DE3008680A1

DE3008680A1 - Modulated pulse system for converter control - uses ring of monostable time base circuits to synchronise switching between inputs and outputs

Info

Publication number: DE3008680A1
Application number: DE19803008680
Authority: DE
Inventors: Marco Venturini
Original assignee: Individual
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 1979-03-06
Filing date: 1980-03-06
Publication date: 1980-09-11

Abstract

The converter with inputs for a symmetrical multi-phase a.c. voltage system and several bidirectional switches connecting the inputs with the outputs uses a control system with a time controller. This generates a repeated set of modulated pulses corresponding to the number of phases of the system. These operate the closing of the switches so that each phase of the input is connected with each phase of the output and at any given instant, only one switch is closed, between input and output. The output a.c. voltage system may be a single or multiple phase system. For each output, a pulse train is applied to a switch, the relationship between the pulse train and the input being displaced cyclically. The timing system uses a ring of monostable time base circuit.

Description

Stromrichter Power converter

Die Erfindung bezieht sich auf einen Stromrichter und insbesondere auf einen Direktumrichter, d.h. einen Stromrichter, bei dem ein Ausgangswechselstrom direkt aus einem Eingangswechselstrom erhalten wird, ohne daß eine Gleichstrom-Zwischenstufe durchlaufen wird, und der die Fähigkeit hat, am Ausgang modifizierte Kenngrößen wie Frequenz, Amplitude oder Leistungsfaktor zu erzeugen, die auf die entsprechenden Kenngrößen eines mehrphasigen Wechselstromsystems am Eingang bezogen sind.The invention relates to a power converter, and more particularly to a direct converter, i.e. a converter with an output alternating current is obtained directly from an input alternating current without the use of a direct current intermediate stage is run through, and has the ability to output modified parameters such as frequency, amplitude or power factor to generate the corresponding Parameters of a multi-phase AC system are related to the input.

In vielen Anwendungsfällen wird eine elektrische Energieversorgung benötigt, die Kenngrößen aufweist, die sich von den Kenngrößen eines verfügbaren Versorgungssystems unterscheiden.In many applications, an electrical power supply is used required, which has characteristics that differ from the characteristics of an available Differentiate the supply system.

Beispielsweise gilt dies bei der Anwendung eines Asynchronmotors mit einer durch Steuern der Versorgungsfrequenz und der Versorgungsspannung veränderlichen Drehzahl oder bei der Reduzierung und Stabilisierung der Frequenz der Spannung, die vom Hauptsynchrongenerator erzeugt wird, der in einem Düsenflugzeug mit einer Turbine verbunden ist. Eine Frequenzumsetzung ist insbesondere bei allen solchen elektrischen Maschinen, beispielsweise Motoren und Transformatoren, von Nutzen, bei denen eine höhere Frequenz der Versorgungsspannung als die, die zur Energieübertragung geeignet ist, einen kompakteren und kostengünstigeren Aufbau erlauben würde.For example, this also applies when using an asynchronous motor one variable by controlling the supply frequency and the supply voltage Speed or when reducing and stabilizing the frequency of the voltage, the is generated by the main synchronous generator in a jet aircraft is connected to a turbine. A frequency conversion is particularly important at all such electrical machines, such as motors and transformers, from Use where a higher frequency of the supply voltage than that used for Energy transfer is suitable, a more compact and cheaper structure would allow.

Zusätzlich zur Änderung der Spannung und der Frequenz ist auch die Veränderung des Phasenwinkels der den Stromrichter durchlaufenden Energie wünschenswert, wobei dies ohne Verwendung von Blindelementen möglich sein soll.In addition to changing the voltage and frequency is also the Change of the phase angle of the energy passing through the converter is desirable, whereby this should be possible without the use of dummy elements.

Ein Stromrichter soll folgende erwünschte Eigenschaften aufweisen: 1. Die Ausgangsamplitude und die Ausgangsfrequenz sollen steuerbar sein.A power converter should have the following desirable properties: 1. The output amplitude and the output frequency should be controllable.

2. Die Eingangs- und Ausgangsschwingungen sollen einen im wesentlichen sinusförmigen Verlauf oder zumindest einen solchen Verlauf haben, daß unerwünschte Harmonische deutlich von der Grundschwingung getrennt sind und eine deutlich höhere Frequenz haben, wobei Subharmonische vollständig fehlen sollen.2. The input and output vibrations should be essentially one sinusoidal course or at least such a course that undesirable Harmonics are clearly separated from the fundamental and are significantly higher Have frequency, whereby subharmonics should be completely absent.

3. Es soll ein in beiden Richtungen erfolgender Energiefluß möglich sein (beispielsweise zur regenerativen Bremsung von Motoren).3. A flow of energy in both directions should be possible (e.g. for regenerative braking of motors).

4. Blindelemente sollen nicht vorhanden sein; es ist tatsächlich voraussehbar, daß die ständige Verbesserung der Halbleitertechnologie zu beachtlichen Verbesserungen des Leistungsvermögens von Festkörperschaltern bei reduzierten Kosten und Abmessungen führt, doch ist eine ebensolche Verbesserung für Blindelemente unwahrscheinlich, so daß diese stets diejenigen Elemente darstellen, die die technologische Weiterentwicklung in einem Stromrichter am meisten behindern.4. Dummy elements should not be present; it is actually foreseeable that the constant improvement of semiconductor technology leads to remarkable improvements the performance of solid-state switches at reduced costs and dimensions, but such an improvement is unlikely for dummy elements so that these always represent those elements which the technological advancement most hinder in a power converter.

5. Der Phasenwinkel der von der Last über den Stromrichter aufgenommenen Energie soll steuerbar sein.5. The phase angle of the absorbed by the load through the converter Energy should be controllable.

Es sind verschiedene Arten von Stromrichtern vorgeschlagen worden, bei denen es jedoch aus dem einen oder dem anderen Grund nicht möglich war, alle fünf oben angegebenen Eigenschaften zu erreichen. Die derzeit vorhandenen Stromrichter können in zwei Hauptkategorien eingeteilt werden, nämlich Stromrichter, die einen Wechselstrom über einen Gleichstrom in einen anderen Wechselstrom umwandeln und Stromrichter, bei denen der Umweg über den Gleichstrom nicht vorgenommen wird; letztere werden auch als Direktumrichter bezeichnet.Various types of power converters have been proposed, but for one reason or another it was not possible, all to achieve five properties given above. The current converters can be divided into two main categories, namely power converters, which are a Convert alternating current into another alternating current via direct current and Converters in which the detour via the direct current is not made; latter are also referred to as direct converters.

Die Wechselstrom/Gleichstrom/Wechsels trom-Stromrichter bestehen aus zwei getrennten Stufen: In der ersten Stufe wird die Eingangsgröße in einen Gleichstrom oder eine Gleichspannung umgesetzt, und der Gleichstrom oder die Gleichspannung wird dann an die zweite Stufe angelegt, die eine Umwandlung in eine Wechselstromgröße mit der gewünschten Frequenz durchführt. Ohne nun eine genauere Analyse der verschiedenen Arten solcher Stromrichter anzugeben, sei bemerkt, daß sie im allgemeinen verschiedene Nachteile aufweisen, die ihre Leistungsfähigkeit und ihre Einsatzmöglichkeiten einschränken, beispielsweise eine schlechte Ausgangsschwingungsform, die Anwesenheit von Filtern, die auf eine Richtung beschränkte Wirksamkeit, die große Anzahl der erforderlichen Halbleiterbauelemente oder Einschränkungen bezüglich der Schwingungsform am Eingang oder bezüglich der Ausgangsimpedanz. Direktumrichter bewirken dagegen eine direkte Synthese des Ausgangswechselstroms aus dem Eingangswechselstrom ohne eine dazwischenliegende Gleichstromstufe. Zu den bekanntesten Stromrichtern dieses Typs gehören der Steuerumrichter, bei dem jeder Ausgang im wesentlichen aus einem Gleichstrom/Wechselstrom-Umsetzer besteht, sowie die kürzlich von der Firma Westinghouse vorgeschlagenen Stromrichter, die durch die Symbole UFC (Unrestricted Frequency Changer) und SSFC (Slow Switched Frequency Changer) definiert sind.The AC / DC / AC converters consist of two separate stages: In the first stage, the input variable is converted into a direct current or converted to a direct voltage, and the direct current or the direct voltage is then applied to the second stage, which is a conversion to an alternating current quantity performs at the desired frequency. Without a more detailed analysis of the various To indicate types of such converters, it should be noted that they are generally different Have disadvantages that limit their performance and possible applications, for example a bad output waveform, the presence of filters, the effectiveness limited to one direction, the large number of necessary Semiconductor components or restrictions on the waveform at the input or in terms of output impedance. In contrast, direct converters have the effect a direct synthesis of the output alternating current from the input alternating current without an intermediate DC stage. Among the most famous power converters this one Type include the control inverter, in which each output consists essentially of one DC / AC converter exists, as well as recently from the Westinghouse company proposed power converters, identified by the symbols UFC (Unrestricted Frequency Changer) and SSFC (Slow Switched Frequency Changer) are defined.

Insbesondere die zwei zuletzt genannten Stromrichter "konstruieren" die Ausgangs frequenz mit Hilfe von Matrizen aus Schaltern, die entsprechend vorgegebener Programme und Funktionen geschlossen werden. Diese Stromrichter sind auch bezüglich der Harmonischen am Eingang und am Ausgang vorteilhaft, doch gestatten sie keine Steuerung der Phasenverschiebung der Last oder der Ausgangsspannung, und sie erfordern eine große Anzahl von Eingangsphasen, damit der Anteil der Harmonischen am Ausgang reduziert werden kann.In particular, "construct" the two last named converters the output frequency with the help of matrices of switches that are appropriately specified Programs and functions are closed. These converters are also regarding the harmonics at the input and output are advantageous, but they do not allow any Control the phase shift of the load or the output voltage, and they require a large number of input phases, so that the proportion of harmonics at the output can be reduced.

Mit Hilfe der Erfindung soll also ein direkt arbeitender Stromrichter geschaffen werden, bei dem der Verlauf des Eingangsstroms und der Ausgangsspannung einen unerwünschten Anteil an Harmonischen aufweist, der in einfacher Weise zu hohen Frequenzen verschoben werden kann, wobei der Stromrichter vollständig bidirektional arbeitet und eine Steuerung der Frequenz, der Amplitude, des Ausgangsphasenwinkels und des Eingangsleistungsfaktors gestattet.With the help of the invention, a directly working converter is intended be created in which the course of the input current and the output voltage has an undesirable proportion of harmonics that is simply too high Frequencies can be shifted, with the converter being completely bidirectional works and a control of the frequency, the amplitude, the output phase angle and the input power factor.

Nach der Erfindung ist ein Stromrichter mit Eingangsleitern für ein symmetrisches, mehrphasiges Eingangs-Wechselspannungssystem, Ausgangsleitern für ein Ausgangs-Wechselspannungssystem mit einer Kenngröße wie der Frequenz, der Amplitude, dem Phasenwinkel oder der Phasenverschiebung, die von der entsprechenden Kenngröße des Eingangs-Wechselspannungssystems verschieden ist, und mehreren bidirektionalen Schaltern, die einzeln jeden Eingangsleiter mit jedem Ausgangsleiter verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steueranordnung vorgesehen ist, die eine Zeitsteuervorrichtung enthält, die eine wiederholte Folge von gegenseitig aneinander anstoßenden, impulsdauermodulierten Impulsen erzeugt, deren Anzahl in der Folge der Anzahl der Phasen im Eingangs-Wechsel spannungssystem ist, und daß die Steueranordnung so an die Schalter angeschlossen ist, daß die Impulse das Schließen der Schalter in der Weise veranlassen, daß jede Phase des Eingangs-Wechselspannungssystems der Reihe nach mit jeder Phase des Ausgangs-Wechselspannungssystems verbunden wird, daß an jedem gegebenen Zeitpunkt nur einer der Schalter geschlossen wird, der mit einem der Ausgangsleiter verbunden ist, und daß jeder Eingangsleiter stets wenigstens mit einem Ausgangsleiter verbunden ist.According to the invention is a power converter with input conductors for a symmetrical, multi-phase input AC voltage system, output conductors for an output AC voltage system with parameters such as frequency, amplitude, the phase angle or phase shift caused by the corresponding Characteristic of the input AC voltage system is different, and several bidirectional Switches that individually connect each input conductor to each output conductor, characterized in that a control arrangement is provided which comprises a time control device contains, which is a repeated sequence of mutually abutting, pulse duration modulated Pulses are generated, the number of which follows the number of phases in the input change voltage system is, and that the control arrangement is connected to the switch is that the pulses cause the switches to close in such a way that each Phase of the AC input system in turn with each phase of the AC output system is connected that at any given time only one of the switches is closed which is connected to one of the output conductors, and that each input conductor is always connected to at least one output conductor.

Das Ausgangsspannungssystem kann ein Einphasen- oder ein Mehrphasensystem sein. Die Folge der impulsdauermodulierten Impulse bewirkt bei einer Modulation durch gleich weit verschobene Phasen einer Sinusschwingung einer Modulationsfrequenz, daß die Frequenz des Ausgangsspannungssystems von der Frequenz des Eingangsspannungssystems um die Modulationsfrequenz abweicht. Vorzugsweise wird die Folge der impulsdauermodulierten Impulse zwischen 1.000 und 100.000 mal pro Sekunde wiederholt, und in den Ausgangsleitern können Filter vorgesehen sein, die die aufgrund der Betätigung der Schalter durch die Folge von Impulsen vorhandenen Hochfrequenzkomponenten ausfiltern.The output voltage system can be a single-phase or a multi-phase system be. The sequence of the pulse duration modulated pulses causes modulation by equally shifted phases of a sinusoidal oscillation of a modulation frequency, that the frequency of the output voltage system depends on the frequency of the input voltage system deviates by the modulation frequency. The sequence is preferably the pulse duration modulated Pulses repeated between 1,000 and 100,000 times per second, and in the output conductors filters can be provided which, due to the actuation of the switch, are carried out filter out the high-frequency components present in the sequence of pulses.

Die Folge der Impulse kann mit analogen oder digitalen Mitteln erzeugt werden; auf analoge Weise kann sie beispielsweise mittels eines Rings aus steuerbaren monostabilen Kippschaltungen erzeugt werden, die so verbunden sind, daß das Rücksetzen einer Kippschaltung die nächste Kippschaltung in dem Ring auslöst, und zur Steuerung der Setzzeiten der jeweiligen Kippschaltungen können in gleichem Abstand liegende Phasen einer Modulationsschwingung angelegt werden.The sequence of impulses can be generated with analog or digital means will; it can be controlled in an analogous manner, for example by means of a ring monostable multivibrators are generated which are connected so that the Reset a flip-flop triggers the next flip-flop in the ring, and for control the setting times of the respective flip-flops can be equidistant Phases of a modulation oscillation are applied.

Als Alternative können nach dem gleichen Prinzip arbeitende digitale Vorrichtungen verwendet werden, in denen ein digitales Differenzanalyseverfahren oder auch ein geeignet programmierter Mikroprozessor angewendet werden könnte.As an alternative, digital Devices are used in which a digital difference analysis method or a suitably programmed microprocessor could be used.

Ein Stromrichter nach der Erfindung kann so ausgebildet sein, daß er eine Ausgangsspannung mit negativer Frequenz erzeugt, wodurch er an den Eingangsleitern die entgegengesetzte Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung als an den Ausgangsleitern hervorruft, wenn die Ausgangs spannung an eine Blindlast angelegt wird. Der Stromrichter kann auch zur Erzielung einer Leistungsfaktorsteuerung des Eingangsversorgungssystems benutzt werden, wenn die Impulse der Folge in ihrer Dauer von einer Kombination unterschiedlicher Phasen von zwei Sinus schwingungen mit unterschiedlichen Frequenzen moduliert werden, die bei unabhängiger Anwendung Ausgangsspannungen mit gleichen, jedoch positiven und negativen Frequenzen erzeugen würden. Wenn in einem solchen Stromrichter der Betrag der Ausgangs frequenz gleich dem Betrag der Eingangsfrcquenz ist und am Eingang und am Ausgang die gleiche Anzahl von Phasen vorhanden ist, könnten die Eingangsleiter über einen Transformator an die Ausgangsleiter angeschlossen werden, damit ein Blindleistungsgenerator entsteht. Außerdem könnte erreicht werden, daß eine Blindlast, die vom Ausgangsversorgungssystem gespeist wird, für das Eingangsversorgungssystem als eine rein ohmsche Last erscheint. Wo eine solche Anordnung zum Kurzschließen eines Versorgungssystems durch die Schalter an gewissen Zeitpunkten führen würde, ist es erwünscht, geeignete Induktivitäten in die Versorgungsleiter einzuschalten, damit hohe Ströme reduziert werden, die sonst durch die Schalter fließen würden.A converter according to the invention can be designed so that it generates an output voltage of negative frequency, causing it to be applied to the input conductors the opposite phase shift between current and voltage than on the output conductors caused when the output voltage is applied to a reactive load. The converter can also be used to achieve power factor control of the input supply system be used when the impulses of the sequence are of a combination in duration different phases of two sine waves with different frequencies are modulated, which, when used independently, output voltages with the same, however would generate positive and negative frequencies. If in such a Converter the amount of the output frequency is equal to the amount of the input frequency and at the input and output the same number of phases could be present the input conductors are connected to the output conductors via a transformer so that a reactive power generator is created. In addition, it could be achieved that a reactive load fed by the output supply system for the input supply system appears as a purely ohmic load. Where such an arrangement for short-circuiting of a supply system would lead through the switch at certain times, it is desirable to switch suitable inductances into the supply conductors, so that high currents are reduced that would otherwise flow through the switches.

Zu den Anwendungsfällen eines nach der Erfindung ausgebildeten Stromrichters gehört die Drehzahlsteuerung eines Asynchronmotors, die durch Verändern der Frequenz der dem Motor zugeführten Versorgungsenergie erzielt wird. Falls es erwünscht ist, kann ein von der Drehzahl der Motorwelle abgeleitetes Rückkopplungssignal an den Stromrichter angelegt werden, damit ein Betrieb des Motors entweder mit konstanter Drehzahl oder mit konstantem Drehmoment erzielt wird, indem der Schlupf zwischen der Antriebs frequenz und der Motordrehzahl gemessen wird.To the applications of a converter designed according to the invention is the speed control of an asynchronous motor, which is done by changing the frequency the supply energy supplied to the motor is achieved. If desired, can send a feedback signal derived from the speed of the motor shaft to the Converters are applied so that an operation of the motor with either constant Speed or constant torque is achieved by changing the slip between the drive frequency and the motor speed are measured.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnung beispielshalber erläutert. Es zeigen: Fig. 1a ein Diagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise eines Stromrichters mit dreiphasigem Eingang und einphasigem Ausgang, Fig. 1b ein Diagramm zur Erläuterung der Schaltzeiten des Stromrichters von Fig. 1a, Fig. 2 ein Vektordiagramm zur Erläuterung der Synthese der Ausgangsspannung des Stromrichters von Fiy. la, Fig. 3 ein Schaltbild zur Erläuterung des Prinzips eines Stromrichters mit dreiphasigem Eingang und dreiphasigem Ausgang, Fig. 4 Vektordiagramme zur Erläuterung der Arbeitsweise des und 5 Stromrichters von Fig. 3 Fig. 6 ein Blockschaltbild einer praktischen Ausführungsform eines Stromrichters mit dreiphasigem Eingang und dreiphasigem Ausgang, Fig. 7, 8 und 9 ein genaues Schaltbild eines dreiphasigen, spannungsgesteuerten Oszillators, der für den Stromrichter von Fig. 6 geeignet ist, Fig. 10 ein Schaltbild eines Amplituden/Impulsdauer-Umsetzers für die Verwendung in dem Stromrichter von Fig. 6, Fig. 11 eine Verweilzeit- und Ansteuerschaltung für die Verwendung in dem Stromrichter von Fig. 6, Fig. 12 ein Ausführungsbeispiel eines Schaltmoduls für die Verwendung im Stromrichter von Fig. 6, Fig. 13 einen zur Erzielung einer Phasenverschiebungssteuerung geeigneten Stromrichter, Fig. 14 eine Motordrehzahl-Steuerschaltung mit einem erfindungsgemäßen Stromrichter, Fig. 15 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Mikroprozessor zur Erzielung der Steuerung von Schaltzeiten und Fig. 16, 17, 18 und 19 weitere Ausführungsformen von Schaltern, die in einem Stromrichter nach der Erfindung verwendet werden können.The invention will now be explained by way of example with reference to the drawing. The figures show: FIG. 1a a diagram to explain the mode of operation of a converter with three-phase input and single-phase output, Fig. 1b is an explanatory diagram the switching times of the converter of Fig. 1a, Fig. 2 is a vector diagram for explanation the synthesis of the output voltage of the Fiy converter. la, Fig. 3 is a circuit diagram to explain the principle of a converter with three-phase input and three-phase Output, Fig. 4 vector diagrams to explain the operation of the and 5 converters of Fig. 3 Fig. 6 is a block diagram of a practical embodiment of a converter with three-phase input and three-phase output, Figures 7, 8 and 9 is a detailed circuit diagram of a three-phase, voltage controlled oscillator, the is suitable for the converter of FIG. 6, FIG. 10 is a circuit diagram of an amplitude / pulse duration converter for use in the converter of FIGS. 6, 11, a dwell time and Control circuit for use in the power converter of Fig. 6, Fig. 12 a Embodiment of a switching module for use in the converter of Fig. 6, FIG. 13 shows a converter suitable for achieving phase shift control, 14 shows a motor speed control circuit with a converter according to the invention, Fig. 15 shows an embodiment of the invention with a microprocessor for achieving it the control of switching times and FIGS. 16, 17, 18 and 19 further embodiments of switches that can be used in a power converter according to the invention.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 5 werden nun die theoretischen Grundlagen eines Stromrichters nach der Erfindung beschrieben.Referring to Figures 1 to 5, the theoretical Basics of a converter according to the invention described.

Ein Stromrichter mit dreiphasigem Eingang und dreiphasigem Ausgang besteht aus neun Schaltern, die jeden Eingangsleiter mit jedem Ausgangsleiter verbinden (Fig. 3). Die beim Aufbau des Stromrichters auftretenden Probleme lassen sich folgendermaßen angeben: Bei einer gegebenen Gruppe sinusförmiger Eingangsspannungen mit der Eingangs frequenz zwei Vi1 = Vi cos Wit Vi2 = Vi cos (wit + 2 #) Vi3 = Vi cos (#it + 4#) (1) Vi3 = Vi cos zenit + 4 # ) (1) und einer Gruppe sinusförmiger Ausgangsströme mit der Ausgangsfrequenz 2irüio 101 = 10 cos (w0t #) Io2 = Io cos (wot + 2 3 # + #) 3 103 = 10 cos (#ot + 4 # + #) (2) 3 besteht das Problem darin, Schaltzeiten der Schalter S11, S12 ... S33 so zu bestimmen,daß die Niederfrequenzanteile der synthetisch gebildeten Ausgangsspannungen Vo1, V02, Vo3 und Eingangsströme Ii1, Ii2, 1i3 bei der vorgeschriebenen Ausgangsfrequenz, der vorgeschriebenen Eingangsfrequenz und der vorgeschriebenen Amplitude sinusförmig sind.A converter with three-phase input and three-phase output consists of nine switches that connect each input conductor to each output conductor (Fig. 3). The problems encountered in the construction of the converter can be broken down as follows specify: For a given group of sinusoidal input voltages with the input frequency two Vi1 = Vi cos Wit Vi2 = Vi cos (wit + 2 #) Vi3 = Vi cos (#it + 4 #) (1) Vi3 = Vi cos zenit + 4 #) (1) and a group of sinusoidal output currents with the output frequency 2irüio 101 = 10 cos (w0t #) Io2 = Io cos (wot + 2 3 # + #) 3 103 = 10 cos (#ot + 4 # + #) (2) 3 the problem is switching times the switches S11, S12 ... S33 to determine that the low frequency components of the synthetically formed output voltages Vo1, V02, Vo3 and input currents Ii1, Ii2, 1i3 at the prescribed output frequency, the prescribed input frequency and the prescribed amplitude are sinusoidal.

Der Einfachheit halber sei zunächst nur der Synthesevorgang an einem der Ausgangsleiter betrachtet (Fig. 1a). Der Ausgangsleiter ist mit Hilfe der drei Schalter Slr S2, S3 mit den drei Eingängen verbunden. Die Schalter werden sequentiell und zyklisch geschlossen. Während der K-ten Schaltfolge sollen die Zeitpunkte, an denen die Schalter S1, S2, S3 geschlossen sind, folgende Schaltzeiten sein: k k k t1, t2, t3, wobei gilt: tk + tk + tk = Tseq = fs1eq Tseq ist dabei konstant (Fig. 1b).For the sake of simplicity, let us begin with the synthesis process on one the output conductor considered (Fig. 1a). The exit conductor is with the help of the three Switch Slr S2, S3 with connected to the three entrances. The switches are closed sequentially and cyclically. During the K-th switching sequence should the times at which the switches S1, S2, S3 are closed, the following switching times be: k k k t1, t2, t3, where: tk + tk + tk = Tseq = fs1eq Tseq is constant (Fig. 1b).

k k k Die Zeitpunkte t1 t2 t3 bestimmen die Arbeitsweise des Stromrichters.k k k The times t1 t2 t3 determine the mode of operation of the converter.

Die Ausgangsspannung Vo hat einen diskontinuierlichen Verlauf, der aus Teilen von drei sequentiell zusammengesetzten Eingangsspannungen besteht. Das Fourier-Spektrum der Ausgangsspannung hängt von der Eingangsspannung, der Frequenz und von der Schaltgesetzmäßigkeit des Stromrichters ab. Der Niederfrequenzanteil des Fourier-Spektrums der Ausgangsspannung hängt jedoch hauptsächlich vom mittleren Ausgangswert jeder Folge ab, solange gilt: w0«2fseq. Mit anderen Worten heißt das, daß bei fseq # alle Funktionen, die während der Zeitintervalle Tseq den gleichen Mittelwert haben, das gleiche Spektrum aufweisen, ohne Rücksicht darauf, wie sie durch Synthese gebildet werden. Wenn durch Synthese eine Sinusschwingung gebildet werden soll, muß die Schaltgesetzmäßigkeit so gewählt werden, daß sich der mittlere Ausgangswert der Folge sinusförmig ändert.The output voltage Vo has a discontinuous course, the consists of parts of three sequentially combined input voltages. That Fourier spectrum of the output voltage depends on the input voltage, the frequency and on the switching law of the converter. The low frequency component of the Fourier spectrum of the output voltage depends mainly on the mean Starting value of each sequence as long as the following applies: w0 «2fseq. In other words that means that at fseq # all functions that occur during the time intervals Tseq are the same Have mean, have the same spectrum, regardless of how they be formed by synthesis. When a sine wave is formed by synthesis is to be, the switching law must be chosen so that the middle The output value of the sequence changes sinusoidally.

In diesem Fall wird angenommen: #1' #o # 2#fseq.In this case it is assumed: # 1 '#o # 2 # fseq.

In der obigen Erörterung wurden nur die Mittelwerte der Folge betrachtet. Während der K-ten Folge kann die mittlere Ausgangsspannung durch Vokav = (V1 +k V2 tk + V3 tk)/Tseq (3) av 1 2 3 angenähert werden, wobei V1, V2, V3 die Spannungen an den Eingangsleitern sind, die während der K-ten Folge an den gleichen k k k Zeitpunkten gemessen und für die Zeitpunkte t1, t2, t3 als konstant angesehen werden.In the above discussion, only the mean values of the sequence were considered. During the K-th sequence, the mean output voltage can be given by Vokav = (V1 + k V2 tk + V3 tk) / Tseq (3) av 1 2 3, where V1, V2, V3 are the voltages on the input conductors are those during the K-th sequence at the same k k k times measured and viewed as constant for the times t1, t2, t3.

k Die mittlere Ausgangsspannung Vo av der Folge in der Gleichung 3 kann durch Summieren von drei Vektoren bestimmt werden, die die Eingangsspannungen repräsentieren und mit der Winkelfrequenz w rotieren, wobei sie durch die Sclialtzeitpunkte tlk, k k k t1, t2, t3 (Fig. 2) bewertet werden. k The mean output voltage Vo av of the sequence in the equation 3 can be determined by summing three vectors representing the input voltages represent and rotate with the angular frequency w, whereby they through the Sclialtzeitpunkte tlk, k k k t1, t2, t3 (FIG. 2) are evaluated.

Wenn beispielsweise für alle k gilt: tk = tk = tk, 1 2 3' dann ist die mittlere Ausgangsspannung Null.For example, if for all k the following applies: tk = tk = tk, 1 2 3 'then the mean output voltage is zero.

Wenn für alle k beispielsweise die Zeitpunkte k k k t1, t2 und t3 konstant sind, liegt der resultierende Ausgangsvektor in bezug auf die Eingangsvektoren fest. Die Ausgangsspannung hat daher einen sinusförmigen Verlauf mit der Eingangsfrequenz, und ihre Amplitude und ihre Phase können durch Verändern der Zeitpunkte t1 t2 und t3 eingestellt werden.If, for example, the times k k k t1, t2 and t3 are constant, the resulting output vector is with respect to the input vectors fixed. The output voltage therefore has a sinusoidal curve with the input frequency, and their amplitude and phase can be changed by changing the times t1 t2 and t3 can be set.

Wenn schließlich gilt: k = Tseq t1 3 [1 + 2 . q . cos (K.Tseq #m)] t = Tseq + 2 q . cos (K.Tseq #m - 2 k = Tseq [1 + 2 . q cos (K.Tseq m - 3 2 3 tk = Tseq El + 2 . q cos (K.Tseq Wm - 34 1T)J (4) wobei q eine Konstante ist und um eine konstante Winkelmodulationsfrequenz ist, hat der resultierende Vektor Vk eine konstante Amplitude q Vi, der bei der Zunahme von K bezüglich der Eingangsvektoren mit der Winkelfrequenz um rotiert. Die Ausgangsspannung hat daher einen sinusförmigen Verlauf, der durch die Amplitude q Vi und die Winkelfrequenz #o = #i + Wm gekennzeichnet ist.Finally, if: k = Tseq t1 3 [1 + 2. q. cos (K.Tseq #m)] t = Tseq + 2 q. cos (K.Tseq #m - 2 k = Tseq [1 + 2. q cos (K.Tseq m - 3 2 3 tk = Tseq El + 2. q cos (K.Tseq Wm - 34 1T) J (4) where q is a constant and um is a constant angle modulation frequency, the resulting vector Vk has a constant amplitude q Vi resulting from the increase of K with respect to the input vectors rotated with the angular frequency. The output voltage is therefore sinusoidal Course, which is characterized by the amplitude q Vi and the angular frequency #o = #i + Wm is.

Es ist zu beachten, daß in den Gleichungen (4) der Parameter nicht positiv sein muß. Wenn gilt wm = -i' wird der Stromrichter zu einem Wechselstrom/Gleichstrom-Umsetzer. Wenn jedoch gilt: #m < wie 0 < O, dann besteht kein Unterschied zwischen positiven und negativen Ausgangsfrequenzen. Der Stromrichter kann daher die gleiche Ausgangsfrequenz in zwei Betriebsarten durch Synthese bilden: Symmetrischer Betrieb: Wm > Wi W0 = Wi + Antisymmetrischer Betrieb: um < #i W0 = - (#i + #m), wobei zwei mögliche Werte für m für den gleichen Wert wO gegeben sind.Note that in equations (4), the parameter is not must be positive. If wm = -i ', the converter becomes an AC / DC converter. However, if the following applies: #m <like 0 <O, then there is no difference between positive ones and negative output frequencies. The converter can therefore have the same output frequency Form by synthesis in two operating modes: Symmetrical operation: Wm> Wi W0 = Wi + Antisymmetric operation: around <#i W0 = - (#i + #m), with two possible Values for m for the same value wO are given.

Der vereinfachte Stromrichter von Fig. 1a kann ohne weiteres auf drei Ausgangsphasen erweitert werden (Fig. 3). Die drei Gruppen aus einphasigen Stromrichtern, die entsprechend den Gleichungen (4) betrieben werden, werden mit zyklischer Permutation mit den drei Eingangsleitern verbunden. Eine zyklische Permutation wirkt in den Figuren 4 und 5 als Bezugsrotation. Wenn das dreiphasige Eingangssystem symmetrisch ist, liegen die drei Ausgangsphasen naturgemäß in gleichem Abstand voneinander. Ein Blockschaltbild eines solchen Stromrichters ist in Fig. 13 dargestellt. Die gesamte Existenz- oder Modulationsmatrix des Stromrichters kann ohne weiteres aus den Gleichungen (4) abgeleitet werden.The simplified converter of FIG. 1 a can easily be extended to three Output phases are expanded (Fig. 3). The three groups of single-phase converters, which are operated in accordance with equations (4) are cyclical with permutation connected to the three input conductors. A cyclic permutation acts in the Figures 4 and 5 as a reference rotation. When the three-phase input system is symmetrical is, the three output phases are naturally at the same distance from each other. A block diagram of such a converter is shown in FIG. the entire existence or modulation matrix of the converter can easily be can be derived from equations (4).

Wenn angenommen wird, daß gilt: dann ergibt sich: Das Symbol l(t) bezeichnet dabei die Dirac-Funktion (von t).If it is assumed that: then it results: The symbol l (t) denotes the Dirac function (of t).

Es ist zu beachten, daß gilt: E = ET, was bedeutet, daß der Stromrichter vollständig symmetrisch ist. Es besteht kein Unterschied zwischen den Eingangsanschlüssen und den Ausgangsanschlüssen. Aufgrund der Symmetrie des Stromrichters wird bei der Umsetzung der Eingangsspannung in die Ausgangsfrequenz die gleiche Umsetzung auf den Ausgangsstrom angewendet. Der Stromrichter zeichnet sich also durch einen sinusförmigen Eingangs strom mit der Eingangsfrequenz unabhängig von der Ausgangsfrequenz aus (was sogar bei einem Gleichstrom am Ausgang gilt).It should be noted that: E = ET, which means that the converter is completely symmetrical. There is no difference between the input terminals and the output terminals. Due to the symmetry of the converter, the Conversion of the input voltage into the output frequency has the same conversion the output current is applied. So the converter stands out by a sinusoidal input current with the input frequency independent of the output frequency (which is true even with a direct current at the output).

Wie bereits erläutert wurde, kann der Stromrichter durch Synthese jede Ausgangsfrequenz in zwei Betriebarten bilden.As has already been explained, the converter can be synthesized form each output frequency in two modes.

Der Unterschied zwischen den zwei Betriebsarten läßt sich durch Bezugnahme auf die Figuren 4 und 5 verstehen. In Fig. 4 sind Vi1, Vi2, Vi3 die Eingangsspannungen und Vo1, Vo2, Vo3 die Ausgangsspannungen. Wenn eine ohmsche Last vorliegt, sind Io1, 102, I03 die Ausgangsströme und Ii1, 1i2, Ii3 die Eingangs ströme. Wenn am Ausgangsanschluß eine Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung eingeführt wird (Fig. 5), wirkt sie bei der Eingangsstromsynthese als eine Bezugsrotation. Die Phasenverschiebung am Ausgang findet sich daher am Eingangsanschluß unverändert wieder. Im symmetrischen Betrieb erscheint eine Phasennacheilung am Ausgang als Phasennacheilung am Eingang, während im antisymmetrischen Betrieb eine Phasennacheilung am Ausgang als Phasenvoreilung am Eingang erscheint. Folglich können mit Hilfe des Stromrichters induktive Lasten in kapazitive Lasten umgewandelt werden. Der Stromrichter kann Blindleistung erzeugen.The difference between the two modes of operation can be made by reference to understand Figures 4 and 5. In Fig. 4, Vi1, Vi2, Vi3 are the input voltages and Vo1, Vo2, Vo3 the output voltages. If there is an ohmic load, are Io1, 102, I03 the output currents and Ii1, 1i2, Ii3 the input currents. If on Output terminal introduced a phase shift between current and voltage (Fig. 5), it acts as a reference rotation in the input current synthesis. The phase shift at the output is therefore found unchanged at the input connection again. In symmetrical operation, a phase lag appears at the output as Phase lag at the input, while a phase lag in antisymmetric operation appears at the output as a phase lead at the input. Consequently, with the help of the Converter inductive loads are converted into capacitive loads. The converter can generate reactive power.

In der obigen Erörterung ist der Stromrichter so dargestellt worden, daß er alle oben angegebenen Erfordernisse eines idealen Stromrichters erfüllt. Als Schaltungselement kann ein Stromrichter mit hoher Schaltfrequenz allgemein als Wechselstromtransformator angesehen werden, der die Fähigkeit hat, die Frequenz, die Amplitude und die Phase der durch ihn übertragenen elektrischen Energie zu verändern.In the discussion above, the converter has been represented as that it meets all of the above requirements of an ideal converter. A power converter with a high switching frequency can generally be used as a circuit element AC transformer that has the ability to change the frequency, change the amplitude and phase of the electrical energy transmitted through it.

Die Umsetzung wird von drei Parametern bestimmt: S: (+1 oder -1); Stromrichterbetrieb (symmetrisch oder antisymmetrisch) q: (0 < q < 0,5); Ausgangs-Eingangs-Amplitudenverhältnis wm: (-m< um ; < ); Eingangs-Ausgangs-Frequenzverschiebung.The implementation is determined by three parameters: S: (+1 or -1); Converter operation (symmetrical or antisymmetrical) q: (0 < q <0.5); Output-input amplitude ratio wm: (-m <um; <); Input-output frequency shift.

Wenn diese Parameter eingestellt sind, kann der Stromrichter als ein konservatives Vierpol-Bauelement mit mehrphasigem Eingang und mehrphasigem Ausgang angesehen werden, dessen Bildungsgleichungen für sinusförmige Schwingungen oder für Gleichstromsignale sind: Vo = q . Vi Io = - . Ii (6) q Symmetrischer Betrieb: Antisymmetrischer Betrieb: S = 1 S = - 1 w > i ( #m < c t #m > -#i Wo w + Wi + = -(#i 4 #m) In der obigen Erörterung ist die Arbeitsweise des Stromrichters innerhalb der Näherung #i, #o 0 << 2#.fseq beschrieben worden. In der Praxis ist die Schaltfrequenz fseq des Stromrichters aufgrund von Schaltungswirkungsgradüberlegungen der Bauelemente eingeschränkt. Da fseq eine endliclle Zahl ist, ist in den Schwingungen es Stromrichters ein gewisser Anteil unerwünschter Harmonischer vorhanden, der bisher vernachläßigt wurde. Das Four ier-Spektrum der tatsächlichen Stromrichterschwingungen besteht ans der gewünschten riomyrO-nente mit niedriger Frequenz und einem Spektrum unerwünschter Komponenten, das auf die Diskontinuität der durch Synthese gebildeten Schwingungen und auf die bei der Ableitung der Existenzmatrix des Stromrichters eingeführten Näherungen zurückzuführen ist. Solange jedoch gilt: max (w fseq > l ° zu8, 2# hat sich herausgestellt, daß die unerwünschten Komponenten nur bei Frequenzen f >2 fseq bedeutsam sind und bei Frequenzen, die mit den Eingangs- und Ausgangsfrequenzen vergleichbar sind oder niedriger als diese Frequenzen sind, weniger als 1% der gewünschten Komponente betragen. Die unerwünschten Frequenzkomponenten der Ausgangs schwingungen können durch Filtern beseitigt werden.When these parameters are set, the converter can be used as a Conservative four-pole component with multi-phase input and multi-phase output be considered whose equations of formation for sinusoidal oscillations or for direct current signals are: Vo = q. Vi Io = -. Ii (6) q Symmetrical operation: Antisymmetric operation: S = 1 S = - 1 w> i (#m <c t #m> - # i Wo w + Wi + = - (# i 4 #m) In the discussion above, this is how the converter works has been described within the approximation #i, #o 0 << 2 # .fseq. In practice is the switching frequency fseq of the converter due to switching efficiency considerations the components are limited. Since fseq is a finite number, is in the vibrations there converter a certain amount of unwanted harmonics present, which was previously has been neglected. The Fourier spectrum of the actual converter oscillations consists of the desired riomyrO-component with a low frequency and a spectrum undesirable Components that are due to the discontinuity of Synthesis formed vibrations and on those in the derivation of the existence matrix of the converter introduced approximations. As long as the following applies: max (w fseq> 1 ° zu8, 2 # has been found to be the undesirable components are only significant at frequencies f> 2 fseq and at frequencies that are related to the input and output frequencies are comparable or lower than these frequencies, be less than 1% of the desired component. The unwanted frequency components the output vibrations can be eliminated by filtering.

Es ist erläutert worden, daß durch die Anwendung der symmetrischen und antisymmetrischen Betriebsarten entgegengesetzte Phasenverschiebungen im Eingangsversorgungssystem erzeugt werden können. Wenn beide Betriebsarten gleichzeitig angewendet werden, kann erreicht werden, daß sich die Auswirkung einer Phasenverschiebung im Ausgangsversorgungssystem auf das Eingangsversorgungssystem aufhebt. Das Ausgangsversorgungssystem kann daher an eine Blindlast angeschlossen werden, und die Strom- und Spannungskurven des Einganqsversorgungssystems können in Phase gehalten werden, wobei der Stromrichter und die Last zusammen als ein Widerstand erscheinen. Mit hilfe des Stromrichters können auch andere Leistungsfaktoreinstellungen bewirkt werden. Wenn die Ausgangs frequenz gleich der Eingangsfrequenz ist, könnte zur Erzielung der geschilderten Aufhebung der Phasenverschiebung ein einziger Stromrichter benutzt werden.It has been explained that by using the symmetrical and antisymmetric modes of operation, opposite phase shifts in the input supply system can be generated. If both operating modes are used at the same time, the effect of a phase shift in the output supply system can be achieved on the input supply system. The output supply system can therefore connected to a reactive load, and the current and voltage curves of the input supply system can be kept in phase with the converter and load together as a resistance appear. With the help of the converter, other power factor settings can also be made be effected. If the output frequency is the same as the input frequency, could a single converter to achieve the described elimination of the phase shift to be used.

Die Theorie ist oben zwar im Zusammenhang mit den üblichen Fällen eines dreiphasigen Eingangsversorgungssystems und eines ein- oder dreiphasigen Ausgangsversorgungssystems beschrieben worden, doch ist ohne weiteres erkennbar, daß die Erfindung ebenso gut auf die Umsetzung eines n-phasigen Eingangsversorgungssystems (n) 3) in ein p-phasiges Ausgangsversorgungssystem (p> angewendet werden kann.The theory above is in the context of the usual cases a three-phase input supply system and one or three-phase output supply system has been described, but is straightforward it can be seen that the invention applies equally well to the implementation of an n-phase input supply system (n) 3) Can be applied in a p-phase output supply system (p>.

Für ein dreiphasiges Eingangsversorgungssystem ist zu erkennen, daß gilt: Vo Vi 2 und somit Co 2 wenn alle möglichen Phasenbeziehungen zwischen Vo und Vi erforderlich sind, beispielsweise wenn die Ausgangs frequenz von der Eingangsfrequenz verschieden ist. Außerdem ist die Eingangsleistung gleich der Ausgangsleistung, was bedeutet: Vo e Co cos 4)o = Vi . Ci cos wobei 4)o und fi i die Phasenverschiebungen am Ausgang bzw. am Eingang sind.For a three-phase input supply system it can be seen that the following applies: Vo Vi 2 and thus Co 2 if all possible phase relationships between Vo and Vi are required, for example if the output frequency is different from the input frequency is different. In addition, the input power is the same as the output power, which means: Vo e Co cos 4) o = Vi. Ci cos where 4) o and fi i are the phase shifts at the exit or at the entrance.

Ein praktisches Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 6 bis 12 beschrieben. In Fig. 6 ist ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines dreiphasigen Stromrichters nach der Erfindung dargestellt. Der Stromrichter enthält einen dreiphasigen spannungsgesteuerten Oszillator 100 mit drei Ausgängen, die mit einem Amplituden/Impulsdauer-Umsetzer 101 verbunden sind, von dem getrennte Ausgänge zu drei Verweilzeit- und Ansteuerschaltungen 102, 103 und 104 geführt sind. Das Ausgangssignal der Schaltung 102 wird der Primärwicklung eines Treibertransformators 105 zugeführt, der drei Sekundärwicklungen aufweist, die jeweils an einen Schaltmodul 106, 107 und 108 angeschlossen sind. In der gleichen Weise steuert die Schaltung 103 drei weitere Schaltmodule 110, 111 und 112 über einen Treibertransformator 109 an, und die Schaltung 104 steuert Schaltmodule 114, 115 und 116 über einen Treibertransformator 113 an. Die Schaltmodule bilden eine 3 x 3-Matrix, die drei Leiter 117, 118 und 119 des dreiphasigen Eingangsversorgungssystems mit drei Leitern 120, 121 und 122 des dreiphasigen Ausgangssystems verbindet. Da die Schaltmodule bidirektional sind, können die Eingangsleiter und die Ausgangsleiter vertauscht werden.A practical embodiment of the invention will now be referred to on Figures 6 to 12 described. 6 is a block diagram of an embodiment a three-phase converter according to the invention. The converter contains a three-phase voltage controlled oscillator 100 with three outputs, which are connected to an amplitude / pulse duration converter 101, from the separate one Outputs to three dwell and drive circuits 102, 103 and 104 are led. The output of circuit 102 becomes the primary winding of a driver transformer 105 supplied, which has three secondary windings, each of which is connected to a switching module 106, 107 and 108 are connected. In the same way controls the circuit 103 three further switching modules 110, 111 and 112 via a driver transformer 109 on, and the circuit 104 controls switching modules 114, 115 and 116 via a driver transformer 113 at. The switching modules form a 3 x 3 matrix, the three conductors 117, 118 and 119 of the three-phase input supply system with three conductors 120, 121 and 122 of the three-phase output system connects. Since the switching modules are bidirectional, the input conductor and the output conductor can be swapped.

Wie zu erkennen ist, ist die in Fig. 6 dargestellte Schaltungsanordnung für die drei Phasen des Versorgungssystems symmetrisch, und die Ausgangsgrößen des Amplituden/Impulsdauer-Umsetzers 101 haben die Form von Signalen, die von einem zum anderen Ausgangsleiter schnell umgeschaltet werden, damit entsprechend den oben geschilderten Grundlagen Ausgangs spannungen mit dem erforderlichen Betrag, der erforderlichen Phase und der erforderlichen Frequenz erzeugt werden. Daraus ergibt sich, daß an jedem Zeitpunkt die Schaltmodule einer Dreiergruppe leiten, während die Schaltmodule der anderen zwei Gruppen nicht leiten.As can be seen, the circuit arrangement shown in FIG. 6 is symmetrical for the three phases of the supply system, and the output variables of the Amplitude / pulse duration converter 101 have the form of signals that are sent by a to be switched quickly to the other output conductor, thus according to the above outlined basics output voltages with the required amount, the required phase and the required frequency are generated. From this it follows that at any point in time the switching modules of a group of three conduct while do not conduct the switching modules of the other two groups.

Der spannungsgesteuerte Oszillator wird nun unter Bezugnahme auf die Figuren 7, 8 und 9 beschrieben, die zusnnuuen das Schaltbild dieses Oszillators zeigen.The voltage controlled oscillator will now be described with reference to FIG Figures 7, 8 and 9, which together show the circuit diagram of this oscillator demonstrate.

Die in Fig. 7 dargestellte Schaltung erzeugt zwei Ausgangsspannungen mit gleichem Betrag, jedoch mit entgegengesetztem Vorzeichen an den Klemmen Al und A2. Diese Klemmen sind mit den Ausgängen von zwei Operationsverstärkern 130 bzw. 131 verbunden. Vom Schleifkontakt eines Potentiometers 132 wird eine einstellbare Spannung abgegriffen und dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 1 30 und über einen Widerstand 133 dem invertierenden Eingang des Verstärkers 131 zugeführt. Zwischen dem Ausgang und dem invertierenden Eingang des Verstärkers 130 ist eine direkte Rückkopplungsverbindung vorgesehen, so daß die Ausgangsspannung dieses Verstärkers gleich der Eingangsspannung ist. Der Verstärker 131 ist mit einer von einem Widerstand 134 gebildeten ohmschen Gegenkopplung versehen, wobei der Widerstand 134 den gleichen Wert wie der Widerstand 133 hat, so daß die Verstärkerausgangsspannung dem invertierten Wert der Spannung am Schleifkontakt des Potentiometers 132 entspricht. Zur Beseitigung von Rauschsignalen und von Störspannungen vom Schleifkontakt des Potentiometers ist ein Kondensator 135 zwischen den Potentiometerschleifkontakt und Masse eingeschaltet.The circuit shown in Fig. 7 produces two output voltages with the same amount, but with the opposite sign at the terminals Al and A2. These terminals are connected to the outputs of two operational amplifiers 130 resp. 131 connected. The sliding contact of a potentiometer 132 becomes an adjustable one Voltage tapped and the non-inverting input of the amplifier 1 30 and fed to the inverting input of the amplifier 131 via a resistor 133. Between the output and inverting input of amplifier 130 is a direct one Feedback connection is provided so that the output voltage of this amplifier is equal to the input voltage. The amplifier 131 is one of a resistor 134 formed ohmic negative feedback, the resistor 134 being the same Value as the resistor 133 has, so that the amplifier output voltage is the inverted The value of the voltage at the sliding contact of the potentiometer 132 corresponds. For elimination of noise signals and interference voltages from the sliding contact of the potentiometer a capacitor 135 is connected between the potentiometer sliding contact and ground.

Die Klemmen Al und A2 von Fig. 7 sind mit den Klemmen Al und A2 von Fig. 8 verbunden, die ihrerseits mit zwei Eingangspaaren von zwei Analogschaltern 140 und 141 verbunden sind, die beispielsweise Schaltungen des Typs MC 14066 sein können.Terminals Al and A2 of FIG. 7 are matched with terminals Al and A2 of FIG Fig. 8 connected, in turn with two pairs of inputs from two analog switches 140 and 141 are connected, which can be, for example, circuits of the MC 14066 type can.

Diese Schaltungen sind Vierfachschaltungen, deren Ausgangsanschlüsse paarweise verbunden und jeweils mit einem der Integratoren 142 bis 145 verbunden sind. Die Ausgangsspannungen der Integratoren werden einer der Schmitt-Triggerschaltungen 146 bis 149 zugeführt. Die Ausgangssignale der Schmitt-Triggerschaltungen 146, 147 und 148 werden an Eingänge digitaler Verknüpfungsschaltungen 150, 151 und 152 angelegt, die jeweils zwei Ausgangssignale erzeugen, die an Eingänge der Schalter 140 und 141 angelegt werden, damit die Zuführung der an die Klemmen A1 und A2 angelegten Signale zu den Integratoren 142 bis 145 gesteuert wird.These circuits are quadruple circuits, their output terminals connected in pairs and each connected to one of the integrators 142 to 145 are. The output voltages of the integrators become one of the Schmitt trigger circuits 146 to 149 supplied. The output signals of the Schmitt trigger circuits 146, 147 and 148 are applied to inputs of digital logic circuits 150, 151 and 152, each of which generates two output signals that are applied to inputs of switches 140 and 141 are applied so that the supply of the applied to terminals A1 and A2 Signals to the integrators 142-145 is controlled.

Das Ausgangssignal der vierten Schmitt-Triggerschaltung 149 wird über einen Negator 153 dem Eingang eines Zählers 154 zugeführt, der beispeilsweise ein Schalter des Typs 74 C 163 sein kann. Der Zähler 154 ist ein 4-Bit-Zahler mit vier Ausgangsanschlüssen, die mit einer digitalen Verknüpfungsschaltung 155 verbunden sind, deren Ausgänge an Eingang der Verknüpfungsschaltungen 150 bis 152 zu deren Steuerung angeschlossen sind. Die Ausgangssignale der Integratoren 142, 143 und 144 werden auch an Funktionsgeneratoren 156, 157 und 158 angelegt, die typischerweise Funktionsgeneratoren des Typs ICL 8038 sind; die Aufgabe dieser Funktionsgeneratoren ist es, von den Integratoren 142, 143 und 144 empfangene Dreiecksignale in sinusförmige Ausgangssignale umzusetzen, die Klemmen B1, B2, B3 zugeführt werden. Zum Anlegen bestinunter Spannungswerte an die Funktionsgeneratoren 156 bis 158 im Hinblick auf eine Optimierung der Formung der sinusförmigen Ausgangssignale sind Potentiometer P vorgesehen.The output signal of the fourth Schmitt trigger circuit 149 is over an inverter 153 fed to the input of a counter 154, which is, for example, a Switches of the type 74 C 163 can be. The counter 154 is a four-bit counter of four Output terminals connected to a digital logic circuit 155 whose outputs are connected to the input of the Logic circuits 150 to 152 are connected to their control. The output signals of the integrators 142, 143 and 144 are also applied to function generators 156, 157 and 158, which are typically ICL 8038 function generators; the job of this It is function generators, triangular signals received from integrators 142, 143, and 144 to convert into sinusoidal output signals, which are fed to terminals B1, B2, B3. For applying certain voltage values to the function generators 156 to 158 im With a view to optimizing the shaping of the sinusoidal output signals Potentiometer P provided.

Die Schaltung von Fig. 8 arbeitet folgendermaßen: Die sich aufgrund der Einstellung des Potentiometers 132 von Fig. 7 an den Klemmen Al und A2 ergebenden Spannungen werden durch die Schaltmodule 140 und 141 den Integratoren 142 bis 145 zugeführt. Die Zeitkonstante des Integrators 145 beträgt ein Sechstel der Zeitkonstanten der Integratoren 142, 143 und 144, so daß er sechs Zyklen eines Dreiecksignals innerhalb eines Zyklus der an den Ausgängen der Integratoren 142, 143 und 144 erzeugten Dreiecksignale durchläuft. Die Triggerschaltung 149 erzeugt eine Folge von Ausgangsimpulsen, die vom Zähler 154 gezählt werden. Wenn der Stand des Zählers 154 zunimmt, legt die Verknüpfungsschaltung 155 an die Verknüpfungsschaltungen 150, 151 und 152 Steuersignalc an, damit der Weg der Spannungen an den Klemmen Al und A2 zu den Integratoren 142, 143 und 144 so eingestellt wird, daß diese drei Integratoren Ausgangs spannungen mit dreieckförmigem Verlauf und mit gleicher Frequenz, jedoch gleich weit gegeneinander phasenverschoben, erzeugen. Die Verknüpfungsschaltungen 150, 151, 152 und 155 gewährleisten dabei, daß die verschiedenen Anstiegs flanken der Dreiecksignale an den richtigen Zeitpunkten beginnen, so daß die sich aufgrund geringer Schwankungen der Bauelementwerte in den Integratoren 142 bis 144 und in den Triggerschaltungen 146 bis 148 ergebenden Frequenzunterschiede nicht zu einem akkumulierenden Phasen- oder Frequenzfehler zwischen den drei Dreiecksignalen führen können.The circuit of Fig. 8 operates as follows: The due the setting of potentiometer 132 of FIG. 7 at terminals A1 and A2 Voltages are passed through the switching modules 140 and 141 to the integrators 142 to 145 fed. The time constant of the integrator 145 is one sixth of the time constant of integrators 142, 143 and 144 so that it has six cycles of a triangle signal within one cycle of the triangular signals generated at the outputs of the integrators 142, 143 and 144 passes through. The trigger circuit 149 generates a sequence of output pulses which are counted by the counter 154. When the count of the counter 154 increases, the Logic circuit 155 to the logic circuits 150, 151 and 152 control signalc so that the path of the voltages at terminals A1 and A2 to the integrators 142, 143 and 144 is set so that these three integrators output voltages with a triangular course and with the same frequency, but equally far from each other out of phase, generate. The logic circuits 150, 151, 152 and 155 ensure while ensuring that the different rising edges of the triangle signals to the correct Points in time begin so that the result of slight fluctuations in the component values in integrators 142 to 144 and in the trigger circuits 146 to 148 resulting frequency differences do not result in an accumulating phase or Frequency errors between the three triangle signals can result.

Wie bereits erwähnt wurde, wandeln die Funktionsgeneratoren 156 bis 158 die Dreiecksignale aus den Integratoren 142 bis 144 in entsprechende Sinussignale an den Klemmen B1, B2 und B3 um, die den gleichen Phasenabstand voneinander, nämlich den Abstand 2im/3 rad aufweisen. Wie zu erkennen ist, gibt eine Verstellung des Potentiometers 132 (Fig. 7) eine Änderung des Betrags der an die Klemmen Al und A2 angelegten Spannungen, was zu einer Modifizierung der Frequenzen der in der Schaltung 8 erzeugten dreieckförmigen und sinusförmigen Signale führt; eine Vergrößerung der Spannung ergibt dabei eine Frequenzvergrößerung gemäß einer im wesentlichen linearen Beziehung.As already mentioned, the function generators convert 156 to 158 convert the triangular signals from the integrators 142 to 144 into corresponding sinusoidal signals at terminals B1, B2 and B3 to have the same phase distance from each other, namely have a distance of 2im / 3 rad. As can be seen, there is an adjustment of the Potentiometer 132 (Fig. 7) a change in the amount of the terminals Al and A2 applied voltages, resulting in a modification of the frequencies in the circuit 8 generates triangular and sinusoidal signals; an enlargement of the The voltage results in a frequency increase according to an essentially linear one Relationship.

In Fig. 9 ist der dritte Teil des spannungsgesteuerten Oszillators dargestellt; er weist Eingangsklemmen B1, B2 und B3 auf, an die die Klemmen Bl, B2 und B3 von Fig. 8 angeschlossen sind. Die Klemmen B1, B2 und B3 von Fig. 9 sind jeweils an die nichtinvertierenden Eingänge von Operationsverstärkern 160, 161 und 162 angeschlossen. Diese Verstärker sind mit einer direkten Gegenkopplung zwischen ihren Ausgängen und ihren invertierenden Eingängen versehen, so daß die erzeugten Ausgangsspannungen gleich den ihren nichtinvertierenden Eingängen zugeführten Spannungen sind. Die Ausgangsspannungen der Verstärker 160, 161 und 162 erscheinen an den Klemmen 163, 164 bzw. 165.In Fig. 9 is the third part of the voltage controlled oscillator shown; it has input terminals B1, B2 and B3 to which the terminals Bl, B2 and B3 of Fig. 8 are connected. Terminals B1, B2 and B3 of FIG. 9 are respectively to the non-inverting inputs of operational amplifiers 160, 161 and 162 connected. These amplifiers are with a direct negative feedback between their outputs and their inverting inputs, so that the generated Output voltages equal to the voltages applied to their non-inverting inputs are. The output voltages of amplifiers 160, 161 and 162 appear on the terminals 163, 164 and 165, respectively.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, werden die drei Ausgangsspannungen des spannungsgesteuerten Oszillators einem Amplituden/Impulsdauer-Umsetzer zugeführt. In Fig. 10 ist das Schaltbild dieses Umsetzers dargestellt; die drei Ausgangsspannungen des spannungsgesteuerten Oszillators werden den Klemmen 200, 201 und 202 zugeführt. Der Umsetzer enthält drei Zeitgeberschaltungen 203, 204 und 205, bei denen es sich um den Schaltungstyp 555 handelt. Die Klemmen 200, 201 und 202 sind mit den Klemmen 5 der Zeitgeberschaltungen verbunden, die zur Bildung monostabiler Kippschaltungen jeweils an Widerstände 206 bis 208 und Kondensatoren 209 bis 211 angeschlossen sind. Die monostabilen Kippschaltungen sind mit Hilfe von Kondensatoren 212, 213 und 214 so verbunden, daß ein dreistufiger Ring entsteht, der bewirkt, daß jede Zeitgeberschaltung rückgesetzt wird, wenn die nächste Zeitgeberschaltung gesetzt wird; die Zeitkonstanten sind so gewählt, daß der Setzzustand zwischen 5000 und 25000 mal pro Sekunde zyklisch durch den Ring läuft. Damit die Zeitkonstanten der monostabilen Kippschaltungen mit Sicherheit im wesentlichen gleich sind, sind verbundene Konstantstromquellen mit Transistoren 215, 216 und 217 vorgesehen. Eine gemeinsame Amplitudensteuerung wird von einem Potentiometer 218 geschaffen, das mit Hilfe eines als Emitterfolger geschalteten Transistors 219 an einem Leiter 220 eine Spannung erzeugt, die über Dioden an die Kondensatoren 209 bis 211 angelegt wird.As can be seen from Fig. 6, the three output voltages of the voltage controlled oscillator fed to an amplitude / pulse duration converter. In Fig. 10 the circuit diagram of this converter is shown; the three output voltages of the voltage controlled oscillator are connected to terminals 200, 201 and 202 fed. The converter includes three timer circuits 203, 204 and 205 which are the circuit type 555 is involved. The clamps 200, 201 and 202 are with the clamps 5 of the timer circuits connected to form monostable multivibrators are connected to resistors 206 to 208 and capacitors 209 to 211, respectively. The monostable multivibrators are made with the help of capacitors 212, 213 and 214 connected to form a three stage ring which causes each timer circuit is reset when the next timer circuit is set; the time constants are selected in such a way that the setting status is cyclic between 5000 and 25000 times per second running through the ring. Thus the time constants of the monostable multivibrators are essentially the same with certainty are constant current sources connected with transistors 215, 216 and 217 are provided. A common amplitude control is created by a potentiometer 218 which is used as an emitter follower switched transistor 219 on a conductor 220 generates a voltage that is above Diodes is applied to the capacitors 209-211.

Der Umsetzer von Fig. 10 spricht auf Unterschiede der Amplitude der relativ langsamen (beispielsweise mit 50 bis 200 Hz) schwingenden sinusförmigen Signale, die an die Klemmen 200, 201 und 202 angelegt sind, so an, daß nacheinander die Zeitperioden verändert werden, für deren Dauer die monostabilen Kippschaltungen gesetzt sind, was zu einer Veränderung der Dauer der an den Ausgangklemmen 221, 222 und 223 erscheinenden Impulse führt. Das Ausmaß der Impulsdaueränderungen kann mit Hilfe des Amplitudensteuerpotentiometers 218 eingestellt werden; aus der oben erläuterten Theorie ist zu erkennen, daß diese Einstellung eine Amplitudeneinstellung der Ausgangswechselspannungen ergibt.The converter of Fig. 10 responds to differences in the amplitude of the relatively slow (for example with 50 to 200 Hz) oscillating sinusoidal Signals applied to terminals 200, 201 and 202 so that sequentially the time periods are changed for the duration of which the monostable multivibrators are set, which leads to a change in the duration of the output terminals 221, 222 and 223 appearing impulses. The extent of the pulse duration changes can adjusted using the amplitude control potentiometer 218; from the above explained theory, it can be seen that this setting is an amplitude setting the output alternating voltages results.

In Fig. 11 ist das Schaltbild einer Verweilzeit- und Ansteuerschaltung dargestellt; die drei Ausgangssignale des Umsetzers 101 von Fig. 10 werden an drei solche Schaltungen angelegt. Das Ausgangs signal des Umsetzers wird der Klemme 250 der Schaltung von Fig. 10 zugeführt, der über einen Widerstand 251 und eine damit parallelgeschaltete Diode 252 zur Basis eines Transistors 253 führt. Zwischen der Basis des Transistors 253 und Masse liegt ein Kondensator 254. Der Emitter des Transistors 253 liegt ebenfalls an Masse; sein Kollektor ist über zwei in Serie geschaltete Widerstände 255 und 256 mit einem Versorgungsspannungsleiter 257 verbunden.11 is the circuit diagram of a dwell and drive circuit shown; the three outputs of the converter 101 of FIG. 10 become three such circuits applied. The output signal from the converter is sent to terminal 250 the circuit of Fig. 10 fed through a resistor 251 and a thus diode 252 connected in parallel leads to the base of a transistor 253. Between the Base of transistor 253 and ground is a capacitor 254. The emitter of the transistor 253 is also grounded; its collector is connected in series via two Resistors 255 and 256 connected to a supply voltage conductor 257.

Am Verbindungspunkt der Widerstände 255 und 256 ist die Basis eines Transistors 258 angeschlossen, dessen Emitter mit dem Versorgungsspannungsleiter 257 verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 258 ist über eine Transformatorprimärwicklung 259 mit einem zweiten Versorgungsspannungsleiter 260 verbunden. Eine Zenerdiode und eine dazu in Serie geschaltete weitere Diode 262 liegen parallel zur Transformatorprimärwicklung 259.At the junction of resistors 255 and 256 the base is one Connected transistor 258, the emitter of which is connected to the supply voltage conductor 257 is connected. The collector of transistor 258 is across a transformer primary winding 259 connected to a second supply voltage conductor 260. A zener diode and a further diode 262 connected in series therewith are parallel to the transformer primary winding 259

Die Hauptfunktion der Schaltung von Fig. 11 besteht darin, ein angemessenes Ansteuersignal für den Betrieb der drei Schalter zu erzeugen, mit denen die Sekundärwicklungen des Transformators verbunden sind. Außerdem dient sie dazu, den Aufbau des durch die Primärwicklung 259 fließenden Stroms geringfügig zu verzögern, der als Reaktion auf einen positiven Impuls an der Klemme 250 entsteht; die Verzögerung ergibt sich aufgrund der durch den Widerstand 251 und den Kondensator 254 gebildeten Zeitkonstanten. Der Widerstandswert des Widerstands 251 beträgt typischerweise 1 kQ, und der Kapazitätswert des Kondensators 254 beträgt typischerweise 0,001 uF. Wenn der positive Impuls an der Klemme 250 endet, wird der Kondensator 254 über die Diode 252 schnell entladen. Die Wirkung dieses Teils der Schaltung besteht darin, die Verweilzeit zu gewährleisten, in der die Schaltmodule SM offen sein müssen, damit gewährleistet wird, daß an keinem Zeitpunkt zwei Eingangsleiter über leitende Schaltmodule mit dem gleichen Ausgangs leiter verbunden sind, was zum Fließen großer und schädlicher Ströme führen würde, wenn es geschehen würde. Die Zenerdiode 261 und die Diode 262 dienen dazu, Strom durchzulassen, wenn der Transistor 258 nichtleitend wird, damit verhindert wird, daß am Kollektor des Transistors 258 eine hohe Spannung auftritt, die diesen Transistor zerstören könnte. Die von der Verweilzeit- und Ansteuerschaltung von Fig. 11 angesteuerte Primärwicklung ist ein Teil eines der Ansteuertransformatoren 105, 109 und 113 von Fig. 6. Die Primärwicklung bestand in einem Ausführungsbeispiel aus 45 Windungen, und jede der Sekundärwicklungen bestand aus 10 Windungen in einem Topfkern mit den Durchmesserabmessungen 30 x 19; der Kern wies einen Luftspalt von 0,51 mm auf.The main function of the circuit of FIG. 11 is to provide an adequate Generate control signal for the operation of the three switches with which the secondary windings of the transformer are connected. It is also used to build the through the primary winding 259 to slightly delay the current flowing in response when a positive pulse occurs at terminal 250; the delay arises due to the time constants formed by resistor 251 and capacitor 254. The resistance value of the resistor 251 is typically 1 kΩ and the capacitance value of capacitor 254 is typically 0.001 µF. When the positive pulse is on When terminal 250 ends, capacitor 254 goes fast across diode 252 unload. The effect of this part of the circuit is to ensure the dwell time in which the switching modules SM must be open, so that it is guaranteed that none Time two input conductors via conductive switching modules with the same output conductors are connected, which would lead to the flow of large and harmful currents, if it would happen. The zener diode 261 and the diode 262 are used to generate electricity to pass when transistor 258 becomes nonconductive to prevent that a high voltage occurs at the collector of transistor 258, which this transistor could destroy. The one controlled by the dwell and drive circuit of FIG The primary winding is part of one of the drive transformers 105, 109 and 113 of FIG Fig. 6. The primary winding consisted of 45 turns in one embodiment, and each of the secondary windings consisted of 10 turns in a pot core with the Diameter dimensions 30 x 19; the core had an air gap of 0.51 mm.

Jede der drei Sekundärwicklungen jedes Ansteuertransformators ist so angeschlossen, daß sie einen Schaltmodul ansteuert; ein typischer Schaltmodul ist in Fig. 12 dargestellt. Die in Fig. 12 dargestellte Sekundärwicklung 300 legt an die Basis-Emitter-Diode eines Transistors 301 ein Ansteuersignal an.Each of the three secondary windings of each drive transformer is connected so that it controls a switching module; a typical switch module is shown in FIG. The secondary winding 300 shown in FIG. 12 sets a control signal to the base-emitter diode of a transistor 301.

In die Verbindung zur Basis ist ein Strombegrenzungswiderstand 302 eingeschaltet, und Dioden 303, 304 und 305 sind zusammen mit einer Zenerdiode 306 zum Schutz des Transistors gegen unerwünschte tjberlastungen und zur Begrenzung seiner Speicherzeit vorgesehen. Der Schalter selbst besteht aus einer Diodenbrücke mit Dioden 307, 308, 309 und 310, wobei der Schalter Klemmen 311 und 312 aufweist. Der Schaltmodul arbeitet in herkömmlicher Weise, was bedeutet, daß bei gesperrtem Transistor 301 kein Strom von der Klemme 311 zur Klemme 312 oder in der entgegengesetzten Richtung fließen kann, da die Dioden 307 bis 310 jeweils paarweise gegensinnig geschaltet sind. Wenn der Transistor 301 jedoch leitet, kann über die Diode 307, den Transistor 301 und die Diode 310 Strom von der Klemme 311 zur Klemme 312 fließen. In der entgegengesetzten Richtung kann der Strom über die Diode 308, den Transistor 301 und die Diode 309 fließen.In the connection to the base is a current limiting resistor 302 turned on, and diodes 303, 304 and 305 are together with a zener diode 306 to protect the transistor against undesired overloads and to limit its storage time provided. The switch itself consists of a diode bridge with diodes 307, 308, 309 and 310, the switch having terminals 311 and 312. The switching module works in a conventional manner, which means that when locked Transistor 301 no current from terminal 311 to terminal 312 or in the opposite Flow direction can, since the diodes 307 to 310 are each paired are switched in opposite directions. However, when transistor 301 conducts, the Diode 307, transistor 301 and diode 310 current from terminal 311 to terminal 312 flow. In the opposite direction, the current can be passed through diode 308, the transistor 301 and the diode 309 flow.

Die unter Bezugnahme auf die Figuren 6 bis 12 beschriebene Schaltungsanordnung ermöglicht Einstellungen der Amplitude, der Frequenz und der Phase der Ausgangs spannung bezüglich der Eingangsspannungen. Wie oben im Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben worden ist, ist es jedoch möglich, die gleiche Ausgangsfrequenz 0 auf zweifache Weise zu erhalten, nämlich durch Anwendung einer Modulationsfrequenz um = Wo - W wobei Wi die Eingangsfrequenz ist, und durch Durchführen der Modulation in der Weise, daß gilt: W0 = Wm + ui oder auch durch Wählen der Modulationsfrequenz m = Wo + Wi sowie durch Auswahl der Modulationsrichtung, so daß gilt: W0 = Wi - Wm Bei der ersten Alternative hat die Modulationsfrequenz die gleiche Richtung wie die Eingangsfreqeunz, so daß sie zu dieser addiert wird, während bei der zweiten Alternative die Modulationsfrequenz die entgegengesetzte Richtung wie die Eingangsfrequenz hat, so daß die Eingangs frequenz von ihr subtrahiert wird.The circuit arrangement described with reference to FIGS. 6 to 12 allows settings of the amplitude, frequency and phase of the output voltage in relation to the input voltages. As described above in connection with FIG However, it is possible to double the same output frequency from 0 to 2 Way, namely by applying a modulation frequency around = Wo - W where Wi is the input frequency, and by performing the modulation in such a way that applies: W0 = Wm + ui or by choosing the modulation frequency m = Wo + Wi as well as by selecting the modulation direction, so that the following applies: W0 = Wi - Wm In the first Alternatively, the modulation frequency has the same direction as the input frequency, so that it is added to this, while in the second alternative the modulation frequency has the opposite direction as the input frequency, so the input frequency is subtracted from it.

Außerdem wurde unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert, daß wegen der entgegengesetzten Richtungen der Modulation die Phasenwinkelunterschiede zwischen Strom und Spannung für die unter Verwendung der zwei oben geschilderten Alternativen in entgegengesetzten Richtungen für die erzeugten Ausgangsspannungen auftreten, so daß es durch Kombinieren der zwei Spannungen möglich ist, die Phasenwinkeldifferenz zwischen Strom und Spannung, wie sie an dem an die Eingangsleiter angelegten Versorgungssystem auftritt, vollständig zu eliminieren. Zur Erzielung eines Stromrichters, der nach diesem Prinzip arbeitet, müssen zwei spannungsgesteuerte Oszillatoren verwendet werden, von denen der eine mit der Modulationsfrequenz Wm = -(w0 + wi) und der andere mit der Modulationsfrequenz Wm = W0 - wi arbeitet. In Fig. 13 ist das Schaltbild eines solchen Stromrichters dargestellt. Dieser Stromrichter enthält zwei spannungsgesteuerte Oszillatoren 400 und 401. Der Oszillator 400 empfängt eine Spannung mit einer Modulationsfrequenz wm = wO - Wi aus einem Analogaddierer 402, dem ein die Frequenz 0 repräsentierendes Eingangssignal von einem Potentiometer 403 zugeführt wird. Ein zweites, die Frequenz Wi repräsentierendes Eingangssignal wird dem Analogaddierer 402 aus einem Frequenz/Spannungs-Umsetzer 404 zugeführt, der an das Eingangsversorgungssystem angeschlossen ist. Die Ausgangsfrequenz wi des Umsetzers 404 wird auch mit dem Faktor 2 multipliziert und einem Analogaddierer 405 zugeführt; in einem Neyator 406 erfolgt eine Invertierung, so daß die die Modulationsfrequenz cm repräsentierende Spannung für den Oszillator 401 der Frequenz (Wo + Wi) entspricht. Das negative Vorzeichen gibt dabei an, daß die Phasendifferenzen der Ausgangs signale des Oszillators 401 umgekehrt sind. Die Amplituden der Ausgangssignale der Oszillatoren 400 und 401 sind mit hilfe von Analogmultiplizierern 407 bis 412 auf einen steuerbaren Wert q eingestellt. Der Wert q wird an einem Potentiometer 413 eingestellt, und er wird in einem Verstärker 414 mit dem Faktor 2 multipliziert.In addition, it was explained with reference to FIG. 5 that because of the opposite directions of modulation the phase angle differences between Current and voltage for using the two alternatives outlined above occur in opposite directions for the generated output voltages, so that by combining the two voltages it is possible to determine the phase angle difference between current and voltage, as seen in the supply system applied to the input conductor occurs to be eliminated completely. To achieve a converter that can be used according to This principle works, two voltage controlled oscillators must be used will, of which one with the modulation frequency Wm = - (w0 + wi) and the other with the modulation frequency Wm = W0 - wi works. In Fig. 13, the circuit diagram is one such converter shown. This converter contains two voltage controlled Oscillators 400 and 401. The oscillator 400 receives a voltage with a modulation frequency wm = wO - Wi from an analog adder 402 to which a frequency 0 represents Input signal from a potentiometer 403 is supplied. Another, the frequency Input signal representing Wi is fed to analog adder 402 from a frequency-to-voltage converter 404 which is connected to the input supply system. The output frequency wi of converter 404 is also multiplied by a factor of 2 and an analog adder 405 supplied; an inversion takes place in a Neyator 406, so that the modulation frequency The voltage representing cm for the oscillator 401 corresponds to the frequency (Wo + Wi). The negative sign indicates that the phase differences between the output signals of the oscillator 401 are reversed. The amplitudes of the output signals from the oscillators 400 and 401 are controllable with the help of analog multipliers 407 to 412 Value q set. The value q is set on a potentiometer 413, and it is multiplied by a factor of two in an amplifier 414.

Zur Erzielung einer vollen Phasensteuerung ist es erforderlich, die Ausgangssignale der Oszillatoren 400 und 401 unterschiedlich zu multiplizieren; dies wird dadurch erreicht, daß an einem Potentiometer 415 ein Wert eingestellt wird, der al repräsentiert und der in einem Verstärker 416 mit dem Faktor 1/3 multipliziert wird; der multiplizierte Wert wird Analogmultiplizierern 417, 418 und 419 zugeführt, an die auch die Ausgangs signale des Oszillators 400 angelegt werden. Der Wert al wird in einem Negator 420 invertiert und in einem Analogaddierer 421 zum Spannunyswert 1 V addiert, damit ein Signal erzeugt wird, das gleich (1 - al) ist. Dieses Signal wird dann in einem Verstärker 422 mit dem Faktor 1/3 multipliziert, damit ein Signal 1/3 (1 - a1) erzeugt wird.To achieve full phase control it is necessary to have the Multiply output signals of the oscillators 400 and 401 differently; this is achieved by setting a value on a potentiometer 415 which represents a1 and which is multiplied by a factor of 1/3 in an amplifier 416 will; the multiplied value is fed to analog multipliers 417, 418 and 419, to which the output signals of the oscillator 400 are also applied. Of the value al is inverted in an inverter 420 and in an analog adder 421 to the voltage value 1 V is added to produce a signal that is equal to (1 - al). This signal is then multiplied by a factor of 1/3 in an amplifier 422 to produce a signal 1/3 (1 - a1) is generated.

Dieses Signal wird dann Analogmultiplizierern 423, 424 und 425 zugeführt, an die auch die Ausgangssignale des Oszillators 401 angelegt werden. Es sind neun Analogaddierer 426 bis 434 vorgesehen, in denen die Ausgangssignale jedes der drei Multiplizierer 417, 418 und 419 mit den Ausgangssignalen der Multiplizierer 423, 424 und. 425 in neun unterschiedlichen Kombinationen zusammengefaßt werden, die sich daraus ergeben, daß jeweils ein Ausgangssignal aus jeder Gruppe der drei Multiplizierer genommen wird. Außerdem wird an alle Addierer 426 bis 434 ein konstantes Eingangssignal mit dem Wert 1/3 V angelegt, und die Ausgangssignale werden jeweils an Schalter S1 bis S9 angelegt, die drei Eingangsleiter 435, 436 und 437 mit drei Ausgangsleitern 438, 439 und 440 verbinden. Die Schalter S1 bis S9 enthalten den Amplituden/Impulsdauer-Umsetzer 101, die Verweilszeit- und Ansteuersclialtungen 102 bis 104, die Ansteuertransformatoren 105, 109 und 113 und die Schaltmodule 106 bis 116 von Fig. 6, die im Zusammenhang mit den Figuren 10 bis 12 beschrieben wurden. Die monostabilen Kippschaltungen in den Schaltern S1 bis S9 sind zur Bildung von drei getrennten Dreierringen zusammengeschaltet, die so arbeiten, wie im Zusammenhang mit Fig. 10 erläutert wurde. Da jeder Ring an einen anderen Ausgangsleiter angeschlossen ist, können die Ringe unabhängig voneinander weiterschalten, ohne daß das Risiko eines Kurzschlusses im Versorgungssystem besteht.This signal is then fed to analog multipliers 423, 424 and 425, to which the output signals of the oscillator 401 are also applied. It's nine Analog adders 426-434 are provided in which the output signals of each of the three Multipliers 417, 418 and 419 with the output signals of the multipliers 423, 424 and. 425 can be summarized in nine different combinations, the result from this that in each case one output signal from each group of the three multipliers is taken. In addition, all adders 426-434 have a constant input signal with the value 1/3 V is applied, and the output signals are each sent to switches S1 to S9 applied, the three input conductors 435, 436 and 437 with three output conductors Connect 438, 439 and 440. The switches S1 to S9 contain the amplitude / pulse duration converter 101, the dwell and control circuits 102 to 104, the control transformers 105, 109 and 113 and the switching modules 106 to 116 of FIG. 6, which are in connection with with FIGS. 10 to 12 have been described. The monostable multivibrators in switches S1 to S9 are interconnected to form three separate rings of three, which operate as explained in connection with FIG. Because every ring connected to a different output conductor, the rings can operate independently of each other switch on without the risk of a short circuit in the supply system.

Geeignete Schaltungen für die Negatoren, die Analogaddierer und die Analogmultiplizierer sind beispielsweise in dem Buch "Electronic Computer Technology" von N.R. Scott, erschienen bei McGraw Hell, 1970, beschrieben.Suitable circuits for the inverters, the analog adders and the Analog multipliers are for example in the book "Electronic Computer Technology" by N.R. Scott, published by McGraw Hell, 1970.

In Fig. 14 ist die Anwendung eines mit hoher Schaltgeschwindigkeit arbeitenden Stromrichters 500 zur Steuerung der Drehzahl eines Asynchronmotors 501 durch Ändern der Frequenz der ihm über den Leiter 502 zugeführten Versorgungsenergie dargestellt. Mit der Ausgangswelle 504 des Motors ist ein Tachogenerator 503 verbunden, der an einem Leiter 505 eine Spannung erzeugt, die einer Verarbeitungsschaltung 506 zugeführt wird; diese Verarbeitungsschaltung erzeugt ein mehrphasiges sinusförmiges Ausgangssignal mit der Winkel frequenz Wm sowie ein Amplitudensteuersignal q. Diese Signale werden gemäß den obigen Erläuterungen zur Steuerung der Schalter im Stromrichter 500 dazu verwendet, die Frequenz der dem Motor 501 zugeführten Versorgungsenergie zu regeln. Die Schaltungsanordnung kann in zwei Betriebsarten arbeiten. In der ersten Betriebsart wird die Motordrehzahl unabhängig von der an den Motor angelegten Last konstant gehalten, wobei in diesem Fall die am Leiter 505 erzeugte Spannung mit einem Bezugswert verglichen und dazu benutzt wird, die Frequenz der dem Motor 501 zugeführten Versorgungsenergie und auch die von q abhängige Amplitude zu vergrößern. Wenn der Schlupf zwischen der Versorgungsfrequenz und der Motordrehzahl mit der Last zunimmt, wird die Versorgungsfrequenz erhöht, so daß die Motordrehzahl konstant bleibt.In Fig. 14, the application is high speed switching working converter 500 for controlling the speed of an asynchronous motor 501 by changing the frequency of the supply energy supplied to it via conductor 502 shown. A tachometer generator 503 is connected to the output shaft 504 of the motor, which generates a voltage on a conductor 505 which a processing circuit 506 is supplied; this processing circuit produces a polyphase sinusoidal Output signal with the angular frequency Wm and an amplitude control signal q. These Signals are used to control the switches in the converter in accordance with the explanations above 500 is used to determine the frequency of the supply energy supplied to the motor 501 to regulate. The circuit arrangement can operate in two modes. In the first Operating mode, the engine speed becomes independent of the load applied to the engine held constant, in which case the voltage generated on conductor 505 with a reference value is compared and used to determine the frequency of the motor 501 supplied supply energy and also to increase the amplitude dependent on q. When the slip between the supply frequency and the motor speed with the Load increases, the supply frequency is increased so that the motor speed is constant remain.

In der zweiten Betriebsart, der Betriebsart mit konstantem Drehmoment, wird der Schlupf zwischen der Motordrehzahl und der Versorgungsfrequenz gemessen und auf einem konstanten Wert gehalten, damit gewährleistet wird, daß das vom Motor gelieferte Drehmoment konstant bleibt.In the second mode, the constant torque mode, the slip between the motor speed and the supply frequency is measured and held at a constant value to ensure that the engine does delivered torque remains constant.

Die in Fig. 14 dargestellte Schaltungsanordnung könnte auch dazu benutzt werden, die Frequenz einer Versorgungsspannung zu regeln, die von einem Generator geliefert wird, der mit variabler Drehzahl betrieben wird, wobei die Regelung durch Einstellen der Winkel frequenz Wm des Modulationssignals zur Kompensation von Schwankungen der Ausgangs frequenz des Generators aufgrund von Schwankungen seiner Wellendrehzahl erzielt wird. Die Schaltungsanordnung könnte auch dazu benutzt werden, die erzeugte Versorgungsspannung mit einer vorhandenen Versorgungsspannung so zu synchronisieren, daß sie zur vorhandenen Versorgungsspannung addiert werden könnte. Als Alternative könnte der Generator so gesteuert werden, daß er einen konstanten Strom abgibt.The circuit arrangement shown in FIG. 14 could also be used for this purpose to regulate the frequency of a supply voltage from a generator is supplied, which is operated at variable speed, the regulation by Setting the angular frequency Wm of the modulation signal to compensate for fluctuations the output frequency of the generator due to fluctuations in its shaft speed achieved will. The circuit arrangement could also be used for this the generated supply voltage with an existing supply voltage synchronize so that they are added to the existing supply voltage could. As an alternative, the generator could be controlled to have a constant Gives off electricity.

In Fig. 15 ist die Anwendung eines Mikroprozessors 520 für die Erzeugung der impulsdauermodulierten Impulse dargestellt, die zum Betrieb der Schalter S1 bis S9 erforderlich sind. Der Mikroprozessor wird von einem Taktgeber 521 angesteuert; er weist Adressenausgangsleitungen 522, Dateneingabe/Datenausgabe-Leitungen 523, Abtast-Ausgangsleitungen 524 und Daten-Ausgangsleitungen 525 auf. Ein Tastenfeld 526 empfängt die Abtastimpulse von den Leitungen 524 und erzeugt entsprechende Eingangsimpulse an den Leitern 523. Ein Festspeicher 527 speichert das Programm für den Mikroprozessor 520, und ein Schreib/ Lese-Speicher 528 speichert die ihm vom Tastenfeld 526 eingegebenen Daten und die während der Berechnungsvorgänge erzeugten Daten. Es ist eine vierstellige 7-Segment-Anzeige 529 vorgesehen, die von den Abtastimpulsen an der Leitung 524 und von Signalen am Adressenbus so angesteuert wird, daß die über das Tastenfeld 526 eingegebenen Daten oder andere Informationen, die eine Bedienungsperson benötigt, angezeigt werden.Referring to Figure 15, a microprocessor 520 is used for the generation of the pulse-duration-modulated pulses, which are used to operate the switch S1 to S9 are required. The microprocessor is controlled by a clock 521; it has address output lines 522, data input / data output lines 523, Scan output lines 524 and data output lines 525. A keypad 526 receives the sample pulses on lines 524 and generates corresponding input pulses on conductors 523. Read only memory 527 stores the program for the microprocessor 520, and a read / write memory 528 stores the input from the keypad 526 Data and the data generated during the calculation processes. It's a four digit 7-segment display 529 is provided by the sampling pulses on line 524 and is controlled by signals on the address bus so that the keypad 526 entered data or other information required by an operator, are displayed.

Der Adressenbus 522 ist auch so angeschlossen, daß er eine Wähleinheit 530 betätigt, die die über die Leitungen 525 empfangenen Daten zu neun Halteschaltungen 531 leitet, die jeweils die für Schalter S1 bis S9 benötigten Leitzustände speichern. Im Betrieb führt der Mikroprozessor 520 die Berechnungen durch, die notwendig sind, um zu bestimmen, ob die Halteschaltungen 531 den Zustand "1" einnehmen sollen, der anzeigt, daß der entsprechende Schalter leitet, oder den Zustand "0" einnehmen sollen, der anzeigt, daß der entsprechende Schalter nicht leitet. Diese Berechnungen beruhen auf der oben beschriebenen Theorie.Address bus 522 is also connected to be a dialer 530 is actuated which transfers the data received over lines 525 to nine hold circuits 531 conducts, each of which stores the control states required for switches S1 to S9. In operation, the microprocessor 520 performs the calculations necessary to to determine whether the latches 531 should be "1", the indicates that the corresponding switch is conducting or should assume the "0" state, which indicates that the corresponding switch is not conducting. These calculations are based on the theory described above.

In Fig. 16 ist eine abgewandelte Ausführungsform des Schaltmoduls von Fig. 12 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform ist in die Rollelctorleitung des Transistors eine Spule L eingefügt, zu der eine Diode D und ein damit in Serie geschalteter Widerstand R parallelgeschaltet ist. Diese Bauelemente wirken als Stromstoßdämpfer zur Begrenzung der Schaltstrom-Anstiegsgeschwindigkeit auf einen sicheren Wert während des Schaltvorgangs.16 shows a modified embodiment of the switching module shown in FIG. In this embodiment is in the Rollelctorleitung of the transistor, a coil L is inserted, to which a diode D and one in series switched resistor R is connected in parallel. These components act as shock absorbers to limit the switching current rise rate to a safe value during the switching process.

In Fig. 17 ist die Verwendung eines Spannungsstoßdämpfers dargestellt, der aus einem parallel zur Emitter-Rollektor-Strecke des Transistors verlaufenden Strompfad aus einer Diode D und einem damit in Serie geschalteten Kondensator C besteht. Parallel zur Diode D liegt ein Widerstand R.In Fig. 17 the use of a surge absorber is shown, from a parallel to the emitter-roller gate route of the transistor Current path from a diode D and a capacitor C connected in series with it consists. A resistor R is parallel to the diode D.

In Fig. 8 ist die Verwendung eines Leistungs-Feldeffekttransistors F in einer Diodenbrücke des in den Figuren 12, 16 und 17 dargestellten Typs angegeben. Solche Transistoren ergeben eine sehr hohe Schaltfrequenz, und sie können den Bedarf nach Eingangs- und Ausgangsfiltern reduzieren. Derzeit verfügbare Leistungs-Feldeffekttransistoren sind zwar in ihrer Nennleistung auf einige Kilowatt begrenzt, doch wird erwartet, daß in naher Zukunft Bauelemente für größere Leistungen verfügbar werden.In Fig. 8 is the use of a power field effect transistor F is indicated in a diode bridge of the type shown in FIGS. Such transistors result in a very high switching frequency, and they can meet the demand after input and output filters. Power field effect transistors currently available are limited in their nominal power to a few kilowatts, but it is expected that in the near future components for greater powers will be available.

Eine weitere Form eines Schaltmoduls würde sich bei Verwendung von antiparallelgeschalteten Thyristoren mit einer Zwangskommutierungs-Ansteuerschaltung ergeben, die ihr Abschalten am Ende jeder Schaltperiode gewährleistet. Da in der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung alle Schalter gleichzeitig betätigt werden, wenn keine Steuerung der Eingangsphase benötigt wird, könnte eine einzige Zwangskommutierungs-Ansteuerschaltung für alle Leistungsbauelemente unter Anwendung der Transformatorkopplung benutzt werden.Another form of switching module would be found using anti-parallel connected thyristors with a forced commutation control circuit result, which ensures their shutdown at the end of each switching period. There in the circuit arrangement according to the invention all switches are operated simultaneously, if no control of the input phase is required, a single forced commutation control circuit could be used used for all power components using transformer coupling will.

Eine weitere Ausführung des Schaltmoduls ist in Fig. 19 dargestellt. Dabei wird eine schnellschaltende Darlington-Schaltung benutzt, in der Dioden zur Begrenzung und Entladung der in den Basis zonen der Transistoren gespeicherten Ladungen verwendet werden. Außerdem ist der Schaltmodul mit einem Spannungsanstiegsdämpfer versehen.Another embodiment of the switching module is shown in FIG. A fast switching Darlington circuit is used in which diodes are used Limitation and discharge of the charges stored in the base zones of the transistors be used. In addition, the switching module is equipped with a surge damper Mistake.

Die beispielsweise zwischen 1000 und 100.000 Hz liegende Schaltfrequenz der im Stromrichter verwendeten Schalter ist viel höher als die Frequenz der Eingangsspannung und die Frequenz der Ausgangs spannung. Das Schalten führt unvermeidbar zu unerwünschten Harmonischen in den Eingangs- und Ausgangssignalen; diese Harmonischen fallen in zwei Kategorien.The switching frequency, for example, between 1000 and 100,000 Hz the switch used in the converter is much higher than the frequency of the input voltage and the frequency of the output voltage. Switching inevitably leads to undesirable ones Harmonics in the input and output signals; these harmonics fall in two categories.

Harmonische, die sich aufgrund der Diskontinuität der geschalteten Schwingung ergeben und die mit den in einem Impulsdauermodulations-Wechselrichter erzeugten Harmonischen vergleichbar sind, sind um Frequenzen gruppiert, die Vielfache der Schaltfrequenz sind. Da die Frequenz viel höher als die Frequenz der Eingangsspannung ist, stellen sie keinen großen Nachteil für induktive Lasten dar, weil sie auf jeden Fall aus dem Versorgungssystem beispielsweise mit hilfe von Serieninduktivitäten und Parallelkondensatoren in herkömmlicher Weise ausgefiltert werden können. Die zweite Kategorie der Harmonischen ergibt sich aufgrund der Ungenauigkeit bei der Annahme, daß die Schaltfrequenz so hoch ist, daß sich weder die Eingangs schwingung noch die Ausgangs schwingung innerhalb einer Periode der Schaltfrequenz geändert haben.Harmonics that arise due to the discontinuity of the switched Vibration result and the with the in a pulse width modulation inverter generated harmonics are grouped around frequencies that are multiples the switching frequency. Because the frequency is much higher than the frequency of the input voltage they are not a major disadvantage for inductive loads because they affect everyone Case from the supply system, for example with the help of series inductances and parallel capacitors can be filtered out in a conventional manner. the The second category of harmonics is due to the inaccuracy of the Assumption that the switching frequency is so high that neither the input oscillation nor the output oscillation changed within one period of the switching frequency to have.

Die Harmonischen haben Frequenzen, die gleich der Summe und Differenz der Eingangs- und Ausgangsfrequenzen bezüglich der Schaltfrequenz sind und daher ebenfalls ausreichend hoch sind, daß sie den Betrieb einer durch den Stromrichter gespeisten Last nicht stören. Weder am Eingang noch am Ausgang des Stromrichters sind bedeutende Subharmonische vorhanden.The harmonics have frequencies that are equal to the sum and difference of the input and output frequencies are related to the switching frequency and therefore are also sufficiently high that they can run a through the converter do not disturb the fed load. Neither at the input nor at the output of the converter there are significant subharmonics.

Das von einem Stromrichter nach der Erfindung benötigte mehrphasige Eingangs signal könnte auch von einer einphasigen Wechselstromversorgungsquelle, beispielsweise durch Verwendung geeigneter Blindelemente, abgeleitet werden.The multiphase required by a converter according to the invention Input signal could also come from a single phase AC power source, for example by using suitable dummy elements.

Wie zu erkennen ist, ist ein nach der Erfindung aufgebauter Stromrichter umkehrbar, da die Eingangsleiter und die Ausgangsleiter vertauschbar sind; die Ausnahme liegt dann vor, wenn eine Bezugsfrequenz aus dem Eingangsversorgungssystem abgeleitet wird, wobei dann ein Umschalter vorgesehen werden könnte, mit dessen Hilfe die Frequenz von den Ausgangsleitern abgeleitet wird. Dies bedeutet, daß das Eingangsversorgungssignal von der Ausgangsgröße abgeleitet werden könnte, obgleich eine Aufwärtsspannungsumsetzung erforderlich ist. In die Ausgangsleiter zum Glätten der Ausgangs schwingungen eingeschaltete Induktivitäten würden die Aufwärtsspannungsumsetzung als Folge der Stromunterbrechung durch die Schalter ergeben. Solche Induktivitäten könnten natürlich auch in den Eingangsleitern vorgesehen werden, damit die Einschränkung der maximalen Ausgangs spannung auf die Hälfte der Eingangsspannung überwunden wird.As can be seen, there is a power converter constructed according to the invention reversible, as the input and output conductors are interchangeable; the exception occurs when a reference frequency is derived from the input supply system is, in which case a switch could be provided, with the help of which the frequency is derived from the output conductors. This means that the input supply signal could be derived from the output, although a step-up voltage conversion is required. Switched on the output conductor to smooth the output vibrations Inductors would step up the voltage conversion as a result of the current interruption result from the switch. Such inductances could of course also be used in the Input ladders are provided to allow the restriction of the maximum output voltage is overcome to half the input voltage.

Wenn ein Stromrichter gemäß dem Ausführungsbeispiel von Fig. 13 so ausgebildet wird, daß er ein Ausgangssignal mit der gleichen Frequenz und der gleichen Anzahl von Phasen wie das Eingangssignal erzeugt, können die Eingangsleiter und die Ausgangsleiter über einen Transformator so verbunden werden, daß der Stromrichter ein Blindleistungsgenerator wird. Es kann erwünscht sein, in Serie zu den Schaltern Si bis S9 Induktivitäten zur Begrenzung des durch die Schalter fließenden Stroms zu schalten.If a power converter according to the embodiment of FIG. 13 so is designed to have an output signal having the same frequency and the same Number of phases generated as the input signal, the input conductor and can the output conductors are connected via a transformer so that the converter becomes a reactive power generator. It may be desirable to have the switches in series Si to S9 inductors to limit the current flowing through the switches to switch.

Die Erfindung ist hier zwar im Zusammenhang mit speziellen Ausführungsbeispielen, insbesondere von Ausführungsbeispielen mit dreiphasigem Eingang und dreiphasigem Ausgang, beschrieben worden, doch ist für den Fachmann erkennbar, daß die Erfindung ohne weiteres auch auf beliebige mehrphasige Versorgungssysteme mit entsprechenden Modifikationen angewendet werden kann.The invention is here in connection with special embodiments, in particular of exemplary embodiments with three-phase input and three-phase output, but it will be apparent to those skilled in the art that the invention can easily be applied to any multiphase supply systems can be used with appropriate modifications.

Claims

Patent claims 1. Converter with input conductors for a symmetrical, polyphase AC input system, output conductors for an AC output system with a parameter such as frequency, amplitude, phase angle or phase shift, which differ from the corresponding parameter of the input AC voltage system is, and multiple bidirectional switches individually using each input conductor connect each output conductor, characterized in that a control arrangement is provided which includes a timing device that has a repeated sequence generated by mutually abutting, pulse duration modulated pulses, their number in the order of the number of phases in the input AC voltage system is, and that the control arrangement is connected to the switch that the pulses cause the switches to close in such a way that each phase of the AC input system is connected in turn to each phase of the output AC voltage system, that at any given time only one of the switches is closed, the one with one of the output conductors is connected, and that each input conductor is always at least is connected to an output conductor.

2. Converter according to claim 1, characterized in that the output change voltage system is a single phase system.

3. Converter according to claim 1, characterized in that the output AC voltage system is a multiphase system.

4. Converter according to claim 3, characterized in that for each Output conductor the pulses of the sequence are each applied to the switch that connected to the output conductor, the correspondence between the pulses the sequence and the input conductors for the various output conductors cyclically is moved.

5. Converter according to claim 4, characterized in that the time control device contains a ring of monostable flip-flops connected so that Resetting a circuit resets the next circuit in the ring that each monostable multivibrator contains an input for a pulse duration modulated signal, that determines the setting time of the flip-flop, and that the sequence of the pulse duration modulated Pulses is derived from the monostable multivibrators.

6. Converter according to claim 5, characterized by a device for applying a variable voltage to the monostable multivibrators for Adjusting the response behavior of these flip-flops to the pulse duration-modulated Signals.

7. Converter according to one of the preceding claims, characterized by a sinusoidal signal generator to generate a polyphase sinusoidal signal, of the same number of in the same way out of phase Sine waves are generated as the input AC voltage system has phases where each sine wave to a modulator to modulate the duration of a pulse the sequence is created.

8. Converter according to claim 7, characterized by a device for adjusting the amplitude of the sinusoidal oscillations generated by the generator.

9. Converter according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the train of pulses is between 1,000 and 100,000 times per second is repeated.

10. Converter according to claim 1, characterized in that the Control arrangement for generating the repeated sequence of pulse duration modulated Impulses uses a digital difference analysis method.

11. Converter with input conductors for a symmetrical, N-phase AC input system, output conductors for a symmetrical, multi-phase Output AC voltage system with at least one parameter such as frequency, amplitude, Phase angle or phase shift that depends on the corresponding parameter of the input AC voltage system is different, and multiple bidirectional electronic switches that operate individually connect each input conductor to each output conductor, indicated by a Control arrangement with two frequency controllable sinusoidal oscillators, each N generate sinusoidal output signals phase-shifted by the same value, where the operating frequency of a sine wave oscillator is equal to the frequency of the desired one AC output system reduced by the frequency of the AC input system is, while the frequency of the other sine wave oscillator is equal to the sum of the frequencies of the AC input system and the AC output system, However with phase-shifted output signals opposite to the output signals of the other oscillator, a device for controlling the amplitude of the output signals the sine wave oscillators depending on a common signal, a device for controlling the amplitude of the output signals of one sine wave oscillator in another Way with respect to the output signals of the other sine wave oscillator, a summing device for combining each output signal of a sine wave oscillator with each separately Output of the other sine wave oscillator and connections from the summing device to the electronic switches.

12. Converter according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the control arrangement has a microprocessor and a plurality of each contains output hold circuits corresponding to the switches and that the microprocessor is programmed in such a way that it sets and resets the hold circuits at the times at which the corresponding switch is to be closed and opened.

13. Converter according to one of the preceding claims, characterized by a delay device for delaying the response of each switch on a signal that causes its closure, this delay device However, the delay-free transmission of a signal allows the opening of the Switch causing a delay in opening a switch depending is compensated by a control signal.

14. Converter according to one of the preceding claims, characterized characterized in that each switch is a bridge circuit consisting of four diodes and contains a controllable semiconductor component lying in the bridge diagonal, the other bridge diagonal is switched into a current path, the one Connects input conductor to an output conductor.

15. Converter according to claim 14, characterized in that the controllable semiconductor component is a bipolar transistor.

16. Converter according to claim 14, characterized in that the Controllable semiconductor component consisting of two bipolar transistors in a Darlington circuit consists.

17. Converter according to claim 15 or 16, characterized by a Diode device which is connected so that the charge storage time of the or of transistors is reduced when switching off.

18. Converter according to claim 14, characterized in that the controllable semiconductor component is a power field effect transistor.

19. Converter according to one of claims 1 to 13, characterized in that that the controllable semiconductor component consists of two anti-parallel connected thyristors with a forced commutation control circuit.

20. Converter according to one of claims 14 to 19, characterized by a device for protecting the controllable semiconductor component against high voltage jumps when switching.

21. Circuit arrangement with a converter according to one of the preceding Claims in connection with a multi-phase supply network with an asynchronous motor, marked by a tachometer connected to the shaft of the motor and a Control arrangement connected to match the engine speed with a reference speed or with the output frequency of the converter and compares the converter controls so that a constant speed or a constant torque of the motor is maintained.

22. Circuit arrangement with a converter according to one of the claims 1 to 20 between a multi-phase supply network and a multi-phase synchronous or asynchronous generator, characterized by one with the shaft of the generator connected tachometer, the voltage representing the speed of the shaft generated, and a function of the output signal of the tachometer generator control arrangement for the converter, which causes this, to the supply conductor independently from fluctuations in the speed of the generator shaft a supply energy with constant Apply frequency.

23. Circuit arrangement according to claim 22, characterized in that that the control arrangement receives an input signal from the supply network and is designed so that it matches the output signal of the converter with that of the supply network existing AC voltage synchronized.