DE3343883A1 - Verfahren und einrichtung zur zweipunktregelung eines laststromes - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur zweipunktregelung eines laststromes

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Description

  • Verfahren und Einrichtung zur Zweipunktregelunq eines Laststromes (beansprucht wird die Priorität der japanischen Patentanmeldung T 57-213 848 vom 8.12.1982) Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Zweipunktregelung eines Laststromes entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Zweipunkt-Regeleinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 3.
  • Fig. 1 zeigt schematisch ein Beispiel für eine übliche Regelung, mit dem der momentane Laststrom-Istwert eingestellt wird. Die Anordnung nach dieser Figur enthält eine elektrische Energiequelle, in der Regel eine Gleichspannungsquelle 1, eine Schalteinrichtung 2, eine Freilaufdiode 3, eine Induktivität 4, eine eine Gegen-EMK erzeugende Last 5, einen Laststrom-Istwertgeber 6, einen Sollwertgeber 8 und eine Komparatoreinrichtung 7 mit einem Eingangswiderstand R. und einem Rückkopplungswiderstand Rf.
  • Für den Fall, daß am Sollwertgeber 8 ein konstanter Laststrom-Sollwert i* vorgegeben ist, ist in Fig. 1 auch der Verlauf des Laststrom-Istwertes i angegeben. Mit VDC ist die Ausgangsspannung der Spannungsquelle 1 bezeichnet.
  • Die Schalteinrichtung 2 besteht in diesem Fall aus einem einfachen Schaltelement (Schalttransistor) und es ergibt sich folgende Zweipunktregelung: Ist der Schalter 2 geschlossen, so fließt der Strom i von der Quelle 1 durch das Schaltelement 2 und die Induktivität 4 in die Last 5, die eine Gegen-EMK E erzeugt. Die Spannungsquelle 1 treibt in diesem Schaltzustand den Laststrom i an, der somit steigt.
  • Der vom Istwertgeber 6 bereitgestellte Momentanwert des Laststroms ist dem nicht-invertierenden Eingang des die Komparatoreinrichtung darstellenden Komparators 7 und der Sollwert i* dem invertierenden Eingang aufgeschaltet.
  • Sobald die momentane Regelabweichung i - i* eine obere Toleranzgrenze ßi+ erreicht, d.h. der Istwert i eine obere- Grenze U = i* + a i+ erreicht, gibt der Komparator 7 ein Ausschaltsignal für den Schalter 2 ab. Der Laststrom i fließt nunmehr in einem aus der Last 5, der Freilaufdiode 3 und der Induktivität 4 bestehenden geschlossenen Stromkreis und klingt ab. In diesem Zustand bewirkt also die Schalteinrichtung 2 einen absinkenden Laststrom.
  • Erreicht nun die Regelabweichung i - i* die untere Toleranzgrenze ti r d.h. wenn der Laststrom i auf einen unteren Grenzwert L = i* - ai abgeklungen ist, so erzeugt der Komparator 7 einen Einschaltbefehl für die Schalteinrichtung 2. Nunmehr kann wieder Strom aus der Spannungsquelle 1 in die Last 5 fließen und der Laststrom steigt erneut an. Die Komparatoreinrichtung 7, die beispielsweise ein dem Komparator 7 nachgeschaltetes, nicht dargestelltes Flip-flop enthalten kann, erzeugt somit ein binäres Ausgangssignal zur Steuerung der Umschalteinrichtung, das jeweils bei Erreichen der oberen bzw. unteren Toleranzgrenze von dem einen Zustand in den anderen Zustand kippt.
  • Durch das Ein- und Ausschalten der Schalteinrichtung 2 steigt und sinkt der Laststrom also innerhalb der gegebenen Toleranzgrenzen i* + Ait und stabilisiert sich somit auf den vorgegebenen Soll-Mittelwert. Die Toleranzbreite ist auf bekannte Weise entsprechend den Widerstandswerten der Widerstände Rf und R. vorgegeben. Bei dieser Zweipunktregelung ist z.B. nachteilig, daß die Periode, die durch ein Ansteigen und Fallen des Lastwertes zwischen den Grenzwerten U und L gegeben ist (also die Umschaltfrequenz der Schalteinrichtung 2) erheblich schwankt in Abhängigkeit von der Gleichspannung VDC der Spannungsquelle und der Gegen-EMK E der Last 5. Beträgt die Induktivität des Lastkreises L1, so ergibt sich für die zeitliche Ableitung di/dt des Laststromes i während der Einschaltperiode des Schaltelements 2: di/dt = (VDC - E)/L1.
  • Selbst wenn daher die Spannung VDC konstant ist, ändert sich daher die Steigung, mit der der Momentanwert i bis zum oberen Grenzwert U ansteigt, wenn die Gegen-EMK E sich ändert. Auch die Steigung, mit der während der Ausschaltperiode der Schalteinrichtung 2 der Iststrom auf den unteren Grenzwert L abfällt, ändert sich entsprechend der Gegen-EMK E. Daraus folgt die bereits erwähnte, von der Gegen-EMK E abhängige Schwankung der Schaltfrequenz der Schalteinrichtung 2.
  • Diese Schaltvorgänge erzeugen aber ein Rauschen in anderen, an den Lastkreis oder die Spannungsquelle angeschlossenen Einrichtungen. Wäre die Schaltfrequenz der Schalteinrichtung 2 konstant, so könnte eine entsprechende konstante Rauschfrequenz leicht durch ein auf die entsprechende Frequenz abgestimmtes Filter oder andere Gegenmaßnahmen abgeschirmt werden. Gegenmaßnahmen gegen eine aufgrund der veränderlichen Umschaltfrequenz veränderliche Rauschfrequenz sind jedoch nicht auf einfache Weise zu bewerkstelligen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen derartigen Zweipunktregler so zu verbessern, daß eine ungefähr konstante Rauschfrequenz erhalten wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Verfahren aus, bei dem die Umschaltvorgänge zumindest hinsichtlich ihrer Periode (Frequenz) durch die Periode eines periodischen Taktsignals synchronisiert werden.
  • 6et) Zu diesem Zweck wird der Komparatoreinrichtung das periodische Taktsignal dem Komparator 7 entweder an seinem Eingang für den momentanen Laststrom-Istwert oder für den Sollwert aufgeschaltet. Dies ist in den folgenden Figuren für den Fall dargestellt, daß das Taktsignal aus einer periodischen Folge kurzer Impulse besteht.
  • Die Figuren 2 bis 4 zeigen, wie das Verhältnis zwischen der Gleichspannung VDC und der Gegen-EMK E die Umschaltfrequenz beeinflußt. Ist gemäß Fig. 2 die Gleichspannung VDC größer als die doppelte EMK E, so liegt während des ansteigenden Stromzustandes eine große Steigung R und während des absinkenden Zustandes eine geringe Steigung F vor. Daher wechseln die in Fig. 2 gezeigten kurzen Abschnitte mit stark ansteigendem Strom mit langen Abschnitten stark sinkenden Stroms ab und die Schaltfrequenz wird mit abnehmender EMK geringer.
  • Fig. 3 entspricht dem Fall, daß die EMK E etwa der halben Gleichspannung VDC entspricht und die Steigungen R und F etwa gleich sind. In diesem Fall zeigt der Wechsel zwischen Anstieg und Abstieg entsprechend Fig. 3 eine maximale Frequenz für die Umschaltvorgänge.
  • In Fig. 4 ist angenommen, daß die EMK E mehr als den halben Wert der Gleichspannung VDC beträgt, also eine geringe Steigung R und eine hohe Steigung F vorliegt.
  • Die Schaltfrequenz ist dabei genauso niedrig wie nach Fig. 2.
  • In allen 3 Fällen erreicht der schwankende Laststrom i jeweils die obere Grenze U und die untere Grenze L.
  • In Fig. 5 ist zunächst noch einmal der Fall der Fig. 2 dargestellt, bei dem die EMK nicht größer ist als die halbe Gleichspannung VDC In der Mitte ist der Verlauf eines Taktsignals dargestellt, das zu dem Wert des momentanen Stromistwerts i addiert werden kann. Dieses Takt-Signal i* (Takt) besteht z.B. aus positiven Impulsen P1, P2, P3 und negativen Impulsen N1, N2, N3 konstanter Periode.
  • Das untere Diagramm der Fig. 5 zeigt nunmehr die Zeitpunkte tl t,t4, zu denen jeweils zwischen dem ansteigenden und absinkenden Zustand des Laststroms umgeschaltet wird, wenn durch die Komparatoreinrichtung die Grenzbedingung i - (i* + ¢i+ + i* (Takt)) = & überwacht wird.
  • Mit 6 ist dabei die Ansprechschwelle des Komparators 7 bezeichnet, die z.B. zu Null bestimmt sein kann.
  • Ist z.B. dem Istwert i zum Zeitpunkt tl der negative Puls N1 überlagert, so wird der untere Grenzwert L erreicht und unterschritten und daher zum Zeitpunkt tl sofort von absinkenden auf aufsteigenden Laststrom umgeschaltet. Der Strom steigt somit bis zum Erreichen des oberen Grenzwertes U zum Zeitpunkt t2, wo erneut umgeschaltet wird und der Strom wieder abnimmt. Zum Zeitpunkt t3 wird zwar der positive Impuls P1 überlagert, da jedoch der Strom zu diesem Zeitpunkt bereits absinkend ist, findet keine weitere Umschaltung statt, obwohl nunmehr der obere Grenzwert U überschritten wird.
  • Wird nun zum Zeitpunkt t4 der negative Puls N2 überlagert, so wird der untere Grenzwert L unterschritten und erneut umgeschaltet, bis der obere Grenzwert U wieder erreicht wird. Auf diese Weise wird die Frequenz der wiederholten Umschaltungen auf die Frequenz der negativen Pulse N1, N3 synchronisiert.
  • Fig. 6 zeigt den Vorgang der Fig. 5 für den Fall der Fig.
  • 4, wenn also die EMK E größer als die halbe Gleichspannung VDC ist. Durch Addition des Taktsignals i* (Takt) zum Istwert i entsteht somit der in Fig. 6 unten dargestellte Stromverlauf.
  • Ist also der positive Puls P1 zum Zeitpunkt tl dem ansteigenden Stromistwert aufgeschaltet, so wird der obere Grenzwert U überschritten und sofort auf abnehmenden Strom umgeschaltet. Der untere Grenzwert L wird zum Zeitpunkt t2 erreicht und daher auf ansteigenden Strom umgeschaltet. Der bei t3 aufgeschaltete negative Impuls bewirkt, daß zwar der untere Grenzwert L erneut erreicht wird, da aber bereits auf ansteigenden Strom geschaltet ist, findet keine weitere Umschaltung statt. Vielmehr wird erst zum Zeitpunkt t4, wo erneut der obere Grenzwert U erreicht wird, umgeschaltet und der Strom nimmt wieder ab, bis beim unteren Grenzwert L erneut umgeschaltet wird. Die Frequenz der Umschaltungen ist also mit der Frequenz der positiven Pulse P1, ... synchronisiert.
  • Ist also die Gegen-EMK E nicht größer als die halbe Versorgungs-Gleichspannung VDc, so ist der negative Taktimpuls wirksam; ist E dagegen nicht kleiner als VDC/2, so wirkt der positive Taktimpuls. Aus den Figuren geht dabei hervor, daß die Umschaltfrequenz dadurch gegenüber dem Normalfall der Figur 2 erhöht ist, wobei gleichzeitig trotz konstant vorgegebenem ti+ die gesamte Toleranzbreite für die Schwankung des Strom-Istwertes verkleinert ist. Insgesamt entspricht zwar der mittlere Stromistwert nicht mehr genau dem Stromsollwert i*, was jedoch bei unterlagerten Stromregelungen, bei denen der Stromsollwert aus einem übergeordneten Führungsgrößenvergleich gebildet wird, häufig ohne Bedeutung ist. In diesen Fällen ist die lastabhängige Verkleinerung des Toleranzbereiches häufig von Vorteil. Insgesamt ist es bei dieser Ausführungsform möglich, nicht nur die Periode der Umschaltimpulse, sondern sogar die Phasenlage der Impulse tl und t4 der Figuren 5 und 6 synchron durch das Taktsignal vorzugeben. Je nach Anwendungsfall kann es vorteilhaft sein, die Frequenz oder auch die Phasenlage des Taktimpulses nach den jeweiligen Erfordernissen betriebsabhängig zu verstellen, insbesondere kann aber auch eine konstante Taktfrequenz vorgegeben werden, um eine konstante Umschaltfrequenz zu erreichen. Dabei ist es häufig vorteilhaft, die Taktfrequenz auf einen Wert einzustellen, der etwas höher liegt als die vorausberechenbaren maximalen Umschaltfrequenz, wie sie ohne Verwendung eines Taktsignals natürlicherweise auftreten würde.
  • Fig. 7 zeigt schematisch eine Zweipunkt-Regeleinrichtung für den momentanen Laststrom-Istwert nach diesem Verfahren. Gegenüber einer üblichen Zweipunktregelung unterscheidet sich diese Regel einrichtung nur darin, daß ein Taktsignalgeber 9 vorgesehen ist, dessen Taktsignal auf den nicht-invertierenden Eingang der Komparatoreinrichtung 7 über den Eingangswiderstand R. aufgeschaltet und auf diese Weise dem Istwertsignal i überlagert ist.
  • Eine weitere Erläuterung der Wirkungsweise dieser Anordnung ist nicht erforderlich. Das gleiche Ergebnis kann auch erreicht werden, wenn das Taktsignal dem Sollwert i* am invertierenden Komparatoreingang anstelle dem Istwert i am nicht-invertierenden Eingang aufgeschaltet wird.
  • Bei der beschriebenen Zweipunktregelung kann aber für den Fall, daß die EMK um den Wert VDC/2 herum liegt, also die aufsteigende und die absteigende Flanke ungefähr gleich groß sind, der Fall auftreten, daß die Stromregelung nicht eindeutig mit einer bestimmten Seite des Toleranzbandes verbunden ist und daher die Umschaltfrequenz nicht auf die Frequenz des'Taktsignals synchronisiert ist. Dabei kann bei einer großen Toleranzbreite zwischen den Grenzwerten L und U die Schwierigkeit auftreten, daß eine Ansprechschwelle für die Regelung entsteht, unterhalb derer der Stromistwert einer Änderung des Stromsollwertes nicht folgt und daher die Wirkung der Stromregelung nicht erreicht wird. Andererseits verursacht eine zu enge Toleranzbreite zwischen den Grenzwerten U und L ein häufiges Ein-und Ausschalten des Schaltelementes mit einer unnormal hohen Frequenz, die die Taktfrequenz überschreiten kann.
  • Die im folgenden beschriebene Weiterbildung des Verfahrens berücksichtigt demnach auch bei E U VDc/2 auftreten de Schwierigkeiten, die dadurch auftreten, daß die Schaltfrequenz nicht einfach durch die Taktfrequenz derartiger Impulse bestimmt ist. Diese Weiterbildungen beseitigen diese Schwierigkeit und bewirken, daß der Momentanwert des Laststromes auf einfache Weise geregelt werden kann, indem auch für E iVDc/2 Taktsignals vorgegeben wird.
  • Dies wird nun dadurch erreicht daß einen dreieck- bzw.
  • sägezahnartigen Verlauf besitzt oder zumindest eine derartige Komponente enthält. Der Taktgeber erzeugt also ein Dreiecksignal oder vorzugsweise ein Sägezahnsignal.
  • Diese und weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden anhand der Figuren 8 bis 11 näher erläutert.
  • In Fig. 8 ist oben zunächst der Verlauf des Laststrom-Istwertes i gemäß Fig. 3 wiederholt, d.h. es ist angenommen, daß E VDC/2 beträgt. Darunter ist das Taktsignal i* (Takt) dargestellt, das sich als Summe eines positiven Sägezahns und negativer Spannungspulse zu Beginn jeder Sägezahnperiode darstellt. Darunter ist angegeben, wie sich die oberen und unteren Toleranzgrenzen U = (i* + i* (Takt) + bi) und L = (i* + i* (Takt) - ß i) durch Überlagerung des Sollwertes i*, des Taktsignals i* (Takt) und eines der Ansprechschwelle der Komparatoren entsprechenden konstanten Toleranzwertes A = A i ti ergeben.
  • Ein entsprechend der gestrichelten Linie bis zum Punkt kl ansteigender Iststrom löst einen Umschaltbefehl auf den Zustand mit abnehmendem Strom aus. Der Strom nimmt nunmehr bis zum Punkt k2 ab, wo er wiederum einen Umschaltbefehl auslöst. In der Folge nimmt der Strom abwechselnd zu und ab, entsprechend den Punkten k3, k4 ... Die Umschaltfrequenz ist dadurch wieder auf die Frequenz des Taktsignals synchronisiert.
  • Die Schaltung zur Durchführung dieses Verfahrens unterscheidet sich gegenüber der Schaltung nach Fig. 8 letztlicht lediglich darin, daß anstelle eines Impulsgenerators 9 nunmehr ein Sägezahngenerator 9a verwendet ist.
  • Außerdem ist in Fig. 9 die Variante dargestellt, daß das Taktsignal dem Sollwert i* aufgeschaltet ist. Die Arbeitsweise dieser Schaltung bedarf keiner weiteren Erläuterung.
  • Bei einer anderen Ausführungsform, wie sie schematisch in Fig. 10 dargestellt ist, ist die Erfindung angewendet auf einen umkehrbaren Laststromkreis, z.B. im Fall des Betriebes eines Gleichstrommotors als gegen-EMK-erzeugende Last 5 bei Betrieb im 4. Quadranten.
  • In dieser Figur sind mit t A bis iD Transistorschalter symbolisch dargestellt, mit 7 A und 7 B entsprechende Komparatoren, die über Treiberstufen 13 A bis 13 D auf die Schaltelemente wirken, mit 14 ist eine Einstelleinrichtung für eine Ansprechschwelle 6 bezeichnet, 16 bis 19 sind Additionsstellen.
  • Zur Erläuterungsweise der Schaltvorgänge sei z.B. angenommen, daß die Last 5 im normalen Umlaufsinn betrieben wird, indem der negative Pol der Last 5 mit dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle 1 durch das eingeschaltete Schaltelement 2 D verbunden ist. Die Umschaltregelung wird nun entsprechend Fig. 8 durch wechselseitiges Umschalten der Schalter 2 A und 2 B, d.h. des "linken Zweigs" der Schalteinrichtung, betrieben. Ist nun an der Last eine Richtungsänderung erwünscht, so wird das Umschalten im linken Zweig durch Einschalten des Schaltelementes 2 B gesperrt und der Strom durch Umschalten im rechten Zweig geregelt. Wenn auf diese Weise der für die Regelung benötigte Zweig entsprechend der normalen bzw. umgekehrten Umlaufrichtung bestimmt wird, so ist die Regelung übersichtlicher und stetiger als in dem Fall, daß gleichzeitig durch Schalten in beiden Zweigen geregelt wird.
  • Ist jedoch die Drehzahl der Last fast Null, so daß die Last weder im normalen noch im umgekehrten Drehsinn angetrieben werden soll, so entsteht die Frage, wie jetzt geschaltet werden soll. Dies wird bestimmt durch die Einstelleinrichtung 14 für die Ansprechschwelle 6 . Wenn die Ansprechschwelle 5 hinreichend groß und positiv ist, so wird als Ansprechschwelle 6 die Grundspannung für die Komparatoren 7 A und 7 B über die Additionsstellen 17, 18 und 19 entsprechend verschoben. Stimmen nun Sollwert und Istwert praktisch überein, so geben beide Komparatoren 7 A und 7 B keine Umschaltimpulse. D.h. die Schaltelemente 2 A bis 2 D sind jetzt in dem Zustand, indem beide Zwerse nicht umschalten. Ist andererseits die Ansprechschwelle 3 negativ, so sind beide Komparatoren 7 A und 7 B in Tätigkeit. Entsprechend wird in beiden I stets umgeschaltet und die Ansprechschwelle der Regelung verschwindet, die Regelung wird genauer. Ein häufiges Umschalten erzeugt allerdings größere Verluste und stärkeres Rauschen.
  • Die Berücksichtigung einer derartigen Ansprechschwelle 8 erscheint selbstverständlich. Berücksichtigt man aber den Verlauf des Taktsignals und der Hysteresebreite ß i bei einem Zweipunktregler, bei dem als Ansprechschwelle nur die Hysteresebreite Ai berücksichtigt ist, so können Fehler entstehen. Diese können durch die Ansprechschwelle 6 verhindert werden. Daher ist in diesem Fall die Betrachtung der Ansprechschwelle von gewisser Bedeutung.
  • Fig. 11 zeigt schematisch eine Abwandlung der wesentlichen Elemente der Ausführungsform nach Fig. 10. Der Einzelsignalgeber 9a ist hierbei durch einen weiteren Einzelsignalgeber 9b zu einem Taktsignalgeber ergänzt, wobei der Einzelgeber 9b das Einzelsignal des Einzelsignalgebers 9a um eine halbe Periode verschiebt. Das den Komparatoren 7a und 7b vorgegebene Taktsignal besteht also aus zwei um 1800 phasenverschobenen Einzelsignalen.
  • Bei dieser Anordnung ist vorteilhaft, daß bei der Regelung ohne Änderung der Schaltperiode T in einem Zweig jeweils nach einer halben Periode eine Korrektur durch den anderen Zweig erfolgt. Beide Komparatoren sind dabei in Betrieb, indem die Ansprechschwelle zu Null oder leicht negativ entsprechend den vorangegangenen Erläuterungen gemacht wird. Die Anregelzeit der Anordnung ist auf diese Weise um den Faktor 2 verbessert. Es wird also eine stetigere und schnellere Regelung dadurch erreicht, daß der Einzeltaktgeber 9 A der Fig. 10 durch einen weiteren Einzelsignalgeber 9 B entsprechend Fig. 11 ergänzt wird.
  • Fig. 12 zeigt schematisch den wesentlichen Aufbau einer anderen Ausführungsform der Erfindung. In diesem Fall ist die Erfindung auf eine Istwertregelung eines Dreiphasen-Stromes für eine dreiphasige Last, z.B. einen dreiphasigen Wechselstrommotor, angewendet. Dabei bezeichnen 5 A, 5 B, 5 C die drei Phasenwicklungen, die jeweils als Last eine Gegen-EMK bzw. gemeinsam eine dreiphasige Gegen-EMK erzeugen, 2 A bis 2 F die Schaltelemente für den dreiphasigen Strom, 13 A bis 13 F die Treiberstufen für die Schaltelemente, 7 A, 7 B und 7 C die Komparatoren für die Komparatoreinrichtung und 19 bis 22 Addierglieder.
  • Übliche Zweipunktregelungen für einen Dreiphasenstrom können nicht ohne weiteres eine einigermaßen stetige Regelung ausführen, da sich die Schaltvorgänge der einzelnen Zweige gegenseitig stark beeinflussen und eine statistische Schaltfrequenz entsteht. Es kann jedoch eine verhältnismäßig stetige und stabile Regelung vorteilhaft dadurch erreicht werden, daß die Schaltfrequenz dank des Taktsignals konstant wird und mittels der Ansprechschwelle erreicht werden kann, daß stets eine oder zwei Brücken sicher gesperrt sind.
  • In Fig. 13 ist schematisch eine Abwandlung von wesentlichen Teilen des Ausführungsbeispiels nach Fig. 12 dargestellt. Der Taktgeber besteht dort aus drei Einzeltaktsignalgebern (im allgemeinen Fall einer n-phasigen Last aus n-Einzelsignalgebern), die jeweils Einzelsignale erzeugen, die den dritten (allgemein: n-ten) Teil einer Periode gegeneinander verschoben sind. Die einzelnen Taktsignale bestimmen dabei jeweils die Toleranzgrenzen für die Regelung des zugehörigen Phasenstromes. Dadurch kann, ohne daß in die Arbeitsweise der Schaltelemente des Leistungskreises eingegriffen wird, die Regelung verbessert werden. Der Regelzyklus wird dabei im wesentlichen auf eine Drittelperiode gekürzt, wodurch eine schnelle Ausregelung und eine verhältnismäßig stetige Regelung erreicht wird.
  • In der Regel wird als Istwert der Laststrom selbst erfaßt.
  • Es kann aber auch die Spannung erfaßt werden und daraus durch Glättung (Integration) ein kontinuierlicher Meßwert gebildet werden, dessen Erreichen der Toleranzgrenzen durch die erfindungsgemäße Zweipunktregelung geregelt werden kann.

Claims (1)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zur Zweipunktregelung eines Laststromes i einer aus einer Energiequelle gespeisten Last, wobei die Speisung zwischen einem einen ansteigenden Laststrom und einem einen absinkenden Laststrom bewirkenden Zustand umschaltbar ist und die Umschaltung abwechselnd jeweils dann vorgenommen wird, wenn der Laststrom i einenoberhalb eines vorgegebenen Laststrom-Sollwertes i* liegenden oberen Grenzwert i* + ti+ bzw. einen unterhalb des Laststrom-Sollwertes liegenden unteren Grenzwert i* - Ä i erreicht, d a d u r c h g e k e n n z e 1 c h n e t , daß die Periode zwischen zwei Umschaltungen durch Vorgabe eines periodischen Taktsignals i* (Takt) bestimmt wird, indem die Umschaltzeitpunkte entsprechend einer Ansprechschwelle 6 aus den Grenzbedingungen i - (i* + t bi* + i* (Takt)) = 6 bestimmt werden.
    t 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Taktsignal ein Sägezahnsignal enthält, vorzugsweise ein Sägezahnsignal mit einem zu Beginn jeder Sägezahnperiode überlagerten Taktimpuls, 3. Zweipunktregeleinrichtung für den Laststrom (i) einer aus einer Spannungsquelle (1) gespeisten Last, mit a) einer Schalteinrichtung (2 A, 2 B) zwischen Spannungsquelle (1) und Last (5 A) zur Polaritätsumkehr der an die Last gelegten Spannung, b) einem Laststrom-Istwertgeber (6 u), c) einer Komparatoreinrichtung (7 A, 13 A, 13 B), die bei Erreichen vorgegebener Toleranzgrenzen für die Ist/ Sollwert-Differenz <1u - *u ) des Laststroms ein binäres Ausgangssignal zur Steuerung der Schalteinrichtung abgibt, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h einen Taktsignalgeber (9 A) zur Erzeugung eines periodischen Taktsignals (i* (Takt)), mit dem zur Vorgabe der Periode des Umsteuersignals die Toleranzgrenzen der Komparatoreinrichtung periodisch verändert werden. (Fig. 12) 4. Zweipunkt-Regeleinrichtung nach Anspruch 3, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Taktgeber ein Dreiecks- oder Sägezahn-Taktsignal erzeugt, das zur Veränderung der Toleranzgrenze der Komparatoreinrichtung am Eingang für den Laststrom-Istwert oder den Laststrom-Sollwert aufgeschaltet ist.
    5. Zweipunkt-Regeleinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Komparatoreinrichtung für jeden Anschluß der Last einen eigenen hysteresebehafteten Komparator enthält, der die Umschaltsignale für die zwischen der Spannungsquelle und dem betreffenden Lastanschluß liegenden Schaltelemente der Schalteinrichtung betätigt.
    6. Zweipunkt-Regeleinrichtung nach Anspruch 5 für eine n-phasige Last, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Taktgeber als Taktsignal n Einzelsignale erzeugt, die gegeneinander um den n-ten Teil einer Taktperiode verschoben sind und jeweils den den Anschlüssen der Last zugeordneten Komparatoren der Komparatoreinrichtung einzeln zugeführt sind. (Fig. 13) 7. Zweipunktregler nach einem der Ansprüche 3 bis 6, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Einrichtung (14) zur Vorgabe einer Ansprechgrenze (6 ) für die Komparatoreinrichtung. (Fig. 12)
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