen, die Aufgabe, eine portionale Gleichspannung, dadurch gekennzeich- Wechselspannung in eine ihr proportionale Gleichnet, daß zur Bildung einer dem Betragsquadrat spannung abzubilden, welche in der Regel bisher so des Drehspannungsvektors proportionalen Größe gelöst wurde, daß die Wechselspannung zunächst zwei Multiplikatoren (16, 17) vorgesehen sind, mittels Gleichrichter in eine unipolare Halbwellenderen ersten Eingängen jeweils eine der einen 25 spannung umgeformi und diese dann mittels Phasenspannung proportionale Größe und deren Glättungs-oder Speicherglieder in Form von Kondenzweiten Eingängen die Summe aus dieser zwei- satoren oder Induktivitäten in eine möglichst oberfach verstärkten Größe und einer der anderen v\ellenfreieGleichspannungumgeformtwurde.DieVer-Phascnspannung proportionalen Größe zugeführt vvendung von Glättungsgliedern bedingt aber natursind und die Ausgangsgrößen dieser Multiplikativ- 30 gemäß eine Verzögerung im Ansprechverhalten der ren einem Summierglied (1^) zugciührt sind, und Umforniereinrichtung, d. h., eine plötzliche Verändedaß dem Summierglied ein radizi render Funk- rung der zu messenden Wechselspannung tritt erst tionsgenerator (10) nachgeordnet ist (Fig. 3). nach einer durch die Zeitkonstanten der Glättungs-AC polyphase one symmetrical £ s arises frequently seen especially in the control of three-phase system in a amplitudenpro- 20 and control electrical quantities, the task of-proportional DC voltage, characterized gekennzeich- AC voltage into a proportional to it Gleichnet that the the formation of a Magnitude square voltage, which was usually solved so far as the variable proportional to the voltage vector, that the alternating voltage first two multipliers (16, 17) are provided, by means of a rectifier in a unipolar half-wave of the first inputs each one of the one voltage and then transform them by means of Phase voltage proportional magnitude and their smoothing or storage elements in the form of condensers They are due to the use of smoothing elements but are natural and the output variables of this multiplicative are attributed to a delay in the response behavior of a summing element (1 ^), and transforming device, that is, a sudden change that the summing element has a square root function of the alternating voltage to be measured occurs first tion generator (10) is downstream (Fig. 3). according to one of the time constants of the smoothing 3. Meßwertumformer zur Umformung einer glieder bedingten Verzugszeit auf der Gleichstrom-Wechselspannung eines mehrphasigen, symme- 35 seite in Erscheinung. Diese Verzugszeit ist aber trischen Drehstromsystems in eine amplituden- grundsätzlich unerwünscht und setzt der Ansprechproportionale Gleichspannung, dadurch gekenn- geschwindigkeit schnell arbeitender Steuerungen und zeichnet, daß zur Bildung einer dem Betrags- Regelungen eine Grenze.3. Measuring transducer for converting a delay time due to the limbs on the direct current alternating voltage a multi-phase, symmetrical 35 side in appearance. This delay time is, however, tric three-phase system in an amplitude- fundamentally undesirable and sets the response proportional DC voltage, thus characteristic speed of fast-working controls and indicates that there is a limit to the formation of an amount regulations. quadrat des Drehspannungsvektors proportiona- Es ist Aufgabe der yorliegenden Erfindung, diesen len Größe den beiden Eingängen eines ersten 40 Nachteil bei der Abbildung von Wechselspannungen Multiplikators (18) eine der einen Phasenspan- zu vermeiden. Die Erfindung baut auf der Tatsache nung (UK) proportionale Größe und den beiden auf. daß in symmetrischen Drehstromnetzen der BeEingängen eines zweiten Multiplikators (21) die trag des Drehspannungsvektors proportional zu den Summe aus dieser Größe und dem doppelten Amplituden der einzelnen sinusförmigen Phasen-Wert einer der anderen Phasenspannung (Us) pro- 45 spannungen ist und daß jede Veränderung desselben portionalen Größe zugeführt ist und daß die drei- als proportionales Maß für eine entsprechende Ändefach verstärkte Ausgangsspannung des ersten rung der Phasenspannungsamplitude verwendet wer-Multiplikators (18) mit der Ausgangsspannung den kann. Da der Betrag des Drehspannungsvektors des zweiten Muliplikators (21) in einem Summier- außerdem eine Gleichgröße ist, werden zur Umforglicd (9) addiert und dem Summierglied ein radi- 50 mung der Phasenspannungen in eine Gleichspannung zierender Funktionsgenerator (10) nachgeordnet keine Gleichrichter mit ihnen notwendigerweise zuist (F ig. 4). zuordnenden Glättungsmitteln erforderlich, so daßsquare of the three-phase voltage vector proportional- It is the object of the present invention to avoid this len size of the two inputs of a first 40 disadvantage when mapping alternating voltages multiplier (18) one of the phase span. The invention is based on the fact voltage (U K ) proportional size and the two. that in symmetrical three-phase networks the input of a second multiplier (21) the load of the three-phase voltage vector is proportional to the sum of this value and twice the amplitudes of the individual sinusoidal phase values of one of the other phase voltages (U s ) and that every change the same proportional size is supplied and that the three- as a proportional measure for a corresponding change times amplified output voltage of the first tion of the phase voltage amplitude who can use multiplier (18) with the output voltage. Since the amount of the three-phase voltage vector of the second multiplier (21) is also a constant value in a summing element, the conversion element (9) is added and the summing element is followed by a function generator (10) that radiates the phase voltages into a direct voltage and does not have any rectifiers with them necessarily to be (Fig. 4). assignable smoothing agents required, so that 4. Meßwertuniformer nach Anspruch 3, ge- durch die Maßnahmen der Erfindung ein dynamisch kennzeichnet durch an verkettete Spannungen des richtiges und unverzögertcs Abbild der Wechsel-Drchstromsystcms (Usr, URT) angeschlossene 55 spannungsamplitude erhalten wird. 4. Measured value uniform according to claim 3, characterized by the measures of the invention a dynamically characterized by connected voltages of the correct and undelayed image of the alternating Drchstromsystcms (U sr , U RT ) connected 55 voltage amplitude is obtained. Spannungswandler, von denen der eine (32) se- Die Erfindung betrifft einen Meßwertumformer zur kundärseitig mit dem Hingang eines ersten qua- Umformung einer Wechselspannung eines mehrphasidrierenden Funktionsgcnerators (21) und über gen. symmetrischen Drehstromsystems in eine amplieinen Operationsverstärker (35) mit dem Vcrstär- tudcnproportionale Gleichspannung. Voltage converters, one of which is (32) se- The invention relates to a transducer for on the secondary side with the addition of a first qua- transformation of an alternating voltage of a polyphase Function generator (21) and via gen. Symmetrical three-phase system in an amplified Operational amplifier (35) with the DC voltage proportional to the voltage. Ein Lösungsweg kungsfaktor Va mit einem weiteren Summierglied 60 für die zuvor erwähnte Aufgabe besteht darin, daß (36) verbunden ist. welches weiterhin noch über zur Bildung einer dem Betragsquadrat des Dreheinen Operationsverstärker (34) mit dem Vcrstiir- spannungsvcktors proportionale Größe zwei je einer kungsfaktor-':! von der Sekiindärspannung des Phasenspannung proportionale Größen mittels Multizsveiten Spannungssvaiullcrs (33) beaufschlagt ist plikalorcn je mit sich selbst sowie miteinander multi- und ausgangsseitig an den Eingang eines zweiten 65 plizicrt und die Ausgangsgrößen dieser Multiplikaquadrierendcn Furiktionsgcnerators (18) ange- torcn einem Summierglied zugeführt sind und daß schlossen ist, dessen dreifach verstärkte Aus- dem Summierglied ein radizierender Funktionsgenegangsspannung mit der Ausgangsspannung des rator nachgeordnet ist.A solution Kung factor Va with a further summing element 60 for the aforementioned task is that (36) is connected. which continues to be used to form one of the square of the amount of rotation Operational amplifier (34) with the Vcrstiir- voltage vector proportional size two each one factor- ':! quantities proportional to the secondary voltage of the phase voltage using multizsveiten The voltage variable (33) is applied plikalorcn each with itself and with each other and on the output side to the input of a second 65 and the output variables of this multiplication square Furiktionsgcnerators (18) are fed torcn to a summing element and that is closed, the threefold amplified from the summing element a square root function voltage is subordinate to the output voltage of the rator.
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DE3237672A1 (en) * 1981-11-04 1984-04-12 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Adjusting device for influencing the engine output of a motor vehicle

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