DE3114231A1

DE3114231A1 - ENGINE POWER CONTROL DEVICE

Info

Publication number: DE3114231A1
Application number: DE19813114231
Authority: DE
Inventors: John J. 90701 Cerritos Calif. Sullivan; Edward 92647 Huntington Beach Calif. Yrisarri jun.
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1981-04-08
Publication date: 1982-06-16
Also published as: GB2073921A; JPS56150995A

Description

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Motorleistungs-SteuereinrichtungEngine power control device

Die Erfindung bezieht sich ganz allgemein auf eine Eingangsleistungs-Steuereinrichtung für Motore und insbesondere auf eine Steuerschaltung, die die einem Wechsels trominduktionsmotor zugeführte und von diesem verbrauchte Eingangsleistung in Abhängigkeit von der Motorbelastung variiert.The invention relates generally to input power control apparatus for engines, and more particularly to a control circuit, which an alternating current induction motor supplied and consumed by this Input power varies depending on the motor load.

Es sind viele Arten von Elektromotoren bekannt, die auf den verschiedensten Anwendungsgebieten zum Einsatz kommen. Der Induktionsmotor ist vermutlich der am häufigsten eingesetzte Motor und kann von den bisher vorhandenen Motoren als der stabilste bzw. unempfindlichste bezeichnet werden. Der Induktionsmotor läuft in etwa mit konstanter Drehzahl, die im wesentlichen unabhängig von der Belastung und/oder der anliegenden Spannung ist. Für einen effizienten Betrieb sollte die anliegende Spannung oder die Betriebsspannung funktional von der Belastung abhängig sein. Bisher wurde diese funktionale Zuordnung "in der Praxis nicht vollständig so weit erreicht, daß die Betriebsspannungen von außen zugeleitet werden und schwierig zu steuern sind. Dies bedeutet, daß sich die Betriebspannung mit plus oder minus 10% ändernThere are many types of electric motors known which are used in a wide variety of fields of application. The induction motor is probably the most frequently used motor and can be different from those previously available Motors can be described as the most stable or most insensitive. The induction motor runs roughly with it constant speed, which is essentially independent of the load and / or the applied voltage. For efficient operation, the applied voltage or the operating voltage should be functionally dependent on the load be dependent. So far, this functional assignment "has not been fully achieved in practice so far, that the operating voltages are supplied from the outside and are difficult to control. This means that the operating voltage changes by plus or minus 10%

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kann und daß sie darüber hinaus während keiner Betriebszeit vollständig konstant sein kann. Daher sind viele Motore derart ausgelegt, daß sie die Nennbelastung abgeben, währenddem sie in einem Unterspannungszustand arbeiten. Eine solche Motorauslegung ist aber unökonomisch, wenn die Betriebsspannung bzw. Versorgungsspannung normal ist oder in dem Überspannungsbereich liegt. Ferner fällt der Induktionsmotorstrom mit der Belastung, aber nicht proportional mit dieser ab. Daher wird der Motorwirkungsgrad herabgesetzt, wenn der Motor nicht mit der ganzen Nennbelastung arbeitet. Wenn daher ein Verbraucher einen Motor einsetzt, der für den speziellen Anwendungsfall oder bei einem speziellen Betrieb eine zu grosse Nennleistung hat, wenn eine sich ändernde Belastung am Motor anliegt, ergibt sich ein sehr ineffizientes Leistungsverhalten und es wird elektrische Energie vergeudet. Ferner ist jeder Nachteil, d.h. Wirkungsgradverlust des Motors und/oder unnötiger Verbrauch an elektrischer Energie ein Kostenfaktor, der vom Verbraucher oder jenen unerwünscht ist, die mit diesen Kosten belastet werden. Wenn ferner der Motor Belastungen ausgesetzt ist, die kleiner als die ganze Nennleistung des Motors sind, treten Phasenwinkelverschiebungen auf. Diese Verschiebungen können sich bis zu üO belaufen, wodurch eine erkenntliche Leistungsfaktorverschlechterung verursacht wird.can and that, moreover, it cannot be completely constant during any operating time. Therefore, many motors are designed to deliver the rated load while operating in an undervoltage condition. However, such a motor design is uneconomical if the operating voltage or supply voltage is normal or is in the overvoltage range. Furthermore, the induction motor current drops with the load, but not proportionally with it. Therefore, the motor efficiency is reduced if the motor does not work with the full rated load. If, therefore, a consumer uses a motor that has too high a nominal power for the special application or for a special operation, when a changing load is applied to the motor, the result is very inefficient performance and electrical energy is wasted. Furthermore, any disadvantage, ie loss of efficiency of the motor and / or unnecessary consumption of electrical energy, is a cost factor which is undesirable for the consumer or for those who are burdened with these costs. Furthermore, when the motor is subjected to loads that are less than the full rated power of the motor, phase angle shifts occur. These shifts can amount to as much as OO, causing noticeable power factor degradation.

Als nächstliegender Stand der Technik sei die US-PS 4 o52 648 genannt, die sich mit einer Leistungsfaktor-Steuereinrichtung für einen Einphaseninduktionsmotor befaßt.The closest prior art is US Pat. No. 4,052,648, which deals with a power factor control device for a single phase induction motor.

Nach der Erfindung wird eine Motorleistungs-Steuereinrichtung geschaffen. Die Steuereinrichtung verwendetAccording to the invention, an engine output control device is provided. The controller used

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ein geeignetes Schaltelement, wie einen Triac und ein Stromabtastelement in der Versorgungsschaltung des Motors. Bei einem Dreiphasenmotor sind das Schaltelement und das Abtastelement in jedem der drei Motorversorgungsschaltungen in Serie geschaltet. Die elektronischen Steuereinrichtungen überwachen ständig die Belastung, indem der Motorstrom abgetastet und ein Rückführungssteuersignal dem Schaltelement zugeführt wird, um hierdurch den Zündwinkel des Schaltelementes in einer Abhängigkeit von der Belastung zu ändern. Insbesondere wird an das Schaltelement ein, Schaltimpuls angelegt, wobei das Schaltelement als zwei Gegentakt - einseitig gerichtete Gegentaktschalter arbeitet, bei denen der Strom in jeder Richtung automatisch abgeschaltet wird, wenn der Strom infolge der Polumkehrung den Nullpunkt durchläuft. Zu diesem Zeitpunkt wird der Strom in der anderen Richtung durch einen weiteren Impuls angeschaltet, der an das Schaltelement angelegt wird. Energie bzw. Leistung wird dadurch gespart, daß die Belastungszustände überwacht werden und die Einschaltimpulse der Schaltelemente als eine Funktion von und proportional zu der Belastungsabnähme verzögert werden. Die Verzögerung ermöglicht eine Kompensation für eine Phasenwinkelverschiebung (Verschlechterung), die durch eine verminderte Motorbelastung verursacht wird, wobei gleichzeitig der Effektivwert des Energieverbrauchs (RMS) des Motors während dieser im unterbelasteten Bereich betriebenen Perioden herabgesetzt wird. Dies bedeutet, daß bei einer Abnahme der Belastung die Einschaltimpulse langer verzögert werden. Die Verzögerung führt zu kurzen Nichtleitungsperioden während .dem Halbzyklus der Betriebsspannung, wodurch Verringerungen sowohl des Effektivwerts der Spannung als auch des Stromes erreicht werden.a suitable switching element such as a triac and a current sensing element in the supply circuit of the motor. In a three-phase motor, the switching element and the sensing element are in each of the three motor supply circuits connected in series. The electronic control devices constantly monitor the load by the Motor current is sampled and a feedback control signal is fed to the switching element to thereby determine the ignition angle of the switching element to change depending on the load. In particular, the switching element one, switching pulse applied, the switching element as two push-pull - unidirectional push-pull switches works in which the current is automatically switched off in each direction if the current is due to the polarity reversal passes through the zero point. At this point the current in the other direction is passed through another Pulse switched on, which is applied to the switching element. This saves energy or power, that the load conditions are monitored and the switch-on pulses of the switching elements are delayed as a function of and proportional to the decrease in load. The delay enables compensation for a phase angle shift (deterioration) that is caused by a reduced motor load, at the same time the effective value of the energy consumption (RMS) of the motor is reduced during these periods operated in the underloaded area. This means, that when the load decreases, the switch-on pulses are delayed longer. The delay leads to short ones Non-conduction periods during the operating voltage half cycle, whereby reductions in both rms voltage and current are achieved.

Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen der Erfindung wiedergegeben.Further developments of the invention are reproduced in the subclaims of the invention.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:Further details, features and advantages of the invention emerge from the description below
of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. It shows:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Auslegung, Fig. 1 is a block diagram of the design according to the invention,

Fig. 2 ein Diagramm mit Spannungs- und Stromwellenformen für den Motor und ohne eine Steuereinrichtung nach der Erfindung,Figure 2 is a diagram showing voltage and current waveforms for the motor and without a controller according to the invention,

Fig. 3 ein Diagramm zur Verdeutlichung des Zusammenhangs zwischen der Leistung der Belastung des Motors,3 shows a diagram to illustrate the relationship between the performance of the load of the motor,

Fig. 4 eine schematische Schaltungsauslegung der Stromversorgung und des Spannungsabtastschaltungsteils der Auslegung nach der Erfindung, Fig. 4 is a schematic circuit layout of the power supply and the voltage sensing circuit part the design according to the invention,

Fig. 5 eine schematische Schaltungsauslegung derFig. 5 is a schematic circuit layout of the

Stromabtastschaltung, des Fehlerverstärkers und des Ausgangsmodulatorteils bei der
Einrichtung nach der Erfindung,Current sensing circuit, the error amplifier and the output modulator part in the
Device according to the invention,

Fig. 6 eine schematische Schaltungsauslegung des Sägezahngeneratorteils bei der Erfindung,6 shows a schematic circuit layout of the sawtooth generator part in the invention,

Fig. 7 eine schematische Schaltungsauslegung der • Schaltung für das Schaltelement bei der
Erfindung undFig. 7 is a schematic circuit layout of the • circuit for the switching element in the
Invention and

Fig. 8 eine schematische Schaltungsauslegung zurFig. 8 is a schematic circuit layout for

Verdeutlichung der Zwischenverbindungen zwischen den Eingangs- und Ausgangsleitungen der Schaltelemente.Clarification of the interconnections between the input and output lines of the switching elements.

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In der Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer Steuerschaltung gezeigt, die Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist. Mit 2o ist ein Motor bezeichnet, der ein Dreiphasenmotor ist. Nach den in der Beschreibung angegebenen Ausführungen ist der Motor 2o typischerweise ein Induktionsmotor. Der Motor ist normalerweise direkt mit der Stromquelle zum Dreiphasenbetrieb verbunden, die die Leitungen A, B und C aufweist. Die Steuereinrichtung, die mit gebrochenen Linien 25 in Fig. 1 eingetragen ist, ist zwischen der Stromversorgung und dem Motor 2o angeordnet. Die Steuereinrichtung 25 umfaßt eine Stromabtastschaltung 22, die in Serie zu geeigneten Schaltelementen, wie z.B. Triacs 21 geschaltet ist. Die Serienschaltung der Stromabtastschaltung 22 und die Triacs 21 sind zwischen der Stromversorgung und dem Motor 2o angeordnet. Eine Stromversorgung 23 und elektronische Steuereinrichtungen 24 sind vorgesehen, die die Energie von der Stromversorgung aufnehmen und Signale von der Stromabtastschaltung 22 erhalten. Die StromversorgungReferring to Fig. 1, there is shown a block diagram of a control circuit which is the subject of the present invention. A motor is designated by 2o, which is a three-phase motor. According to the explanations given in the description the motor 2o is typically an induction motor. The motor is usually directly connected to the power source for three phase operation connected, which has the lines A, B and C. The control device with broken lines 25 is entered in Fig. 1, is arranged between the power supply and the motor 2o. The control device 25 includes a current sensing circuit 22 connected in series with suitable switching elements such as triacs 21 is. The series circuit of the current sensing circuit 22 and the triacs 21 are between the power supply and the Motor 2o arranged. A power supply 23 and electronic control devices 24 are provided that the Draw power from the power supply and receive signals from the current sensing circuit 22. The power supply

23 liefert den elektronischen Steuereinrichtungen 24 entsprechende Spannungen. Die elektronische Steuerschaltung23 supplies the electronic control devices 24 with corresponding ones Tensions. The electronic control circuit

24 legt an die Triacs 21 Steuersignale an, um den Betrieb zu steuern.24 applies control signals to triacs 21 to control operation.

In Fig. 2 sind die Spannungs- und Stromwellenformen des Motors gezeigt, die von Wellenformen auf der Motorseite der Steuereinrichtung gebildet werden. Die Wellenformen 3A und 3B stellen speziell die Spannungs- und Stromwellenformen jeweils dar, die sich ergeben, wenn die Steuerschaltung nach der Erfindung nicht vorhanden ist. Die Fig. 3C und 3D hingegen stellen die Spannungs- und Wellenformen jeweils dar, wenn die Steuereinrichtung nach der Erfindung Anwendung findet. Die Spannungs- und Stromsignale werden an die jeweiligen Eingangsleitungen,wie A, B, C in Fig. 2 angelegt. Bei dieser Auslegungsform istIn Fig. 2, the voltage and current waveforms of the motor are shown, those of waveforms on the motor side the control device are formed. Waveforms 3A and 3B specifically represent the voltage and current waveforms each represent, which result when the control circuit according to the invention is not present. the 3C and 3D, on the other hand, illustrate the voltage and waveforms respectively when the controller is adjusted to the invention finds application. The voltage and current signals are sent to the respective input lines, such as A, B, C in Fig. 2 is applied. In this interpretation

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zu ersehen, daß der Strom der Spannung um etwa 90° nacheilt, was für einen Induktionsmotor hinsichtlich seiner Auslegung typisch ist. Wenn die Steuereinrichtung nach der Erfindung Anwendung findet, arbeitet die elektronische Steuereinrichtung 24 (siehe Fig. 2) , um den Belastungszustand abzutasten und die Anwendung der Auslöse- oder Zündsignale für die Triacs 21 zu steuern. Wenn die Triacs abgeschaltet sind, liefert die Stromversorgung keine Spannung oder keinen Strom dem Motor 2o. Demzufolge ist nach den Fig. 3C und 3D die Spannungswellenform diskontinuierlich und umfaßt Bereiche, in denen die an den Motor angelegte Spannung null ist. Ähnlich wird auch der am Motor anliegende Strom null und effektiv verzögert. Dies bedeutet, daß der Strom null bleibt und der Beginn des Stromimpulses verzögert oder verlangsamt wird, bis der Triac eingeschaltet ist. Diese Verzögerung ist proportional zu der Belastung in Prozenten insoweit, daß die Triacauslösesignale durch die prozentuale Belastung gesteuert werden, wie dies nachstehend beschrieben wird. Dies bedeutet, daß die Nullbereiche der Wellenformen in Fig. 3C und/oder 3D in Abhängigkeit von den Belastungszuständen des Motors größer oder kleiner werden. Bei einem unter Vollast betriebenen Motor sind die Wellenformen von den Fig. 3C und 3D identisch mit den Wellenformen nach den Fig. 3A und 3B.to see that the current lags the voltage by about 90 °, which is typical for an induction motor in terms of its design. If the control device after the invention is applied, the electronic control device 24 (see Fig. 2) operates to the load condition to scan and to control the application of the trigger or ignition signals for the triacs 21. When the triacs are switched off, the power supply does not supply any voltage or current to the motor 2o. As a result, after FIGS. 3C and 3D show the voltage waveform discontinuously and include regions in which the voltage applied to the motor Voltage is zero. Similarly, the current applied to the motor is also effectively delayed to zero. This means, that the current remains zero and the start of the current pulse is delayed or slowed down until the triac is switched on. This delay is proportional to the percentage load to the extent that the triac trip signals can be controlled by the percent load, as described below. This means, that the zero regions of the waveforms in Fig. 3C and / or 3D as a function of the load conditions of the motor become larger or smaller. With an engine running at full load, the waveforms are of the Figures 3C and 3D are identical to the waveforms of Figures 3A and 3B.

Obgleich es absehbar ist, daß eine zu große Verzögerung dazu führen könnte, daß der Motor tatsächlich abgeschaltet wird, ist eine solche Situation unüblich und der Motor wäre tatsächlich möglicherweise in einem Zustand mit blockiertem Rotor oder der Motor könnte tatsächlich nicht laufen. Wenn natürlich die Spannung und/oder der Strom null sind, ist auch die dem Motor 2o zugeführte Energie null, wodurch man Energieeinsparungen erreicht.Although it is foreseeable that too great a delay could lead to the engine actually being switched off, such a situation is unusual and the engine in fact, it might be in a locked rotor condition, or the motor, in fact, might not to run. Of course, if the voltage and / or current are zero, so is the energy supplied to the motor 2o zero, which leads to energy savings.

In Pig. 3 ist ein Diagramm gezeigt, in dem schematisch die Prozentsätze der Gesamtenergie, eingetragen sind, die zur Motorstromversorgung dient. Die Linie 1o ergibt sich bei einem Induktionsmotor, der keine Motorleistungssteuerung nach der Erfindung hat. Wenn die Belastung von 100% auf 0% abnimmt, geht die Leistung von 100% auf etwa 35% zurück. Die Linie 12 hingegen ergibt sich, wenn bei einem Motor eine Leistungssteuereinrichtung nach der Erfindung angewandt wird. Wenn die Belastung daher von 100% auf 0% abnimmt, nimmt die Leistung von 100% auf 10% ab. Die schraffierte Fläche 11 zwischen den Linien stellt den eingesparten Energiebetrag dar, wenn die Leistungssteuereinrichtung nach der Erfindung angewandt wird. Diese Ersparnisse können bei jedem Motor beträchtlich sein und sie multiplizieren sich, wenn mehrere Motoren eingesetzt werden.In Pig. 3 is a diagram shown in the schematic the percentages of the total energy used for the motor power supply are entered. The line 1o gives an induction motor that does not have motor power control according to the invention. When the load decreases from 100% to 0%, the power goes from 100% to about 35% back. Line 12, on the other hand, arises when a power control device according to the Invention is applied. So when the load decreases from 100% to 0%, the power decreases from 100% to 10% away. The hatched area 11 between the lines represents represents the amount of energy saved when the power control device according to the invention is applied. These Savings can be substantial on any engine and multiply when multiple engines are used will.

In Fig. 4 ist eine schematische Schaltungsauslegung der Stromversorgung und der Spannungsabtastschaltung gezeigt. Insbesondere umfaßt die Schaltung Netztransformatoren T4, T5 und T6. Die Primärwicklungen der Netztransformatoren T4, T5 und T6 bilden zusammen eine Dreieckschaltung, wobei jeder Transformator wirksam eine Spannung eine>Phase von Leitung zu Leitung abtastet. Die Dreiphaseneingangsleitungen A, B und C sind mit einem Anschluß jeder der Primärwicklungen verbunden. Der andere Anschluß jeder Primärwicklung ist mit der zuerst genannten Primärwicklung eines benachbarten Transformators verbunden.In Fig. 4 is a schematic circuit layout of the Power supply and voltage sensing circuit shown. In particular, the circuit includes power transformers T4, T5 and T6. The primary windings of the mains transformers T4, T5 and T6 together form a delta connection, each transformer effectively sensing a> phase voltage from line to line. The three phase input lines A, B and C are connected to one terminal of each of the primary windings. The other connection each primary winding is connected to the first-mentioned primary winding of an adjacent transformer.

Die Sekundärwicklungen jedes Transformators T4, T5 und T6 haben Mittelabgriffe, die miteinander und mit dem (+)-Anschluß der zugeordneten Verstärker A8, A9 und A10 verbunden sind, wie dies nachstehend beschrieben wird. Jeder Anschluß jeder Sekundärwicklung jedes Transformators T4,The secondary windings of each transformer T4, T5 and T6 have center taps which are connected to one another and to the (+) connection of the associated amplifiers A8, A9 and A10 as described below. Each connection of each secondary winding of each transformer T4,

T5 und T6 ist ebenfalls mit einem Paar Gleichrichter verbunden, die in Gegenschaltung angeordnet sind. Dies bedeutet, daß die Anode der Diode CR6 mit der Kathode der Diode CR7 verbunden ist und daß diese Kombination mit einem Anschluß der Sekundärwicklung des Transformators T4 verbunden ist. Ähnlich sind die Dioden CR8 und CR9 in Gegenrichtung zu dem anderen Ende der Sekundärwicklung des Transformators T4 geschaltet. Die Kathoden aller Dioden CR6, CR8, CRio, CR12, CR14 und CR16 sind miteinander verbunden. Ähnlich sind die Anoden der Dioden CR7, CR9, CR11, CR13, CR15 und CR17 ebenfalls miteinander verbunden.T5 and T6 are also connected to a pair of rectifiers which are arranged in counter-circuit. this means that the anode of the diode CR6 is connected to the cathode of the diode CR7 and that this combination is connected to one terminal of the secondary winding of the transformer T4. Similar are the diodes CR8 and CR9 connected in the opposite direction to the other end of the secondary winding of the transformer T4. The cathodes of all diodes are CR6, CR8, CRio, CR12, CR14 and CR16 connected with each other. Similarly, the anodes of the diodes CR7, CR9, CR11, CR13, CR15 and CR17 are also with each other tied together.

Der gemeinsame Anschluß an den Kathoden der Dioden CR6, CR8 usw. ist mit einem Ausgangsanschluß verbunden, an dem eine Abgabespannung erzeugt wird. Bei dieser Ausführungsform beläuft sich die Abgabespannung auf +15V. Zusätzlich ist der gemeinsame Anschluß mit der Verbindung einer Seite des Kondensators C3, eines Anschlusses des Widerstands R35 und der Kollektorelektrode des Transistors Q1 verbunden. Die Emitterelektrode des Transistors Q1 ist mit einem Ausgangsanschluß verbunden, der bei der dargestellten Ausfuhrungsform ein Signal mit +9V liefert. Die Basiselektrode des Transistors Q1 ist mit einem weiteren Anschluß des Widerstandes R35 und mit der Kathode der Zehnerdiode CR18 verbunden. Die Anode von CR18 und die andere Seite des Kondensators C3 sind mit der gemeinsamen Leitung COM verbunden. Diese Leitung ist ein Äquivalent zu einer Erdungsleitung für die Schaltung.The common terminal on the cathodes of the diodes CR6, CR8, etc. is connected to an output terminal, an which an output voltage is generated. In this embodiment, the output voltage amounts to + 15V. In addition, the common terminal is to the junction of one side of the capacitor C3, one terminal of the Resistor R35 and the collector electrode of transistor Q1 connected. The emitter electrode of transistor Q1 is connected to an output terminal which, in the illustrated embodiment, supplies a signal of + 9V. The base electrode of the transistor Q1 is connected to a further connection of the resistor R35 and to the cathode connected to the Zener diode CR18. The anode of CR18 and the other side of the capacitor C3 are connected to the common line COM. This line is a Equivalent to a ground wire for the circuit.

Der andere gemeinsame Anschluß an den Anoden der Dioden CR7, CR9 usw. ist mit der gemeinsamen Verbindung einer Seite des Kondensators C4 und eines Anschlusses des Wider-The other common connection on the anodes of the diodes CR7, CR9, etc. is with the common connection one Side of the capacitor C4 and one connection of the resistor

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Standes R36 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes R36 ist mit einer gemeinsamen Verbindung der Anode einer Zehnerdiode CR19 und einer Seite des Kondensators C5 sowie mit dem Ausgangsanschluß verbunden, an dem eine Spannung von -9V erzeugt wird. Die anderen Seiten der Kondensatoren C4 und C5 sowie die Kathode der Diode CR19 sind mit der gemeinsamen Leitung COM verbunden. Stand R36 connected. The other connection of the resistor R36 is connected to a common connection between the anode of a Zener diode CR19 and one side of the capacitor C5 and connected to the output terminal, at which a voltage of -9V is generated. The other sides of capacitors C4 and C5 as well as the cathode of the Diodes CR19 are connected to the common line COM.

Die Gleichrichterbrücke weist Dioden CR6 bis CR17 in Verbindung mit einer Stromversorgung auf, die in gebrochenen Linien 23 eingetragen ist. Hierdurch wird eine Versorgungsschaltung mit regulierbarer Leistung für die erforderlichen Spannungen geschaffen. Selbstverständlich können auch andere Leistungsversorgungsschaltungen verwendet werden, wenn andere Spannungen notwendig oder erwünscht sind.The rectifier bridge has diodes CR6 to CR17 in Connection to a power supply, which is entered in broken lines 23. This creates a supply circuit created with adjustable power for the required voltages. Of course Other power supply circuits can also be used if other voltages are necessary or are desired.

Zusätzlich sind Widerstände R29, R30, R31, R32, R33 und R34 mit den jeweiligen Anschlüssen der Sekundärwicklung der Transformatoren T4 und T5 verbunden. Insbesondere sind die Widerstände R29 und R34 (die mit den Transformatoren T4 und T6 jeweils verbunden sind) ebenfalls miteinander und mit dem Minuseingangsanschluß des Verstärkers A8 verbunden. Auf ähnliöhe Weise sind die Widerstände R30 und R31 (die mit den Potentialtransformatoren T4 und T5 verbunden sind) ebenfalls miteinander und mit dem Minuseingangsanschluß des Verstärkers A9 verbunden. Die Widerstände R32 und R33 (denen Transformatoren T5 und T6 zugeordnet s-ind) sind miteinander und mit dem Minuseingangsanschluß des Verstärkers A10 verbunden.In addition, there are resistors R29, R30, R31, R32, R33 and R34 with the respective terminals of the secondary winding of transformers T4 and T5 connected. In particular are resistors R29 and R34 (which are connected to transformers T4 and T6, respectively) also together and connected to the minus input terminal of amplifier A8. In a similar way are the resistors R30 and R31 (which are connected to the potential transformers T4 and T5) also with each other and with the minus input terminal of amplifier A9 connected. The resistors R32 and R33 (to which transformers T5 and T6 are assigned s-ind) are connected to each other and to the negative input terminal of amplifier A10.

Somit liegen Phasenbezugsspannungen an den VerstärkernPhase reference voltages are therefore applied to the amplifiers

V)-V) -

Α8, Α9 und Α10 an, wobei die Verstärker Bezugsspannungen ^VSA' ^VSB ^{und V}SC ^liefern- ^Dies bedeutet, daß die Mittelabgriffe der Sekundärwicklungen der Transformatoren T4, T5 und T6 mit den (+)-Eingangsanschlüssen der Verstärker A8, A9 und A1O verbunden sind. Die zusammengeschalteten Widerstände (beispielsweise R34 und R29) bilden eine Spannungsteilerschaltung zwischen den jeweils in Dreieck geschalteten Sekundärwicklungen. Die an der Verbindung der Spannungsteilerschaltung erhaltene Spannung wird mit der Mittelabgriffsspannung verglichen, so daß man die jeweiligen Phasenspannungen erhält. Die Verstärker A8, A9 und A10 sind typischerweise Operationsverstärker, die Abgabesignale liefern, die eine Funktion der jeweiligen analogen Eingangssignale sind. Die durch jeden Transformator erzeugte und an den jeweiligen Verstärker angelegte Spannung ist gleichphasig mit dem zugeordneten Eingangssignal. Die Verstärker erzeugen in Abhängigkeit von den Eingangssignalen Rechteckwellenspannungen, die gleichphasig mit entsprechenden Eingangsphasen und Eingangsleitungen sind. Die von den jeweiligen Verstärkern gelieferten Signale werden an weitere Schaltungsteile angelegt, die nachstehend beschrieben werden.Α8, Α9 and Α10 to, said amplifier reference voltages ^V SA ^'V SB ^{and V} SC ^provide - ^The s means that the center taps of the secondary windings of the transformers T4, T5 and T6 with the (+) - input terminals of amplifier A8, A9 and A1O are connected. The interconnected resistors (for example R34 and R29) form a voltage divider circuit between the respective delta-connected secondary windings. The voltage obtained at the connection of the voltage divider circuit is compared with the center tap voltage so that the respective phase voltages are obtained. Amplifiers A8, A9 and A10 are typically operational amplifiers that provide output signals that are a function of the respective analog input signals. The voltage generated by each transformer and applied to the respective amplifier is in phase with the associated input signal. Depending on the input signals, the amplifiers generate square wave voltages that are in phase with corresponding input phases and input lines. The signals supplied by the respective amplifiers are applied to further circuit parts which are described below.

Es sollte noch erwähnt werden, daß durch das Zusammenschalten der Mittelabgriffe der jeweiligen Sekundärseite der Transformatoren eine gedachte Neutrallinie erzeugt wird. Dies bedeutet, daß die gemeinsame Leitung oder der Anschluß als eine Erdungsleitung in soweit angesehen werden kann, daß keine Phasenspannung auf der gemeinsamen Leitung erzeugt wird und daß diese nicht gleichphasig mit irgendeiner der Leitungsphasen ist. Diese gedachte neutrale Linie gestattet, daß die Steuereinrichtung entweder für in Dreieck geschaltete oder in Stern geschaltete Dreiphasenmotore verwendet werden kann, ohne daß manIt should also be mentioned that by interconnecting the center taps of the respective secondary side the transformers an imaginary neutral line is generated. This means that the common line or the connection is regarded as a grounding line in so far can be that no phase voltage is generated on the common line and that this is not in phase with any of the line phases. This thought neutral Line allows the controller to be either delta-connected or star-connected Three phase motors can be used without one

-■'■ ^v" - 31H231 fs - ■ '■ ^v " - 31H231 fs

-SSC--SSC-

eine neutrale Verbindung benötigt. Bei in Stern geschalteten Motoren läßt sich dies sonst nicht ohne aufwendige elektrische Veränderungen des Motors erzielen.a neutral connection is required. In the case of motors connected in star, this cannot otherwise be done without complex achieve electrical changes to the engine.

In Fig. 5 ist eine schematische Schaltungsauslegung für die Stromabtastung, die Fehlerverstärkung und die Abgabemodulationsschaltung gezeigt. In dieser Schaltung sind drei Transformatoren T1, T2 und T3 vorgesehen, die ein Windungsverhältnis von etwa 1:200 haben. Die Primärwicklungen der Transformatoren T1, T2 und T3 sind in Serie zwischen dem Motor und den Schaltelementen geschaltet und sie erhalten Eingangsströme IA, IB und IC. Widerstände R1, R2 und R3 sind zwischen den Sekundärwicklungen der Stromtransformatoren T1, T2 und T3 jeweils geschaltet. Diese Widerstände werden verwendet, um Eingangsspannungen an Verstärkern A1, A2 und A3 zu erzeugen. Ein Ende jedes Widerstandes Rl, R2 und R3 ist mit einem (+)-Eingangsanschluß des Verstärkers A1, A3 und A3 verbunden. Die (-)-Eingangsanschlüsse der Verstärker A1, A2 und A3 sind miteinander und mit der Erde verbunden. Die anderen Enden oder Anschlüsse der Widerstände R1, R2 und R3 sind miteinander und über den Widerstand R11 mit der Erde verbunden. Zusätzlich ist die gemeinsame Verbindung der Widerstände R1, R2 und R3 über einen Widerstand R10 mit der -9V-Spannungsquelle verbunden, die von der geregelten Spannungsversorgung nach Fig. 4 geliefert wird. Die Ausgangsanschlüsse der Verstärker A1, A2 und A3 sind mit Summierverknüpfungsgliedern S1, S2 und S3 über Widerstände R4, R5 und R§ jeweils verbunden.In Fig. 5 is a schematic circuit layout for the current sampling, the error gain and the output modulation circuit are shown. In this circuit are three transformers T1, T2 and T3 are provided, which have a turns ratio of about 1: 200. The primary windings the transformers T1, T2 and T3 are connected in series between the motor and the switching elements and they receive input currents IA, IB and IC. Resistors R1, R2 and R3 are between the secondary windings of the current transformers T1, T2 and T3 each switched. These resistors are used to provide input voltages at amplifiers A1, A2 and A3. One end of each resistor R1, R2 and R3 is connected to a (+) input terminal of the amplifier A1, A3 and A3. The (-) input terminals of amplifiers are A1, A2 and A3 connected to each other and to the earth. The other ends or terminals of the resistors R1, R2 and R3 are with each other and connected to earth via resistor R11. In addition, the common connection of the resistors R1, R2 and R3 connected to the -9V voltage source via a resistor R10, which is controlled by the Power supply according to Fig. 4 is supplied. The output connections of amplifiers A1, A2 and A3 are with Summing gates S1, S2 and S3 connected through resistors R4, R5 and R§, respectively.

Die Bezugsspannungen V„_Ä, V_gB und V_gc der in Fig. 4 gezeigten Schaltung werden den Sumraierverknüpfungsgliedern S1, S2 und S3 über die Widersbände R7, R8 und R9 jeweils zugeführt. Die SummierverknüpfungsgliederThe reference voltages V „ _Ä , V _gB and V _{gc of} the circuit shown in FIG. 4 are supplied to the summing gates S1, S2 and S3 via the contradictions R7, R8 and R9, respectively. The summing links

S1, S2 und S3 sind über Dioden CR1, CR2 und CR3 mit einem Summierverknüpfungsglied S4 verbunden. Das Summierverknüpfungsglied S4 ist über den Widerstand R12 mit der Erde verbunden. Das Summierverknüpfungsglied S4 ist zusätzlich mit dem (-)Eingang des Integrationsverstärkers A4 verbunden. Zusätzlich ist der (-)Anschluß des Verstärkers A4 mit einem der Anschlüsse des Widerstandes R14 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstandes R14 ist mit dem Abgriff des Potentiometers R13 verbunden, das zwischen der Erdung und der -9V-Spannungsqualle von Fig. 4 angeordnet ist. Durch die Einstellung des Widerstandes R13 wird der Betrieb des Verstärkers A4 gesteuert. Diese Auslegung ermöglicht eine gedrängte Schaltungsbauweise, um eine ausgeglichene Zündung der Triacs (die nachstehend beschrieben werden) zu erreichen, indem ein einziges Bezugszündsignal den Modulatorschaltungen vom Verstärker A4 übertragen wird. Der hierbei erhaltene Vorteil ist darin zu sehen, daß das Gleichgewicht des Motors in einer relativ einfachen Steuerung aufrechterhalten werden kann. Der (+)-Eingang des Verstärkers A4 ist mit der -9V-Spannungsquelle nach Fig.4 über einen Kondensator C1 verbunden. Zusätzlich ist der (+)-Eingangsanschluß des Verstärkers A4 über einen Widerstand R16 mit der Erdung verbunden. Die Diode CR4 ist parallel zum Widerstand R16 geschaltet, um zu verhindern, daß der (+)-Anschluß unter den Erdungsspannungspegel abfällt. Eine Rückkopplungsschaltung mit einer Diode CR5, einem Kondensator C2 und einem Widerstand R15 ist ausgehend von dem (-)Eingangsanschluß des Verstärkers A4 mit dem Ausgangsanschluß desselben verbunden.S1, S2 and S3 are connected to a summing link S4 via diodes CR1, CR2 and CR3. The summing link S4 is connected to earth via resistor R12. The summing link S4 is also connected to the (-) input of the integration amplifier A4. In addition, there is the (-) connection of amplifier A4 is connected to one of the terminals of resistor R14. The other connection of the resistor R14 is connected to the tap of the potentiometer R13, which is arranged between the ground and the -9V voltage jellyfish of FIG. By setting the resistor R13 controls the operation of the amplifier A4. This interpretation enables a compact one Circuit design to achieve balanced ignition of the triacs (described below) by transmitting a single reference ignition signal to the modulator circuits from amplifier A4. The one here The advantage obtained is that the equilibrium of the engine can be controlled in a relatively simple manner can be sustained. The (+) input of amplifier A4 is connected to the -9V voltage source according to Fig. 4 connected through a capacitor C1. In addition, the (+) input terminal of amplifier A4 is via a Resistor R16 connected to ground. The diode CR4 is connected in parallel to resistor R16 to prevent that the (+) connection drops below the ground voltage level. A feedback circuit with a Diode CR5, a capacitor C2 and a resistor R15 is connected from the (-) input terminal of the amplifier A4 to the output terminal of the same.

Der Ausgangsanschluß des Verstärkers A4 ist ferner mit dem (+)-Eingangsanschlüssen der Verstärker A5, A6 und A7 über Widerstände R17, R18 und R19 jeweils verbunden.The output terminal of amplifier A4 is also connected to the (+) input terminals of amplifiers A5, A6 and A7 connected through resistors R17, R18 and R19 respectively.

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Zusätzlich ist die -9V-Spannungsquelle mit dem (+)-Eingangsanschluß der Verstärker A5, A6 und A7 über Widerstände R20, R21 und R22 jeweils verbunden. Die Widerstände bilden eine Spannungsteilerschaltung, die eine Bezugsspannung für die Verstärker A5, A6 und A7 liefert.In addition, the -9V voltage source is connected to the (+) input connection the amplifiers A5, A6 and A7 are connected through resistors R20, R21 and R22, respectively. The resistances form a voltage divider circuit which supplies a reference voltage for the amplifiers A5, A6 and A7.

Die (-)Eingangsanschlüsse der Verstärker A5, A6 und A7 sind miteinander und mit der Erdung verbunden. Die Ausgangsanschlüsse der Verstärker A5, A6 und A7 sind so geschaltet, daß sie Zündsignale A, B und C liefern. Zusätzlich sind die Ausgangsanschlüsse der Verstärker A5, A6 und A7 mit den (+)-Eingangsanschlüssen der jeweiligen Verstärker über Rückkopplungswiderstände R23, R24 und R25 in ähnlicher Weise verbunden, wobei von der Schaltung nach Fig. 6 über Widerstände R26, R27 und R28 jeweils Sägezahnsignale A, B und C geliefert werden.The (-) input terminals of amplifiers A5, A6 and A7 are connected to each other and to earth. The output connections of amplifiers A5, A6 and A7 are connected so that that they deliver ignition signals A, B and C. In addition, the output connections of the amplifier A5, A6 and A7 with the (+) input terminals of the respective amplifiers via feedback resistors R23, R24 and R25 connected in a similar manner, being of the circuit of Fig. 6 via resistors R26, R27 and R28, respectively Sawtooth signals A, B and C are supplied.

Beim Betrieb wird der dem Motor zugeführte Strom effektiv an den Primärwicklungen der Stromtransformatoren T1, T2 und T3 abgetastet. Dieses Stromsignal wird an den Belastungswiderständen R1, R2 und R3 ermittelt und an die Operationsverstärker A1, A2 und A3 angelegt, die verwendet werden, um eine Ausgangsspannung in Form einer Rechteckwelle zu liefern, die den Spannungsabfall an den jeweiligen Verbraucherwiderständen wiedergibt. Diese Rechteckwelle gibt auch den Strom in den Transformatoren T1, T2 und T3 wieder, d.h. jenen Strom, der von den Verstärkern in einem Phasenwinkel erzeugt wird, der der gleiche wie bei dem Strom ist, der den Primärwicklungen der Stromtransformatoren T1, T2 und T3 zugeführt wird. Somit wird zur Stromabtastung eine Rechteckwelle für jede der drei Phasen des Motors und der Eingangsquelle erzeugt.In operation, the current supplied to the motor becomes effective sampled on the primary windings of the current transformers T1, T2 and T3. This current signal is on the load resistors R1, R2 and R3 determined and applied to the operational amplifiers A1, A2 and A3, the used to provide an output voltage in the form of a To deliver a square wave that reflects the voltage drop across the respective consumer resistors. This square wave also gives the current in transformers T1, T2 and T3, i.e. the current drawn by the amplifiers is generated at a phase angle that is the same as the current passing through the primary windings of the Current transformers T1, T2 and T3 is fed. Thus, for current sampling, a square wave becomes for each of the three phases of the motor and the input source.

-J4---J4--

Die von den jeweiligen Verstärkern A1, A2 und A3 gelieferten Ausgangssignale werden zu der abgetasteten Spannung V_e,, V₀₁₃ oder V_e_, an den Summierverknüpfungsgliedern S1_f S2 und S3 jeweils addiert und sie liegen über einseitig gerichtete Dioden unter Bildung eines Summierverknüpfungsgliedes S4 an, um einen Stromverlauf für den Integrationsverstärker A4 zu liefern. Das dem Verstärker A4 gelieferte Signal ist eine Funktion der Phasenbeziehung zwischen IA und V_cn (hierbei wird nur eine der Phasen beschrieben). Soweit IA und V beides Rechteckwellen sind, werden sie mit dem Summierverknüpfungsglied S1 summiert. Wenn IA V_ nacheilt, werden die Rechteckwellen in Bezug zueinander zeitabhängig verschoben. Während irgendeiner Zeit im Verlauf des Zyklusses sind beide Rechteckwellen negativ, wobei kein Strom oder kein Signal an den Verstärker A4 angelegt wird. Zu anderen Zeitpunkten sind die Wellenformen außer Phase zueinander mit dem Ergebnis, daß die Summe davon null ist. Auch hierbei wird dem Verstärker kein Strom geliefert. Schließlich sind zu anderen Zeitpunkten beide Wellenformen positiv, daher wird dem Verstärker ein Strom zur Versorgung geliefert. Selbstverständlich liefert jeder Phasenkreis Wellenformen oder Stromsignale dem Fehlerverstärker. Of the respective amplifiers A1, A2 and A3 output signals supplied are added to the sampled voltage V _e ,, V ₀₁₃ or V _e _ to which Summierverknüpfungsgliedern S1 _f S2 and S3, respectively, and they are above unidirectional diodes to form a Summierverknüpfungsgliedes S4 to supply a current curve for the integration amplifier A4. The signal provided to amplifier A4 is a function of the phase relationship between IA and V _cn (only one of the phases will be described here). As far as IA and V are both square waves, they are summed with the summing link S1. If IA lags V_, the square waves are shifted in relation to one another as a function of time. At any time during the cycle, both square waves are negative with no current or signal being applied to amplifier A4. At other times the waveforms are out of phase with each other with the result that the sum thereof is zero. Again, no power is supplied to the amplifier. After all, at other times both waveforms are positive, so a current is provided to the amplifier to supply. Of course, each phase circle provides waveforms or current signals to the error amplifier.

Durch die mit dem Verstärker A4 verbundene Rückkopplungsschaltung ergibt sich eine Integratorschaltung, die die Ausgänge der Schaltungen aufsummiert, die mit den Eingängen derselben verbunden sind, um hierdurch die Spannungs- und Stromphasen sowie die negative Vorspannung zu ermitteln, die von dem Widerstand 14 und dem Potentiometer R13 geliefert wird. Das Potentiometer R13 ist ein jRegelwiderstand, der die Einstellung des Zündwinkels für die Schalter, d.h. die nachstehenden Triacs gestattet. Zusätzlich hält eine Einstellung des Widerstandes R13 den Motorstrom und die Motorspannung in allen drei Phasen in Gleichge-The feedback circuit connected to the amplifier A4 results in an integrator circuit which the Summed up the outputs of the circuits that are connected to the inputs of the same to thereby the voltage and Determine the current phases as well as the negative bias voltage supplied by the resistor 14 and the potentiometer R13 will. The potentiometer R13 is a j control resistor, which allows the setting of the ignition angle for the switches, i.e. the following triacs. Additionally A setting of the resistor R13 keeps the motor current and the motor voltage in all three phases in the same

wicht. Dieser Schaltungsteil bringt einen erkenntlichen Vorteil gegenüber üblichen Auslegungen, bei denen man Leistungsfaktor-Steuereinrichtungen in jeder Phase eines Dreibphasensystems vorsieht.weight. This circuit part brings a recognizable Advantage over conventional designs, in which one power factor control devices in each phase one Provides three-phase system.

Wenn der positive Strom von den Phasenermittlungsschaltungen gleich dem negativen Strom von den Spannungsteilerwiderständen R13 und R14 ist, liefert der Verstärker A4 einen konstanten Ausgang. Wenn andererseits der Ausgang der Phasenermittlungsschaltung größer als der von den Widerständen gelieferte negative Strom ist, verschiebt sich der Ausgang des Verstärkers A1 in negativer Richtung, um den Totbereich der Triacs zu vergrößern. Dies bedeutet, daß die in Bezugnahme auf Fig. 3 erläuterte Verzögerung vergrößert wird.When the positive current from the phase detection circuits equals the negative current from the voltage dividing resistors R13 and R14, the amplifier A4 provides a constant output. On the other hand, if the output of the Phase detection circuit is greater than the negative current supplied by the resistors, the shifts Output of amplifier A1 in the negative direction in order to increase the dead zone of the triacs. This means that the delay explained with reference to FIG. 3 is increased.

Die Verstärker A5, A6 und A7 arbeiten als Modulatoren für das vom Verstärker A4 erzeugte Signal. Dies bedeutet, daß das vom Verstärker A4 gelieferte Ausgangssignal über einen geeigneten Widerstand (z.B. den Widerstand R17) angelegt und zu dem Sägezahnsignal addiert wird, das von dem Sägezahngenerator (siehe Fig. 6) erzeugt wird, und an den Eingang des zugeordneten Verstärkers angelegt wird. Das Sägezahnsignal ist in Phase mit den jeweiligen Phasenspannungen, was nachstehend noch erläutert wird. Die Summe der beiden Spannungen wird mit der Erdung (und einem anderen geeigneten Bezugspotential) mit Hilfe des Modulationsverstärkers verglichen. Wenn die Summe größer als null ist, ist der Ausgang des Verstärkers positiv. Zu allen anderen Zeiten sind die Ausgangssignale negativ. Die Rückkopplungswider stände R23, R24 und R25 sind positive Rückkopplungsschaltungen und ermöglichen eine Schnappwirkung beim AusgangsSignal, das von dem Verstärker geliefert wird, um hierdurch sicherzustellen, daß die erzeugte WellenformThe amplifiers A5, A6 and A7 work as modulators for the signal generated by amplifier A4. This means that the output signal supplied by the amplifier A4 via a Apply a suitable resistor (e.g. resistor R17) and is added to the sawtooth signal generated by the sawtooth generator (see Fig. 6) and to the Input of the assigned amplifier is applied. The sawtooth signal is in phase with the respective phase voltages, which will be explained below. The sum of the two voltages is connected to the ground (and another suitable reference potential) with the help of the modulation amplifier compared. If the sum is greater than zero, the output of the amplifier is positive. To everyone else Times, the output signals are negative. The feedback resistors R23, R24 and R25 are positive feedback circuits and enable a snap action on the output signal supplied by the amplifier, in order to ensure that the generated waveform

tatsächlich eine Rechteckwelle ist.is actually a square wave.

Unter Bezugnahme auf Fig. 6 ist eine schematische Schaltungsauslegung eines geeigneten Sägezahngenerators zur Verwendung bei der Einrichtung nach der Erfindung gezeigt. Wiederum sind die Eingangsanschlüsse so geschaltet, daß sie die Bezugsspannungen V__A, V_o_ und V_o_ von der Schaltung nach Fig. 4 erhalten. Drei identische Sägezahngeneratorschaltungen sind vorgesehen, so daß nachstehend aus Übersichtlichkeitsgründen nur eine Schaltung oder ein Kanal näher beschrieben wird. Der V₀ -Eingangsanschluß ist mit der Basis des Transistors Q2 über den Kondensator C6 und den Widerstand R40 verbunden. Zusätzlich ist der Eingangsanschluß mit der Basis des Transistors Q5 über den Kondensator C4 und den Widerstand R46 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors Q2 ist mit der Basis des Transistors Q5 über den widerstand R40 verbunden. Der Emitter des Transistors Q2 ist direkt mit der 9V-Spannungsquelle und über den Widerstand R37 mit der Verbindung von dem Kondensator C6 und dem Widerstand R4o verbunden.Referring to Fig. 6, there is shown a schematic circuit layout of a suitable sawtooth generator for use in the device according to the invention. Again, the input terminals are connected in such a way that they receive the reference voltages V_ _A , V _o _ and V _o _ from the circuit according to FIG. Three identical sawtooth generator circuits are provided so that only one circuit or channel will be described in more detail below for the sake of clarity. The V ₀ input terminal is connected to the base of transistor Q2 through capacitor C6 and resistor R40. In addition, the input terminal is connected to the base of the transistor Q5 through the capacitor C4 and the resistor R46. The collector electrode of the transistor Q2 is connected to the base of the transistor Q5 through the resistor R40. The emitter of transistor Q2 is connected directly to the 9V voltage source and through resistor R37 to the junction of capacitor C6 and resistor R4o.

Ähnlich ist die Emitterelektrode des Transistors Q5 direkt mit der Erdung über den Widerstand R40 mit der Verbindung zwischen dem Kondensator C4 und dem Widerstand R46 verbunden. Die Kollektorelektrode des Transistors Q5 ist mit der +9V- Spannungsquelle über den Widerstand R52 verbunden. Die Kollektorelektrode ist ebenfalls mit der Erdung über den Kondensator C12 verbunden. Zusätzlich werden die Ausgangsanschlüsse zur Erzeugung des Sägezahnsignals A, B und C in einen Kollektorelektroden des Transistors Q5 und den Gegentransistoren Q6 und Q7 für die anderen Phasen oder anderen Kanäle jeweils aufgenommen. Die Zweitransistorschaltung in jedem Phasenkanal erzeugt eine Sägezahnwellenform mit 120 Hz. Dies bedeutet, daß der Transistor Q5 dieSimilarly, the emitter electrode of transistor Q5 is directly connected to ground through resistor R40 to the junction connected between capacitor C4 and resistor R46. The collector electrode of transistor Q5 is connected to the + 9V voltage source via resistor R52. The collector electrode is also connected to the ground connected across capacitor C12. Additionally be the output terminals for generating the sawtooth signals A, B and C into a collector electrode of the transistor Q5 and the counter transistors Q6 and Q7 for the other phases or other channels respectively recorded. The two transistor circuit in each phase channel produces a sawtooth waveform at 120 Hz. This means that transistor Q5 is the

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RC-Schaltung direkt zurücksetzt, sobald sich die Wechselspannungswellen form an dem Eingangsanschluß V von negativ zu positiv ändert. Der Transistor Q2 ist mit dem Treibertransistor Q5 verbunden, um die RC-Schaltung zurückzusetzen, sobald sich die Eingangswellenform von positiv zu negativ ändert. Dies bedeutet, daß die Sägezahnwelle pro jeweiligem Zyklus der Versorgungsleitung zurückgesetzt wird.RC circuit resets directly as soon as the AC voltage waves shape at the input terminal V changes from negative to positive. The transistor Q2 is with the driver transistor Q5 connected to reset the RC circuit once the input waveform changes from positive to negative changes. This means that the sawtooth wave is reset for each cycle of the supply line.

In Fig. 7 ist eine schematische Schaltungsauslegung für die Auslöseschaltung einer Einrichtung nach der Erfindung gezeigt. Bei der speziell dargestellten Ausführungsform bezieht sich die Auslöseschaltung auf einen Triac, sie kann aber auch bei zwei Siliziumsteuergleichrichtern oder anderen ähnlichen Einrichtungen Verwendung finden. Wiederum sind drei im wesentlichen übereinstimmende Schaltungen vorgesehen, die jeweils einer gesonderten Phase des Dreiphasensystems zugeordnet ist. Aus übersichtlichkeitsgründen wird nur eine der Schaltungen erläutert. Die Anoden der Eingangskopplungsdioden CR2O, CR21 und CR22 sind insbesondere so geschaltet, daß sie die Eingangsauslösesignale A, B und C erhalten. Die Kathode der Eingangsdiode ist über den Widerstand R55 mit der Anode der Diode CR23 einer Seite des Kondensators C15 und einem Anschluß des Widerstands R61 verbunden. Der andere Anschluß des Widerstands R61 ist mit einem Anschluß des Widerstands R58 sowie mit der Emitterelektrode des Transistors Q8 verbunden. Die Basiselektrode des Transistors Q8 ist mit einem zweiten Anschluß des Widerstandes R58 und mit der Kathode der Diode CR2 3 verbunden. Der andere Anschluß und die andere Seite des Kondensators C15 ist mit einem gemeinsamen Anschluß COM über die Sägenschaltung von Widerstand R64 und einer Wicklung des Transformators T7 verbunden. Eine zweite Wicklung des Transformators T7 liegt zwischen der Kollektorelektrode des Transistors Q8 und der +15V-Spannungsquelle der Versorgungs-In Fig. 7 is a schematic circuit layout for the trigger circuit of a device according to the invention shown. In the specifically illustrated embodiment the trigger circuit refers to a triac, but it can also be used with two silicon control rectifiers or others similar facilities are used. Again, three essentially matching circuits are provided, each assigned to a separate phase of the three-phase system. For reasons of clarity, only one of the circuits explained. The anodes of the input coupling diodes CR2O, CR21 and CR22 are connected in such a way that that they receive the input trigger signals A, B and C. The cathode of the input diode is across the resistor R55 to the anode of diode CR23 on one side of capacitor C15 and one terminal of resistor R61 tied together. The other connection of the resistor R61 is with one connection of the resistor R58 as well as with the emitter electrode of transistor Q8. The base electrode of transistor Q8 is connected to a second terminal of the resistor R58 and connected to the cathode of the diode CR2 3. The other terminal and the other side of the capacitor C15 is connected to a common port COM via the saw circuit connected by resistor R64 and one winding of transformer T7. A second winding of the transformer T7 lies between the collector electrode of transistor Q8 and the + 15V voltage source of the supply

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einrichtung nach Fig. 4. Zusätzlich ist die Kollektorelektrode des Transistors Q8 über einen Filterkondensator C18 mit der Verbindung des gemeinsamen Anschlußes COM und der" Emitterelektrode des Transistors Q8 verbunden. Eine dritte Wicklung am Transformator T7 ist in Serie mit dem Widerstand R67 und der Diode CR26 zwischen den Ausgangsanschlüssen A-COM und A-GATE geschaltet. Der Spannungsabfallwiderstand R70 ist zwischen diesen Ausgangsanschlüssen vorgesehen.device according to Fig. 4. In addition, the collector electrode of the transistor Q8 is through a filter capacitor C18 with the connection of the common port COM and the "emitter electrode of transistor Q8. A third winding on transformer T7 is in series with the resistor R67 and the diode CR26 are connected between the output terminals A-COM and A-GATE. The voltage drop resistance R70 is provided between these output ports.

Die Grundschaltung mit dem Transistor Q8 (und die Gegentransistoren Q9 und Q10) dient als ein Sperroszillator. Hierdurch wird ermöglicht, daß ein relativ starker Strom an dem Gatter der Schalteinrichtung (z.B. den jeweiligen Triacs) angelegt werden kann, ohne daß die innere Energieversorgung übermäßig belastet wird. Wenn ein positives Signal an der Anode der zugeordneten Diode,(d.h. der Diode CR20, CR21, CR22) angelegt wird, bedeutet dies, daß ein Sperroszillator eingeschaltet wird. Die Oszillationsfrequenz ist eine Funktion der Sättigungszeit des Transformators sowie der RC-Schaltung mit dem Widerstand R64 und dem Kondensator C15. Die Frequenz sollte so sein, daß sie ausreicht, daß ein Impuls des Ausgangsstromes sobald als möglich für den A-Gate-Ausgangsanschluß entsprechend den Schaltungsauslegungen verfügbar ist. Der Impuls sollte jedoch eine adäquate Breite haben, um die Auslösung der Schalteinrichtung sicherzustellen. Demzufolge lassen sich obere und untere Grenzfrequenzen bestimmen. Bei einer dargestellten Ausführungsform belaufen sich die Grenzfrequenzwerte auf 5 kHz bis 15 kHz.The basic circuit with transistor Q8 (and the counter transistors Q9 and Q10) serve as a lock oscillator. This enables a relatively strong current can be applied to the gate of the switching device (e.g. the respective triacs) without the internal Energy supply is excessively loaded. When a positive signal at the anode of the associated diode, (i.e. the diode CR20, CR21, CR22) is applied, this means that a blocking oscillator is switched on. The oscillation frequency is a function of the saturation time of the Transformer and the RC circuit with resistor R64 and capacitor C15. The frequency should be that it is sufficient that a pulse of the output current as soon as as possible for the A gate output terminal accordingly the circuit layout is available. However, the pulse should have an adequate width to trigger triggering the switching device. As a result, upper and lower limit frequencies can be determined. At a the embodiment shown are the limit frequency values to 5 kHz to 15 kHz.

Das Windungsverhältnis der Ausgangstransformatoren (T7, T8 oder T9) und der Sättigungsstrom der Ausgangstransistören (Q8, Q9, Q10) bestimmen den Gatestromwert für dieThe turns ratio of the output transformers (T7, T8 or T9) and the saturation current of the output transistors (Q8, Q9, Q10) determine the gate current value for the

Schalteinrichtungen. Dieser Wert wird einfach dadurch eingestellt, daß man das Windungsverhältnis des Transformators ändert oder daß man das Treiben des Ausgangstransistors herabsetzt. Die Kondensatoren CT8, C19 und C20 verhindern eine Rücksprungspannung, die an der Primärseite der Ausgangstransformatoren ein überschreiten der Sicherheitsspannung für die Ausgangstransistoren aufgebaut wird, und verhindern daher das Durchbrennen der Transistoren.Switching devices. This value is set simply by that one changes the turns ratio of the transformer or that one drives the output transistor belittles. Prevent capacitors CT8, C19 and C20 a jump-back voltage that is built up on the primary side of the output transformers when the safety voltage for the output transistors is exceeded, and therefore prevent the transistors from burning out.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 ist eine schematische Schaltungsauslegung an der Schnittstelle des Triac oder anderen Schalteinrichtungen mit dem Restteil der Schaltungen gezeigt. Zusätzlich werden auch noch nähere Einzelheiten hinsichtlich der Auslegung des Transformators erläutert.Referring to Figure 8, there is a schematic circuit layout at the interface of the triac or other switching device shown with the remainder of the circuits. In addition, further details regarding the design of the transformer explained.

Wie bereits erwähnt, weist der Leitungseingang Eingangsanschlüsse oder Leitungen A, B und C auf, die die Dreiphasen der Eingangsleitung oder der Spannungsquelle darstellen. Jede Leitung ist mit einem Anschluß einer der beiden Primärwicklungen der zugeordneten Potentialtransformatoren T4, T5 und T6 verbunden, um eine Dreieckschaltung der Wicklungen zu bilden. Ferner ist noch zu erwähnen, daß jede Primärwicklung der jeweiligen Transformatoren zwei gesonderte Wicklungen hat. Die Wicklungen sind zwischen den Anschlüssen 1 und 2 oder 3 und 4 jeweils vorgesehen. In Abhängigkeit von dem Strom und der Spannung am Eingang können die Anschlüsse 2 und 3 (für 4 80 Volt) oder die Anschlüsse 1 und 3 sowie die Anschlüsse 2 und 4 zusammengeschaltet werden. Bei der zuletzt genannten Schaltung ist ein Betrieb mit einer 240 V-Spannung möglich.As mentioned earlier, the line input has input terminals or lines A, B and C which are the three phases the input line or the voltage source. Each line is connected to one of the two primary windings of the associated potential transformers T4, T5 and T6 connected to a delta connection of the To form windings. It should also be mentioned that each primary winding of the respective transformers has two separate ones Has windings. The windings are provided between terminals 1 and 2 or 3 and 4, respectively. Dependent on of the current and the voltage at the input can be the connections 2 and 3 (for 4 80 volts) or the connections 1 and 3 as well as connections 2 and 4 can be interconnected. The last-mentioned circuit is operation with a 240 V voltage is possible.

Zusätzlich ist jede Eingangsleitung A, B und C direkt mit einem Anschluß der Schalteinrichtung, hier mit den An-In addition, each input line A, B and C is directly connected to a connection of the switching device, here with the connection

schlüssen der Triacs TR1, TR2 und TR3 verbunden. Diese Verbindung ist äquivalent mit dem Anschluß A-COM nach Fig.7. Der Anschluß 3 des Triacs TR1 (oder der Triacs TR2 oder TR3) ist äquivalent mit dem A-Gate-Anschluß von Fig. 7 und er ist mit der Verbindung des Widerstands R70 und der Anode der Diode CR26 verbunden.connections of the triacs TR1, TR2 and TR3 connected. These Connection is equivalent to connection A-COM according to Fig.7. The connection 3 of the triac TR1 (or the triacs TR2 or TR3) is equivalent to the A-gate terminal of FIG. 7 and it is connected to the junction of resistor R70 and the anode of diode CR26.

Der Anschluß 2 des Triacs ist mit einem Anschluß der Transformatoren T1, T2 oder T3 entsprechend Fig. 5 verbunden. Die anderen Anschlüsse der Primärwicklungen der Transformatoren T1, T2 und T3 sind mit den Anschlüssen des Motors entsprechend Fig. 2 für die Phase A, Phase B und Phase C verbunden. Ein Ausrichtweg weist einen Widerstand und einen Kondensator auf, die an den Triacs zum Schutz derselben vorgesehen sind, sowie einen EMI/RFI-Schutz zu bieten.The connection 2 of the triac is with a connection of the transformers T1, T2 or T3 connected as shown in FIG. The other connections of the primary windings of the transformers T1, T2 and T3 are connected to the connections of the motor according to FIG. 2 for phase A, phase B and phase C. tied together. An alignment path has a resistor and a capacitor attached to the triacs to protect them and to provide EMI / RFI protection.

Wie sich am besten aus Fig. 8 ergibt, wird die Gate-Elektrode des Triacs entsprechend betrieben, wenn ein Steuersignal über den Widerstand R70 von dem Transformator T7 geliefert wird. Wenn der Triac infolge des Signales am Widerstand R70 eingeschaltet ist, geht der Strom von der Dreiphaseneingangs leitung zu derDreiphasenwicklung des Motors. Solange der Triac arbeitet, wird dem Motor Energie zuge-Wenn das Triac unwirksam ist,(d.h. nicht ausgelöst ist), wird dem Motor keine Energie zugeführt. Somit ist die dem Motor zugeführte Energie eine Funktion der Arbeitsweise der Steuerschaltung. Diese Arbeitsweise der Steuerschaltung ist eine Funktion des Stroms in der Primärwicklung des Transformators T1 (oder T2 oder T3), der selbstverständlich eine Funktion der Belastung des Motors ist. Hieraus ist- ersichtlich, daß die Transformatoren die jeweiligen Schaltungsteile von der Leitung isolieren.As can best be seen from FIG. 8, the gate electrode of the triac is operated accordingly when a control signal is supplied from transformer T7 through resistor R70. If the triac as a result of the signal on Resistor R70 is on, the current goes from the three-phase input line to the three-phase winding of the motor. As long as the triac is working, the motor is supplied with energy. no power is supplied to the motor. Thus, the energy supplied to the motor is a function of the mode of operation the control circuit. This operation of the control circuit is a function of the current in the primary winding of transformer T1 (or T2 or T3), of course is a function of the load on the engine. From this it can be seen that the transformers are the respective Isolate circuit parts from the line.

Bei der zuvor beschriebenen bevorzugten AusführungsformIn the preferred embodiment described above

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nach der Erfindung ist eine Dreiphasenspannungsquelle elektrisch angeschlossen und mit einem Dreiphaseninduktionsmotor verbunden. Durch entsprechende Abtastung des Stroms in jeder Phasenleitung wird die Belastungsgrösse oder der Prozentsatz der Belastung des Motors ermittelt. In Funktion von dieser prozentualen Belastung wird ein Signal erzeugt, das eine Schalteinrichtung betreibt. Die Schalteinrichtung unterbricht selektiv den Schaltungsweg zwischen der Eingangsspannungsquelle und dem Motor. Durch Unterbrechung dieser Leitungsschaltungen kann die dem Motor zugeführte Energie unterbrochen und daher herabgesetzt werden. Durch die Herabsetzung der dem Motor zugeführten Energie in Abhängigkeit von der Belastung des Motors läßt sich der Wirkungsgrad des Motors verbessern und der Energieverbrauch läßt sich ebenfalls herabsetzen. Die Energie, die dem Motor nicht zugeführt wird, stellt eine Ersparnis sowohl hinsichtlich der Energie als auch der Kosten dar. Dies bedeutet, daß die sonst dem Motor zugeführte Energie durch Wärmeerzeugung verloren geht, so daß man einen verminderten Wirkungsgrad des Motors sowie eine möglicherweise Herabsetzung der Standzeit und eine Verschlechterung der Betriebskennlinien des Motors erreicht. Die Erfindung ist nicht ausschließlich auf einen Dreiphasenmotor beschränkt. Die Erfindung ist auch vorteilhaft gegenüber einem Einphasenmotor, wobei hierbei im Gegensatz zu der Steuerung eines Dreiphasenmotors keine drei solche Schaltungen vorgesehen zu sein brauchen.according to the invention a three-phase voltage source is electrically connected and with a three-phase induction motor tied together. The load size is determined by appropriate sampling of the current in each phase line or the percentage of load on the engine is determined. A function of this percentage load becomes a Generates signal that operates a switching device. The switching device selectively interrupts the circuit path between the input voltage source and the motor. By interrupting these line circuits, the dem The energy supplied to the motor is interrupted and therefore reduced. By reducing the amount fed to the engine Energy depending on the load on the engine can improve the efficiency of the engine and the energy consumption can also be reduced. The energy that is not supplied to the motor represents a saving in terms of both energy and cost. This means that the otherwise the motor supplied energy is lost through heat generation, so that one has a reduced efficiency of the engine as well a possible reduction in the service life and a deterioration in the operating characteristics of the engine. The invention is not limited exclusively to a three-phase motor. The invention is also advantageous compared to a single-phase motor, in which case, in contrast to the control of a three-phase motor, none three such circuits need to be provided.

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Claims

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1. Motor power control device, g e k e η η e i c h η e t through:

a motor (20), a power supply (23) for the motor (20),

a voltage sensing device (24) connected to the power supply (23) and generating signals which reflect the voltage supplied by the power supply,

a current sensing device (22) connected between the power supply (23) and the motor (20) is arranged to determine the current supplied to the motor (20),

Switching means (21) which are arranged between the power supply (23) and the motor (20) to selectively to interrupt the energy supplied to the motor (20), and

a control device (25) which is connected in such a way that it is selected from the current sensing device (22) and the voltage sensing device (24) receives signals and the switching device (21) receives signals as a function of the motor supplies momentarily supplied energy (20) which is proportional to the load on the motor (20).

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2. Motor power control device according to claim 1, characterized in that the power supply (23) is arranged between the energy source and the control device (25).

3. engine power control device according to claim 1, characterized in that the engine (20) is a three-phase induction motor and that the power source is a three-phase source (A, B, C).

4. engine power control device according to claim 1, characterized in that the current sensing device (22) has a first winding device (T1 to T3), which is arranged between the power supply (23) and the motor (20), that second winding devices inductively with the first winding devices are coupled that the impedance devices (R1 to R3) are connected to the winding devices to generate a signal associated with the signal passing through the first winding device, and that amplifier devices (A1 to A3) are provided which are connected to the impedance devices (R1 to R3) received signals generated, so that the amplifier devices (A1 to A3) provide an output signal that reproduces the current supplied to the motor (20) (FIG. 5).

5. engine power control device according to claim 1, characterized in that the voltage sensing device includes transformers (T4 to T6) Includes primary windings connected to the energy source (A, B, C) connected sand that connections of the secondary windings with an input of the sampling amplification devices (A8 to A10) are connected to center taps of the secondary windings, which are connected to another input of the

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key amplification devices are connected in such a way that the sampling amplification means (A8 to A10) provide an output signal corresponding to that from the power supply means reproduces the voltage supplied (Fig. 4).

6. engine power control device according to claim 5, characterized in that the control device (25) comprises a sawtooth generator (Fig. 6), the one with the sampling amplification devices (A8 to A10) is connected to receive the output signal generated thereby. (Fig. 6).

7. engine power control device according to claim 5, characterized in that the control device (25) comprises a trigger circuit (Fig. 8) which is connected in such a way that it is the switching devices (21) Provides trigger or trigger signals in order to control the operating state of the same.

8. engine power control device according to claim 7, characterized in that the control device (25) includes trigger control circuits which cause the trigger circuit to selectively trigger signals generated, and that the trip control circuit is connected to receive signals from the amplifying means and receives the sawtooth generators to provide a trigger signal which is applied to the trigger circuits (Fig. 7).

9. engine power control device according to claim 8, characterized in that a summing device (51-54) is provided, the output signal representing the current from the amplification means (A1 to A3) and the output signal representing the voltage from the sense amplifier means

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(A8 to A10) and that an integration device (A4) is provided which the signals from the summing devices (51 to 54) receives and provides signals with trip control circuits.

1o. Motor output control device according to Claim 9, characterized in that a voltage setting device (R13) is connected to the input of the integration device (A4) for a setting to enable the signal generated by the integration device.