DE2212791A1

DE2212791A1 - Steuersatz fuer einen stromrichter

Info

Publication number: DE2212791A1
Application number: DE19722212791
Authority: DE
Inventors: Christian Dipl-Ing Kublick
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-03-16
Filing date: 1972-03-16
Publication date: 1973-09-20
Also published as: US3792339A; JPS48102245A; CH552299A; SE383458B; JPS5215786B2; DK140198C; CA973612A; ATA177073A; GB1419011A; IT981335B; FR2176123B1; NL7303496A; AT330298B; DE2212791C3; FR2176123A1; BE796802A; DK140198B; DE2212791B2; NO134504C; NO134504B

Description

Steuersatz für einen Stromrichter

Die Erfindung betrifft einen Steuersats für einen Stromrichters der in Abhängigkeit von einer Regelgröße des Stromrichters aus einer Sägezahnspannung Impulse zur Ansteuerung der Stromrichterventil des Stromrichters "bildet.

Solche Steuersätze sind bande isüMieh« Bei diesen Steuersätzen kann durch eine plötzliche Änderung der Hegelgröße, die beispielsweise die Stromrichterausgangsspannung sein kann bzv/e einer daraus in einem Regelkreis abgeleiteten Steuerspannung eine Impulsunterbrechung auftreten. Dies ist beispielsweise nachteilig, wenn die Ausgangsspannung des Stromrichters'eine Wechselspannung ist und der Ausgangsstrom nicht in Phase mit dieser Spannung ist. In diesem Pail kann im natürlichen Nulldurchgang des Stromes an dem Thyristor,der den Strom übernehmen soll, kein Zündimpuls anstehen, wodurch ein unerwünschtes Lücken des Stromes und eine Funktionsstörung des Stromrichters auftreten kann.

Es besteht die Aufgabe, Impulsunterbrechungen wegen einer plötzlichen Änderung der Regelgröße bzw. der Steuerspannung zu unterbinden. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine Einrichtung zur Erzeugung von Hilfsimpulsen vorgesehen ist, die die Lage der Umkehrpunkte der Sägezahnspannung repräsentieren, daß die Hilfsimpulse und die aus der Sägezahnspannung gebildeten Impulse einer Schaltstufe mit Gedächtnisstufe zugeführt sind, die mit logischen Verknüpfungen an ihrem Ausgang eine Impulsfolge aufbaut, in der pro Periode der Sägezahnspannung nur ein Impuls vorhanden ist.

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Vorzugsweise ist die Schaltstufe aus Gattern mit nachgeschalteter Gedächtnisstufe aufgebaut und die Gedächtnisstufe ist von den zugeführten Impulsen während einer Flanke der Sägezahnspannung nur in die eine Richtung und während der nachfolgenden Planke der Sägezahnspannung nur in die andere Richtung setsbar. Es können zwei Polgen von Hilfsimpulsen erzeugbar sein, wobei die Länge jedes Hilfsimpulses im'wesentlichen mit dem Abstand zwischen zwei Umkehrpunkten der Sägezahnspannung übereinstimmt, der bei symmetrischer Sägezahnspannung der li&rige einer Halbperiode entspricht und wobei die Anstiegsflanken der Hilfsimpulse der einen Folge mit den oberen Umkehrpunkten der Sägezahnspannung und die Anstiegsflanken der Hilfsimpulse der zweiten Folge mit den unteren TJmke hrpunkt en zusammenfallen, Es können die aus der Sägezahnspannung gebildeten Impulse oirekt den- ersten Eingang eino.a NAND-Gatters und über eine Umkehrstufe dem ersten Eingang eines zweiten NANU-Gatters zugeführt, sein, am zweiten Eingang jedes NAND-Gatters kann eine der Hilfsimpulsfolgen liegen und die Ausgänge der NAND-Gatter können mit den Eingängen der Gedächtnisstufe verbunden sein. Zur Erzeugung der Hilfsimpulse können zwei Grenzwertstufen vorgesehen sein, von denen eine im oberen Umkehrpunkt der Sägezahnspannung und die andere im unteren Umkehrpunkt der Sägezahnspannung ein Signal abgibt, aus denen die Hilfsimpulse ableitbar sind. Den Grenzwertstufen kann eine zweite Gedächtnisstufe nachgeschaltet sein.

Mit dem erfindungsgemäßen Steuersatz erhält man Impulsfolgen zur Ansteuerung der Stromrichterventile des Stromrichters,die unabhängig von plötzlichen Änderungen der Regelgröße bzw. der Steuerspannung lediglich ein Impuls pro Periode der Sägezahnspannung aufweisen. Dabei ist sowohl die Lage der Vorderflanke als auch die der Rückflanke der Impulse der erzeugten Impulsfolge abhängig von der Regelgröße, womit ein störungsfreier, geregelter Betrieb des Stromrichters ermöglicht wird.

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Vorteilhaft ist es, "bei einem erfiridungsgemäßen Steuersatz einen Integrator als Sägezahnspannungserzeuger vorzusehen, dem die beiden Grenzwertstufen zur Bestimmung des oberen und unteren Umkehrpunktes der Sägezahnspannung nachgeschaltet sind, wobei der Eingang des Integrators über je einen Schalter mit einer" positiven oder negativen Eingangsspannung beaufschlagbar ist, die einer Referenzspannung proportional sind, die den Grenzwertstufen zugeführten Bezugsspannungen der Referenzspannung ebenfalls proportional sind und die Schalter für die Eingangsspannung in Steuerabhängigkeit von den Signalen der Grenzwertstufen stehen und von diesen wechselweise geöffnet bzw. geschlossen werden, wenn ein Umkehrpunkt der- Sägezahnspannung erreicht ist. Wegen der Proportionalität der Eingangsspannungen des Integrators und der Bezugsspannungen der Grenzwertstufen zu einer Referenzspannung, die beispielsweise die Versorgungsspannung sein kann, ist bei dieser besonderen Art der Sägezahnspannungserzeugung des erfindungsgemäSen Steuersatzes die erzeugte Frequenz referenzspannungsunabhängäg und gleichzeitig werden auf einfache Weise die Hilfsimpulse erhalten, die die Umkehrpunkte der Sägezahnspannung repräsentieren. Zur Erzeugung einer variablen, spannungsunabhängigen Frequenz ist es weiterhin vorteilhaft, wenigstens eine der wechselweise am Eingang des Integrators liegenden Eingangs- · Spannungen an einem Spannungsteiler abzugreifen, an dem die Referenzspannung liegt. Die andere Eingangsspannung kann mit einem Umkehrverstärker aus der ersten abgeleitet sein. Auch eine der Bezugsspannungen für eine der Grenzwertstufen kann an einem Spannungsteiler abgegriffen sein, an dem die Referenzspannung liegt. Die Bezugsspannung an der anderen Grenzwertstufe kann Null sein.

Im folgenden wird der erfindungsgemäße Steuersatz beispielhaft anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

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Pig. 1 zeigt das Schaltbild eines erfindungsgemäßen Steuersatzes, mit dem Impulsfolgen zur Ansteuerung der Stromrichterventile eines Wechselrichters 1 erzeugt werden, an dessen Eingangsklemmen 1a eine Gleichspannung liegt. Von einem Sägezahngenerator 2, der im folgenden noch näher beschrieben wird, wird eine Sägezahnspannung einer Vergleichsstufe 3 zugeführt. Die Vergleichsstufe 3 erhält von einer Regeleinrichtung 45 eine Steuerspannung. Vergleichsstufe 3 und Regeleinrichtung werden ebenfalls im folgenden noch näher erläutert. An den Ausgängen 3a und 3b stehen komplementäre Impulsfolgen, deren Impulse vom Vergleicher in Abhängigkeit von einer Steuerspannung aus der Sägezahnspannung gebildet wurden. Diese Impulsfolgen sind einer Schalteinrichtung 4 zugeführt, die eine in bekannter Weise aus MAND-Gattern 6 und 7 aufgebaute Gedächtnisstufe 5 aufweist. Den Eingängen 5a und 5b der Gedächtnisstufe 5 sind zwei weitere NAND-Gatter 8 und 9 vorgeschaltet. Einem Eingang jedes NAND-Gatters 8 und 9 ist eine der Impulsfolgen des Vergleichers 3 zugeleitet. Am anderen Eingang jedes NAND-Gatters 8 und 9 steht eine Folge von Hilfsimpulsen, die im Sägezahnspannungsgenerator 2 erzeugt wurden. Dabei repräsentiert die eine Folge von Hilfsimpulsen, die beim Ausführungsbeispiel dem NAND-Gatter 8 zugeführt ist, die Lage der oberen Umkehrpunkte der Sägezahnspannung und die andere Folge von Hilfsimpulsen, die beim Ausführungsbeispiel am NAND-Gatter 9 steht, repräsentiert die Lage der unteren Umkehrpunkte der Sägezahnspannung. Seim Ausführungsbeispiel stimmt, wie noch erläutert wird, die Länge der Hilfsimpulse mit der jeweiligen Länge zwischen zwei Umkehrpunkten der Sägezahnspannung überein und die Anstiegsflanke der Hilfsimpulse fällt mit dem jeweils zugehörigen Umkehrpunkt der Sägezahnspannung zusammen. Aus der nachfolgenden Funktionstabelle des Schaltungsteiles 4 ϊεΐ ersichtlich, daß die Gedächtnisstufe 5 durch Impulse des Vergleichers 3 während einer Flanke der Sägezahnspannung nur in eine Richtung und während der nachfolgenden Flanke der Sägezahnspannung nur einmal in die andere Richtung gesetzt werden kann.

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Eingänge NAND-	^Ü3	U₅	Eingänge NAND-	TJ	1	TJ	1	Eingange Ge	5b
Gatter 8	O	O	Gatter 9	1	O	dächtnisstufe 5	O
O	1 .	O	O	5a	1
1	1	O	1	1	1
1	O	1	1
O
1

Ausgänge Gedächtnisstufe 5

^U7 0

keine Änderung

^U8 1

keine Änderung

An den Ausgängen 4a und 4"b des Schaltungsteiles 4 erhält man daher zwei komplementäre Impulsfolgen_? die nur einen Impuls pro Periode der Sägezahnspannung enthalten« Die Lage der Anstiegsflanke und der Rückflanke dieser Impulse sind von der Steuerspannung bestimmt. Plötzliche Änderungen der Steuerspannung können jedoch eine Impulsunterbrechung während der Periode der Sägezahnspannung nicht auslösen. Plötzliche Änderungen der . Steuerspannung können das Gedächtnis 5 nur dann beeinflussen, wenn es vor der plötzlichen Änderung während der ansteigenden bzw. abfallenden Planke noch zu keinem Schnittpunkt zwischen Steuerspannung und Sägezahnspannung gekommen-ist.

Im Ausführungsbeispiel ist ein Sägezahnspannungsgenerator 2 enthalten, der einerseits eine referenzspannungsunabhängige !Frequenz erzeugt und mit dem andererseits die Hilfsimpulse in besonders einfacher Weise erhalten werden. An der Klemme 10a eines Spannungsteilers 10 liegt eine negative Referenzspannung U , die beispielsweise die Versorgungsspannung sein kann. Der Abgriff des Potentiometers 1 ist mit einem Schalter 12 und über einen Widerstand 13 mit einem Eingang eines über den Widerstand 14 rückgekoppelten Umkehrverstärkers 15 verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 15 ist einem zweiten Schalter 17 zugeführt. Die Schalter 11 und 17 können mit Feldeffekttransistoren bestückte Schalter, sogenannte FET-Schalter sein, die im Handel erhältlich sind und die über Steuereingänge 12a und 17a betätigt werden können.

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Ist der Schalter 12 geschlossen und der Schalter 17 geöffnet, so liegt am Eingang eines Integrators 18 mit dem Widerstand eine negative Spannung und der Integrator erhält negativen Strom. Bei geschlossenem Schalter 17 und offenem Schalter 12 erhält der Integrator mit dem Widerstand 16 eine positive Eingangsspannung und damit positiven Eingangsstrom. Die Reihenfolge von Schalter 12 und Widerstand 11 bzw. Schalter 17 und Widerstand 15 kann vertauscht sein. Diese Eingangsspannungen sind der Referenzspannung L^T _r proportional. Der Integrator 18 ist ein über die Kapazität 19 rückgekoppelter Verstärker 20. Am Ausgang 21 des Integrators 18 steht entsprechend der Polarität der Integratoreingangsspannung eine Spannung an, die proportional zur Zeit ansteigt oder abfällt.

Die Spannung an. Ausgang 21 ist zwei Grenzwert stufen 22 und 23 zugeführt, die beim Erreichen eines oberen bzw. unteren Grenzwertes jeweils einen Impuls an ein wieder aus NAND-Gattern 24 und 25 aufgebaute Gedächtnisstufe 26 abgeben, wobei zwischen die Grenzwertstufe 23 und die Gedächtnisstufe 26 eine Invertierstufe 27 gescha?.tet ist. An den Ausgängen 24a. und 25a der Gedächtnisstufe 26 steht je eine folge von HiIfsimpulsen an, die die Lage der Umkehrpunkte der Sägezahnspannung repräsentieren. Die Impulsfcrm dieser Hilfsimpulse wurde oben bereits erläutert. Die Ausgänge 24a und 25a der Gedächtnisstufe 26 sind einerseits jeweils mit einem Eingang der NAND-Gatter 8 und 9 des Schaltungsteiles 4 und andererseits mit den Steuereingängen 12a und 17a der Schalter 12 und 17 verbunden. Die Punktion der Hilfsimpulse in dem Schaltungsteil 4 wurde bereits erläutert. Die Schalter 12 und 17 werden von den Hilfsimpulsen der Gedächtnisatufe 26 wechselweise geöffnet bzw. geschlossen, wenn die Integratorausgangsspannung einen der Grenzwerte erreicht. Nimmt man beispielsweise an, daß der Schalter 12 geschlossen und der Schalter 17 geöffnet sei, so liegt eine negative Eingangsspannung am Integrator 18. Am Integratorausgang 21 erhält man dann eine hochlaufende Spannung. Beim Erreichen des oberen Grenzwertes wird von der Grenzwertstufe 22 ein Signal, abgegeben,

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das über die Gedächtnisstufe 26 als Hilfsimpuls den Schalter 17 schließt und den Schalter 12 öffnet. Am Integratoreingang liegt nun eine positive Spannung und man erhalt am Integratorausgang 21 eine abfallende Spannung, bis der untere Grenzwert erreicht und durch einen Ausgangsimpuls der zweiten Grenzwertstufe23 die Schalter 3 trnd 8 erneut betätigt werden. Mit dem oberen und unteren Grenzwert ist damit der obere bzw» untere Umkehrpunkt der Sägezahnspannung gegeben, deren flankensteilheit durch die Größe der positiven bzw. negativen Integratoreingangsspannungen bzw. -ströme bestimmt ist.

Die Grenzwertstufen 22 und 23 sind über Begrenzerdioden 28 und 29 begrenzte Differenzverstärker. Der zweite Eingang der Grenzwertstufe 23 ist mit dem Abgriff eines Potentiometers 29 verbunden, an dessen Klemme 29a die negative Referenzspannung TJ liegt. Der zweite Eingang der Grenzwertstufe 22 liegt auf Uullpotential. Damit ist die Differenz der Bezugsspannungen für die Grenzwert stuf en 22 und 23 der Referenzspannung TJ₂, proportional. Die gleiche Proportionalität für die Bezugsspannungen würde man erhalten, wenn in Abweichung von l?ig. 1 der zweite Eingang der Grenzwertstufe 22, wie bei der Grenzwertstufe 23, mit einem Abgriff eines Potentiometers verbundea wäre, an dem die negative Referenzspannung TJ oder eine dieser proportionalen Spannung Ine gt.

Die Integratorausgangsspannung TJ₀ erhält man aus dem Integral;

1 i^d

\ oC -i '

Cl

In dieser und den noch folgenden Beziehungen ist C die Kapazität des Kondensators 19 und mit R. wird.jeweils der Widerstandswert des Widerstandes bezeichnet, dessen-Bezugszeichen als Index auftritt. oC. kennzeichnet die Proportionalitätsfaktoren zwischen der Referenzspannung TJ und den wechselweise angelegten Sin-

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gangsSpannungen am Integrator 18 bzw. den Bezugsspannungen für die Grenzwertstufen 22 und 23. Diese Proportionalitätsfaktoren cCi sind im Ausführungsbeispiel durch Spannungsteiler bestimmt.

In der Beziehung für die Integratorausgangsspannung U ist für

R. bei steigender Planke R₁₁ und bei fallender Planke R₁^ zu setzen. Bei steigender Planke isW . = oO , dem durch das Potentiometer 10 gegebenen Proportionalitätsfaktor und bei

•p

fallender Planke istc^ . = oC - . 14 . Setzt man voraus, daß

^R13
auch die Bezugsspannung an der Grenzwertstufe 22 über ein Potentiometer von der Referenzspannung TJ abgeleitet ist und daßodp bzw. oC die Proportionalitätsfaktoren für die Bezugsspannungen der Grenzwertstufen 22 und 23 sind, so erhält man für die Laufzeit t_ der steigenden Planke der Sägezahnspannung

2 ⁺⁰°3 . R₁₁ . C

und für die Laufzeit t„ der fallenden Planke der Sägezahnspannung

^tf ^R14

. U_r = R₁₆ . C . R₁₅

_t (^2+^3)

^{f =}^Γ37~ ' ^{Ri6 e c}

R₁₃

Daraus folgt für die Frequenz f der Sägezahnspannung die Be ziehung:

λ <?■ + ■> ( -ο π , Li. ρ ο

Γ ⁼ "¹S ⁺ ¹I ⁼ ~*~] ^{11 R}13 ' *

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Diese Beziehung ist unabhängig von der Referenzspannung U . Mit dem Sägezahngenerator 2 wird also eine von der Referenzspannung unabhängige Frequenz erzeugt, deren Größe durch Widerstands- bzw. Kapazitätswerte bestimmt ist. Neben diesem Vorteil, der eine gesonderte Stabilisierung der Referenzspannung in jedem Falle unnötig macht, werden mit dem Sägezahnspannungsgenerator 2 in einfachster Weise Hilfsimpulsfolgen für die SchaItungseinrichtung 4 erhalten. Der beschriebene Spannungs-Frequenz-Umsetzer 2 ist daher für den erfindungsgemäßen Steuersatz besonders geeignet. Hervorzuheben ist noch, daß die erzeugte Frequenz durch Verstellen des Abgriffes des Potentiometers 10 und damit durch Veränderung des Proportionalitätsfaktors c^ auch in einem weiten Bereich stetig verändert werden kann, wobei die Unabhängigkeit von der Referenzspannung TJ bewahrt bleibt, ohne daß die Referenzspannung stabilisiert werden muß.

In Fig. 2 ist der zeitliche Verlauf einer Sägezahnspannung TJ aufgezeichnet, wie sie am Integratorausgang 21 ansteht. Der Abstand zwischen den TJmke hrpunkt en der Sägezahnspannung ist durch den Betrag der Summe der Produkte d ρ . .TJ undoi, . TJ gegeben. Der Fig. 2 ist zu entnehmen, daß für den ₂ Hull, d.h. bei geerdetem zweiten Eingang der Grenzwertstufe die Nullinie den oberen Umkehrpunkt der Sägezahnspannung repräsentiert. Eine symmetrische Sägezahnspannung erhält man für t = t_f, d.h. für R₁₁ = R.jg und R^ = R^, (Verstärkungsfaktor 1 des Verstärkers 15).

In Fig. 1 ist der Ausgang 21 des Integrators 18 einem Eingang einer Vergleicherstufe 3 zugeführt, die ein mit der Begrenzungsdiode 30 begrenzter Verstärker 31 ist. Dem zweiten Eingang des Verstärkers 31 ist eine Vergleichs- bzw. Steuerspannung zugeführt, die mit einem über den Widerstand 32 rückgekoppelten Regelverstärker 33 gewonnen wird. Der Widerstand 32 kann auch

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eine Kombination aus Wirk- und Blindwiderständen sein. Am Eingang des Regelverstärkers 33 liegt über die Klemme 35 eine Regelabweichung, die beispielsweise aus einer Sollwertspannung U* und einer Istspannung U gebildet wird, die beispielsweise die Ausgangsspannung am Ausgang 1b des Wechselrichters 1 sein kann. Zur Begrenzung sind dem Regelverstärker 33 über Dioden 36 und 37 an Potentiometern 38 und 39 abfallende Spannungen zugeführt, wobei an der Potentiometerklemme 40 die negative Referenzspannung U liegt. Mit diesen Begrenzungsspannungen, die ebenfalls der Referenzspannung U proportional sind (Proportionalitätsfaktor: U , und öl j.) wird sichergestellt, daß die Vergleichsbzw. Steuerspannung, die der Vergleicherstufe 3 zugeführt wird, immer zwischen den oberen und unteren Umkehrpunkten der Sägezahnspannung liegt, wenn ad . <: «tf¹, und °£ c Φ 0 für °c = 0 gilt. Damit erhält man immer wenigstens einen Schnittpunkt zwischen der steigenden und der fallenden Flanke der Sägezahnspannung und der Steuerspannung und damit wenigstens einen Impuls pro Periode der Sägezahnspannung, der an den Ausgängen 3a bzw. 3b der Vergleichsstufe 3 ansteht und dessen Anstiegsflanke mit einem Schnittpunkt und dessen Rückflanke mit dem folgenden Schnittpunkt übereinstimmen. In der Fig. 1 ist dem Ausgang des Verstärkers 31 eine Invertierstufe 4-1 nachgeschaltet. Man erhält damit an den Ausgängen 3a bzw. 3b die bereits erwähnten zwei komplementären Impulsfolgen, die der Schaltungseinrichtung 4 zugeführt werden.

In Fig. 3 sind Spannungen bzw. Impulsfolgen aufgezeichnet, die an den entsprechend bezeichneten Punkten der Schaltung nach Fig. auftreten. Dabei ist vorausgesetzt, daß vom Sägezahnspannungsgenerator 2 eine symmetrische Sägezahnspannung U erzeugt wird. Die Bedingungen hierfür wurden früher genannt. Wegen der Proportionalität der Begrenzungsspannungen des Regelverstärkers zur Referenzspannung U_r liegt die Steuerspannung U_y immer zwischen dem oberen und dem unteren Umkehrpunkt der Sägezahnspannung U

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Auf die Vorteile dieser Maßnahme wurde bereits hingewiesen.

Aus den Ausgängen der Grenzwertstufen 22 und 23 entstehen die Nadelimpulsfolgen U₁ bzw. U₂. Die Nadelimpulse U₁ entsprechen den oberen Umkehrpunkten der Sägezahnspannung, die Nadelimpulse Up den unteren Umkehrpunkten. Diese Impulse U₁ bzw. Up werden der Gedächtnisstufe 26 zugeleitet, an deren Ausgängen die Impulsfolgen U^ und U. auftreten. Die Anstiegsflanken der Impulse U- fallen mit einem Nadelimpuls zusammen, der den oberen Umkehrpunkt der Sägezahnspannung charakterisiert. Die Lage der Abstiegsflanke des Impulses U~ ist identisch mit der Lage des Nadelimpulses der beim nachfolgenden unteren Umkehrpunkt von der Grenzwertstufe 23 abgegeben wird. Damit ist die Länge der Impulsfolge der Hilfsimpulse -U- mit dem Abstand zwischen den Umkehrpunkten der Sägezannspannung identisch, der bei symmetrischer Sägezahnspannung einer Halbperiode entspricht. Die Impulsfolge U. ist zur Impulsfolge U, komplementär. Mit den Impulsfolgen U~ und U. werden die Schalter 12 und 17 phasenrichtig wechselweise geöffnet und geschlossen und die negative oder positive Spannung an den Eingang des Integrators 18 gelegt. Außerdem werden mit den Hilfsimpulsfolgen U^ und U. NAND-Gatter 8 und 9 des Schaltungsteiles 4 angesteuert und Unterbrechungen der Steuerimpulse für den Wechselrichter 1 unterdrückt.

Die Impulsfolgen Up. und Ug werden durch die Vergleichsstufe 3 an den Ausgängen 3a und 3b erzeugt. Ihre Lage entspricht den Schnittpunkten der Sägezahnspannung U "mit der Steuerspannung U . Beispielsweise aus der Impulsfolge U₁- ist ersichtlich, daß eine plötzliche Änderung der Steuerspannung U im Verlauf einer Planke der Sägezahnspannung U mehrere Schnittpunkte und damit

S ι

eine Impulsunterbrechung erzeugt. Erfolgt eine solche Änderung der Steuerspannung nicht, dann liegen die Impulse der Impulsfolge Up. symmetrisch zu einem Scheitelpunkt der Sägezahnspannung U . Die Impulsfolgen U₁- und Ug, die zueinander komplementär sind, sind den Gattern 8 und 9 und der nachfolgenden Gedächtnisstufe 5 zugeleitet.

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Durch, die Gedächtnis stufe werden in der beschriebenen Weise mit Hilfe der Hilfsimpulse U, und U. die Impulsunterbrechungen in den Impulsfolgen U^ und TJg unterdrückt und die Impulsfolgen IJ₇ und Uq, die an den Ausgängen 4a und 4b der Gedächtnisstufe anstehen, weisen nur einen Impuls pro Periode der Sägezahnspannung U auf.

Mit diesen Impulsfolgen U„ und TJ₈ werden beispielsweise die Stromrichterventile in den Diagonalzweigen eines Wechselrichters in Brückenschaltung angesteuert. Man erhält dann am Ausgang 1a des Wechselrichters die ungeglättete Ausgangsspannung U, die nach entsprechender Glättung beispielsweise als weitgehend oberwellenfreie Sinusspannung einem Verbraucher zugeführt werden kann, der in der Pig. 1 nicht dargestellt ist.

12 Patentansprüche
3 Figuren

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Claims

η ·7 _ T7~n s f7O / ·*< >\ β=-η P t- · ν/ Ι

Pat en tans prüche

( 1.!steuersatz für einen Stromrichter, der in Abhängigkeit von einer Regelgröße des Stromrichters aus einer Sägezahnspannung Impulse zur Ansteuerung der Stromrichterventile des Stromrichters bildet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (26) zur Erzeugung von Hilfsimpulsen (U,, U,) vorgesehen ist, die die lage der Umkehrpunkte der Sägezahnspannung repräsentieren, daß die Hilfsimpulse und die aus der Sägezahnspannung gebildeten Impulse (U₁-, Ug) einer Schaltstufe (4) mit Gedächtnisstufe (5) zugeführt sind, die mit logischen Verknüpfungen an ihrem Ausgang (4a, 4b) eine Impulsfolge (U₇, U_Q) aufbaut, in der pro Periode der Sägezahnspannung nur ein Impuls vorhanden ist.
2. Stromsteuersatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltstufe (4) aus Gattern (8, 9) mit nachgeschalteter Gedächtnisstufe (5) aufgebaut ist und daß die Gedächtnisstufe von den zugeführten Impulsen (U^, U., U,- und Ug) während einer Planke der Sägezahnspannung (U ) nur in die eine Richtung und während der nachfolgenden Planke der Sägezahnspannung nur in die andere Richtung setzbar ist.
3. Steuersatz nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Polgen von Hilfsimpulsen („υ,, U.) erzeugbar sind, wobei die Länge Jedes Hilfsimpulses im wesentlichen mit dem Abstand zwischen zwei Umkehrpunkten der Sägezahnspannung übereinstimmt und die Anstiegsflanken der Hilfsimpulse der einen Folge (U,) mit den oberen Umkehrpunkten der Sägezahnspannung und die Anstiegsflanken der Hilfsimpulse (U.) der zweiten Polge mit den unteren Umkehrpunkten zusammenfallen. ' .
4· Steuersatz nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Sägezahnspannung (U ) gebildeten Impulse (Ue> Ug) direkt den ersten Eingang eines MuD-Gatters und über eine Umkehrstufe (41) dem ersten Eingang eines

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zweiten NAND-Gatters (9) zugeführt sind, daß am zweiten Eingang jedes NAND-Gatters eine der Hilfsimpulsfolgen (U,, IT4) liegt und daß die Ausgänge der NAND-Gatter mit den Eingängen■der Gedächtnisstufe (5) verbunden sind.
5. Steuersatz nach einem der Ansprüche 1 "bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Hilfsimpulse (U,, U.) zwei Grenzwertstufen (22, 23) vorgesehen sind, von denen eine im oberen Umkehrpunkt der Sägezahnspannung (U ) und die andere im unteren Umkehrpunkt der Sägezahnspannung· Signale (U.., U₂) abgibt, aus denen die Hilfsimpulse ableitbar sind.
6. Steuersatz nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den Grenzwertstufen (22, 23) eine zweite Gedächtnisstufe (26) nachgeschaltet ist.
7· Steuersatz nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Integrator (18) als Sägezahnspannungserzeuger vorgesehen ist, dem die beiden Grenzwertstufen (22, 23) zur Bestimmung des oberen und des unteren Umkehrpunktes der Sägezahnspannung (U ) nachgeschaltet sind, daß der Eingang des Integrators über je einen Schalter (12, 17) mit einer positiven oder negativen Eingangsspannung beaufschlagbar ist, die einer Referenzspannung (TJ ) proportional sind, daß die den Grenzwertstufen zugeführten Bezugsspannungen der Referenzspannung proportional sind, und daß die Schalter für die Eingangsspannung in Steuerabhängigkeit von den Signalen (U.. , Up) der Grenzwertstufen stehen und wechselweise geöffnet bzw. geschlossen werden, wenn ein Umkehrpunkt der Sägezahnspannung erreicht ist.
8. Steuersatz nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der wechselweise am Eingang des Integrators (18) liegenden Eingangsspannungen an einem Spannungsteiler (10) abgegriffen ist, an dem die Referenzspannung (U_r) liegt.
9. Steuersatz nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,

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daß wenigstens eine Bezugs spannung für eine der Grenzwertstufen (22 "bzw. 23) an einem Spannungsteiler (29) abgegriffen ist, an dem die Referenzspannung (TJ₃,) liegt.
10. Steuersatz nach einem der Ansprüche 7 "bis 9> dadurch, gekennzeichnet, daß eine der abwechselnd am Integratoreingang liegenden Eingangsspannungen mit einem Umkehrverstärker (15) aus der anderen abgeleitet ist.
11. Steuersatz nach einem der Ansprüche 7 "bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Vergleichsstufe (3) aus der Sägezahnspannung (U ) Impulse (U₁-, Ug) bildbar sind, wobei an einem Eingang der Vergleichsstufe die Sägezahnspannung und am zweiten Eingang eine Vergleichsspannung U) liegt und die Vergleichsspannung durch eine obere und eine untere Grenzspannung begrenzt ist, die zwischen den Umkehrpunkten der Sägezahnspannung liegt und die proportional zur Referenzspannung (U ) sind,
12. Steuersatz nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsspannung (U ) die Stellgröße einer Regeleinrichtung (45) mit einem Regelverstärker (33) ist, dem zur Begrenzung die Grenzspannungen zugeführt sind.

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