DE2850453A1 - Steuersatz fuer die vertikal-steuerung eines mehrphasigen netzgefuehrten stromrichters - Google Patents

Steuersatz fuer die vertikal-steuerung eines mehrphasigen netzgefuehrten stromrichters

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DE2850453A1 DE19782850453 DE2850453A DE2850453A1 DE 2850453 A1 DE2850453 A1 DE 2850453A1 DE 19782850453 DE19782850453 DE 19782850453 DE 2850453 A DE2850453 A DE 2850453A DE 2850453 A1 DE2850453 A1 DE 2850453A1
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Description

EE2-B 77/50 Ham
Steuersatz für die Vertikal-Steuerung eines mehrphasigen netzgeführten Stromrichters
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1» Eine derartige Schaltung ist aus den AEG-Mitteilungen 55 (1965) Heft 7, Seiten 613 bis 620 bekannt»
Steuersätze, die nach dem Vertikal-Steuerungs-Prinzip arbeiten, werden derzeit fast ausschließlich eingesetzt. Das Problem bei diesem Schaltungsverfahren ist, setzt man die netzsynchrone Triggerung der je Phase erforderlichen Sägezahngeneratoren mit hinreichender 120° Symmetrie voraus, vor allem im genauen Abgleich der Sägezahnflanken zu sehen» Diese, durch Bauteiltoleranzen erklärbaren Abgleicharbeiten werden durch Einlöten von vorher ausgemessenen Festwicerständen oder mittels geeigneter Potentiometer durchgeführt.
Da dieser Abgleich sich im wesentlichen auf die Spannungssteilheit des Sägezahns beschränkt, muß bei Betrieb an
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Netzen von 60 Hz statt 50 Hz Netzfrequenz, ein vorher zusätzlich abgeglichenes Schaltungsteil nach Aus- oder Umschaltung der für die Spannungssteilheit zuständigen Bauelemente hinzugezogen werden (z.B. Schaltbrücken).
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die durch Bauelementetoleranzen und Frequenzänderungen1 notwendigen Abgleicharbeiten mittels geeigneter Schaltungen zu vermeiden. Hierbei wird davon ausgegangen, daß Frequenzsprünge nicht vorkommen, Bauelemente sich nur langsam verändern und Temperaturänderungen ebenfalls nicht sprunghaft auftreten.
Die vorgenannte Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Unter geringem Materialaufwand erfolgt damit eine Anpassung des Steuersatzes ohne zusätzliche Abgleicharbeiten an andere Netzfrequenzen (zumindest im Bereich von 25 bis 100 Ης;). Ferner entfällt bei 3- bzw. 6-pulsigen Steuersätzen bei Verwendung nur einer Referenzspannung vorteilhafterweise ein impulssymmetrierender Abgleich.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedanken sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Anhand der Zeichnung soll im folgenden neben dem bisher verwendeten Prinzip die Erfindung beispielsweise erläutert werden. Es zeigen
Figur 1 ein Blockschaltbild eines bekannten Steuersatzes in einphasiger Ausführung,
Figur 2 den zeitlichen Verlauf der Signalspannungen an einzelnen Elementen des bekannten Steuersatzes nach
Figur 1,
Figur 3 ein Blockschaltbild eines Steuersatzes gemäß der
Erfindung,
Figur 4 den zeitlichen Verlauf der Signalspannungen an einzelnen Elementen des Steuersatzes nach Figur 3 und
Figur 5 ein Blockschaltbild eines 6-pulsigen Steuersatzes
gemäß der Erfindung.
Figur 1 zeigt das Blockschaltbild eines bekannten Steuersatzes in einphasiger Ausführung, bestehend aus einer Synchronisierstufe 1, einem Sägezahngenerator 2, einem Spannungskomparator und einer Impulsformer- und Impulsverstärkerstufe 4. Durch
Erfassen des Nulldurchgangs (Impulse U) der netzsynchronen
Steuerwechselspannung U mit der Synchronisierstufe 1
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wird der Integrator des Sägezahngenerators 2 eingeschaltet, dessen Ausgar.gsspannung U„ mit der Steuerspannung U , verglichen wird. Bei Betragsgleichheit beider Spannungen wird der Komparator 3 ein Signal U^ auf die Impulsformerund Impulsverstärkerstufe -4 schalten, wodurch ein Ausgangsimpuls U. erzeugt wird. Die Polarität der synchronisierenden Spannung entscheidet, ob der 0 -Ausgang oder der 180 -Ausgang der Stufe 4 den Impuls ausgibt.
Die Beschreibung des Verfahrens macht deutlich, daß die Impulslage
AoL = f (ust)
bei gleichbleibendem Steuerspannungshub unterschiedliche Steuerwinkel aufweist, falls sich die Netzfrequenz z.B. von 50 Hz auf 60 Hz ändert, wie das auch aus den einzelnen Spannungsverläufen in Figur 2 erkennbar ist.
Die erfindungsgemäße Schaltung verfügt gemäß Figur 3 neben den Funktionsblöcken 1 bis 4 über einen Regelkreis pro Sägezahngenerator 2, der aus einer Referenzspannungsquelle 5, einem Regler 6, einem Mittelwertbildner 7 und einem V = -!-Verstärker 8 besteht.
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- 8 - ' EE2-B 77/'SC Κα.τ:
Gemäß Figur 4 wird der von der Referenzspannung Uc ausgehende zeitlineare Spannungsanstieg am Ausgang des Integrators des Sägezahngenerators 2 durch einen immer im Nulidurchgang der Wechselspannung erzeugten Synchronisierimpuls abgebrochen und infolge Kondensatorschnellentladung auf IJuIl geführt. Die sich hierdurch ergebende Sägezahnspannung U„ wird auf den Mittelwertbildner 7 geschaltet und dessen Ausgangsspannung mit dem Faktor 2 verstärkt.
Durch Vergleich der polari ta tcmäili <j angepaßten Referenzspannung υς mit der Ausgangsspannung U-. des Mittelwertbildr.ers 7 ergibt sich die durch den Regler 6 verstärkte Ausgangsspannung Ug, die auf den Integratoreingang des Sägezahngenerators 2 geschaltet dafür sorgt, daß der Spitzenwert der Sägezahnspannung Up immer den Betrag der Referenzspannung U5 annimmt. Die Symmetrie der Ausgangsimpulse ist damit lediglich von der Genauigkeit der Bauelemente (Bewertungswiderstände, Operationsverstärker) abhängig. Die Toleranz des Integraticnskondensators des Sägezahngenerators 2 kann jedoch 20 - ίθ % betragen und damit aus den gängigen Listen ausgewählt werden.
Frequenzänderungen, die durch Anschluß an Netze anderer Frequenz als 50 Hz auftreten, werden vom Steuersatz durch Selbstanpassung verarbeitet. Wie der Vergleich zwischen 50 und 60 Kz
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zeigt, ist der Steuerwinkel . cL./g~ u ) bezogen auf die jeweilige Frequenz gleich dem Steuerwinkel ^0(5O H)*
Der Frequenzbereich wird durch die Synchronisierimpulr.breite und den Ausgangsspannungshub des Reglers 6 begrenzt. Eine Selbstanpassung im Bereich 25 - 100 Hz ist jedoch möglich.
Figur 5 zeigt die erf j nduhqr.goriiäße Schaltungsanordnung, eines 6-pulsigen Steuersatzes, wobei je Netzphase (ein bis drei Strich) jeweils ein Steuersatz aber nur eine gemeinsame Referenzquelle 5 und ein gemeinsamer Umkehrverstärker 8 vorgesehen sind.
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Claims (5)

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Theodor-Stern-Kai 1, 6000 Prankfurt/Main Ham/se EE2-B 77/50 Ham Patentansprüche
1. J Schaltungsanordnung eines nach dem Vertikal-Steuerungs-Prinzip arbeitenden Steuersatzes für mehrphasige netzgeführte Stromrichter, bei dem je Phase die Ausgar.gsspannung eines von einer Synchronisierstufe beim KuIldurchgang der netzsynchronen Steuerwechselspannung eingeschalteten Sägezahngenerators mit einer Steuerspannur.g mittels eines bei Betragsgleichheit beider Spannungen ein· Signal auf einen Zündimpulsformer schaltenden Ko.tiparators verglichen wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß di'e Integratoren der Sägezahngeneratoren (2) als Regelstrecke jeweils derart in einen,Regelkreis eingeschaltet sind, daß bei der Vorgabe einer gemeinsamen Führungsgröße die Integratoren innerhalb der durch zwei
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aufeinanderfolgende Nulldurchgänge der netzsynchronen Steuerwechselspannung (U ) gesetzten Zeit auf gleiche
syn
Spitzenwerte aufgeladen sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen aus einer die gemeinsame Führungsgröße bereitstellenden Referenzspannungsquelle (5), einem Umkehrverstärker (8), einem Mittelwertbildner (7) und einem Regler (6) gebildeten Regelkreis.
3. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Sägezahnbildung ein im Nulldurchgang der netzsynchronen Steuerwechselspannung (U ) rückstellbarer Integrator vorgesehen ist.
4. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein Feldeffekttransistorschalter parallel zum Integrator geschaltet ist.
5. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein PI-beschalteter Operationsverstärker als Regler (6) vorgesehen ist, der die Abweichung zwischen der Referenz— ,
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spannung und der durch den Mittelwertbilcner (7) aus der Sägezahnspannung gewonnenen Regelgröße entsprechend verstärkt auf die Regelstrecke schaltet.
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DE2850453A 1978-11-18 1978-11-18 Schaltungsanordnung zur selbsttätigen Anpassung von Zündgeneratoren an eine variable Netzfrequenz Expired DE2850453C2 (de)

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