DE2317503C3 - Anordnung zur Steuerung des Polradsteuerwinkels einer Stromrichtermaschine synchroner Bauart - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung des Polradsteuerwinkels einer Stromrichtermaschine synchroner Bauart gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 34 18 550 ist eine Anordnung zur Steuerung des Polradsteuerwinkels einer Stromrichtermaschine synchroner Bauart, deren Polrad mit einem Polradlagegeber verbunden ist und deren Ankerwicklungen von einer Stromrichteranordnung gespeist sind, bekannt. Der Polradlagegeber enthält eine rotierende Scheibe mit darauf angebrachten Feinspursignalen im Bereich von ebenfalls auf ihr angebrachten Grobspursignalen. Die Phasenlage der Zündimpulse für die steuerbaren Stromrichterventile der die Ankerwicklungen speisenden Stromrichteranordnung werden, bezogen auf die Polradlage der Stromrichtermaschine, durch eine die Signale des Polradgebers verarbeitende Steuereinrichtung vorgegeben. Bei dieser bekannten Anordnung werden die Feinspursignale jedoch nicht zur Signalverarbeitung in der Steuereinrichtung sondern lediglich zur Messung der Geschwindigkeit des Polrades herangezogen. Auf diese Weise kann der Polradsteuerwinkel lediglich durch mechanische Verstellung des Polradlagegebers gegenüber den Ankerwicklungen eingestellt werden. Eine Einstellung des Polradsteuer- >° winkeis während des Betriebes der Stromrichtermaschine ist daher ebensowenig möglich wie eine feinstufige Vorgabe der Ständerdurchflutung der Stromrichtermaschine in Abhängigkeit von der jeweiligen Polradstellung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine feinstufige Vorgabe der Ständerdurchflutung einer Stromrichtermaschine synchroner Bauart in Abhängigkeit von der jeweiligen Polradstellung im gesamten Vierquadrantenbetrieb der Stromrichtermaschine im Generator- bzw. Motorbetrieb, auch während des Betriebes, zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist durch Verarbeitung der auf dem Polradlagegeber angebrachten Feinspursignale in der Steuereinrichtung eine feinstufige Vorgabe des Polradsteuerwinkels und damit der Ständerdurchflutung einer Stromrichtermaschine in Abhängigkeit von der jeweiligen Polradstellung im gesamten Vierquadrantenbetrieb der Stromrichtermaschine im Generator- bzw. Motorbelrieb auch während des Betriebes der Stromrichtermaschine möglich. Zur Erfassung der Drehzahl können natürlich die Feinspursignale ebenfalls herangezogen werden.

Anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele soll der der Erfindung zugrundeliegende Gedanke näher erläutert werden.

F i g. 1 stellt in Form eines Blockschaltbildes eine nach der Erfindung ausgebildete Steuereinrichtung für eine Stromrichtermaschine synchroner Sauart dar;

F i g. 7 zeigt ein Blockschaltbild gemäß der F i g. 1 mit den einzelnen, den Bausteinen zugeführten oder von den Bausteinen abgegebenen Signalen;
F i g. 3 zeigt das Blockschaltbild einer Drehwinkellogik;

F i g. 4 die zeitlichen Verläufe der in dem Blockschaltbild nach F i g. 2 auftretenden Signale und

F i g. 5 eine gegenüber der Anordnung nach F i g. 2 vereinfachte Steuerschaltung.

Die in F i g. 1 dargestellte Stromrichtermaschine synchroner Bauart 9 weist einen mit drei in Stern geschalteten Wicklungen versehenen Ständer (Anker) auf, wobei die äußeren Wicklungsenden an eine aus steuerbaren Gleichrichtern bzw. Thyristoren gebildeten Stromrichteranordnung 5 angeschlossen sind. Die Stromrichteranordnung 5 ist über eine Gleichrichteranordnung und Gleichstromzwischenkreis mit einem aus den Phasen U, V und W bestehenden Drehstromnetz verbunden, dem sie im Motorbetrieb der Stromrichtermaschine 9 Leistung entzieht bzw. dem sie im Generatorbetrieb Leistung zuführt An die Läuferwelle 34 der Stromrichtermaschine synchroner Bauart 9 ist ein Polradlagegeber 10 angeschlossen, der den jeweiligen Augenblickswert des Drehwinkels der Läuferwelle 34 feststellt Der Polradlagegeber 10 besteht aus einer Anordnung von Lichtquellen, z. B. Lampen oder lichtemittierenden Halbleitern, und ihnen gegenüberlie-

genden Lichtempfängern, ζ. Β. Phototransistoren, mit dazwischenliegender Blendenscheibe. Diese Blendenscheibe hat die Form einer runden Scheibe, die mit Löchern oder Schlitzen versehen ist und die von der Läuferwelle 34 gedreht wird. Sie liefert für dreiphasige Maschinen die erforderliche Information zum Anfahren durch ein ebenfalls dreiphasiges grobspuriges Geberausgangssignalsystem α, β, γ, dessen Pulszahl pro Umdrehung der Polpaarzahl der Stromrichtermaschine synchroner Bauart 9 entspricht Die günstigste Winkel-Zuordnung zwischen der Ständerdurchflutung und dem Läufer muß durch Justieren des Polradlagegebers 10 im Stillstand bestimmt werden. Der Polradlagegeber 10 liefert jedesmal dann ein Ausgangssignal, wenn ein Loch oder Schlitz in der Blendenscheibe dem zugehörigen Lichtempfänger gegenüberliegt, so daß bei einem dreiphasigen Geberausgangssignalsystem α, β, γ, zur Messung der Läuferstellung ein Auflösungsvermögen von 60° el erreicht wird. Erfindungsgeiiäß ist im Polradlagegeber 10 ein zusätzliches Sender-Empfänger-Paar und eine feine Lochung der Blendenscheibe vorgesehen, mit deren Hilfe als Information ein Feinspursignal ο gebildet wird. Aus diesem möglichst hochpulsigen, drehzahlproportionalen Signal werden bei Drehung der Läuferwelie 34 der verschobene Zündbereich für die erforderliche Vor- bzw. Nacheilung der Stünderdurchflutung hergeleitet. Dies geschieht in einer noch zu beschreibenden elektronischen Schaltung durch Auszählung der Feinspursignale ο in Bereichen der Grobspursignale α, β, γ.

Durch die Kombination von Grobspursignalen α, β, y, und einem Feinspursignal α können wegen des einfachen Aufbaus recht robuste Polradlagegeber 10 entwickelt werden. Sie werden z. B. im Stillstand für Umkehrantriebe auf einen Polradsteuerwinkel von κ = 0 und für Einrichtungsantriebe nach optimalem Anfahrmoment einjusliert und gestatten bei Drehung eine sehr feinfühlige elektronische Verstellung des mittleren Polradsteuerwinkels κ™. Der Polradsteuerwinkel κ = 0 entspricht dabei jener Zuordnung von Anker- und Polradfeld, bei der die Grundwelle der Ankerdurchflutung Θ_Λ senkrecht auf der Grundwelle der Polraddurchflutung θ/> steht, also der optimalen Lage für das Drehmoment der Maschine. Aus Gründen der Kommutierung der Stromrichteranordnung wird abweichend vom Polradsteuerwinkel κ = 0 für die optimale Lage der Durchflutungen ein Polradsteuerwinkel κ eingestellt, damit die Stromrichtermaschine kapazitives Verhalten zeigt. Die Feinspur des Polradlagegebers kann außer zur Winkeleinstellung natürlich auch zur Bildung des so Drehzahlistwertes der Stromrichtermaschine synchroner Bauart 9 herangezogen werden.

Der Polradlagegeber 10 kann neben der beschriebenen Ausführung mit Blendenscheibe und Lichtsender und -empfänger auch aus einem magnetischen Fühler, Hall-Effekt-Fühler, kapazitiven Fühler usw. aufgebaut werden. Die vom Polradlagegeber 10 abgegebenen Grobspursignale α, β, γ, werden einem ersten Drehwinkel-Signalinverter 30 sowie einem zweiten Drehwinkel· Signalinverter 31 und einem Drehrichtungsfühler 32 zugeführt. Die Abgabe der *"". uL^pursignale λ, β, γ, oder invertierten Grobspursignale α, β, γ, der beiden Drehwinkel-Signalinverter 30 bzw. 31 an einer dem ersten Drehwinkel-Signalinverter 30 nachgeschalteten Drehwinkellogik 1 bzw. dem zweiten Drehwinkel-Signalinverter 31 nachgeschalteten Torlogik 2 hängt von der jeweiligen Ansteuerung der beiden Drehwinkel-Signalinverter 30,31 ab. Während der erste Drehwinkel-Signalinverter 30 mit den Ausgangssignaien α', β', γ' vom DrehrichtungsfLhler 32 angesteuert wird, erhält der zweite Drehwinkel-Signalinverter 31 mit den Ausgangssignalen α", β", γ" entsprechende Signale von einer der Drehwinkelsteuerung übergeordneten Steuerung und Regelung 33 der Stromrichtermaschine synchroner Bauart 9. Die Ausgangssignale λ', β', γ' des ersten Drehwinkelsignalinverters 30 entsprechen entweder den Grobspursignalen _oc, β, γ oder den invertierten Grobspursignalen α, β, γ; ebenso die Ausgangssignale α", β", γ" des zweiten Drehwinkel-Signalinverters 31. Die Ausgangssignale sowohl des Drehrichtungsfühlers 32 als auch der übergeordneten Steuerung und Regelung 33 werden einem Betriebsindikator 8 zugeführt, dessen Ausgangssignale Mbzw. A/die Aussage, ob Μοΐοτ(Μ)- oder GeneratorfMJ-Betrieb der Stromrichtermaschine synchroner Bauart 9 vorliegt bzw. vorliegen soll, an die Drehwinkellogik 1 weitergeleitet werden. Die Feinspursignale σ des Polradlagegebers 10 werden sowohl der Drehwinkellogik 1 als auch einer Verriegelung 6, zugeführt, die in Abhängigkeit von der Anzahl der Feinspursignale σ pro Zeiteinheit, also in Abhängigkeit von der Drehzahl η der Stromricluermaschine synchroner Bauart 9, ein Signal JVbzw. /Van die Torlogik 2 abgibt.

Der Drehwinkellogik 1 werden außerdem noch vorgewählte Winkelwerte VQM bzw. VQG für den Motor- bzw. Generatorbetrieb von einer Vorwahlstufe 7 zugeführt, die in geeigneter Weise mit der übergeordneten Steuerung und Regelung 33 verbunden sein kann. Die von der Drehwinkellogik 1 abgegebenen Signale SM_K,ß,_y bzw. SG*, ß, _r, die für den Moior(M)- bzw. Generatorbetrieb (M) gegenüber den Grobspursignalen (χ, β, γ, verschobene Winkelbereiche umfassen, werden der Torlogik 2 zugeführt, die in Abhängigkeit von den von der Verriegelung 6 und dem zweiten Drehwinkelinverter31 abgegebenen Signalen N, Nbzw. λ", β", γ" aufbereitete Signale A, B, C an eine Verknüpfungslogik 3 weiterleitet. Für niedrige Drehzahlen (N=O) ist das System der aufbereiteten Gebersignale /4_!_/^_Cjdentisch _mit den Grobspursignalen α, β, γ bzw. ac, β, γ für die andere Drehrichtung und für höhere Drehzahlen (N=L) mit den von der Drehwinkellogik 1 abgegebenen verschobenen Signalen SM_1x, β, γ bzw. SGa, β, γ- Die Gleichung der rein kombinatorischen Verknüpfung für die aufbereiteten Gebersignale A, B, Clautet dabei

A oi" ■ N + (SM_a ■ M+ SG_1x- M)-N^ B = ß" ■ N+ (SM_f ■ M+ SGß-W-N C = γ" -N+(SM_r ■ M+ SGy M)- N.

In der Verknüpfungslogik 3 werden den aufbereiteten Gebersignalen A, B, CFreigabesignale a, b, c, d, e, /fest zugeordnet, die 120°el-Stromrichterzündbereichen entsprechen und 60° el gegeneinander versetzt sind. Die Freigabesignale werden an Impulsverstärker 4 abgegeben, die einzelne Thyristor- oder Ventilgruppen der Stromrichteranordnung 9 zur Zündung der Thyristoren oder Ventile ansteuern. Mit Hufe der aufbereiteten Gebersignale A, B, C und damit auch mit den ihnen fest zugeordneten Freigabesignalen a bis /für die Impulsverstärker 4 sind alle vier Quadranten des Betriebs der Stromrichtermaschine synchroner Bauart zu durchfahren. Eine Kombination entspricht dem Motorbetrieb im ersten und dem Generatorbetrieb im vierten Betriebsquadranten und eine andere Kombination dem Motorbetrieb im dritten und dem Generatorbetrieb im zweiten Quadranten des Betriebes.

In F i g. 2 ist die Winkelsteuerung in detaillierter Form als Blockschaltbild dargestellt, wie sie sich aus dem Blockschaltbild der F i g. 1 ergibt. Die Drehwinkellogik 1 besteht aus mehreren Logikbausteinen 11 bis 16, die den einzelnen Grobspursignalen χ', β', γ' (d. h. <x, β, γ bzw. χ, β, γ) sowie_dem jeweiligen Molor(M)- bzw. Generatorbetrieb (M) zugeordnet sind und die als Ausgangssignale_cli_e gegenüber den statischen Signalen χ, β, γ bzw. χ, β, γ, verschobenen Bereiche SM_x, SMp, SMy bzw. SGn, SCß, SGy abgeben. Zugeführt werden den einzelnen Logikbausteinen 11 bis 16 das Feinspursignal σ vom PolradlagegeberJO sowie vom Betriebsindikator 8 ein Signal M bzw. M und von der Vorwahlstufe 7 Vorwahlwerte VQM bzw. VQG für den Motor- bzw. Generatorbetrieb der Stromrichtermaschine. Außerdem werden den einzelnen Logikbausteinen 11 bis 16 die ihnen zugeordneten Grobspursignale λ', β', γ' vom Drehwinkel-Signaliuverter 30 zugeführt. Der die Grobspursignale χ, β, γ in ihrer Folge erfassende und auswertende Drehrichtungsfühler 32 gibt je ein Signal für den Istwert der Drehrichtung der Stromrichtermaschine 9 sowohl an der» Drehwinkel-Signalinverter 30 als auch an den Betriebsindikator 8 ab. Die die Drehzahl der Stromrichtermaschine synchroner Bauart 9 bzw. die Feinspursignale ο pro Zeiteinheit erfassende Verriegelung 6 gibt an ihrem Ausgang oberhalb einer bestimmten Drehzahl n>no ein Auslösesignal N an die den einzelnen Logikbausteinen 11 bis 16 für jedes Signal χ, β, γ zugeordneten Torlogikstufen 21, 22, 23 ab. An weiteren Eingängen der Torlogikstufen 21, 22, 23 werden die Ausgangssignale der Logikbausteine 11 bis 16 der Drehwinkellogik 1 für Motor- und Generatorbetrieb und die Ausgangssignale χ", β", γ" des zweiten Drehwinkel-Signalinverters 31, die je nach Vorgabe des Drehrichtungs-Sollwertes von der übergeordneten Steuerung und Regelung den Grobspursignalen c^_ß,j oder den invertierten Grobspursignalen Ö7 ~ß~, ~γ, entsprechen, eingegeben. So erhält beispielsweise die Torlogikstufe 21 für das Grobspursignal <x von den Drehwinkel-Logikbausteinen 11 und 12 die verschobenen Bereiche SM. bzw. SG_x für den Motor- bzw. Generatorbetrieb sowie vom zweiten Drehwinkel-Signalinverter 31 die Eingabe des Grobspursignals <x bzw. ix und von der Verriegelung 5 das Freigabesignal Λ/bzw. das Sperrsignal N. Die Ausgangssignale der Torlogikstufen 21 bis 23. die aus einem dreiphasigen System von um 120° el phasenverschobenen aufbereiteten Gebersignalen A, B, Cbestehen, werden der Verknüpfungslogik 3 zugeführt, in der den aufbereiteten Gebersignalen A, B, C ein System aus sechs 120° el langen und 60° el gegeneinander versetzten Zündbereichen a. b, c, d, e, f direkt zugeordnet wird, jede vorgewählte Verschiebung der dreiphasigen Systeme wird damit direkt auf die Zündbereiche weitergeleitet. Die Verknüpfungsgleichungen können beispielsweise derart lauten:

a = A B~ b = A ~C c = BC d = B-A e = C- A F = CB

Anhand des in F i g. 3 dargestellten Drehwinkel-Logikbausteins 11 für das Grobspursignal α und Motorbetrieb Λ/der Stromrichtermaschine synchroner Bauart 9 soll die Funktionsweise der Drehwinkellogik 1 beschrieben werden. Wie der vorangegangenen Beschreibung zu entnehmen ist, werden dem Drehwinkel-Logikbaustein 11 vom Polradlagegeber 10 das Feinspursignal ο und über den ersten Drehwinkel-Signalinverter 30 als x' das Grobspursignal χ bzw. das invertierte Grobspursignal χ und von der Vorwahlstufe 7 die m Vorwahlwerte VQxmM für den Motorbetrieb M eingegeben. Aus dem Grobspursignal «' werden über zwei monostabile Kippstufen 110 und 111 die EinschaltfTae,)- und AusschaltfTaa/Zeitpunkte des Grobspursignals «' ermittelt und zu einem gemeinsamen Schaltsignal Toc in

einem Summierglied 113 zusammengefaßt. Über eine weitere monostabile Kippstufe 114 wird aus dem gemeinsamen Schaltsignal Γα ein etwas längeres Rücksetzsignal ZRx für einen nachgeschalteten Zähler 115 gebildet, dem an einem weiteren Eingang das Signal ο zugeführt wird. Der Zählbereich des Zählers 115 liegt somit in dem Zeilbereich, in dem das Rücksetzsignal ZRoi nicht vorhanden ist, er_ist also gleich ZR<x. Während des Zählbereiches ZRx werden mit dem Zähler 115 die Signale σ gezählt. Die Zahl ZQx der Signale σ im Zählbereich ZRx werden an einen Komparator 116 abgegeben. An einem weiteren Eingang werden dem Komparator 116 über eine Synchronisationsstufe 117 die von der Vorwahlstufe abgegebenen m Vorwahlwerte VQ_amM als synchronisierte Vorwahlwerte SQ_xmM zugeführt. Durch die Synchronisation mit dem Beginn des Zählervorgangs soll ein unerlaubtes Verstellen der Vorwahleingänge des Komparators 116 während des Zählvorganges verhindert werden. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit einem aus dem Einschaltimpuls T_ne des Grobspursignals x' über eine Synchronsperre 112 hergeleiteten Impuls Τ_ΛΛ also nur bei jedem zweiten Rückstellen des Zählers 115, synchronisiert. Die synchronisierte Winkelvorgabe

■35 SQ_xmM wird ständig mit dem jeweiligen Zählerstand ZQx im Komparator verglichen und nur bei Übereinstimmung beider Werte (in Bits) gibt der Ausgang des Komparators 116 ein Identitätssignal IMx ab, dessen Länge der Zähltaktfrequenz des Zählers 115 entspricht und das als Taktgeber einem Speicher 118 eingegeben wird Das dem Speicher 118 zugeführte Identitätssignal IMx löst dort einmal den Beginn und beim nächsten Mal das Ende des verschobenen Zündbereiches SMx aus. An weiteren direkten Eingängen des Speichers 118 werden das Grobspursignal x' (also χ bzw. S) und die Einschalt(7ie)- und Ausschaltf7i_a)-zeitpunkte des Grobspursignals a' eingegeben, um bei einem den Zählbereich überschreitenden Vorwahlwert VOxM noch das Schalten des Speichers 118 in seiner Grenzlage

so sicherzustellen.

Die Erläuterung des Verfahrens zur Impulsverschiebung soll anhand von F ι g. 4 erfolgen.

In Fig.4a sind symbolisch die Feinspursignale σ als Impulskamm dargestellt, wobei die Zahl der Feinspursignale σ während 180° el von der geforderten Genauigkeit der Winkelverstellbarkeit abhängt. Sind z. B. 720 Feinspursignale σ pro Geberumdrehung vorhanden, so ergeben sich bei einer 6poligen Maschine 720/6 = 120 Impulse pro 180° el.

ω Fig.4b zeigt das Grobspursignal α bzw. in den Signallücken das invertierte Grobspursignal ä. Jeweils zu Beginn und Ende des Grobspursignals χ wird über die monostabilen Kippstufen 110 und 111, das Summierglied 113 und die weitere Kippstufe 114 das in

b5 F i g. 4c dargeste]lte Zählerrücksetzsignal ZRx gebildet Im Zählbereich ZRx₁ d. h. also im Bereich nichtvorhandener Zählerrücksetzsignale ZRx zählt der nachgeschaltete Zähler 115 die Feinspursignale σ aus, so daß

am Zählerausgang der in Fig.4d dargestellte Zählerstand ZQxmM auftritt, der hier der Anschaulichkeit halber als ein mit jedem durch das Feinspursignal σ gegebenen Impuls während des Zählbereichs ZRx ansteigenden Wertes dargestellt ist. Der von der Vorwahlstufe 7 vorgegebene, in Fig.4e als zeitlich konstante Größe dargestellt, Vorwahlwert SQ_xmM wird im Komparator 116 mit dem jeweiligen Zählerstand ZQeimM verglichen und bei Übereinstimmung an dessen Ausgang das in F i g. 4f dargestellte Identitätssignal /Mx ι ο an den nachgeschalteten Speicher 118 abgegeben. Durch entsprechende Eingabe des Grobspursignals χ bzw. öc in Vorbereitungseingänge des Speichers 118 werden mit dem als Taktgeber dienenden Identitätssigiiäi /Αία die in Fig.4g dargestellten verschobenen Zündbereiche SMx am Ausgang des Speichers 118 abgegeben. Durch digitale oder analoge Vorwahl kann somit ein Zündbereich SMx gegenüber dem Ursprungszündbereich x, wie in F i g. 4g dargestellt, um einen Wert Δα verschoben werden. Für Grenzlagen müssen noch besondere Zusätze vorgesehen werden. Ist beispielsweise der Vorwahlstand SQ_xmM so groß, daß die Zahl der im Zählbereich ZRa. vorhandenen Signale σ nicht ausreicht, den Komparator ansprechen zu lassen, so liegt eine Fehleinstellung vor und der Speicher 118 muß über direkte Setz- und Rücksetz-Eingänge geschaltet werden. Zu diesem Zweck werden die Einschalt(T_ae)- und AusschaltfTt.J-Signale dem Speicher 118 zugeführt Diese Steuerung stört für andere Vorwahlstände nicht und wird deshalb immer beibehalten.

Soll die Impulsverschiebung nur im Bereich von 60° el variiert werden, so läßt sich die Schaltung nach den F i g. 1 und 2 dadurch vereinfachen, daß für alle drei Grobspursignale «, β, γ nur eine gemeinsame Zähleinrichtung eingesetzt wird. Eine derartige Schaltungsan-Ordnung ist in Fig. 5 dargestellt, wobei die prinzipielle Schaltung nach den Fig. 1 und 2 hiervon unberührt bleibt Lediglich die Drehwinkellogik 1 wurde für alle drei Grobspursignale χ, β, γ zusammengefaßt und vereinfacht Jedes der drei Grobspursignale x_±ß,y und die dazugehörigen antivalenten Signale «i JT, γ werden vereinfachten Logikbausteinen 17, 18, 19 für jede einzelne Phase zugeführt Jeder dieser vereinfachten Logikbausteine 17,18,19 enthält wie die Logikbausteine nach F i g. 2 und 3 zwei monostabile Kippstufen 110 und 111, ein Summierglied 113, eine weitere monostabile Kippstufe 114 sowie einen Speicher 118. Vor der Verarbeitung des Identitätssignals IM in den Speichern 118 jedes vereinfachten Logikbausteines 17,18,19 wird über ein Auswahlglied 120 der für die jedem vereinfachten Logikbausteir. 17, IS, 19 zugeordneten Phase richtige Impuls herausgesucht Dazu wird dem Auswahlglied_120Jeweils ein weiteres Grobspursignal λ, β, γ bzw. λ, β, γ und der Ausgang des gemeinsamen Komparators 116 zugeführt Die Ausgänge jedes Speichers 118 der einzelnen vereinfachten Logikbausteine 17, 18, 19 ergeben wiederum die verschobenen Zündbereiche 5Mx, SMß, SMy jeder Phase. Die Zählerrücksetzimpulse ZRx, ß,y jedes vereinfachten Logikbausteines 17, 18, 19 werden in einem gemeinsamen Summierglied 119 zu einem gemeinsamen Zählerrücksetzsignal ZR zusammengefaßt. Auf diese Weise verringert sich der Zählbereich auf 60° el. Wie in dem Blockschaltbild nach Fig.3 wird dem Zähler 115 das Feinspursignal σ und eine Synchronisationsstufe 117 sowohl die Vorwahlwerte VQ_mM als auch über eine Synchronsperre 112 die aus den Einschaltimpulsen T_xa Tßc T_Ye hergeleiteten Impulse zugeführt Die synchronisierte Winkelvorgabe SQ_mM und die Zählerstände ZQmM werden dem gemeinsamen Komparator 116 zugeführt, an dessen Ausgang nur noch ein Identitätssignal IM erscheint, nun aber dreimal so häufig. Die Gleichungen für die beiden zusätzlichen Glieder 119 und 120 lauten nach vorstehendem:

a) für das gemeinsame Summierglied 119:
ZR = ZRk. + ZRß + ZRy

b) für das Auswahlglied 120 (Phase «) _
bei Rechtsdrehung: /Mx = IM ■ (x · β + « · β)
bei Linksdrehung: /Mx = IM ■ (χ · γ + χ · y)

Mit dieser Schaltung wird eine erhebliche Vereinfachung der Drehwinkellogik erreicht, wobei jedoch der Verstellbereich auf 60° el eingesetzt wird. Da aber die Lage des Beginns des Verstellbereichs freigestellt ist, also ein Bereich von 0°el bis 60° el oder 60° el bis 120° el usw. mit jedem beliebigen Winkelwert als Verstellbereichs-Beginn, ist für viele Anwendungszwecke eine einfache und wirksame Steuerung des Polradsteuerwinkels möglich.

Das am Beispiel einer Steuerung des Polradsteuerwinkels für den Motorbetrieb einer Stromrichtermaschine synchroner Bauart beschriebene erfindungsgemäße Verfahren läßt sich natürlich auch analog auf den Generatorbetrieb und beide Drehrichtungen übertragen. Für den Generatorbetrieb können zwar die gleichen Zählbereiche und Zähler verwendet werden, aber die Winkelvorgabe mit Synchronisierung, der Vergleich und die Impulsverschiebung müssen zusätzlich vorhanden sein. Der Auswahl stehen damit die in ihrer Winkellage verstellbaren Signale SMx, SMß, SMy für Motorbetrieb und SGa, SGß, SGy für Generatorbetrieb zur Verfügung. Der Schritt vom Antrieb mit Bremsmöglichkeit zum Reversierantrieb ist nur mit unbedeutenden Steuerungserweiterungen verbunden. So ist eine Drehrichtungsumkehr beispielsweise in der Weise zu erreichen, daß vom Motorbetrieb in der einen Drehrichtung über den Generatorbetrieb, die Drehzahl 0 und Motorbetrieb in die andere Drehrichtung gefahren wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung des Polradsteuerwinkels einer Stromrichtermaschine synchroner Bauart, deren Polrad mit einem Polradlagegeber, der Feinspursignale im Bereich von ebenfalls auf ihm angebrachten Grobspursignalen aufweist, verbunden ist und deren Ankerwicklungen von einer Stromrichteranordnung gespeist sind, wobei die Phasenlage der Zündimpulse für die steuerbaren Stromrichterventile der Stromrichteranordnung, bezogen auf die Polradlage der Stromrichtermaschine durch eine die Signale des Polradlagegebers verarbeitende Steuereinrichtung vorgegeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zähler (115, F i g. 3) die Feinspursignile (σ) im Bereich der Grobspursignale (α, β, γ) synchronisiert mit letzteren, zählt und daß der jeweilige Zählerstand mit einem mit dem Zählbeginn synchronisierten, vorgewählten Wert des Polradsteuerwinkels (VQM, VQG) in einem Komparator (116, F i g. 3) verglichen ist, wobei bei Identität beider Werte der Komparator (116) ein Signal zur Bestimmung der Phasenlage für die Zündimpulse abgibt

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Komparators (116) einem Speicher (118) zugeführt ist, dessen Ausgangssignale dem gegenüber den Grobspursignalen (λ, β, γ) verschobenen Bereich (Sac, Sß, Sy) festlegen.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den Setz- und Rücksetzeingängen des Speichers (118) das jeweilige Grobspursigjia[(α, β, γ) bzw. das antivalente Grobspursignal (κ, β. γ) sowie über ein Einschaltglied (110) und ein Ausschaltglied (111) der Beginn (Tote) und das Ende (Txa) des Grobspursignals (κ^§, y) bzw. des antivalenten Grobspursignals (<χ, β, γ) zusätzlich zugeführt sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge des Einschaltgliedes (110) und des Ausschaltgliedes (111) mit den Eingängen eines Summiergliedes (113) dessen Ausgänge wiederum einer monostabilen Kippstufe (114) zugeführt ist, verbunden sind, und daß vom Ausgang der monostabilen Kippstufe (114) ein Rücksetzsignal (ZRa, β, γ) dem Zähler (115) zugeführt ist.