DE2917884A1

DE2917884A1 - Vorrichtung zur anzeige der zuendphasenwinkel und der abschaltphasenwinkel

Info

Publication number: DE2917884A1
Application number: DE19792917884
Authority: DE
Inventors: Kouichi Hyodo
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1978-05-08
Filing date: 1979-05-03
Publication date: 1979-11-22
Also published as: GB2020438A; AU4665279A; JPS54145470A; US4366435A; AU522904B2; CA1127713A; GB2020438B

Description

Firma TOKYO SHIBAURA DENKI KABUSHIKI KAISHA, 72, Horikawa-Cho, Saiwai-Ku, Kawasaki-Shi, Kanagawa-Ken, Japan

Vorrichtung zur Anzeige der Zündphasenwinkel und der Abschaltphasenwinkel.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige des Zünd-Phasenwinkels und des Abschalt-Phasenwinkels von Thyristoren, deren Zündungen gleichwinklig gesteuert werden, für die Steuerung des von einer Stromquelle einer Last über die Thyristoren zugeführten Stromes.

Es sind verschiedene Speisevorrichtungen dieser Art bekannt, in denen eine Anzahl von Thyristoren phasengesteuert sind, um den Laststrom zu steuern. Wenn in einer solchen Schaltung jeder Thyristor während einer Halbperiode leitend ist, d.h. wenn der Zünd-Phasenwinkel gleich Null ist, kann der Zünd-Phasenwinkel nicht weiter vorgeschoben werden als der Abschalt-Phasenwinkel der unmittelbar vorhergehenden Halbperiode (eine solche Bedingung wird im folgenden als volleitender Zustand bezeichnet).

Während andererseits ein sich in volleitendem Zustand befindender Thyristor einen genügenden Spielraum von 180° für die Verzögerung des Zünd-Phasenwinkels hat, hat ein bei einem Zünd-Phasenwinkel

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von nahezu 180° arbeitender Thyristor meistens keinen Spejilraum für eine weitere Verzögerung des Zünd-Phasenwinkels.

Für eine geeignete Steuerung des Zünd-Phasenwinkels der gleichwinklig arbeitenden Thyristoren ist es deshalb wesentlich, den tatsächlichen Zünd-Phasenwinkel und den tatsächlichen Abschalt-Phasenwinkel jederzeit zu kennen.

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur Anzeige des Zünd-Phasenwinkels und des Abschalt-Phasenwinkels, und zwar in genauer und einfacher Weise.

Die Erfindung soll ferner eine Vorrichtung zur Anzeige des Zünd-Phasenwinkels und des Abschalt-Phasenwinkels schaffen, wobei die Anzeige in dezimaler Form oder in Grad erfolgt.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Anzeige des Zünd-Phasenwinkels und des Abschalt-Phasenwinkels eines von einer Zündbefehl-Steuerschaltung gesteuerten Thyristors zur Steuerung der einer Last zugeführten elektrischen Leistung. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Messung der Spannung über dem Thyristor, durch eine Schaltung zur Messung des Abschalt-Phasenwinkels , die das Ausgangssignal der Schaltung zur Messung der Thyristorspannung erhält und ihr eigenes Ausgangssignal der Zündbefehl-Steuerschaltung zuführt, und durch eine mit dem Ausgang der Meßschaltung für den Abschalt-Phasenwinkel und dem Ausgang der Zündbefehl-Steuerschaltung verbundene Vorrichtung zur Umwand-

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lung der Ausgangssignale in den Zünd-Phasenwinkel und den Abschalt-Phasenwinkel und zur Anzeige dieser Phasenwinkel.

Wahlweise kann die vorgenannte Schaltung zur Feststellung der Spannung über dem Thyristor ersetzt werden durch eine Schaltung zur Messung des den Thyristor durchfließenden Stromes, oder es kann die vorgenannte Schaltung zur Feststellung des Abschalt-Phasenwinkels ersetzt werden durch einen Zähler, welcher die Impulse eines Oszillators wählt, und zwar unter der Kontrolle der Zündbefehl-Steuerschaltung und der Schaltung für die Feststellung der Spannung über dem Thyristor, wobei die Ausgangszähleranzeige der vorgenannten Vorrichtung zugeführt wird zur Umwandlung des Ausgangssignals vom Zähler und des Ausgangssignal von der Zündbefehl-Steuerschaltung in den Zünd-Phasenwinkel und den Abschalt-Phasenwinkel.

Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und

Fig. 2 Teil-Blockschaltbilder, welche verschiedene Ausführungsbis 5:

beispiele der Erfindung zeigen.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem der einer Last 3 von einer Stromquelle 11 zugeführte Strom dadurch gesteuert wird, daß der Zünd-Phasenwinkel eines oder

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mehrerer Thyristoren 2 gesteuert wird, die bei einem gleichen Phasenwinkel arbeiten·'

In diesem Ausführungsbeispiel stellt ein Stromdetektor 5 ständig den der last 3 aus der Stromquelle 1 über die Thyristoren 2 züge führten Strom fest, und er sendet Ausgangssignale an eine Zündbefehl-Steuerschaltung 4. Die Zündbefehl-Steuerschaltung 4 stellt somit eine erforderliche Vorschiebung oder Verzögerung des Zünd-Phasenwinkels fest und steuert eine Zündbefehl-Generatorschaltung 6 zur Erzeugung einer erforderlichen Instruktion.

Gleichzeitig überwacht eine Meßschaltung 7 zur Messung der Stromquellenspannung ständig die Spannung dieser Stromquelle, und sie liefert ein mit der Spannung der Stromquelle synchronisiertes Signal an einen Zähler 8. Der Zähler 8 zählt die von einem Oszillator 9 unter der Kontrolle des von der Meßschaltung 7 gelieferten Synchronisiersignals erzeugten Impulse zur Anzeige des Phasenwinkels der Stromquelle zu einem Zeitpunkt. Die Zündbefehl-Generatorschaltung 6 vergleicht das Ausgangssignal der Zündbefehl-Steuerschaltung 4 mit dem Ausgangssignal des die Phase anzeigenden Zählers und liefert einen Zündbefehl an die Thyristoren 2 zu einem geeigneten Zeitpunkt.

Die Meßschaltung 10 für die Thyristorspannung mißt die Spa-nung über den Thyristoren 2. Da die Spannung über den Thyristoren 2 von Null auf die Stromquellenspannung ansteigt, wenn die Leitung der Thyristoren 2 endet, d.h. wenn die Thyristoren abgeschaltet werden,

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liefert die Meßschaltung 10 für die Thyristorspannung zu diesem Augenblick ein Ausgangssignal an eine Abschalt-Meßschaltung 11. Die Schaltung 11 stellt den Abschalt-Phasenwinkel von dem Ausgangssignal der Meßschaltung 10 für die Thyristorspannung und von der Zähleranzeige des den Phasenwinkel der Stromquellenspannung anzeigenden Zählers 8 fest. Bei Empfang des Abschalt-Phasenwinkels steuert die Zündbefehl-Steuerschaltung 4 die Zuführung des Zündbefehlsignals in solcher Weise, daß der Zünd-Phasenwinkel nicht gegenüber dem Abschalt-Phasenwinkel in der unmittelbar vorhergehenden Halbperiode voreilt.

Eine Phasen-Anzeigeschaltung 12 wandelt das Zündbefehl-Steuersignal von der Zündbefehl-Steuerschaltung 4 und das Abschalt-Signal von der Abschalt-Meßschaltung 11 in Signale geeigneter Form um und sendet diese Signale an eine Anzeigevorrichtung 13.

Wenn die Phasen-Anzeigevorrichtung 12 eine anormale Bedingung des Zünd-Phasenwinkels oder des Abschalt-Phasenwinkels feststellt, wird diese anormale Bedingung in einer Anzeigevorrichtung 14 für eine anormale Bedingung angezeigt.

Die oben beschriebene Umwandlung der beiden Signale in der Phasen-Anzeigevorrichtung 12 kann in dezimaler Form erfolgen, wenn man annimmt, daß eine Halbperiode durch eine vorbestimmte Zahl dargestellt wird, oder sie kann in Grad erfolgen, in-dem eine Periode durch 360° dargestellt wird.

Die oben beschriebenen anormalen Bedingungen, die durch die Vor-

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richtung 14 angezeigt werden sollen, können Bedingungen einschliessen, wie z.B. eine zu kleine Phasendifferenz zwischen dem Zünd-Phasenwinkel und dem Abschalt-Phasenwinkel und eine übermäßige Verzögerung des Zünd-Phascnwinkels (in Richtung auf die 180°- Phasenbedingung).

Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Meßschaltung 10 für die Thyristorspannung in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ersetzt ist durch eine Meßschaltung 15 für den Ausgangsstrom, welche den den Thyristor 2 durchsetzenden Strom mißt. Somit kann die Schaltung 15 den Abschalt-Phasenwinkel der Thyristorleitung feststellen, indem ein Punkt gemessen wird, zu welchem der Ausgangsstrom auf Null verringert wird. Bei Feststellung dieses gleichen Punktes liefert die Schaltung 15 ein die Abschaltung anzeigendes Signal an die Schaltung 11 zur Messung der Leitungsphase des Thyristors.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem eine Subtraktionsschaltung 16 in der vorhergehenden Stufe der Phasen-Anzeigeschaltung 12 vorgesehen ist, wodurch die Differenz zwischen dem Zündbefehl-Phasenwinkel und dem Abschalt-Phasenwinkel festgestellt wird. Die Differenz wird angezeigt, um den zulässigen Spielraum für eine VorverSchiebung des Zünd-Phasenwinkels anzuzeigen. Wenn in dieser Ausführung der Zündbefehl-Phasenwinkel 80° beträgt und wenn der Abschalt-Phasenwinkel 60° beträgt, wird die Differenz 80° - 60° = 20° als Eingangssignal an die Phasenanzeigeschaltung 12 gegeben.

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Die Fig. 4 und 5 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist ein erster Zähler 17 vorgesehen. Der Zähler 17 beginnt die Ausgangsimpulse des Oszillators 9 zu zählen, wenn er den Zündbefehl von der Zündbefehl-Steuerschaltung 4 erhält, und er beendet die Zähloperation bei Empfang des Abschaltsignals von der Meßschaltung 10 für die Thyristor spannung. Die Zähleranzeige des Zählers 17 wird der Phasen-Anzeigeschaltung 12 zugeführt. In dieser Ausführung entspricht die Anzeige der Phasen-Anzeigevorrichtung 12 der Leitungsperiode des Thyristors.

Die Meßschaltung 10 für die Thyristorspannung nach Fig. 4 kann auch ersetzt werden durch eine Meßschaltung für einen Thyristor-Ausgangsstrom nach Fig. 2, wobei die gleichen Vorteile wie bei der Anordnung nach Fig. 2 beibehalten werden.

In einer weiteren Ausführung, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, ist zusätzlich ein Rechner 18 zwischen dem Zähler 17 und der Phasen-Anzeigevorrichtung 12 vorgesehen. Wenn angenommen wird, daß A die Zähleranzeige des Zählers 17 zur Zeit der Ankunft eines Zündbefehls und B die Zähleranzeige des gleichen Zählers 17 während der Leitungsperiode des Thyristors darstellen, so berechnet der Rechner 18 (A + B) oder (A + B - Zähleranzeige entsprechend einer Halbperiode der Stromquelle), womit der Abschalt-Phasenwinkel dargestellt wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden der Zünd-Phasenwinkel und der Abschalt-Phasenwinkel eines Thyristors (die für die gleichwinklig gesteuerten Thyristoren kennzeichnend sind) immer angezeigt,

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und es kann irgendeine Bedingung, zu der der Zünd-Phasenwinkel des Thyristors unkontrollierbar wird, vorhergesagt werden. Wenn die Last veränderbar ist, ist es auch möglich, daß die Last in Bezug auf die Anzeige justiert wird, so daß der steuerbare Bereich der Leistungszuführung mit dem gewünschten Bereich zusammenfällt.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

\J Vorrichtung zur Anzeige des Zünd-Phasenwinkels und des Abschalt-Phasenwinkels eines von einer Zündbefehl-Steuerschaltung gesteuerten Thyristors zur Steuerung der einer Last zugeführten elektrischen Leistung, gekennzeichnet durch eine Schaltung (7) zur Messung der Spannung über dem Thyristor (2), durch eine Schaltung (11) zur Messung des Abschalt-Phasenwinkels, die das Ausgangssignal der Schaltung (10) zur Messung der Thyristorspannung erhält und. ihr eigenes Ausgangssignal der Zündbefehl-Steuerschaltung (4) zuführt, und durch eine mit dem Ausgang der Meßschaltung (11) für den Abschalt-Phasenwinkel und dem Ausgang der Zündbefehl-Steuerschaltung (4) verbundene Vorrichtung (12,13) zur Umwandlung der Ausgangssignale in den Zund-Phasenwinkel und den Abschalt-Phasenwinkel und zur Anzeige dieser Phasenwinkel.
2. Vorrichtung zur Anzeige des Zünd-Phasenwinkels und der Abschalt-Phasenwinkels eines von einer Zündbefehl-Steuerschaltung gesteuert ten Thyristors zur Steuerung der einer Last zugeführten elektrischen Leistung, gekennzeichnet durch eine Schaltung (15) zur Messung

Bankhaus Merck. Finnk & Co . Müncrmn
(BLZ /0030400) Konto Nr 2i>4 t>4!>

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H^nkhiius H Auihuusiir. München (IHZ /00:11)000) Konto Ni - ^bKlOO

Telegrammadresse Patentsenior

Postscheck München (BLZ 7001008O) Konto Nr 20904 800

des den Thyristor (2) durchfließenden Stromes, durch eine das Ausgangssignal der Meßschaltung (15) für den Thyristorstrom aufnehmende Schaltung (11) zur Feststellung des Abschalt-Phasenwinkels, welche ihr Ausgangssignal der Zündbefehl-Steuerschaltung (4) zuführt, und durch eine mit dem Ausgang der Meßschaltung (11) für den Abschalt-Phasenwinkel und dem Ausgang der Zündbefehl-Steuer schaltung (4) verbundene Vorrichtung (12,13) zur Umwandlung der Ausgangssignale in dem Zünd-Phasenwinkel und den Abschalt-Phasenwinkel und zur Anzeige dieser Phasenwinkel.
3. Vorrichtung zur Anzeige des Zünd-Phasenwinkels und des Abschalt-Phasenwinkels eines von einer Zündbefehl-Steuerschaltung gesteuerten Thyristors zur Steuerung der einer Last zugeführten elektrischen Leistung, gekennzeichnet durch eine Schaltung (7) zur Messung der Spannung über dem Thyristor (2), durch einen Oszillator (9), durch einen Zähler (8) zum Zählen der Ausgangsimpulse des Oszillators

(9) unter der Kontrolle der Zündbefehl-Steuerschaltung (4) und der die Spannung über dem Thyristor messenden Schaltung (7) und durch eine mit dem Ausgang des Zählers (8) und dem Ausgang der Zündbefehl-Steuerschaltung (4) verbundene Vorrichtung (12,13) zur Umwandlung der Ausgangssignale in den Zünd-Phasenwinkel und den Abschalt-Phasenwinkel und zur Anzeige dieser Phasenwinkel.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich eine Subtraktionsschaltung (16) zum Vergleich der Ausgangssignale der Zündbefehl-Steuerschaltung (4) und der Abschalt-Meßschaltung (11) enthält, welche ein den zulässigen Spielraum

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für die Vorwärtsverschiebung des Zünd-Phasenwinkels anzeigendes Ausgangssignal liefert.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine Rechenschaltung (18) vorgesehen ist, die das Ausgangssignal des Zählers (17) und das Ausgangssignal der Zündbefehl-Steuerschaltung (4) erhält, zur Berechnung von (A+B) oder (A+B-die Zähleranzeige entsprechend einer Halbperiode der Stromquelle), wobei A die Zähleranzeige bei Empfang des Ausgangssignals der Zündbefehl-Steuerschaltung (4) und B die die Leitungsperiode des Thyristors (2) anzeigende Zähleranzeige darstellt.

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