DE3201132A1 - "verfahren und einrichtung zur erzeugung von wechselstroemen" - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Erzeugung von Wechselströmen unter Verwendung einer Mikroprozessorsteuerung für ■ die Wechselrichter und die Unterdrückung eines Gleichstromanteils im ausgangsseitigen Wechselstromsignal.

Wechselrichter unter Verwendung von elektronischen Schaltern sind allgemein bekannt und dienen dazu, von einer Gleichstromquelle aus entsprechend einem vorgesehenen Umschaltmuster ein Einphasen- oder Mehrphasenwechselstromsignal mit einer gewünschten Frequenz zu erzeugen. Es ist üblich, unter Verwendung von Blindwiderstandskomponenten Analogsignale zur Steuerung der elektronischen Schalter zu benutzen. Es wurde jedoch auch bereits vorgeschlagen, digitale Signale zur Ansteuerung elektronischer Schalter vorzusehen. In einer Anordnung dieser Art werden die elektronischen Schalter vom nicht-leitenden Zustand in den Sättigungszustand und umgekehrt umgeschaltet, so daß eine Impulsfolge entsteht, wobei die Umschaltzeit derart ausgewählt ist, daß nach einer Ausfilterung der Impulsfolge das gewünschte sinusförmige Wechselstromsignal zur Verfugung steht. Bei einem solchen Wechselrichter werden die Signale für die Erzeugung einer dreiphasigen Wechselspannung durch Speicherung einer Serie von binären Zahlen in einem ROM erzeugt. Mit Hilfe eines Taktsignals werden die gespeicherten binären Zählen in einem sich kontinuierlich wiederholenden Muster ausgegeben, wobei bestimmte Bits in der ausgegebenen binären Zahl den Leitwertszustand eines jeden der elektronischen Schalter steuern. Durch eine geeignete Auswahl der codierten binären Zahlen kann die gewünschte Impulsfolge am Ausgang des Wechselrichters für die Erzeugung des Wechselstroms zur Verfugung gestellt werden.

Die

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Die elektronischen Schalter werden paarweise im Wechselrichter verwendet, so daß der eine Schalter für die Erzeugung der positiven Halbwolle und der andere Schalter für die Erzeugung der negativen Ilalbwello jeweils im leitenden Zustand vorgesehen ist. Um eine ideale Schwingung zu erzeugen, muß jeder Sehalter des Paares für die halbe Zeit eines Zyklus der gewünschten Schwingung leitend und nicht leitend sein. Dabei ist es gleichgültig, wie viele Impulse pro Zyklus erzeugt werden. Jedoch ergeben sich aufgrund der charakteristischen Unterschiede der Schalter, wie z.B. bezüglich der Umschaltzeit oder der Sättigungsspannung Unterschiede bezüglich des Volt-Sekundenwertes pro Halbzyklus zwischen den einzelnen Schaltern. Obwohl der Unterschied zwischen den Volt-Sekundenwerten in der Regel sehr klein ist, ist es unvermeidlich, daß in der ausgangsseitigen Schwingung Gleichstromkomponenten enthalten sind.

Bei den oben angeführten bekannten digital gesteuerten Wechselrichtern wird der in der ausgangsseitigen Schwingung festgestellte Gleiehstromanteil durch Abstimmung der Impulsbreite von zwei Impulsen jeder einen Gleichstromanteil enthaltenden Phase entfernt. Die Impulsbreite wird moduliert, indem die ausgewählten Impulse über eine Schaltung übertragen werden, welche die Impulsdauer entweder vergrößert oder verkürzt, je nach der Polarität des festgestellten Gleichstromanteils und der Polarität des Impulses. Wenn z.B. der Gleichstromanteil positiv ist und der Impuls positiv verläuft, wird die Impulsdauer gekürzt. Bei dieser Anordnung kann lediglieh die Rückflanke des Impulses modifiziert werden, wogegen die Durchlaufverzögerungszeit des bearbeiteten Impulses derart gewählt worden muß, daß er in die Impulsfolge zum richtigen Zeitpunkt wieder eingefügt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einriehtung zur Erzeugung von Wechselströmen zu schaffen, bei welcher die vorausstehenden Nachteile einer digitalen Steuerung überwunden werden und die Möglichkeit besteht, einen Gleichstromanteil im ausgangsseitigen Wechselstromsignal in einfacher Weise durch Modifikation des gepulsten Signals zu beseitigen.
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Diese

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Diese Aufgabe wird für ein Verfahren zur Erzeugung von Wechselströmen, wobei Taktimpulse zu festliegenden Zeitintervallen erzeugt werden und ferner ein gepulstes Signal mit alternierender Polarität von einer Gleichstromquelle durch Umschaltung zu vorgegebenen, einer Vielzahl von Taktimpulsintervallen entsprechenden Schaltintervallen geschaffen wird, und wobei das entsprechend der Umschaltintervalle gepulste Signal über ein Filter übertragen wird, um ein sinusförmiges Signal zu schaffen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im sinusförmigen Signal der Gleichstromanteil und dessen Polarität festgestellt wird, und daß die Umschaltintervalle in Abhäufigkeit vom Gleichstromanteil modifiziert werden, indem die Umschaltintei'vullc in Abhängigkeit von der einen Polarität des Gleichströmanteils um ein Vielfaches der Taktimpulse verzögert und bei entgegengesetzter Polarität um ein Vielfaches der Taktimpulse beschleunigt werden.

Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, wobei elektronische Schalter mit der Gleichstromquelle paarweise verbunden sind und der eine Schalter zur Erzeugung der einen Polarität der ausgangsseitigen Schwingungsform und der andere Schalter zur Erzeugung der entgegengesetzten Polarität eingeschaltet ist und wobei ferner Taktimpulse zu festliegenden Zeitintervallen erzeugt werden sieht erfindungsgemäß vor, daß ein vom Taktimpuls gesteuerter Mikroprozessor wiederholt eine Folge von Betriebsanweisungen nbgibt, von welchen jede eine bestimmte festgelegte Anzahl von Taktimpulstiii erfordert und ferner am Ende jeder Folge von Betriebsanweisungen ein binäres Ausgangssignal erzeugt, und daß Schalteinrichtungen vorhanden sind, welche auf die binären Ausgangssignale ansprechen und die elektronischen Schalter betätigen, um gepulste Signale zu erzeugen, wobei die binären Zahlen derart ausgewählt sind, daß der eine Schalter alternierend immer eingeschaltet und der andere Schalter abgeschaltet ist, daß Filtereinrichtungen nachgeschaltet sind, um aus dem gepulsten Signal ein sinusförmiges Signal auszufiltern, wobei die Folge der Betriebsanweisungen derart ausgewählt ist, daß das binäre Ausgangssignal die Umschaltung der elektronischen Schalter zu Intervallen auslöst, welche eine Sinusform für das gefilterte Signal gewährleisten.

35 Die

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Die Erfindung wird besonders vorteilhaft bei einer Einrichtung erzeugt, welche einen Mikroprozessor enthält, der die Umschaltsignale für die elektronischen Schalter in dem Wechselrichter entsprechend der Taktstouerung des Mikroprozessors zur Verfügung stellt. Der Mikroprozessor liefert eine vorgegebene Folge von Betriebsanweisungen, von welchen jeder eine bestimmte Anzahl von Taktimpulsen benötigt und erzeugt entsprechend ein binäres Ausgangssignal am Ende jeder Folge. Der Leilfähigkeitszustand der elektronischen Sehalter wird von dem binären Ausgnngssignal bestimmt, niese werden derart ausgewählt, daß alternierend der eine Schalter an- und der andere Schalter abgeschaltet ist. Die Folge der Betriebsanweisungen vom Mikroprozessor ist derart ausgewählt, daß die gepulsten Ausgangssignale am Ausgang der elektronischen Schalter nach einer Ausfilterung eine sinusförmige Schwingung ergeben. Wenn ein Gleichstromanteil in der sinusförmigen Schwingung festgestellt wird, wird die Folge der Betriebsanweisungen modifiziert. Wenn das gepulste Signal am Ausgang der Schalter dieselbe Polarität wie der fest-, gestellte Gleichstromanteil hat, wird die Folge der Taktimpulse verkürzt. Wenn die Polarität des gepulsten Ausgangssignals eine dem Gleichstrom anteil entgegengesetzte Polarität hat, wird die Folge der Taktimpulse vergrößert. Auf diese Weise kann der (ikuchstromanteil in dem Wechselstrom-

20 signal gegen Null geregelt werden.

Bei einem Mehrphasenwechselrichter wird die Folge der Betriebsanweisungen und binären Signale derart ausgewählt, daß die gepaarten Schalter zu den richtigen Zeitintervallen umgeschaltet werden, um eine mehrphasige Sinusschwingung zu erzeugen. Jedoch wird jeweils ein gepaarter Schalter von jedem binären Signal umgeschaltet. Dies wird dadurch erreicht, daß z.B. bei einem dreiphasigen Wechselrichter die Umschaltintervalle derart ausgewählt werden, daß eine Umschaltung nur innerhalb ± 30° Abstand vom Nulldurchgang der Schwingungsform einer jeden Phasen möglich ist. Da jcweils nur ein Schalterpaar zu einem Zeitpunkt in Funktion ist, kann der Gleichstromanteil jeder Phase durch individuelle Modifizierung der entsprechenden Betriebsanweisung beeinflußt werden, welche dio Umschaltung in dieser Phase in der für den Einphasenbetrieb beschriebenen Weise bewirkt.

Die

Ö/.Ü I I

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Die Erfindung sieht auch vor, daß die elektronischen Schalter des Umschalters in Umscliultintervallen betätigt werden, welche ein Vielfaches der Taktimpulsintervalle sind. Die Umsehaltintervalle werden derart ausgewählt, daß die ausgefilterte Spannung eine sinusförmige Schwingungsform hat. Auch in diesem Fall wird zur Unterdrückung eines Gleichstromanteils in der Sinusschwingung das Umschaltintervall des elektronischen Schalters beeinflußt, von welchem das gepulste Signal abgegeben wird. Die Beeinflussung erfolgt in derselben, bereits angegebenen Weise, wobei es gleichgültig ist, ob es sich um ein Einphasensystem oder ein Mehrphasensystem handelt, da jede

10 einzelne Phase gleichartig behandelt wird.

Die

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Die Erfindung mit ihren Vorteilen und Merkmalen wird anhand eines auf die Zeichnung bezugnehmenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Wechselrichtersystems gemäß der Er

findung,

Fig. 2 ein Blockdiagramm des Wechselrichters und Filters wie er in dem System gemäß Fig. 1 Verwendung findet,

Fig. 3 ein Blockdiagramm einer Schwingungsform-Programmierstufe zur

Verwendung beim System gemäß Fig. 1,

Fig. 4 ein Schaltbild einer Gleichstromanteilsteuerung für das Wechselriehtersystem gemäß Fig. 1,

Fig. 5 ein Diagramm der von der Schwingungsform-Program mi erstuf ο erzeugten Signale und der ungefilterten vom Wechselrichter erzeugten Schwingungsform,
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Fig. 6 ein Diagramm zur Erläuterung der Modifikation der Signale und Schwingungsformen gemäß Fig. 5, um das Ausgangssignal des Wechselrichtersystems frei von Gleichspannungsanteilen zu machen,

Fig. 7 ein Flußdiagramm zur Verwendung in der Programmierstufe gemäß Fig. 3, um eine Impulsfolge gemäß Fig. 5 mit einer Pulsbreitenmodulation gemäß Fig. 6 zu erzeugen.

In Fig. 1 ist in einem Blockdiagramm ein Wechselstromgeneratorsystem dargestellt, wie es üblicherweise z.B. als Wechselstromversorgung bei Flugzeugen Verwendung findet. Selbstverständlich kann dieses System aucli anderweitig eingesetzt werden. Der Wechselstromgenerator 1 wird von der Antriebsmaschine des Flugzeuges mit einer veränderlichen Drehzahl angetrieben, welche von der Leistungsanforderung abhängig ist. Ein Permanent-35

magnetgoncrnlor

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magnetgenerator 3 am Hauptgenerator liefert über die Leistungsstufe 5 Gleichstromspannungen mit + 5, + 15 und - 15 Volt. Ferner wird eine Wechselspannung von 28 Volt auf den Gleichstromleitungsbus des Flugzeuges gegeben. Das Ausgangssignal des Hauptgenerators 1, welches sich bezüglich der Frequenz mit der Drehzahl der Antriebsmaschine ändert, wird an einem Zweiweggleichrichter 7 angelegt, der seinerseits eine Gleichstromspannung an einen Wechselrichter und ein Filter 9 abgibt. Dieser Wechselrichter liefert eine Dreiphasenspannung mit 400 Hz, welche als Stromversorger des Flugzeuges auf einem Wechselstrombus über den Trennsehalter 11 zur Verfügung steht. Der Wechselrichter umfaßt eine Anzahl von elektronischen Schaltern, welche an- und abgeschaltet werden entsprechend einem vorgegebenen Muster, um das Wechselstromsignal zu erzeugen. Die Umschaltung der elektronischen Schalter wird mit Hilfe eines stromgesteuerten Rückkopplungslrunsformators (CCFT) über einem Treiber 13 gesteuert. Ein derartiger Treiber ist in der US-PS 3 715 648 beschrieben. Ein Strombegrenzer 15 überwacht den ausgangsseitigen Strom jeder Phase des Wechselrichters und Filters 9 und steuert den Treiber 13 derart, um den AusgangsstiOm innerhalb vorgegebener Grenzen in bekannter Weise festzuhalten.

Das Umsehaltmuster, welchem der Treiber 13 folgt, wird von einer Schwingungsformprogrammierstufe 17 geliefert. Diese Programmierstufe 17 erzeugt wiederholt Impulse ausgewählter Länge, um eine Dreiphasensinusschwingung am Ausgang des Filters 9 zur Verfügung zu stellen. Eine Gleichstromanteilsteuerung 19 überwacht individuell jede Ausgangsphase des Wechselrichters und moduliert die Breite der von der Programmierstufe 17 gelieferten Impulse, um Gleichstromkomponenten zu eliminieren.

[■line Generatorsteuerung 21 übernimmt die Gesamtsteuerung und die Sicherheitsüberwnchung für die Anlage. Beim Start stellt die Generatorsteuerung clic Programmierstufe 17 zurück und überwacht während dem Betrieb die Ausgangsspannung der Programmierstufe. Ferner tastet die Generatorsteuerung Einspeisungsfehler intern über den Strom transformator 23 und extern über den Stromtransformator 25 ab. Erdungsfehler innerhalb des Wechselrichters werden über die Leitung 27 festgestellt. Die Ausgangs-

spannungen

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spannungen des Wechselrichters werden von der Generatorsteuerung über die Leitung 29 überwacht. Wenn ein Fehler festgestellt wird, schaltet die Generatorsteuerung den Generator 1 über die Leitung 31 ab. Ferner überwacht die Generatorsteuerung den Dreiphasentrennschalter 11, der die Ausgangsseite der Wechselstromversorgung mit dem Wechselstrombus des

Flugzeuges verbindet.

In Fig. 2 ist der Wechselrichter und das Filter 9 gemäß Fig. 1 im Detail dargestellt. Dns Gleichstromausgangssignnl vom Zweiweggleichrichter 7 wird über ein Eingangsfilter 33 an den Gleichstrombus 35 des Wechselrichters angelegt. Zwei gepaarte npn-Transistoren 37, 39; 41, 43 und 45, 47 sind jeweils in Serie zwischen den Gleichstrombus geschaltet, um über die Leitungen 49, 51 und 53 eine Dreiphasenausgangsspannung zur Verfugung zu stellen, welche am Verbindungspunkt der jeweils gepaarten Transistoren angeschlossen sind. Jeder der Transistoren wird mit einem von der Treiberstufe 13 aus gelieferten Signal über einen stromgekoppelten Rückkopplungstransformator 55 angesteuert. Der Basisstrom wird dem betreffenden Transistor über eine Diode 57 zugeführt. Mit Hilfe eines Kondensators Γ>9 und eines Widerstands (51 wird oine Sperrspannung niii^'lci'i, um die /Mweliiilluinv eines jeden Transistors sicherzustellen. Der Basisstouerstrom wird im den jeweils einen oder anderen Transistor eines Paares alternierend angelegt, so daß nur immer einer der beiden Transistoren stromführend ist. Der jeweils eingeschaltete Transistor wird in die Sättigung gesteuert, so daß ein impulsförmiges Ausgangssignal zunächst der einen Polarität und dann der anderen Polarität auf jeder der Leitungen 49, 51 und 53 erzeugt wird.

Es ist üblich, eine Totzeit von kurzer Dauer vorzusehen, während welcher beide Transistoren eines Paares abgeschaltet sind, um Kurzschlüsse über die jeweiligen Transistorpaare zu vermeiden. Um die dabei auftretenden Ströme abzuleiten, sind Dioden 63 vorgesehen.

Die gepulsten Ausgangssignale auf den Leitungen 49, 51 und 53 werden über ein Filter geleitet, das aus einer Serionschaltimg von Drosseln fif> und Ableitkondensatoren 67 besteht und die dreiphasige Sinusschwingung liefert. Am Ausgang liegt ein Dreiphasentransformator 69, dessen Wicklungen von

der

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der Phasenleitung nach dem Nulleiter geschalter sind. Stromtransformatoren 23 sind in die einzelnen Ausgangsleitungen 49, 51 und 53 hinter das Filter eingeschaltet und dienen der Abtastung von internen Einspeisungsfehlern durch die (ionoratorsteuerung 21. Ein weiterer Strom transformator 71 Γ) lastet don Strom in allen drei Leitungen 49, 51 und 53 auf interne Erdingsfchler ab, welche ebenfalls von der Generatorsteuerung erfaßt werden. Schließlich sind individuelle Stromtransformatoren 72 in die Leitungen 49, und 53 vor dem Filter eingeschaltet, mit welchen eine Stromabtastung für jede Phase für den Strom begrenzer 15 erfolgt.

Die in Fig. 3 dargestellte Schwingungsform-Programmierstufe 17 enthält einen Mikroprozessor 73, sowie einen Speicher 75 mit Eingangs- und Ausgangsschaltung.. Als geeigneter Mikroprozessor kann ein Intel 8085 Verwendung finden. Als Speicher einheit kann ein Intel 8755 A vorgesehen sein, welcher als löschbarer und elektrisch programmierbarer Festspeieher (EPROM) aufgebaut ist und zwei individuell als Eingang oder Ausgang programmierbare Ports hai. Die Taktimpulse für den Mikroprozessor 73 werden von einem Quarzoszillator 77 geliefert, der auf 6,144 MHz abgestimmt ist und von dem Mikroprozessor auf eine Taktfrequenz von 3,072 MHz heruntergeteilt wird. Damit ergibt sich eine Zykluszeit von 0,32552 Mikrosekunden, mit welcher der Mikroprozessor die Befehle ausführt.

Wie nachfolgend noch im einzelnen erläutert wird, führt der Mikroprozessor 73 Beföhle aus, welche die Dauer des Umschaltintervalls für den Wechsel-

2f) riehtcr festlogen. Das EPROM speichert die Software-Befehle, liest die Gleichstromanteilsinformation und gibt die Steuersignale für das Umschaltinterva.ll an die Treiberstufe 13 ab. Zwischen dem Mikroprozessor 73 und dom Speicher 75 verlaufen Steuerleitungen sowie Adressen- und Datenlei liingon. Die Vorbindungsleitungcn zwischen dem Intel 8085 Mikropro-

;il) /,essor und dem InIoI 8755 Λ EPROM sind in der Zeichnung dargestellt. Die Krlriulorungen der einzelnen Kontrollsignale sowie der Funktion der einzelnen Anschlüsse geht aus einem Anwendermanuel MCS-80 T.M. der Firma Intel Corporation aus dem Jahr 1977 hervor. Die von der Generatorsteuerung 21 an den Stift 36 angelegten Signale stellen das Programm des

Mikroprozessors

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Mikroprozessors in die Startposition zurück. Die positiven und negfitiven Gleichstromanteilsignale der drei Phasen des Wechselrichlernusgungssignnls werden dem B-Port des 8755 A zugeführt, wobei ein derartiges Signnl an jedes der ersten 6 Bit des Ports angelegt wird. Die Bits 0, 2, 4 des Λ-Ports werden als Ausgangssignale für die Ansteuerung des Wechselrichters benutzt. Das Bit 6 dieses Α-Ports wird als Marker für die Generatorstcuerung 21 benutzt.

In Fig. 4 ist eine Schaltung für die Gleichstromanteilsteucrung 19 dargestellt. Jede der Phasenspannungen wird an einen invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers in einem Integrator 77 angelegt. Die Null leitung liegt am nicht invertierenden Eingang des jeweiligen Operationsverstärkers. Die Werte der Rückkopplungswiderständc und dor Eingnngswiderstände werden derart ausgewählt, daß sicli eine (.Jlcichslromvcrstiir kung 1 ergibt, wogegen ein RC-Netzwerk zwischen dem nicht invertierenden Eingang und Masse eine niedere Wechselstromverstärkung sicherstellt. Auf diese Weise werden die Weehselstromkomponenten der einzelnen Phasenspannungen stark durch die Integratoren 77 unterdrückt, wogegen die Gleichstromkomponenten an eine nachgeschaltete Umkehrstufe 81 übertragen wird, welche für eine hohe Gleichstromverstärkung ausgelegt ist.

Diese ebenfalls als Integratoren wirksamen Stufen eliminieren die verblei- . benden Wechselspannungsanteile und erzeugen ein Signal, welches das Integral der Gleichstromkomponente repräsentiert. Das Ausgangssignal dieser Umkehrstufen 81 wird an den nicht intervierenden Eingang eines Komparators 83 und an den invertierenden Eingang eines zweiten Komparators 85 angelegt. Von einem Spannungsteiler 87 abgeleitete positive und negative Bezugsspannungen werden am invertierenden Eingang des Komparators 83 und am nicht invertierenden Eingang des Komparators 85 wirksam. Die Ausgangssignale der Komparatoren 83 und 85 werden ihrerseits wieder an einen Umkehrverstärker 89 und 91 übertragen. Auf diese Weise wird die integrierte Gleichstromkomponente jeder Phase sowohl mit einer positiven als auch mit einer negativen Bezugsspannung verglichen. Wenn die integrierte Gleichstromkomponente in irgendeiner Phase die von den Bezugsspannungen gesetzten Schwellwerte nicht übersteigt, liegt an den

Ausgängen

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Ausgängen der Umkehrverstärker 89 und 91 für diese Phase ein niederer Signalwert. Wenn jedoch eine positive Gleichstromkomponente festgestellt wird, die den Schwellwert übersteigt, geht der Ausgang des zugeordneten Umkehrverstärkers auf ein hohes Signalniveau. In entsprechender Weise liegt am Ausgang des Umkehrverstärkers 91 ein hohes Signalniveau wenn die integrierte Gleichstromkomponente die negative Schwellwertspannung übersteigt, während das Ausgangssignal der Umkehrverstärker 89 und 91, welche einer bestimmten Phase zugeordnet ist, auf einem niederen Signal wert liegen kann, da nur einer jeweils einen hohen Signal wert einnehmen kann und damit das Vorhandensein entweder einer positiven oder nogativon C.loiehslromkomporionte anzeigt.

In Fig. 5 sind die Ausgangssignale dargestellt, wie sie von der Programmierstufc 17 erzeugt werden. Die Signale der Phasen A, B und C haben eine digitale Form und werden zwischen dem Signalniveau Null und 1 zu ausgewählten Umschaltzeitpunkten hin- und hergeschaltet. Man kann aus der Zeichnung entnehmen, daß nur fünf Grundintervalle a bis e vorhanden sind, welche zur Erzeugung des gesamten Musters kombiniert werden. Beginnt man mit dem Zeitpunkt Null, dann schaltet das Signal der Phase A zwisehen dem hohen und niederen Signalniveau für die Intervalle a bis d hin und her und bleibt dann auf einem hohen Signalniveau liegen. Nach einem weiteren Intervall e beginnt das Signal der Phase C, welches zum Zeitpunkt Null auf einem hohen Signalniveau liegt, zwischen dem hohen und niederen Signalniveau für das Intervall d bis a um. Daran schließt unmittelbar eine weitere Umschaltung in umgekehrter Richtung vom Intervall a bis zum Intervall e. Nach einem zweiten Zwischenintervall e wird das Signal der Phase B in einer entsprechenden gespiegelten Frequenz der Intervalle von einem niederen Signalniveau ausgehend hin- und hergeschaltet und bleibt schließlieh auf einem hohen Signalniveau liegen. Man kann aus den· Darstellung entnehmen, daß jedes Phasensignal in der Folge 9 mal hin- und hcrgosehnltct wird und daß, da die Signalzustände sich umkehren, nach jeder Sequenz zwei Umschaltsequenzen für jede Phase während einem Zyklus benötigt werden. Damit muß die Programmierstufe für einen Dreiphasenzyklus insgesamt 54 Umschaltintervalle erzeugen.

Da

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Dn die Signale der Programmierstufe nn die Treiberstufe angelegt werden und diese wiederum die Transistoren des Wechselrichters für die angezeigten Intervalle an- und abschalten, repräsentieren die Signale der Phasen-A, B und C in Fig. 5 auch die ungefilterten Schwingungsfornicn am Ausgang des Wechselrichters, wobei die Schwingungsform jeder Phase zwischen dem positiven und dem negativen Wert der Ausgangsspannung hin- und herschwingt. Für das beschriebene elektrische System eines Flugzeuges betragt die Frequenz der Schwingungsform 400 Hz, so daß jeder Zyklus 2500 Mikrosekunden lang ist. Da ferner, wie bereits erwähnt, jeder Taktimpuls des Mikroprozessors eine Dauer von 0,32552 Mikrosekundcn lint, ergeben sich 7680 Taktimpulse pro Zyklus der am Ausgang wirksamen Schwingung. Die Anzahl der Tnktimpulsc für jedes Umsehaltintervall a bis ν wurden der art ausgewählt, daß das resultierende gepulste Ausgangssignal des Wechselrichters ein sinusförmiges Signal ergibt, wenn es über ein Filier mit ininimalern Klirrfaktor übertragen wird. Die Intervalle a bis e wurden derart ausgewählt, daß sich 109, 104, 246, 65 und 232 Taktimpulse ergeben. Es könnten selbstverständlich auch andere Kombinationen der Intervalldauer benutzt werden , jedoch ergab die dargestellte Kombination eine sehr zufriedenstellende Schwingungsform.

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Wie man aus Fig. 5 entnehmen kann, tritt die Umschaltung jeweils runin einer Phase des Wechselrichtersignals zu einem gegebenen Zeitpunkt auf. Da jeweils an eine Intervallfolge von 9 Umschaltungen dieselbe Intervallfolge in umgekehrter Richtung, bezogen auf eine Polarität der zugeordne-

2Γ) ten Phasenspannung folgt, ergibt sieh eine Zentrierung der Umsehnlt folge ' um einen Nulldurchgang der ausgefilterten Schwingungsform. Für die Darstellung gilt somit, daß die Umschaltfolge der Schwingungsform für die Phase C im 60°-Punkt zentriert ist, in welchem die Spannung den Nullwert in negativer Richtung durchläuft und ferner im 240°-Punkt zentriert ist, wenn die Spannung in positiver Richtung durch Null geht. Daraus ergibt sich, daß die Intervallfolge, bezogen auf diese Nulldurchgänge, spiegelbildlich zueinander verlaufen. Da ferner jede Phase zweimal während eines Zyklus bei insgesamt 6 Zyklen umgeschaltet werden muß, folgt daß jeder Zyklus innerhalb eines 60°-Bereiches bzw. + 30° beiderseits des NuIl-

35

durchgangs

JZUIIJZ

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durcligangs zu Ende sein muß.

In Fig. 5 ist ferner ein Marker in Form eines digitalen Signals mit 1200 Hz dargestellt, welches vom Mikroprozessor mit Polaritätsänderungen zum Zeitpunkt der Nulldurchgänge der Dreiphasenschwingungen erzeugt wird. Dieses Signal wird von der Generatorsteuerung dazu benutzt, um den Betrieb der Programmierstufe zu steuern.

Die in IMj.';. !> dnrgoslellton Schwingungsformen repräsentieren ein ungefil-K) ICi¹I(¹S Si[ViUiI um Ausgang des Wechselrichters, welches erzeugt würde, wenn ideale Umschaltet' und eine perfekte Anpassung der Umschalter möglich wäre. Unter normalen Bedingungen sind die paarweise eingesetzten . Schalter nicht identisch, z.B. bezüglich ihrer Umschaltzeit oder der

Süttigungsspannung. Selbst wenn diese Unterschiede nur gering sind, ergibt IS sich über eine gewisse Zeitperiode eine Differenz im Volt-Sekundenwert des Ausgangssignals, welches von zwei Schaltern eines Paares erzeugt wird. Dieser Unterschied wirkt sich als Gleichstromanteil des entsprechenden Ausgangssignals aus. Dieser Gleichstromanteil in jeder Phase hängt von der Charakteristik der gepaarten Transistoren ab, so daß eine individuelle Anpassung notwendig ist. Da die Programmierstufe nur Umsehaltsignale für eine Phase zu einem gegebenen Zeitpunkt abgibt, sind Korrekturen von Phase zu Phase bezüglich der Gleiehstromanteile leicht auszuführen.

Dn sich der (ilcichstromanteil im Wechselstromausgangssignal des Wechselrichters aufgrund der Erzeugung ungleicher Volt-Sekundenwerte der Signale entgegengesetzter Polarität ergibt, kann der Gleichstromanteil durch eine gesteuerte Erzeugung zusätzlicher Signale der erforderlichen Polarität mit zusätzlichen Volt-Sekundenwerten eliminiert werden. Dies wird durch das Kürzen der Intervalle bewirkt, während welcher das Wechselrichterausgangssignal die gleiche Polarität wie der Wechselstromanteil hat und ferner durch ein Verlängern der Intervalle des Wechselrichterausgangssignals der entgegengesetzten Polarität. Dementsprechend sind ,wie in Fig. 6 beispielsweise dargestellt, die positiven Intervalle a und c i'ür die Anpassung des positiven Gleiehstromanteils gekürzt, wogegen die negativen Intervalle b

entsprechend

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entsprechend verlängert sind. Die Anpassung erstreckt sich über einen Zeitraum 1,3 Mikrosekunden oder 4 Taktimpulse. Diese inkremental Anpassung wurde gewählt, da eine gute Korrektur ohne die Urzeugung eines niehlannehmbaren Klirrfaktorniveaus möglich ist. Dabei wurden lediglich die Intervalle a bis d bezüglich der Länge angepaßt und keine Korrektur am

Zwischenintervall e durchgeführt.

Die Steuerung des Mikroprozessors um die Intervallariderung durchzuführen geht aus Fig. 7 hervor. Der Start des Programms wird im Block 9.'? aussein löst. Mit diesem Schritt wird veranlagt, daß der Mikroprozessor die Zeit Intervalle erzeugt und in die Treiberstufe 13 eine 8 ßit-Binärzahl eingibt, welche den Leitwertzustand der Transistoren derart einstellt, daß zum Zeitpunkt 0° die Schwingung für die Phase A beginnt. Das heißt, bezogen auf Fig. 5, beginnt das gepulste Signal zum Zeitpunkt t = 0. Die binäre Zahl wird derart ausgewählt, daß die Bits 0 bis 4 am Ausgang des IiPIiOM gemäß Fig. 3 die der positiven Halbwelle zugeordneten Transistoren (ur die Phasen A und C und die der negativen Halbwelle zugeordneten Transistoren für die Phase B einschalten. Das Bit 6 am Ausgang des EPROM, welches den Marker erzeugt, ist zu diesem Zeitpunkt auf einem niederen Signalwert. Die binäre Zahl für diese Ausgangssignale am EPROM entspricht der hexadezimalen Zahl 26 H , wie in Block 93 angedeutet.

Der Startauslösung im Block 93 folgt der Start der Routine im Block 95, welcher sich kontinuierlich wiederholt, sobald sie eingeleitet ist. Das Intervall Nr. I, welches das positive mit der Phase A assoziierte Intervall "a" ist, hat eine Dauer von 109 Taktzyklen und wird gemäß Block 97 ausgelöst, indem das Gleichstromanteilsignal für die Phase Λ in den Jüingangsport des EPROM gemäß Fig. 3 eingelesen wird. Wenn' im Block 99 festgestellt wird, daß das Ausgangssignal der Phase A keinen Gleichstromanteil enthält, fährt das Programm im direkten Weg über die Verzögerungen im Block 101 weiter. Wenn jedoch das Ausgangssignal der Phase A ein Gleichstromanteil enthält, wird mit Hilfe des Blocks 103 festgestellt, öl) der Anteil positiv oder negativ ist. Bei einem positiven Anteil wird das Programm über die kurze Schleife und für den negativen Anteil über die

lange

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lange Schleife weitergeführt. Die Verzögerungen über den direkten Weg, die kurze Schleife bzw. die lange Schleife ist im Block 101 angegeben. Nach der Verzögerung wird eine neue binäre Zahl 16 H vom ausgangssoitigcn Port dos IJPROM abgegeben. Diese binäre Zahl ist so ausgewählt, S daß das ausgangsseitige Signal der Phase A von einem hohen auf ein

niederes Signalniveau übergeht, wogegen die Phase B und C und der Marker ihren Zustand nicht ändern.

Die Anzahl der Taktzyklen, welche für jede in den Blöcken 97, 99, 103 und 105 ausgeführten Funktionen notwendig sind, gehen aus den Zahlen in Klammern hervor, welche unmittelbar neben dem Block geschrieben ist. In den Entscheidungsblöcken 99 und 103 werden 14 Taktzyklen für die Antwort JA·und 17 Taktzyklen für die Antwort NEIN erforderlich. Durch Addition der Anzahl der Taktimpulse, welche für die Blöcke 97,

1Γ) und 105 erforderlich sind, zu den 65 Taktzyklen des Blockes 101 kann man IVsLstollen, daß die Gesamtzahl der Taktzyklen für den direkten Weg vom I Mock 97 bis 105 109 Zyklen beträgt. In gleicher Weise werden 105 Zyklen für den Weg über die kurze Schleife und 113 Zyklen für den Weg über die lange Schleife benötigt. Wenn somit kein Gleichstromanteil im Ausgangssignal enthalten ist, wird das Intervall "a" nach 109 Taktzyklen beendet. Wenn ein positiver Gleichstromanteil in der Phase A enthalten ist, endet das Intervall "a" um 4 Taktzyklen früher, während die Umschalttung der Transistoren um 4 Zyklen gegenüber der normalen Zeit verzögert wird, wenn der Gleichstromanteil negativ ist. Aus der vorausstehenden Diskussion und den Fig. 5 und 6 ergibt sich somit, daß ein positiver Gleichstromanteil das positive Intervall verkürzt und ein negativer Gleichstromanteil das positive Intervall vergrößert, um den Gleichstromanteil an Null anzunähern.

Der Umschaltung der Transistoren in der Phase A des Wechselrichters folgt (Ins zwoito Intervall "b", welches negative Polarität und eine Normaldauer von 104 Taktzyklen hat, indem wiederum der Gleichstromanteil der Phase A ermittelt wird. Wenn kein Gleichstromanteil vorhanden ist, was im Block 109 festgestellt wird, fährt das Programm über den direkten Weg zum

Block

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Block 111 weiter. Da jedoch die Polarität des zweiten Intervalls "b" negativ ist, wird dies im Block 113 durch Abfrage festgestellt. Ergibt sich ein negatives Intervall, so fährt das Programm über die kurze Schleife mit den entsprechenden Verzögerungen im Block 111 weiter, womit der nega- · tive Impuls beim Vorhandensein eines negativen Gleichslromanteils verkürzt wird. Beim Feststellen eines positiven Gleichstromanteils fahrt das Programm über die lange Schleife weiter, was einer Verlängerung des negativen impulses gleich kommt. Nach der richtigen Intervallänge wird der Marker sowie die Ansteuerungssignale der Phase A, B und C, wie durch den Block 115 angedeutet, ausgegeben. Die dabei vom Block 115 abgegebenen binäre Zahl verschiebt das Signal der Phase A zum hohen Signulniveau, während dasselbe Signalniveau für die Phasen B und C und den Marker beibehalten wird. Da der Zustand der vier Ausgangssignale wieder derselbe wie im Anfangszustand - ist', wird auch wieder die gleiche binäre Zahl 2(511 zur Hrzcu-

15 gung der Ausgangssignale benutzt.

Das dritte der Phase A zugeordnete Intervall hat eine positive Polarität und wird in der gleichen Weise wie das erste Invervall erzeugt mit der Ausnahme, daß die Verzögerungszyklen so ausgewählt werden, daß sie eine Dauer von 246, 242 oder 250 Zyklen haben , jenachdem ob kein Gleichstromanteil, ein positiver Gleichstromanteil oder ein negativer Gleichstromanteil festgestellt wird. Ein solches Intervall wird als Intervall c bezeichnet. Die ausgangsseitigen Zustände sind am Ende des dritten Intervalls die gleichen als am Ende des ersten Intervalls, so daß auch dieselbe binäre Zahl 16H zur Erzeugung des Ausgangssignals benutzt wird.. Da für das dritte Intervall das Flußdiagramm bezüglich der Blöcke 97, 95), If)I, 103 und 105 mit Ausnahme des Blockes für die Verzögerung 101 wiederholt wird, wurde dieser Teil des Flußdiagramms nicht dargestellt um eine bessere Übersichtlichkeit zu bieten. In gleicher Weise wird auch das Flußdiagramm des vierten Intervalls nicht dargestellt, da es das gleiche wie das zweite Intervall ist, wobei jedoch andere Verzögerungszyklen erforderlich sind, da es sich hierbei um ein kürzeres Intervall d handelt.

Das fünfte Intervall ist das Intervall e , welches der für den Gleiehstromanteil nicht korrigierte Zwischenphasenimpuls ist. Dieses Intervall hat eine

Dauer

JZU I \ ΟΔ

- 20 - WS 295 P - 2429

Dauer von 332 Zyklen und beginnt im Block 117. Es ist nach einer Verzögerung von 193 Zyklen im Block 119 zu Ende, womit ein Ausgangssignal im Rlock 121 erzeugt wird. Das dabei abgegebene binäre Signal schaltet die Phase C von einem hohen Signalniveau auf ein niederes Signalniveau . und behält die Zustände der anderen Ausgangssignale bei.

Das nächste Intervall ist ein negatives Intervall d und beginnt im Block 123, in dem der Gleichstromanteil der Phase C eingegeben wird. Wenn, wie im Fall der ersten vier Intervalle, im Block 125 kein Gleichstromanteil feststellbar ist, wird das Programm über den direkten Weg mit normaler Verzögerung im Block 127 weitergeführt. Wenn jedoch ein negativer Gleichstromanteil im Block 129 festgestellt wird, läuft das Programm über die kurze Schleife weiter, wogegen das Vorhandensein eines positiven Gleichstromanteils die Weiterführung des Programms über die lange Schleife zum

1Γ) Block 127 auslöst. Nach der Verzögerung wird eine binäre Zahl ausgegeben, welche nur den Zustand des Signals der Phase C ändert. Man kann feststellen, da B der Zustand der vier Ausgangssignale für die Phase A, C auf einem hohen Signalniveau und die Phase B sowie den Marker auf einem niederen Signalniveau liegen und somit dem Zustand entsprechend am Ende des zweiten Intervalls. Deshalb kann die im EPROM gespeicherte binäre Zahl 2611 dazu benutzt werden, um das Ausgangssignal zu erzeugen.

Aus der vorstehenden Diskussion ergibt sich unter Bezugnahme auf Fig. 5 die Art und Weise, in welcher das Flußdiagramm gemäß Fig. 7 erweitert werden kann, um jedes der 54 Intervalle zu erzeugen, welche notwendig sind, um einen kompletten Zyklus eines Dreiphasensteuersignals und eines Markörs hervorzurufen. Da die Dreiphasensignale nicht alle zur gleichen Zeit auf einem hohen Signalniveau oder einem niederen Signalniveau liegen und da der Marker entweder auf einem hohen oder auf einem niederen Signalniveau liegen kann, ergeben sich 12 binäre Zahlen, welche im EPROM gespeichert werden müssen, um alle Kombinationen der Ausgangssignale vorzusehen, die benötigt werden, um 54 Intervalle und den Marker zu erzeugen.

35 Die

- 21 - WS 295 P - 2429

Die Verzögerungen, welche unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm gemäß Fig. 7 angesprochen wurden, werden durch eine entsprechende Programmierung des Mikroprozessors ausgelöst, damit dieser in einem Betrieb läuft, der die gewünschte Anzahl von Taktimpulsen erfordert. Um diese Betriobszuständc mit den Instruktionen zu kombinieren, welche für die Hingabe und Ausgabe der notwendigen Daten benötigt wird und um die Entscheidungen auszuführen, welche mit dem Vorhandensein und der Polnr.it«t eines (ilcielistromnn teils zusammenhängen, wird eine Folge von Befehlen ausgelöst, welche die Umschaltung der Leistungstransistoren in dem jeweils geeigneten IUg(MiI)IiCk bewirkt. Das Programm flir die Erzeugung des ersten Intervalls, d.h. das • Intervall a mit einer positiven Polarität, welches eine modulierte Impulsbreite haben kann, um den Gleichstromanteil der Phase A zu kompensieren, ergibt sieh aus der nachfolgenden Tabelle.

30

	Programm	Gleichstrom-Port	TABELLE I	Intervall a =	(10)	(65)	1Ü9 Zyklen	(10)	Lange Schleife (Taktzyklen)	(10)
	Primäranweisung	3OH	für 1.	Direkter Weg (Taktzyklen)			Kurze Schleife (Taktzyklen)		10
	IN	normales Intervall	10	(17)	(17)	10	(14)	Γ» I	(14)
1	ANI	2OH	7		109	7		7
C-I	JZ	kurzes Intervall	10			7	(17)	7	(14)
3	ANI	A, 0				7		Γ7 i
4	JNZ	C, 1			10		7
5	MVI	langes Intervall					7
6	MVI	P 109					10
7	JMP	C, 1
8	kurzes Intervall: CZ	Schleife			9
9	MVI	C, 2			7
10	JMP	A, 0			10
11	normales Interv.: MVI	D	7	6			7
12	langes Intervall: MVI	D	7-	4			6
13	DCX		6	4			6
14	langes Intervall: DCX	C	6	7	6		4
15	NOP	Schleife	4.	4	(47)	4	(58)
16	DCR	A1 16H	4	4		7 ■
17	JNZ	Ansteuerung	10	7	(17)	7	(17)
18	MVI		η	7	105	10	113
19	AUS		10	10
20

320Ί132

- 23 - WS 295 P - 2420

In der vorausstehenden Tabelle folgen den Primäranweisungen drei Spalten, aus welchen die ausgeführten Befehle hervorgehen, bei der Erzeugung eines normalen, eines kurzen oder eines langen Intervalles und ferner die Anzahl der Taktzyklen, welche für die Ausführung jedes dieser Befehle erforderlich sind. Gemäß der ersten Zeile des Programms werden die Signale für den Gleichstromanteil, welche über den Gleichstrom port des EPROM eingegeben werden, in das Register A des Mikroprozessors in Form einer 8 Bit-binären Zahl eingespeist. Hierzu sind 10 Zyklen erforderlich, wie aus jeder der drei Spalten hervorgeht. Um die Befehle in dem aufgelisteten Programm mit dem Flußdiagramm gemäß Fig. 7 zu korrliercn, wird in der rechten Spalte der Tabelle 1 in Klammern die Zwischcnsumme der für die Befehle erforderlichen Zyklen angegeben, welche die in den Blöcken benannten Funktionen ausführen. Diese Zwischensummen entsprechen den in Klammer rechts neben den Blöcken in Fig. 7 angegebenen Werten. Somit zeigt die Zahl 10 in Klammer nach dem ersten Befehl in · Tabelle I, daß dieser Befehl die Funktionen ausführt, welche im Block 97 gemäß Fig. 7 angeführt sind.

Die Zeilen 2 und 3 des Programms dienen der Ausführung der Funktion, welche feststellt, ob ein Gleichstromanteil in der Phase A des Ausgangssignals des Wechselrichters vorhanden ist, wie dies im Block 99 gemäß Fig. 7 zugeordnet ist. Die Zeile 2 ruft eine sofortige Operation auf. In diesem Schritt wird das zweite 8-Bit-Byte des in der Adresse 3011 gespeicherten Befehls einer UND-Verknüpfung unterzogen, zusammen mil dem Inhalt des Registers A, welches nunmehr mit den Signalen dos dlcichstromanteils geladen wird. Da der positive oder negative Gloichstromanteil der Phase A durch die Bits 5 und 4 der Zahlenregister Λ repräsentiert wird, .werden die Bits 5 und 4 des zweiten Byte der ANI-Anweisung gleich 1 gemacht, während alle anderen Bits gleich 0 gesetzt werden. Dieses markiert die anderen Bits des Registers A, so daß nur der Gleichstromanteil der Phase A analysiert wird. Während der Durchführung der ANI-Anweisung vergleicht der Mikroprozessor jedes Bit des Registers A mit dem zweiten Byte des Befehls und erzeugt eine 1 für jedes Bit in der Resultanten nur wenn beide miteinander verglichenen Bits den Wert 1 haben.

Somit

JZU. I I JZ

- 24 - WS 295 P - 2429

Somit sind alle 8-Bit-Resultanten 0, es sei denn, daß das Bit 5 oder 4 im Register A den Wert 1 hat und damit das Vorhandensein eines Gleichstromanteils der Phase A anzeigt. Diese ANI-Anweisung erfordert 7 Zyklen.
5

Die JZ-Anweisung in Zeile 3 des Programms löst für den Null-Befehl einen Sprung aus, d.h., wenn kein Gleichstromanteil im Ausgangssignal der Phase A vorhanden ist, was durch den Wert Null für die Resultante der ANI-Openition angezeigt wird, springt das Programm zum normalen Intervall der Zeile 12. Diese Sprunganweisung erfordert 10 Zyklen, wie die erste

Spul to "direktor Weg" anzeigt. Die Zykluszeit für die Ausführung der ANl- und JZ-Anweisungen wird durch die Zahl 17 in Klammer in Zeile 3 des Programms in der Spalte "direkter Weg" angedeutet, welche auch neben dem Block 99 in Fig. 7 am Ausgang zum direkten Weg erscheint. . 15

Die Verzögerung von 65 Zyklen gemäß Block 101 in Fig. 7 für den direkten Weg wird mit Hilfe der Anweisungen in den Zeilen 12 bis 18 des Programms bewirkt. Die MVI-Anweisung in Zeile 13 gibt dem Mikroprozessor die Anweisung, die Zahl 2 in das C-Register einzuspeisen und erfordert 7 Zyklen um dies durchzuführen. Die Anweisungen in den Zeilen 13 bis 16 haben

keine anderen Funktionen als für die Durchführung 7, 6, 6 und 4 Zyklen anzufordern. Die DCR-Anweisung der Zeile 17 verkleinert den Inhalt des ORogisters um 1 und läßt 1 im Register , wofür 4 Zyklen erforderlich sind. Die JNZ-Anweisung der Zeile 18 verursacht einen Rücksprung zur 2Γ) Schleife in der Zeile 15, da der Inhalt des C-Registers von Null verschieden

ist. Dieser Rücksprung erfordert 10 Zyklen. Das Programm läuft erneut nach den Befehlen in den Zeilen 15 bis 18 ab, mit der einen Ausnahme, daß für den Fall des Registerinhaltes Null für das C-Register in der Zeile 18 das Programm zur nächsten Zeile 19 weitergeht. Da die JNZ-Anweisung für dieses Mal keinen Sprung erforderlich macht, werden nur 7 anstelle von 10 Zyklen benötigt. Aus der Angabe in der Klammer geht hervor, daß die gesamte Zahl der Zyklen für diesen Teil "normales Intervall" des Programmes 65 Zyklen beträgt.

35 Aufgrund

- 25 - WS 295 P- 2429

Aufgrund der MVI-Anweisung in der Zeile Ii) des Programms wird die (>e speicherte Zahl 16H in das Register A eingespeichert, wofür 7 Zyklen erforderlich sind. Diese hexadezimale Zahl wird dann durch die Anweisung in Zeile 20 zum ausgangsseitigen Port des EPROM dirigiert, um die richtige Umschaltung der Leistungstransistoren zu bewirken. Wie man aus der vorstehenden Tabelle entnehmen kann, sind für die gesamte Routine 109 Zyklen erforderlich.

Wenn im Ausgangssignal der Phase A ein Gleichstromanteil vorhanden ist, springt das Programm in Zeile 3 nicht weiter, sondern geht zur Zeile 4 über, in welcher nur 7 Zyklen anstatt 10 benötigt werden, wie aus der Spalte "kurze Schleife" in der obigen Tabelle hervorgeht. Die Bestimmung, ob es sich bei dem Gleichstromanteil um einen positiven Anteil handelt oder nicht, wird mit der ANl-Anweisung der Zeile 4 durchgeführt, welche alle Bits des Α-Registers außerdem mit 5 ausblendet. Wenn die Resultante nicht Null ist, womit das Vorhandensein eines positiven Gleichstromanleils angezeigt wird, veranlaßt die JNZ-Anweisung der Zeile 5 das Programm zur mit "kurzes Intervall" gekennzeichneten Zeile 9 zu springen. Die CZ-Anweisung dieser Zeile bewirkt nur eine Verzögerung um 9 Zyklen. In der Zeile 10 wird die Ziffer 1 in das Register C eingegeben. Das Programm springt dann in der Zeile 11 zur "Schleife" und geht weiter bis zum letzten Programmschritt in Zeile 21. Für die kurze Schleife werden 105 Zyklen insgesamt benötigt.

Wenn der Gleichstromanteil der Phase A negativ ist, geht das Programm von Zeile 5 zu Zeile 6, in welcher dos Register A auf Null gesetzt wird, um weitere 7 Zyklen auszulösen. In Zeile 7 wird das C-Register auf I gesetzt, was.von Bedeutung ist, da der Inhalt dieses Registers beimt/1 wird, um in Zeile 18 festzustellen, ob das Programm eine weitere SehleiCe durchlaufen soll. Die JMP-Anweisung in Zeile 8 veranlaßt das Programm zu der "langes Intervall" gekennzeichneten Zeile 13 zu springen. Nach der Durchführung der Anweisungen in Zeile 13 und 14 , mit welchen eine Verzögerung eingeführt wird, läuft das Programm von Zeile 15 bis Zeile 20 durch und dirigiert die binäre Zahl 16H zum ausgangsseitigen Port. Die

Gesamtzahl

JZU I I ό Δ

ψ ν * ι

- 26 - WS 295 P - 2429

Gesamtzahl der Zyklen für die lange Schleife beträgt 113.

Aus der vorstehenden Erläuterung geht hervor, daß das Programm derart ausgestaltet ist, daß die richtige Verzögerung für jede der benötigten' 54 Intervalle eingestellt wird, um ein Dreiphasenausgangssignal zu erzeugen, wobei das Vorhandensein und die Polarität eines Gleichstromanteils in jeder individuellen Phase berücksichtigt wird. Die Erfindung ermöglicht eine ρ;ΐΌIk? Flexibilität , da die Umschaltung und die Art der Modulation' leicht verändert werden kann, indem die Folge der Primäranweisungen im Programm geändert wird.

■ft-

--&Θ-- WS 295 P - 2429

BEZUGSZEICHENLISTE FÜR FIG.

Bezugszeiehen Erläuterungstext

Startauslösung binäre Zahl 26H Start

1. Intervall "a", Dauer 109 Taktimpulse Gleichstromanteilsignal Phase A in EPROM Gleichstromanteil Verzögerungszyklus

direkter Weg 65

kurze Schleife

lange Schleife Flußgleichstromanteil

105 ausgangsseitige Schwingung, Marker und Phasen A,B,C

binäre Zahl 16H

107 2. Intervall "b", 104 Zyklen, Phase A'Gleichstromanteil

Gleichstromanteil Verzögerungszyklus

direkter Weg 60

kurze Schleife

lange Schleife Minus -Gleichstromnntcil

115 ausgangsseitige Schwingung, Marker und Phase Λ,Μ.Γ,

binäre Zahl 26H

5. Intervall "e", 232 Zyklen Verzögerung 193 Zyklen

121 ausgangsseitige Schwingung, Marker und Phasen A,B,C

binäre Zahl 25H

123 6. Intervall "d", 65 Zyklen, Phase C Gleichstromanteil

Gleiehstromanteil Verzögerungszyklen

direkter Weg 21

kurze Schleife 4

lange Schleife

OZ.U I IJ/,

-- WS 295 P - 2429

Bezugszeichen Erläuterungstext

129 Minus-Gleichstromanteil

131 · ausgangssei tige Schwingung, Marker und Phase A, B,C

binäre Zahl 26H

Claims (6)

1. Patentansprüche

   Verfahren zur Erzeugung von Wechselstrom, wobei Taktimpulse zu festliegenden Zeitintervallen erzeugt werden und ferner ein gepulstes Signal mit alternierender Polarität von einer Gleichstromquelle durch Umschaltung zu vorgegebenen, einer Vielzahl von Taktimpulsintervallen entsprechenden Schaltintervallen geschaffen wird, und wobei das entsprechend der Umsehallintervalle gepulste Signal über ein Filter übertragen wird, um ein sinusförmiges Signal zu schaffen, dadurch gekennzeichnet, daß im sinusförmigen Signal der Gleichstromanteil und dessen Polarität festgestellt wird, und daß die Umschaltintervalle in Abhängigkeit vom Gleichstromanteil modifiziert werden, indem die Umschaltintervalle in Abhängigkeit von der einen Polarität des Gleichstromanteils um ein Vielfaches der Taktim pulse verzögert und bei entgegengesetzter Polarität um ein Vielfaches der Taktimpulse vergrößert werden.
2. 2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß von der Gleichstromquelle ein zweites Ausgangssignal geliefert wird, welches die eine Polarität hat wenn das erste gepulste Ausgangssignal von der einen Polarität ist und welches eine entgegengesetzte Polarität hat, wenn das gepulste Signal die entgegengesetzte Polarität aufweist, dnil die

   20

   JZUI

   - 2 - WS 295 P - 2429

   beiden von der Gleichstromquelle gelieferten Ausgangssignale derart umgeschaltet werden, daß alternierend das eine oder das andere vorhanden ist, um ein gepulstes Ausgangssignal an jedem Ausgang zu erzeugen, wobei die Umschaltung nur an einem Ausgang zu einem gegebenen Zeitpunkt und zu Umschaltintervallen auftritt, welche ein Vielfaches der Taktimpulsintervalle

   ist, daß die entsprechend der Umschaltintervalle gepulsten Signale über Filter übertragen werden, um daraus eine mehrphasige Wechselspannung abzuleiten, daß separat für jede Phase der Gleichstromanteil in dem gefilterten Ausgnngssignal und dessen Polarität ermittelt wird und daß die Um-If schaltintervalle jeder Phase in Abhängigkeit vom Gleichstromanteil modi-

   fiziert werden, indem die Umschaltintervalle um ein Vielfaches der Taktimpulse verzögert werden, bei der einen Polarität des Gleichstromanteiles, und bei der anderen Polarität des Gleichstromanteiles um ein Vielfaches der Taktimpulse vergrößert werden.
   15
3. 3.) Einrichtung zur Erzeugung von Wechselstrom nach dem Verfahren gemijß Anspruch 1 oder 2, wobei elektronische Schalter der Gleichstromquelle paarweise zugeordnet sind und der eine Schalter zur Erzeugung der einen Polarität der ausgangsseitigen Schwingungsform und der andere Schalter zur Er-Zeugung der entgegengesetzten Polarität eingeschaltet ist und wobei ferner Taktimpulse zu festliegenden Zeitintervallen erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Taktimpuls gesteuerter Mikroprozessor (73) wiederholt eine Folge von Betriebsanweisungen abgibt, von welchen jede eine bestimmte festgelegte Anzahl von Taktimpulsen erfordert und ferner am Ende jeder Folge von Betriebsanweisungen ein binäres Ausgangssignal erzeugt, und daß Schalteinrichtungen (75) vorhanden sind, welche auf die binären Ausgangssignale ansprechen und die elektronischen Schalter betätigen, um gepulste Signale zu erzeugen, wobei die binären Zahlen derart ausgewählt sind, daß der eine Schalter alternierend immer eingeschaltet und der andere Schalter abgeschaltet ist, daß Filtereinrichtungen (9) nachgeschaltet sind, um aus dem gepulsten Signal ein sinusförmiges Signal auszufiltern, wobei die Folge der Betriebsanweisungen derart ausgewählt ist, daß das binäre Ausgangssignal die Umschaltung der elektronischen Schalter zu Intervallen auslöst, welche eine Sinusform für das gefilterte Signal gewähr leisten.

   - 3 - VVS 295 P - 2429
4. 4.) Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Detektorschaltungen vorhanden sind, um den Gleichstromanteil und dessen Polarität im gefilterten Signal festzustellen, daß Vergleichsschaltungen vorhanden sind, welche die Polarität des Gleichstrom.-inlcils mit der Polarität des erzeugten Ausgnngssignals vergleichen und dnU <1<·ι· Mi km prozessor Schaltungseinrichtungen umfaßt, um die Folge der Betriebsanweisungen zu verlängern, um dadurch die Erzeugung eines neuen binären Ausgangssignals zum Umschalten der elektronischen Schalter zu verzögern, wenn die Vergleichsschaltung feststellt, daß die Polarität des ausgangsseitigen Signals entgegengesetzt zur Polarität des Gleichslromanteils ist j und um die Folge der Betriebsanweisungen zu verkürzen, um dadurch die Erzeugung eines neuen binären Ausgangssignals und die Umschaltung durch den elektronischen Schalter zu beschleunigen, wenn die Vergleichsschltung anzeigt, daß das ausgangsseitige Signal dieselbe Polarität wie der Gleich-

   1.5 Stromanteil hat.
5. 5.) Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß weitere gepaarte elektronische Schalter mil der Gleichstromquelle verbunden sind und entsprechend gesteuert werden, um ein mehrphasiges Ausgangssignal zu erzeugen.
6. 6.) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß drei elektronische Schalterpaare vorgesehen sind, um einen Dreiphasenwechselstrom zu erzeugen, dessen sinusförmiges Ausgangssignal weitgehendst frei von Gleiehstromanteilen ist.