DE2407978A1

DE2407978A1 - Determining rotation direction of multi-phase electrical system - involves interconnection of phases by semiconductor devices

Info

Publication number: DE2407978A1
Application number: DE19742407978
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Ing Edlich
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-02-15
Filing date: 1974-02-15
Publication date: 1975-08-28

Abstract

One phase is connected to the centre point of the system by way of a semiconductor valve or alternatively one phase may be connected to at east one other phase by way of a controllable bidirectional semiconductor element. The ignition grid of he semiconductor valve or semiconductor element is connected to a further phase. At least one resistor can be connected in series with the semiconductor valve or element. A glow lamp can be connected in parallel to the resistor and the ignition grid can be connected to the further phase via a resistor and a diode. A diode can be connected in series with the controllable semiconductor element.

Description

Einrichtung zur Bestimmung der Drehrichtung eines mehrphasigen elextrischen Systems. Device for determining the direction of rotation of a multiphase elextric Systems.

Für viele Starkstromeinrichtungen ist es ausserordentlich wichtig, die Drehrichtung eines mehrphasigen elektrischen Systems, z.B. eines dreiphasigen Drehstromnetzes, zu bestimmen. Motoren laufen bei falscher Polung verkehrt herum, Umrichter zünden bei falscher Polung zwischen Drehfeld und Zündimpuls durch und können in kritische Zustände geraten.For many power facilities it is extremely important the direction of rotation of a multi-phase electrical system, e.g. a three-phase Three-phase network to determine. Motors run upside down if the polarity is wrong, Inverters ignite if the polarity between the rotating field and the ignition pulse is incorrect can get into critical states.

Eine bekannte Einrichtung zur Messung der Drehrichtung eines Drehfeldes (AEG-Hilfsbuch 2 "Handbuch der Elektrotechnik", 10. Auflage, Seiten 415 und 416) nutzt die Phasen verschiebung durch RC-Glieder aus, um die Drehrichtung zu bestimmen. Nachteiligerweise ist diese Einrichtung durch die Anderung der Shasenverschiebung mit der Frequenz auf einen kleinen Frequenzbereich beschränkt.A known device for measuring the direction of rotation of a rotating field (AEG auxiliary book 2 "Handbook of Electrical Engineering", 10th edition, pages 415 and 416) uses the phase shift by RC elements to determine the direction of rotation. This facility is disadvantageous due to the change in the Shasen shift with the frequency limited a small frequency range.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Bestimmung der Drehrichtung eines mehrphasigen elektrischen Systems anzugeben, die in einem weiten Frequenzbereich betriebssicher arbeiten.The invention is based on the object of a device for determining indicate the direction of rotation of a multi-phase electrical system that is in a work reliably over a wide frequency range.

Eine Lösung dieser Aufgabe wird darin gesehen, dass eine Phase über ein steuerbares Halbleiterventil mit dem Mittelpunkt des Systems oder eine Phase über ein steuerbares bidirektionales Halbleiterelement mit mindestens einer weiteren Phase verbunden ist, wobei das Zündgitter des Halbleiterventils bzw. das des Halbleiterelementes an eine weitere Phase angeschlossen ist.A solution to this problem is seen in the fact that a phase over a controllable semiconductor valve with the center of the system or a phase Via a controllable bidirectional semiconductor element with at least one other Phase is connected, the ignition grid of the semiconductor valve or that of the semiconductor element is connected to another phase.

Im folgenden wird eine sinfache Einrichtung erläutert, die für einen beliebigen Frequenzbereich, z.B. von 0 - 10 kHz, geeignet ist, und die auch für ein elektrisches System mit mehreren Phasen, z.B. 4 oder 5, angewendet werden kann. Die Eitmichtung ist insbesondere für Netze bekannt, die mit sehr kleiner Frequenz oder sehr grosser Frequenz arbeiten.The following explains a simple device that is for a any frequency range, e.g. from 0 - 10 kHz, is suitable, and also for an electrical system with multiple phases, e.g. 4 or 5, can be used. The Eitmichtung is particularly known for networks with a very low frequency or work at a very high frequency.

Anhand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Gleichartige Elemente sind in den einzelnen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.A schematic embodiment example is shown in FIG Invention explained. Similar elements are identical in the individual figures Provided with reference numerals.

Die Figuren l und 2 zeigen eine Anordnung, bei der die Einrichtung zwischen einer Phase und dem Mittelpunkt des elektrischen Systems angeschlossen ist.Figures l and 2 show an arrangement in which the device connected between a phase and the midpoint of the electrical system is.

In der Fig. la erkennt man die drei Phasenanschlüsse R,S und T, wobei die Phase S über einen Widerstand 1 und ein steuerbares Halbleiterventil 2 mit dem Mittelpunkt Np verbunden ist. Parallel zum Widerstand 1 ist ein optisches Anzeigegerät, z.B. eine Glimmlampe 3, geschaltet. Das Steuergitter des Halbleiterventils 2 ist über einen weiteren Widerstand 4 und eine Diode 5 an die Phase R angeschlossen.In Fig. La one recognizes the three phase connections R, S and T, wherein the phase S via a resistor 1 and a controllable semiconductor valve 2 with the Midpoint Np is connected. Parallel to resistor 1 is an optical display device, e.g. a glow lamp 3 switched. The control grid of the semiconductor valve 2 is Connected to phase R via a further resistor 4 and a diode 5.

Die Fig. lb zeigt - veranschaulicht im Zeitablauf - den Verlauf der Strangspannungen UR, US und Uw. Ist die Drehrichtung des mehrphasigen Systems durch die Shasenfolge R,S,81 gegeben, so wird das steuerbare Halbleiterventil 2 durch die positive Spannung UR S 5 am Gate gezündet und bleibt während der ganzen Phase S gleitend. Die Glimmlampe 3 erhält eine hohe Spannung und brennt erkennbar. Diese Zeitfläche ist schraffiert in der Fig. Ib hervorgehoben.The Fig. Lb shows - illustrates in the course of time - the course of String voltages UR, US and Uw. Is the direction of rotation of the multi-phase system through the sequence R, S, 81 given, the controllable semiconductor valve 2 is through the positive voltage UR S 5 ignited at the gate and remains during the entire phase S sliding. The glow lamp 3 receives a high voltage and is clearly burning. These Time area is highlighted hatched in Fig. Ib.

Ist die Drehrichtung aber durch die Phasenfolge R,T,S bestimmt, wie es in Fig. 2a veranschaulicht ist, so zündet das steuerbare Halbleiterventil 2 nur kurz,wenn die Spannungen UR und UT positiv sind, löscht aber sofort wieder, wenn die Spannung der Phase T negativ wird, gegen den Mittelpunkt Mp. Dadurch sind Spannungshöhe und die Spannungszeitfläche klein. Diese VerhältnisFe lassen sich aus der entsprechend der Fig. lb angelegten Fig. 2b, insbesondere der schraffiert hervorgehobenen Spannungszeitfläche, erkennen.But if the direction of rotation is determined by the phase sequence R, T, S, how it is illustrated in Fig. 2a, the controllable semiconductor valve 2 only ignites briefly when the voltages UR and UT are positive, but extinguishes immediately when the voltage of phase T becomes negative, towards the midpoint Mp. This results in the voltage level and the stress-time area is small. This ratio Fe can be derived from the corresponding FIG. 2b applied to FIG. 1b, in particular the voltage-time area highlighted with hatching, recognize.

In entsprechender Weise arbeitet dieEinrichtung auch mit einem bidirektionalen Halbleiterelement,z.B. einem Triac, ohne den Mittelpunkt zu beschalten.In a corresponding manner, the device also works with a bidirectional one Semiconductor element, e.g. a triac without connecting the center point.

Den Aufbau einer derartigen Einrichtung zeigen die Fig. 3 und 4. Aus der Fig. 3a erkennt man, dass zwei Phasen, z.B. die Phasen R und 5, über ein steuerbares bidirektionales Halbleiterelement 6, eine Diode 7, einen Ergänzungswiderstand 8 und den Widerstand 1 verbunden sind. Parallel zu letzterem ist wiederum die Glimmlampe 3 geschaltet. Das Zündgitter des Halbleiterelementes 6 ist über den weiteren Widerstand 4 und die Diode 5 mit einer weiteren Phase,im vorliegenden Fall mit der Phase T, verbunden.The structure of such a device is shown in FIGS. 3 and 4. From 3a it can be seen that two phases, e.g. phases R and 5, have a controllable bidirectional semiconductor element 6, a diode 7, a supplementary resistor 8 and resistor 1 are connected. The glow lamp is again parallel to the latter 3 switched. The ignition grid of the semiconductor element 6 is via the further resistor 4 and the diode 5 with a further phase, in the present case with the phase T, tied together.

In der Fig. 3b sind wiederum im Zeitverlauf die verketteten Spannungen des mehrphasigen elektrischen Systems dargestellt, und es sind die Spannungszeitflächen, in denen eine Anzeige durch die Glimmlampe erfolgt, schraffiert hervorgehoben. Bei einer Phasenfolge RST ist die Spannungszeitfläche gross. Ist die Phasenfolge hingegen RTS - veranschaulicht in der zu Fig. 3 analog aufgebauten Fig. 4a -veranschaulicht die Fig. 4b durch ihre schraffiert hervorgehobene Spannungszeitfläche die kurze Brenndauer der Glimmlampe bei geringer Spannung.In FIG. 3b, the linked voltages are again shown in the course of time of the multiphase electrical system, and the voltage-time areas in which there is a display by the glow lamp, highlighted with hatching. at a phase sequence RST, the voltage-time area is large. On the other hand, is the phase sequence RTS - illustrated in FIG. 4a, constructed analogously to FIG. 3 - illustrated 4b shows the short voltage-time area with its hatched highlighted area Burning time of the glow lamp at low voltage.

Eine Erweiterung der erfinderischen Einrichtung dahingehend, dass bei einem dreiphasigen elektrischen System zwei Glimmlampen vorgesehen sind, von denen je nach ShasenfolgC immer nur eine brennen kann, veranschaulicht die Fig. 5. Es ist dort bei einem dreiphasigen System eine Phase mit den jeweils beiden anderen über ein steuerbares bidirektionales Halbleiterelement verbunden, und es ist das Zündgitter des Halbleiterelementes an die nicht an die direkt verbundene, also an die dritte Phase angeschlossen.An extension of the inventive device to the effect that in a three-phase electrical system, two glow lamps are provided, from which, depending on the sequence of events, only one can burn, Fig. 5. It is there in a three-phase system a phase with the each other two connected via a controllable bidirectional semiconductor element, and it is the ignition grid of the semiconductor element to the not directly connected, thus connected to the third phase.

Ist die Phasenfolge R-S-T, so brennt die Glimmlampe 3a ist hingegen die Phasenfolge R-T-S, so brennt die Glimmlampe 3b.If the phase sequence is R-S-T, then glow lamp 3a is on the phase sequence R-T-S, the glow lamp 3b burns.

Der wesentliche Vorteil der erfinderischen Einrichtung liegt in ihrer frequenzunabhängigen Verwendbarkeit. Die obere Frequenz grenze ist dadurch gegeben, dass das Halbleiterventil und die Glimmlampe zünden müssen. Bei der unteren Frequenz, z.B. 1 Hz, flackert die Lampe mit dieser Frequenz.The main advantage of the inventive device lies in their frequency-independent usability. The upper frequency limit is given by that the semiconductor valve and the glow lamp must ignite. At the lower frequency, e.g. 1 Hz, the lamp flickers at this frequency.

Dies ist jedoch für die einwandfreie Erkennung des damit abgegebenen Signals nicht hinderlich, da damit die Lampe über einige fleit beobachtet werden kann. Es ist darauf zu achten, dass das Halbleiterventil bzw. Halbleiterelement eine genügende Sperrspannung besitzen und dass deren flünd- und Brennleistung klein ist, um die Leistungen in den Widerständen klein zu halten. Eine Anpassung der Einrichtung an verschiedene Spannungen kann in an sich bekannter Weise durch Spannungsteile erfolgen.However, this is necessary for the correct detection of what has been delivered with it Signal is not a hindrance, as it allows the lamp to be observed over some fleit can. It must be ensured that the semiconductor valve or semiconductor element have a sufficient reverse voltage and that their ignition and burning power are small is to keep the performance in the resistors small. An adaptation of the facility Different voltages can be applied in a manner known per se by means of tension parts take place.

>S . 5.3eschreibung 6 Patentansprüche> P. 5.3 Description 6 claims

Claims

Claims 1. Device for determining the direction of rotation of a multi-phase electrical system, characterized in that one phase over a controllable semiconductor valve with the center of the system or a phase Via a controllable bidirectional semiconductor element with at least one other is connected at home, with the grid of the semiconductor valve or that of the semiconductor element is connected to another phase.

2.) Device according to claim 1, characterized in that in Series with the semiconductor valve or the semiconductor element at least one resistor is provided.

3.) Device according to claim 2, characterized in that parallel a glow lamp is connected to the resistor.

4.) Device according to claim 3, characterized in that the Ignition grid of the semiconductor valve or that of the semiconductor element via a resistor and a diode is connected to another phase.

5.) Device according to claim 1-4, characterized in that a diode is connected in series with the controllable semiconductor element.

6.) Device according to claim 1-5, characterized in that one phase is connected to two phases via controllable bidirectional semiconductor elements is, the grid of the semiconductor elements in each connection between two Phases are each connected to a third phase.