DE2524371C3 - Steuergerät - Google Patents

Description

ausgegeben. Die hierfür erforderlichen zusätzlichen Impulsverstärker usw. sind der Einfachheit halber hier weggelassen. Ebenso wie aus der Spannung der Phase R der Beginn der Sägezahnintegration für Phase R gewonnen wird, werden jeweils die Zündbefehle Zs und Zt für die anderen Phasen S, T durch entsprechende Vergleichsglieder 8 und 9 aus den jeweils entsprechenden Phasenspannungen gebildet Möglich ist auch, aus einer anderen Phase, z.B. Phase T den Beginn der Sägezahnintegration für die Phase R abzuleiten. Der genaue Aogleich kann mit dem Potentiometer 33

erfolgen.

Wie aus F i g. 2 näher ersichtlich, ist die Netzspannung Ur (Us, Ut) oft stark mit Oberwellen behaftet und liefert daher keinen genau definierten Nulldurchgang. Die geglättete Spannung Ur" liefert dagegen einen sehr genau definierten Nullpunkt für den Beginn der Sägezahnintegration in der Phase R.

Mit dieser Synchronisierungsschaltung ist eine einfache Anpassung für andere Netzfrequenzen, z. B. 60 Hz, durch Schaltbrücken möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Steuergerät für die an ein Drehstromnetz angeschlossenen Thyristoren eines Umrichters, insbesondere zur Speisung von Gleichstrommotoren, bei dem das Steuersignal für die Thyristoren vom Nulldurchgang einer von einer Phasenspannung transformatorisch abgeleiteten geglätteten Meßspannung abhängig ist, deren durch die Glättung bewirkte Phasenverschiebung gegenüber der Phasenspannung kompensiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung eines primärseitig an der Phasenspannung liegenden Übertragers (31) die eine Hälfte und eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Kondensator (32) und einem Potentiometer (33), die andere Hälfte einer Phasenschieberbrücke (3) bilden und die Meßspannung von einem nachgeschalteten Glättungsglied (4) abnehmbar ist, das zwischen einer Mittelanzapfung der Sekundärwicklung und dem Teilerpunkt von Kondensator (32) und Potentiometer (33) angeschlossen ist

   25

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für die an ein Drehstromnetz angeschlossenen Thyristoren eines Umrichters, insbesondere zur Speisung von Gleichstrommotoren, bei dem das Steuersignal für die Thyristoren vom Nulldurchgang einer von einer Phasenspannung transformatorisch abgeleiteten geglätteten Meßspannung abhängig ist, deren durch die Glättung bewirkte Phasenverschiebung gegenüber der Phasenspannung kompensiert ist.

   Steuerungen und Steuergeräte dieser Art sind bekannt (vgl. z. B. Zeitschrift »Der Elektroniker«, Nr. 4, 1975, EL 7 bis EL 14). Ein besonderes Problem bei diesen Steuerungen stellt die exakte Festlegung des Nulldurchganges der Phasenspannungen dar, da diese Spannung häufig mit Oberwellen behaftet ist. Glättet man die Spannung, um die Oberwellen herauszusieben, so ist mit der Glättung gleichzeitig eine Phasenverschiebung verbunden. Diese Phasenverschiebung und damit die Verschiebung des Nulldurchganges ist um so größer, je größer die Glättung ist. Da aber der Zündbefehl u. U. schon kurz nach dem Nulldurchgang der zu steuernden Spannung, z. B. nach 30°el abgegeben werden muß, ist nur eine verhältnismäßig geringe Glättung möglich, um noch einen definierten Nulldurchgang vor dem gefor- so derten Zündbeginn zu haben. Für eine größere Glättung muß in Drehstromschaltungen der Nulldurchgang einer anderen Phase herangezogen werden. Die damit verknüpfte Unsicherheit in der Bestimmung des Nullpunktes — z. B. für den Start einer Sägezahnintegration (vgl. DE-AS 21 19 525) - ist regeltechnisch häufig unerwünscht, vor allem, wenn es sich um hochgenaue Motorenregelungen, z. B. bei Werkzeugmaschinen, handelt. Es ist daher vorteilhaft, die Glättung hinsichtlich der Phasendrehung wieder zu korr.pensie· &o ren.

   Bei der bekannten Lösung nach »Der Elektroniker« wird die aus der Netzspannung abgeleitete Meßspannung zunächst durch ein RC-Filter geglättet. Um die hierdurch bewirkte Phasendrehung wieder rückgängig f>^r> zu machen, ist die Primärseite eines folgenden Transformators, dessen Sekundärwicklungen die Steuerspannungen liefern, im Polygon geschaltet. Diese Anordnung mit Polygontransformator ist relativ aufwendig und weitgehend an feste Betriebsverhältnisse, sei es hinsichtlich der Frequenz oder der Glättung, gebunden.

   Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein einfaches und leicht anpaßbares Steuergerät zu schaffen. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Sekundärwicklung eines primärseitig an der Phasenspannung liegenden Übertragers die eine Hälfte und eine Reihenschaltung, bestehend aus einem Kondensator und einem Potentiometer, die andere Hälfte einer Phasenschieberbrücke bilden und die Meßspannung von einem nachgeschalteten Glättungsglied abnehmbar ist, das zwischen einer Mittelanzapfung der Sekundärwicklung und dem Teiierpunkt von Kondensator und Potentiometer angeschlossen ist Die hier verwendete Phasenschieberbrücke ermöglicht auf einfache Weise eine genaue Kompensation der durch das Glättungsglied verursachten Phasenverschiebung, sei es in Anpassung an unterschiedliche Glättungsglieder oder unterschiedliche Frequenzen.

   Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert; es zeigt

   F i g. 1 ein Prinzipschaltbild der Steuereinrichtung,

   F i g. 2 den Verlauf der Phasenspannung in der Nähe des Nulldurchganges und

   Fig.3 Beziehungen zwischen der Phasenspannung und der zur Integration herangezogenen Meßspannung.

   Ein Gleichstrommotor 1 ist über eine Drehstrombrükke 2 mit Thyristoren an ein Drehstromnetz R, S, T angeschlossen. Wie durch die gestrichelten Linien 11 angedeutet, kann dabei noch eine weitere Drehstrombrücke für den gegensinnigen Lauf des Motors 1 vorgesehen sein. Zur Ansteuerung der Thyristoren der Drehstrombrücke 2 dient ein Steuergerät 10, das mit den Nulldurchgängen der Phasen R, S, Γ synchronisiert wird und die Zündzeitbefehle an die einzelnen Thyristoren abhängig von der Amplitude einer Steuerspannung Ua abgibt. Das wesentliche Neue der vorliegenden Erfindung ist nun die Festlegung des Nulldurrhganges der Phasenspannungen. Hierzu wird eine der Spannung der Phase R proportionale Meßspannung Ur an die Primärwicklung eines Übertragers 31 angelegt, dessen Sekundärwicklung in einer Phasenschieberbrücke 3 liegt. Die Ausgangsspannung dieser Phasenschieberbrücke 3 wird zwischen der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Übertragers 31 und dem Teilerpunkt zwischen Potentiometer 33 und Kondensator 32 abgenommen. Durch die Phasenschieberbrücke 3 ist dabei eine Phasenverschiebung zwischen der Eingangsspannung Ur und der Ausgangsspannung Ur von nahezu 0 bis 180° je nach Stellung des Potentiometers 33 möglich. Die Ausgangsspannung Urwird einem Glättungsglied 4, bestehend aus Widerstand 41 und Kondensator 42, zugeführt, das nochmals eine zusätzliche Phasendrehung hervorruft. Die Phasenschieberbrücke 3 und das Glättungsglied 4 sind nun so aufeinander abgestimmt, daß die am Ausgang des Glättungsgliedes auftretende Spannung Ur" etwa 180° el gegenüber der Eingangsspannung Ur verscho ben ist. Es sind auch größere Winkel als 180° möglich. Beim Nulldurchgang dieser geglätteten Meßspannung Ur" spricht eine Kippstufe 5 an und startet einen Sägezahnintegrator 6. Erreicht die Spannung am Sägezahnintegrator 6 die eingestellte Steuerspannung Usi, so wird ein Zündbefehl Zr für die der Phase R zugeordneten Thyristoren der Drehstrombrücke 2