DE2852138C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fehlerbehebungsschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom werden Vollweggleichrichterbrücken verwendet, die eine Anzahl von gesteuerten Gleichrichtern enthalten, wofür derzeit gewöhnlich gesteuerte Silizium­ gleichrichter (SCR) oder Thyristoren verwendet werden. Es ist ferner all­ gemein bekannt, daß der Wert der Gleichspannung am Ausgang der Gleichrich­ terbrücke sowohl bei einphasigen als auch bei mehrphasigen Gleichrichter­ schaltungen durch Steuerung der Phase des Stromfluß- oder Zündwinkels der einzelnen Gleichrichter der Brücke gesteuert werden kann. Unter einer Phasenwinkel- oder Phasenanschnittsteuerung versteht man ein Verfahren, bei welchem die einzelnen Gleichrichter zu bestimmten, gesteuerten Zeiten während des Zyklus der zugeführten Wechselspannung gezündet werden, so daß sie nur während eines Teiles des Zyklus leiten. Brückenschaltungen dieser Art werden häufig für die Steuerung von Gleichstrommotoren verwendet, wobei im allgemeinen eine Anzahl von Rückführungs- und Steuerkreisen vorgesehen sind, um den Zünd- oder Phasenanschnittswinkel der Gleichrichterbrücke so zu steuern, daß das Arbeiten des Motors durch die ihm zugeführte Spannung gesteuert wird. Ein Beispiel einer solchen Einrichtung, die mit Strombe­ grenzung im Analogbetrieb arbeitet, ist in der US-PS 35 26 810 beschrieben. Aus der DE-OS 27 43 265 ist ein Beispiel einer digitalen Steuerung einer Gleichrichterbrücke be­ kannt.

Bei Gleichrichtereinrichtungen mit gesteuerten Gleichrichtern kann ein Fehler auftreten, der als Gleichstromfehler oder "Durchzünden" bezeichnet wird. Dieser Fehler tritt besonders dann leicht auf, wenn die Gleichrichter­ einrichtung zur Speisung eines Motors verwendet wird und dieser mit Rück­ kopplung (Regenerativbetrieb) arbeitet. Ein Gleichstromfehler liegt dann vor, wenn einer oder mehrere Gleichrichter der Brücke während einer Zeit­ spanne leiten, während der sie nicht leiten sollten. Ein solcher Fehler kann verschiedene Gründe haben, z. B. daß ein bestimmter Gleichrichter nicht im richtigen Moment zündet, weil ein Anschluß der Gleichrichterzündschaltung oder die Zündsteuerung zeitweilig fehlerhaft sind. Ein weiterer möglicher Grund besteht darin, daß ein Gleichrichter seinen Vorgänger nicht kommutiert bzw. sperrt, weil ein übermäßiger Strom fließt oder nicht genügend Volt­ sekunden zur Verfügung stehen, z. B. infolge eines Spannungsabfalles auf der Wechselspannungsseite. Weitere mögliche Ursachen sind, daß ein Gleichrichter fälschlich während der gleichen Phase der speisenden Wechselspannung zündet wie ein anderer richtig gezündeter Gleichrichter, weil die Spannungsänderung zwischen Anode und Kathode zu schnell verläuft bzw. elektrische Störungen in die den Gleichrichtern zugeordneten Zündschaltungen einge­ koppelt werden. Unabhängig von der Ursache eines solchen fehler­ haften Durchzündens kann die Folge das Ansprechen von Sicherun­ gen und eine plötzliche Unterbrechung der Leistungszufuhr und damit z. B. eines Antriebes sein. In noch ungünstigeren Fällen kann auch ein Motor durch Überstrom beschädigt werden, falls er nicht anderweitig geschützt ist.

Man weiß, daß bei einem Gleichstromfehler der Gleichstrom schnell ansteigt, während der Wechselstrom nach Null abfällt. Der direk­ teste Weg, einen Gleichstromfehler zu erkennen, wäre also sowohl den Wechselspannungsphasenstrom als auch den Verbrauchergleich­ strom zu messen und diese Ströme zu vergleichen. Eine genaue Messung der Größe des Gleichstromes ist jedoch schwierig und aufwendig.

Aus der DE-OS 19 06 615 ist ein einen Gleichstromverbraucher speisender Stromrichter mit Überstromschutz bekannt, bei dem auf Ventilfehler wie z. B. einem Ventilkurzschluß im Stromrich­ ter beruhender Überstrom durch in Reihe mit den Ventilen ge­ schaltete spezielle sättigbare Reaktoren und ein an die Wechsel­ spannungseingänge des Stromrichters geschaltetes elektromechani­ sches Kurzschließorgan begrenzt werden können.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik nach DE-OS 19 06 615 die Aufgabe zugrunde, eine Fehlerbehebungs­ schaltung zu schaffen, die einen Fehler der oben erläuterten Art nicht nur schnell feststellen, sondern diesen Fehler auch selbsttätig korrigieren kann, ohne daß hierbei die Speisung des Verbrauchers wesentlich beeinträchtigt werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Das gleichzeitige Auftreten der drei Signale bedeutet einen Gleichstromfehler oder das fehlerhafte Leiten eines gesteuerten Gleichrichters in der Brücke, und dieses Kriterium kann dazu verwendet werden, den Zündwinkel des als nächsten zu zündenden Gleichrichters der Brücke auf einen bestimmten Winkel vorzuverlegen, so daß dieser Gleichrichter durchge­ schaltet (leitend) wird und ein Kommutieren bzw. Sperren des fälschlich leitenden Gleichrichters bewirkt.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Er­ findung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Anlage mit der Fehler­ behebungsschaltung;

Fig. 2 ein Schaltbild eines Teiles der in Fig. 1 in Block­ form dargestellten Schaltung; und

Fig. 3 ein Beispiel einer Schaltungsanordnung zum Erzeugen eines Tastsignales für die Schaltung gemäß Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Anlage dient dazu, einen als Gleich­ strommotor 10 dargestellten Verbraucher mit veränderlicher Gleich­ stromleistung aus einer dreiphasigen Wechselspannungsquelle, die durch drei Leitungen L ₁, L ₂ und L ₃ dargestellt ist, über eine konventionelle, phasengesteuerte Vollweggleichrichterbrücke 12 zu speisen. Die Vollweggleichrichterbrücke kann in üblicher Weise zwölf Thyristoren (gesteuerte Siliziumgleichrichter oder dergleichen) enthalten, von denen jeweils sechs arbeiten, wenn der Motor in Vorwärtsrichtung bzw. in Rückwärtsrichtung laufen soll. Die Verwendung von sechs Thyristoren für jede Drehrichtung ermöglicht bekanntlich einen regenerati­ ven Betrieb des Motors. Die Thyristoren der Brücke haben jeweils eine Anode, eine Kathode sowie eine Steuerelektrode, der zu einem geeigneten Zeitpunkt ein Steuer- oder Zündsignal von einer Thyristorzündsteuerung 14 über eine von mehreren Leitungen 16 zugeführt wird. Da die Brücke zwölf Thyristoren ent­ hält, sind zwölf Steuerleitungen vorgesehen. Brücken dieser Art sind ebenso bekannt, wie Steuerschaltungen zur Steuerung der Thyristoren der Brücke.

Die Einrichtung gemäß Fig. 1 enthält ferner drei Rückkopplungs- oder Rück­ führungswege, die für die Erzeugung der für den Betrieb gemäß der Erfindung erforderlichen Signale dienen. Das erste dieser Rückführungssignale ist dem Wechselstrom proportional. Zu diesem Zweck sind drei Stromtransformatoren 20, 22 und 24 vorgesehen, die den Phasen oder Leitungen L ₁, L ₂ bzw. L ₃ zu­ geordnet sind. Die Stromtransformatoren liefern jeweils ein Signal an eine nur als Block dargestellte Gleichrichterbrücke 26, die auf einer Leitung 28 ein Ausgangssignal IA erzeugt. Das Signal IA hat einen Wert, der proportio­ nal dem Wechselstrom ist, der in den Leitungen fließt, die die Leitungen L ₁, L ₂ und L ₃ mit der Brücke 12 verbinden. Da die vorliegende Erfindung sich besonders für die Verwendung in einer digital arbeitenden Einrichtung eignet, wird das Signal IA in einen Digitalwert umgewandelt, indem es einer nicht invertierenden Eigangklemme eines Komparatorverstärkers 30 zugeführt wird, dessen intertierender Eingang mit einer Vorspannungsquelle verbunden ist, die hier als Batterie 32 mit an Masse liegender negativer Klemme dargestellt ist. Das auf einer Leitung 34 auftretende Ausgangssignal des Verstärkers 30 wird als erstes Signal 1 IA einem von mehreren Eingängen eines UND-Gliedes 36 zugeführt. Der Verstärker 30 arbeitet im Schwellenwertbetrieb und liefert einen das Signal 1 IA darstellenden Digitalwert auf der Leitung 34, wenn der Wert des Signales IA den Schwellen­ wert überschreitet. Der Wert der von der Batterie 32 gelieferten Vorspannung wird entsprechend den Anforderungen der jeglichen Einrichtung gewählt; er ist normalerweise ziemlich niedrig und nur so groß, daß eine Erzeugung des Signales 1 IA durch Störimpulse auf den Wechselspannungsleitungen, Einschwing­ vorgänge usw. verhindert wird. Das zweite Rückführungssignal ist eine Rückführungs- oder Rückkopplungsspannung. Wie Fig. 1 zeigt, ist den Klemmen des Motores 10 ein Block 40 parallel geschaltet. Der Block 40 erzeugt auf einer Lei­ tung 42 ein Signal 1 DET, das einem zweiten Eingang des UND-Gliedes 36 zu­ geführt wird. Dieses Signal hat einen einer binären 1 entsprechenden hohen Wert, wenn die Klemmenspannung des Motores im wesentlichen gleich Null ist (V _M = 0) und sich nicht mit einer vorgegebenen, bestimmten Geschwindigkeit ändert, wie in Verbindung mit Fig. 2 noch erläutert werden wird.

Das dritte Eingangssignal des UND-Gliedes 36 wird vom Ausgang eines ODER- Gliedes 44 geliefert, dessen einem Eingang das Ausgangssignal des UND- Gliedes 36 zugeführt wird. Das andere Eingangssignal des ODER-Gliedes, das über eine Leitung 46 zugeführt wird, stammt von der Thyristorzündsteuerung und wird mit α ≧ 120° bezeichnet. Dieses Signal zeigt an, daß der letzte Thyristor bei einem Winkel α von 120° oder größer gezündet wird. Der Winkel α wird wie üblich vom positiven Überkreuzungspunkt zweier Phasen der Eingangswechsel­ spannung gemessen. Wie dieses Signal im einzelnen erzeugt wird, ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich. In der Einrichtung gemäß der oben erwähnten DE-OS 27 43 265 tritt ein Signal, das dort mit "SA 120°" bezeichnet wird, aufgrund der Konstruktion der dort beschriebenen Zündsteuerung immer dann auf, wenn der Zündwinkel eines Thyristors 120° oder größer ist. Wenn es sich bei der Thyristor­ zündsteuerung um eine analoge Einrichtung handelt, wie sie z. B. in der bereits erwähnten US-PS 35 26 819 beschrieben ist, kann eine geeignete Schaltungsanordnung zur Feststellung des 120°-Wertes vorgesehen werden. Solch eine Schaltung ist relativ einfach, und ein Beispiel wird unten unter Bezugnahme auf Fig. 3 erläutert. Es sei außerdem bemerkt, daß der genannte Wert von 120° bis zu einem gewissen Grade willkürlich ist und auf einen solchen Punkt gelegt wurde, bei dem die Phasenwinkelverzögerung eine Korrek­ tur eines Gleichspannungsfehlers durch Vorverlegen der Zündung des als nächstes zu zündenden Thyristors erlaubt. Wenn alle Eingänge des UND-Gliedes positiv sind, d. h. wenn die Signale 1 IA, 1 DET und a ≧ 120° alle den Binärwert 1 haben, wird das UND-Glied 36 durchgeschaltet. Wenn es einmal durchgeschaltet ist, bleibt es auch bei kleiner werdendem Zündwinkel α durchgeschaltet, solang die beiden anderen Signale vorhanden sind.

Das Ausgangssignal des UND-Gliedes 36 wird ferner über eine Leitung 50 einer Zwangszündschaltung 52 zugeführt. Die Zwangszündschaltung 52 erzeugt als Antwort auf ein Signal auf der Leitung 50 ein Ausgangssignal auf einer zur Thyristorzündsteuerung 14 führenden Leitung 54, das den Thyristor in der Brücke 12 zündet, der als nächstes für die Zündung vorgesehen ist. Die Art des Signales auf der Leitung 54 und sein Einfluß auf die Thyristorsteuerung 14 wird selbstverständlich von dem jeweils verwendeten Typ der schematisch durch einen Block dargestellten Thyristorzündsteuerung 14 abhängen. Bei dem digitalen System gemäß der obenerwähnten DE-OS 27 43 265 würde die Zwangs­ zündschaltung der Thyristorzündsteuerung ein Signal zuführen, welches als Festeingang (strapped input) bezeichnet werden kann und einen Zündwinkel von elektrisch 90° bedeutet. Der Wert 90° ist willkürlich und so gewählt, daß er, verglichen mit dem für das Vorliegen der Zwangszündsituation not­ wendigen Zündwinkel von 120° diesem gegenüber genügend vorverlegt ist (um 30°), um bei den meisten Gleichstromfehlern eine zufriedenstellende Zündung oder Korrektur zu bewirken. Bei einer analog arbeitenden Einrichtung wird auf der Leitung 54 ein Zwangszündsignal erzeugt, daß der betreffenden Einrichtung angepaßt und so gewählt ist, daß es eine geeignete Zwangs- oder Vorzündung des nächsten Thyristors bewirkt. In diesem Falle kann das Signal beispielsweise ein Spannungssignal sein, dessen Größe der Zündsteuerung einen bestimmten Zündwinkel (z. B. 90°) vorschreibt.

Fig. 2 zeigt nähere Einzelheiten der in Fig. 1 durch den Block 40 dar­ gestellten Schaltungsanordnung. Zu Orientierungszwecken ist ferner der Motor 10 dargestellt. In Fig. 1 ist der Block 40 den Klemmen des Motores 10 parallel geschaltet. Dementsprechend ist bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 2 die obere Klemme des Motors 10 über einen Eingangswiderstand 60 mit der invertierenden Eingangsklemme eines Operationsverstärkers 62 verbunden. Die untere Klemme des Motores 10 ist mit dem nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 62 über einen Eingangswiderstand 64 verbunden; außerdem ist der nicht invertierende Eingang über einen Widerstand 66 mit Masse verbunden. Zwischen den Ausgang des Verstärkers 62 und dessen inver­ tierenden Eingang ist ein Rückführungswiderstand 68 geschaltet, bei dem es sich im vorliegenden, speziellen Falle um einen verstellbaren Widerstand handelt. Der Verstärker 62 arbeitet als Differenzverstärker, dessen Ver­ stärkungsgrad durch Verstellen des Widerstandes 68 verstellbar ist, so daß am Ausgang des Verstärkers 62 ein Signal auftritt, wenn die Spannung an den Klemmen des Motores 10 von Null verschieden ist. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 62 wird über einen Eingangswiderstand 70 dem invertie­ renden Eingang eines zweiten Operationsverstärkers 72 zugeführt, dessen nicht invertierender Eingang mit Masse verbunden ist, und dessen Ausgang mit dem invertierenden Eingang über einen Widerstand 74 verbunden ist. Der Operationsverstärker 72 arbeitet aufgrund der Bemessung der Werte der beiden Widerstände 70 und 74 (der Wert des Widerstandes 74 kann beispielsweise etwa das Zehnfache des Wertes des Widerstandes 70 betragen) als Sättigungs­ inverter, so daß das Ausgangssignal einen festen Wert, z. B. ±10 Volt hat, wenn das Eingangssignal einen Mindestwert hat (z. B. 1 Volt positiv oder negativ).

Das Ausgangssignal des als sättigender oder begrenzender Inverter arbei­ tenden Operationsverstärkers 72 wird der Schaltungsanordnung 76 als Eingangssignal zugeführt, welche insgesamt als Differentierschaltung arbeitet und ein Ausgangssignal liefert, das das erwähnte (zweite) Signal 1 DET ist. Wie erwähnt, entspricht dieses Ausgangssignal auf der Leitung 42 immer dem Binärwert 0, ausgenommen wenn das der Schaltungsanordnung 76 zugeführte Signal Null ist und der Wert des Ein­ gangssignales sich nicht mit einer bestimmten Mindestgeschwindigkeit ändert. Dies wird noch genauer erläutert; zuerst soll jedoch der Aufbau der Schal­ tungsanordnung 76 beschrieben werden. Die Schaltungsanordnung 76 enthält einen Verstärker 78, der als Vergleicher arbeitet und sowohl mit seinem invertierenden als auch mit seinem nicht invertierenden Eingang über jeweils eine Eingangsschaltung mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 72 (Ver­ bindungspunkt 79) verbunden ist. Der Verbindungspunkt 79 ist mit dem nicht invertierenden Eingang des als Vergleicher arbeitenden Verstärkers 78 über eine Reihenschaltung aus einem Kondensator 80, einem Widerstand 82, einer Diode 84 und einer Zenerdiode 86 sowie einem Verbindungspunkt 90 verbunden, der auch den nicht invertierenden Eingang des Verstärkers 78 bildet. Die Kathoden der beiden Dioden 84 und 86 sind miteinander und mit Masse ver­ bunden. Der Verbindungspunkt 90 ist über einen Widerstand 92 mit einer positiven Vorspannung +V verbunden und dadurch positiv vorgespannt. Der Verbindungspunkt 90 ist ferner mit der Anode einer Diode 94 verbunden, deren Kathode mit der Verbindung des Kondensators 80 und des Widerstandes 82 verbunden ist. Ein weiterer Widerstand 96 ist zwischen die Verbindungspunkte 79 und 90 geschaltet. Eine ähnliche Eingangsschaltung ist zwischen den Ver­ bindungspunkt 79 und den invertierenden Eingang (Verbindungspunkt 110) des als Vergleicher arbeitenden Verstärkers 78 geschaltet. Der hauptsächliche Unterschied zwischen den beiden Eingangskreisen besteht darin, daß die Vorspannung in diesem Falle eine negative Spannung (-V) ist, und daß die Polung der drei Dioden umgekehrt ist. Wie Fig. 2 zeigt, ist also ein Kon­ densator 100 über einen Widerstand 102 mit der Kathode einer Diode 104 verbunden, deren Anode mit Masse und der Anode einer Zenerdiode 106 ver­ bunden ist, deren Kathode an den Verbindungspunkt 110 angeschlossen ist. Der Verbindungspunkt 110 ist dadurch negativ vorgespannt, daß er über einen Widerstand 112 mit der negativen Vorspannung -V verbunden ist. Der Verbin­ dungspunkt 110 ist ferner mit der Kathode einer Diode 114 verbunden, deren Anode an die Verbindung zwischen dem Kondensator 100 und dem Widerstand 102 angeschlossen ist; ferner ist zwischen die Verbindungspunkte 79 und 110 ein Widerstand 106 geschaltet.

Die Schaltungsanordnung 76 arbeitet im wesentlichen wie folgt:
Wie erinnerlich, ist der Verstärker 72 ein sättigender Inverter, so daß sein Ausgangssignal irgend ein positiver oder negativer Wert (z. B., wie er­ wähnt, 10 Volt) ist, wenn das Eingangssignal ungleich im wesentlichen Null ist. Beim Eingangssignal 0 ist auch der Wert des Ausgangssignales des Ver­ stärkers 72 gleich Null. Wenn der Verstärker 72 in der positiven Sättigung arbeitet, liegt an dem Verbindungspunkt 110 eine Spannung gleich der Sättigungsspannung multipliziert mit dem Verhältnis der Widerstände 112 und 116. Der Verbindungspunkt 90 wird einen Diodenspannungsabfall (etwa +0,7 Volt) über Massepotential liegen, da die Zenerdiode 86 in Flußrich­ tung vorgespannt ist und in Flußrichtung nach Masse leitet. Das Ausgangs­ signal des Verstärkers 78 wird dem Binärwert 0 entsprechen. Wenn dagegen das Ausgangssignal des Verstärkers 72 dem negati­ ven Sättigungswert entspricht, wird der Verbindungspunkt 90 auf dem posi­ tiven Sättigungswert multipliziert mit dem Verhältnis der Widerstände 92 und 96 liegen, und der Verbindungspunkt 110 wird auf einer Spannung liegen, die einem negativen Diodenspannungsabfall unter Massepotential entspricht. Auch in diesem Falle ist das Ausgangssignal des Verstärkers 78 gleich Null.

Wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 72 den Wert Null hat und es sich hier um eine andauernde Situation oder einen Gleichgewichtszustand handelt, wird der Verbindungspunkt 90 auf einer Spannung entsprechend einem positiven Diodenspannungsabfall über Massepotential liegen, während der Verbindungs­ punkt 90 auf einer Spannung entsprechend einem negativen Diodenspannungs­ abfall unterhalb Massepotential liegen und das Ausgangssignal des als Ver­ gleicher arbeitenden Verstärkers 78 dem Binärwert 1 entsprechen wird, was anzeigt, daß ein Zustand mit der Spannung 0 an den Klemmen des Motores herrscht.

Der Rest der Schaltungsanordnung 76 hat den Zweck, zu verhindern, daß jedesmal dann eine unrichtige Fehleranzeige auftritt, wenn die Klemmen­ spannung des Motores vorübergehend durch Null geht, z. B. bei einer Änderung der Richtung der dem Motor zugeführten Spannung. Nimmt man an, daß sich die Ausgangsspannung des Verstärkers 72 mit einer Geschwindigkeit ändert, die ausreicht, eine tatsächliche Änderung des Betriebszustandes des Motores und nicht einen Gleichstromfehler anzuzeigen, so wirken die Kondensatoren 80 und 100 für die am Verbindungspunkt 79 liegende, sich ändernde Spannung praktisch als Kurzschluß. Wenn die sich ändernde Spannung positiv ist, wird die Diode 94 in Sperrichtung vorgespannt, während die Diode 114 leitet. Wenn andererseits die Spannung am Punkt 79 ins Negative geht, wird die Diode 114 in Sperrichtung vorgespannt, wähend die Diode 94 leitet. In beiden Fällen herrscht jedoch am Verbindungspunkt 90 eine höhere Spannung als am Verbindungspunkt 110, und das Ausgangssignal des Verstärkers 78 entspricht daher einer binären 0. Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung waren die Parameter der Schaltungsanordnung 76 so gewählt, daß die gerade erläuterten Verhältnisse eintreten, wenn die Spannungs­ änderung größer als 2,2 Volt pro Millisekunde ist.

Zusammenfassend kann also hinsichtlich der Funktion der Schaltungsanordnung 76 gesagt werden, daß ihr Ausgangssignal 1 DET nur dann dem Binärwert 1 entspricht und ein Durchschalten des UND-Gliedes 36 in Fig. 1 bewirken kann, wenn das Eingangssignal der Schaltungsanordnung 76 für eine gewisse Zeitspanne oder in einem gewissen Gleichgewichts- oder Dauerzustand den Wert Null hat. Sonst hat das Signal 1 DET immer den Binärwert 0 und sperrt das UND-Glied 36.

Es war bereits erwähnt worden, daß sich die vorliegende Erfindung zwar besonders für digitale Thyristorzündsteuerungen eignet, in denen ein digi­ tales Winkelsignal leicht verfügbar ist, daß sie jedoch auch in jeder Hinsicht für analog arbeitende Einrichtungen geeignet ist. Bei einer typi­ schen analog arbeitenden Einrichtung ist von den in Fig. 1 dargestellten Merk­ malen lediglich das (dritte) Signal α ≧ 120° auf der Leitung 46 nicht ohne weiteres verfügbar. In analogen Steuereinrichtungen hat jedoch das Signal, das das Zünden der Thyristoren der Brücke steuert, normalerweise einen dem Zünd­ winkel proportionalen Wert. Im Prinzip ist es also einfach, ein Signal zu erzeugen, das dem Signal α ≧ 120° eines digitalen Systems entspricht, und ein Beispiel einer Schaltungsanordnung, die dies leistet, ist in Fig. 3 dargestellt.

Der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 3 wird über eine Eingangsklemme 120 ein Signal zugeführt, das als "analoges Referenzsignal" bezeichnet werden soll. Dieses Signal ist irgend ein Signal, das einen gewünschten Wert für den Betrieb der Brücke angibt, und kann bei Verwendung einer Einrichtung der aus der bereits erwähnten US-PS 35 26 810 bekannten Art ein Signal sein, wie es von der Steuerquelle geliefert wird. Dieses Referenzsignal wird über einen Eingangswiderstand 124 der invertierenden Eingangsklemme eines Operationsverstärkers 122 zugeführt, der als Ver­ gleicher geschaltet ist. Der nicht invertierende Eingang des Operationsver­ stärkers 122 ist über einen Rückführungswiderstand 126 mit dem Verstärker­ ausgang verbunden. Dem nicht invertierenden Eingang wird ferner eine Vor­ spannung von einem Abgriff eines Spannungsteilers zugeführt, der aus drei in Reihe geschalteten Widerständen 128, 130 und 132 besteht und zwischen Spannungsquellen +V und -V geschaltet ist. Der Widerstand 132 ist als ver­ änderlicher Widerstand ausgebildet, so daß die Vorspannung am nicht inver­ tierenden Eingang veränderbar ist. Durch geeignete Wahl der Schaltungs­ parameter und Spannungswerte bezüglich des Wertes der der Eingangsklemme 120 zugeführten Signale wird das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 122 nur dann einen beispielsweise positiven Wert annehmen, wenn das analoge Referenzsignal einen Wert hat, der ausreicht, um einen bestimmten Zustand des Brückenbetriebes zu bewirken. Bei dem vorliegenden Beispiel kann dieser Wert z. B. einem Zündwinkel von 120° oder mehr entsprechen. Um das Signal vom Verstärker 122 in ein digitales Signal umzusetzen und dieses digitale Signal für die Zündung der Thyristoren verwenden zu können, ist der Ausgang des Verstärkers 122 mit einer Datenklemme D eines getasteten Flipflops 134 verbunden. Der mit einem Pfeil bezeich­ neten Tastklemme des Flipflops wird ein Signal von einem ODER-Glied 136 zugeführt, dessen Eingänge die 12 Zündsignale auf den Leitunge 16 zuge­ führt werden. Das Ausgangssignal des Flipflops 134 auf der Leitung 138 stellt also den binären Zustand des Ausgangssignales des Verstärkers 122 im Zeitpunkt des Zündens des letzten Gleichrichters dar. Das Signal auf der Leitung 138 ist entsprechend dem obigen Beispiel mit α ≧ 120° bezeichnet.

Die obenerwähnten drei Kriterien, die für die Feststellung eines Gleich­ stromfehlers verwendet werden, lassen sich also ohne Schwierigkeiten reali­ sieren, und man erhält dadurch eine Schaltungsanordnung, welche zuverlässig arbeitet und sich leicht an Einrichtungen vom digitalen und analogen Typ anpassen läßt.

Claims (9)

1. Fehlerbehebungsschaltung für eine Einrichtung zum Speisen eines Gleichstromverbrauchers durch eine Wechsel­ spannungsquelle mit einem Leistungsumformer, der eine Gleich­ richterbrücke mit einer Anzahl von einzelnen steuerbaren Gleich­ richtern enthält, die in einer vorgeschriebenen Reihenfolge und zu vorgeschriebenen Zeiten in den leitenden Zustand durch­ geschaltet werden, welche Fehlerbehebungsschaltung anspricht, wenn ein Gleich­ richter fehlerhaft leitet und das Beheben dieses Fehlers ver­ anlaßt, mit einer Anordnung zum Erzeugen eines ersten Signals, das anzeigt, daß der Brücke ein Wechselstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlerbehebungsschaltung weiterhin enthält

• a) eine Anordnung (40) zum Erzeugen eines zweiten Signals (1 DET) entsprechend einer andauernden Verbraucherklemmenspannung von annähernd null Volt;
• b) eine Anordnung zum Erzeugen eines dritten Signals (α ≧ 120°), das anzeigt, daß ein zuletzt gezündeter Gleichrichter mit einem vorgegebenen Mindestzündwinkel arbeitet; und
• c) eine auf das gleichzeitige Auftreten des ersten, zweiten und dritten Signals ansprechende Anordnung (36, 52), welche mit einem vorgegebenen Zündwinkel die vorzeitige Zündung des als nächsten zu zündenden Gleichrichters der Brücke erzwingt.

2. Fehlerbehebungsschaltung nach Anspruch 1 für eine mehrphasige Wechselspannungsquelle, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (20, 22, 24, 26, 30) zum Erzeugen des ersten Signals (1 IA) auf den Strom in mehreren Leitungen (L ₁, L ₂, L ₃) anspricht, die die mehrphasige Wechselspannungsquelle mit der Gleichrichterbrücke (12) verbinden.

3. Fehlerbehebungsschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorge­ gebene Mindestzündwinkel etwa gleich 120° ist.

4. Fehlerbehandlungsschaltung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erzwun­ gene Zündwinkel etwa 90° beträgt.

5. Fehlerbehebungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung (40; Fig. 2) zum Erzeugen des zweiten Signals (1 DET) eine Schaltung (60 bis 68) zum Erzeugen eines der augen­ blicklichen Lastklemmenspannung proportionalen Signals und eine Schaltungsanordnung (80, 94, 100, 114) zum Verhindern der Erzeugung des zweiten Signals (1 DET) im Falle, daß die Klemmenspannung ungefähr gleich null ist, sich jedoch mit einer einen vorgegebenen Mindestwert überschreitenden Geschwindigkeit ändert, enthält.

6. Fehlerbehebungsschaltung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgegebene Geschwindig­ keit etwa 2,2 Volt pro Millisekunde beträgt.

7. Fehlerbehebungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das gleichzeitige Auftreten der Signale ansprechende Anordnung (36, 52) eingeschaltet bleibt, wenn sie einmal einge­ schaltet worden ist, auch wenn das dritte Signal (α ≧ 120°) nicht mehr vorhanden ist.

8. Fehlerbehebungsschaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Verbraucherklemmenspannung ansprechende An­ ordnung (40) eine Verstärkerschaltung (72) enthält, die bei einer von null verschiedenen Klemmenspannung ein Ausgangssignal eines vorgegebenen Absolutwertes und bei einer Klemmenspannung von im wesentlichen null ein Ausgangssignal von im wesentlichen null liefert, und daß diese Anordnung (40) ferner eine differen­ zierende Anordnung (80, 94, 100, 114) enthält, welche das zweite Signal (1 DET) immer dann erzeugt, wenn das Ausgangssignal im wesentlichen gleich null ist mit der Ausnahme des Falles, daß sich der Wert des Ausgangssignals mit einer eine vorgegebene Mindestgeschwindigkeit überschreitenden Geschwindigkeit ändert.

9. Fehlerbehebungsschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf das gleichzeitige Auftreten der Signale ansprechende Anordnung ein UND-Glied (36) enthält, dessen Eingänge das erste Signal (1 DET), das zweite Signal (1 IA) und das Signal eines das dritte Signal (α = 120°) sowie das Ausgangssignal des UND- Gliedes (36) empfangenden ODER-Glieds (44) zugeführt sind.