DE2515857A1 - Voltage and frequency converter for AC loads - output comprises succession of positive and negative pulse trains - Google Patents
Voltage and frequency converter for AC loads - output comprises succession of positive and negative pulse trainsInfo
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Abstract
Description
Spannungs- und Frequenzwandler Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung der Ströme in elektrischen Maschinen, bzw. einen Spannungs- und Frequenzwandler zur Speisung elektrischer Maschinen, die über eine oder mehrere Triac- oder Thyristorbrücken direkt an ein Wechselstrom-Speisenetz angeschlossen sind, mit einer elektronischen Steuerschaltung zur Erzeugung von Steuer- oder Zündimpulsen für die der Leistungssteuerung dienenden Brückenelemente. Voltage and frequency converters The invention relates to a system to control the currents in electrical machines or a voltage and frequency converter for supplying electrical machines that have one or more triac or thyristor bridges are connected directly to an alternating current supply network, with an electronic Control circuit for generating control or ignition pulses for power control serving bridge elements.
Bekannte Systeme zur Steuerung der Ströme basieren auf einer zwangsweisen Umwandlung und benötigen deshalb Umwandlungs-Hilfsvorrichtungen, wobei außerdem die Speisung mit Gleichstrom erfolgt.Known systems for controlling the currents are based on a compulsory Conversion and therefore need conversion auxiliaries, and also it is supplied with direct current.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einnfacheres Ststem zur Steuerung der Ströme elektrischer Maschinen bzw. einen mit einfachen Mitteln herstellbaren Frequenz- und Spannungsandler-7u schaffen, mit dem außerdem eine einphasige oder mehrphasige Speisung erfolgen kann.The invention is based on the object of a simpler stem to control the currents of electrical machines or a with simple Means to create manufacturable frequency and voltage converter 7u, with which also a single-phase or multi-phase supply can take place.
Diese Aufgabe wird erfindungsgenläß durch die im Patentanspruch angegebenen Merkmale gelöst.This object is according to the invention by those specified in the claim Features solved.
Das erfindungsgemäße System basiert auf der natürlichen Umwandlung bei Wechselstromspeisung, die einphasig, zweiphasig, dreiphasig etc. sein n, und deshalb an jegliche Art von Elektromaschinen angepaßt , erden kann Das System zeichnet sich dadurch aus, daß die Brücken mittels der Steuerimpulse für die der Leistungsregulierung dienenden Brückenelemente an die jeweiligen Lasten einen Strom abgeben, der aus Halbwellen in einer Richtung gebildet ist, die nacheinander in positiven und negativen Gruppen zusammengefaßt sind, so daß Wechselstrom gleicher oder verschiedener Frequenz wie die Frequenz des Speisenetzes erzeugt werden kann. Durch Veränderung des Stromflußwinkels der Triacs oder Thyristoren ist außerdem auch die Spannung veränderlich, so daß Spannung und Frequenz der erzeugten Speisung an die konkreten Notwendigkeiten der an das System angeschlossenen Last angepaßt werden können.The system according to the invention is based on natural conversion in the case of alternating current supply, which can be single-phase, two-phase, three-phase etc. n, and therefore adapted to any type of electrical machine, can ground The system draws is characterized by the fact that the bridges by means of the control pulses for the power regulation serving bridge elements deliver a current to the respective loads, which from Half-waves are formed in one direction, successively in positive and negative Groups are combined so that alternating currents of the same or different frequency how the frequency of the feed network can be generated. By changing the angle of current flow of the triacs or thyristors, the voltage is also variable, so that Voltage and frequency of the generated power supply to the specific needs of the can be adapted to the load connected to the system.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug auf die beiligenden Zeichnungen erläutert.The invention is illustrated below using an exemplary embodiment explained with reference to the accompanying drawings.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Zeichnung des erfindungsgemäßen Systems mit drei Triacbrücken und der Steuerschaltung, und Fig. 2 unabhängig eine Triacbrücke.They show: FIG. 1 a schematic drawing of the invention System with three triac bridges and the control circuit, and Fig. 2 independently one Triac bridge.
Für den aus den Figuren erkennbaren Aufbau von über Triac- oder Thyristorbrücken 1-4 angeschlossenen Lasten 5, 7, 8 ergibt sich folgende Funktionsweise: Wenn zu einem bestimmten Zeitpunkt eine positive Halbwelle an den Anschlüssen 6 ansteht und die Triacs 1 und 2 gezündet sind, durchfließt der Strom die lMicklung 5 in einer Richtung. Wenn bei der folgenden negativen Halbwelle die Triacs 3 und 4 gezündet sind, fließt der Strom in derselben Richtung wie bei der vorhergehenden Halbneriode weiter. Wenn der Strom in der Wicklung 5 ungekehrt werden soll, müssen nur bei Umkehrung der Polarität des Speisewechselstroms aus den Anschlüssen 6 die Triacs 1 und 2, die während der ersten (positiven) Halbperiode leitend waren, erneut gezündet werden; auf diese Art wird der Strom in der Wicklung oder Last 5 umgekehrt. Um diese neue Richtung des Stroms aufrecht zu erhalten, ist es nur erforderlich, die Zündung der Triacs wie oben ausgeführt (d.h. 1,2 bzw. 3,4 abwechselnd) weiter zu verursachen. Für eine erneute Richtungsumkehrung des Stroms müssen die beiden Triacs gezündet werden, die während der vorhergehenden Halbperiode leitend waren.For the structure of triac or thyristor bridges that can be seen in the figures 1-4 connected loads 5, 7, 8 results in the following mode of operation: If closed a certain point in time a positive half-wave at the connections 6 is present and triacs 1 and 2 are ignited, the current flows through the winding 5 in one direction. If the triacs 3 and 4 are ignited, the current flows in the same direction as in the previous one Half-period continues. If the current in the winding 5 is to be reversed, must only when reversing the polarity of the alternating feed current from the connections 6 die Triacs 1 and 2, which were conductive during the first (positive) half cycle, again to be ignited; in this way the current in the winding or load 5 is reversed. To maintain this new direction of the current it is only necessary the ignition of the triacs continues as described above (i.e. 1,2 or 3,4 alternating) to cause. To reverse the direction of the current again, the two Triacs are triggered that were conductive during the previous half cycle.
Wenn nun, wie in Fig. 1 dargestellt, drei Triacbrücken angeschlossen sind, deren Steuer- oder Zündimpulse um jeweils 1200 phasenverschoben sind, wird erreicht, daß die Ströme in den Wicklungen oder Lasten 5, 7 und 8 um 1200 untereinander phasenverschoben sind, wodurch eine Dreiphasen-Anordnung geschaffen wird. Um andere Anordnungen zu erreichen, wie zweiphasig, sechsphasig, etc., müssen nur mehr oder weniger Triacbrcken (mit entsprechend phasenverschobenen Steuerimpulsen) angeschlossen werden.If now, as shown in Fig. 1, three triac bridges are connected whose control or ignition pulses are each phase shifted by 1200, is achieves that the currents in the windings or loads 5, 7 and 8 around 1200 among each other are out of phase, creating a three phase arrangement. To others To achieve arrangements such as two-phase, six-phase, etc., only need more or fewer triac bridges (with correspondingly phase-shifted control pulses) connected will.
Die Funktionsweise der Steuerschaltung zur Erzeugung der Steuer- oder Zündimpulse ist folgende: ein Doppelweg-Cleichrichter 9 liefert eine Gruppe von Steuerimpulsen; anschließend reguliert eine Verzögerungs- oder Kapazitätsbelastungsschaltung 10 mit einem Unijunktion-Transistor (1 Emitter, 2 Basen) die Verzögerungszeit der Steuerimpulse (in bezug auf die Speisespannung bzw. den Speisestrom), um den Stromflußwinkel der Triacs verändern zu können und damit die an die Wicklungen der an das System angeschlossenen Maschine abgegebene Leistung zu steuern. Anschließend wandelt eine Auslöse- oder Triggerschaltung 11 durch Pegelvergleich die durch die vorgenannte Verzögerungsschaltung abgegebenen Signale in Rechteckimpulse um.The functioning of the control circuit for generating the control or Ignition pulses are as follows: a full-wave rectifier 9 supplies a group of Control pulses; then a delay or capacitance loading circuit regulates 10 with a unijunction transistor (1 emitter, 2 bases) the delay time of the Control pulses (in relation to the supply voltage or the supply current) to the current conduction angle of the triacs and thus those of the windings of the system connected machine to control output power. Then one converts Release or trigger circuit 11 by level comparison the through the aforementioned delay circuit converts the signals output into square-wave pulses.
Diese Impulse werden durch eine Zählschaltung 12 gezählt und binär kodiert. Diese kodierten Signale gelangen zu einem Dekodierer 13, dessen zeitliche Ausgänge nach Verstärkung die Steuer- oder Zündimpulse für die Triacs der Brücken abgeben, wodurch die Sequenz des Stroms in den entsprechenden Wicklungen 5, 7 und 8 gesteuert wird.These pulses are counted by a counting circuit 12 and are binary coded. These coded signals arrive at a decoder 13, whose time Outputs after amplification the control or ignition pulses for the triacs of the bridges output, thereby changing the sequence of the current in the respective windings 5, 7 and 8 is controlled.
Zur änderung der Frequenz muß nur die Wiederholung der Steuer-bzw. Zündimpulse bis zur sechsten Halbperiode des Speisewechselstromes verzögert werden, während der siebente Impuls wiederholt wird, was entweder automatisch oder mittels eines handbetätigten Schalters erfolgt.To change the frequency only the repetition of the control or. Ignition pulses are delayed up to the sixth half-cycle of the alternating feed current, while the seventh pulse is repeated, either automatically or by means of a manually operated switch takes place.
Zur Durchführung der Wiederholung der Impulse und damit der Umkehrung des Stroms in den Wicklungen 5, 7 und 8 sind logische Schaltungen vom Typ "O" (ODER-Glieder) 14, 15, 16, 17, 18 und 19 vorgesehen. Die Ausgänge dieser UND-Glieder und des Dekodierers 13 sind mit entsprechenden Verstärkern 20, 21, 22, 23, 24 und 25 verbunden, die die Steuerelektroden der Triacs jeder Brücke steuern, die zu zweit diagonal gruppiert sind, wie aus den Figuren ersichtlich.To carry out the repetition of the impulses and thus the reversal of the current in the windings 5, 7 and 8 are logic circuits of the type "O" (OR gates) 14, 15, 16, 17, 18 and 19 are provided. The outputs of these AND gates and the decoder 13 are connected to respective amplifiers 20, 21, 22, 23, 24 and 25, the control the control electrodes of the triacs of each bridge, which are grouped diagonally in pairs are, as can be seen from the figures.
Mit dem erfindungsgemäßen System wird auf äußerst einfache Weise erreicht, daß jede Wicklung jeweils mit der geeigneten Spannung und einem Strom geeigneter Frequenz beaufschlagt wird, um so eine optimale Regulierung und eine tatsächliche Steuerung der Leistungen zu erreichen.With the system according to the invention it is achieved in an extremely simple manner that each winding is more suitable with the appropriate voltage and current Frequency is applied in order to achieve an optimal regulation and an actual one Control of achievements.
Claims (3)
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