DE1910569A1 - Steuerschaltung fuer Gleichstromlast - Google Patents

Description

1910569 Dr. Horst Schüler ₂ 7. Feb. 1969

Patontanwalt

6 Frankfurt / Main 1

Niddastr. 02

1037 ~45-71-D-727

GENERAL ELECTRIC COMIANY

1 River Road Schenectady, M.Y., U.S.A.

Steuerschaltung für Gleichstromlast

Diese Erfindung bezieht sich auΓ eine Schaltung zur Stromversorgung für eine Last auf ein Steuersignal hin und insbesondere; auf eine Schaltung zur Versorgung einer Last aus einer V/echse 1st romquelle mit einem umkehrbaren Gleichstrom.

"Dir Erfindung bezieht sich auf eine Mehrphasenschaltung des Typs, bei dem jede Phase einer Mehrphasen-Wechselstromquelle durch einen ersten und einen zweiten entgegengesetzt gepolten, parallel geschalteben, gesteuerten G-le.Lchrichter mit einer Last verbunden ist. Jedes Paar hat daher die Funktion eines Paares von gesteuerten Stromquellen zur Versorgung der Last

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mit einem umkehrbaren Halbwellengleichstrom. Der Stromdureingang jedes gesteuerten Gleichrichters wird durch eine Torschal ttmgsvorrichtung des Typs gesteuert, welcher eine Vielzahl von Eingängen hat und so beschaffen ist, daß er nur dann ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Zustand aller Eingänge dies gestattet. Aus einem Fehlersignal, welches die Abweichung des tatsächlichen Zustandes der Last von einem gewünschten Zustand anzeigt, wird letzten Endes eine Phasensteuerung der gesteuerten Gleichrichter bewerkstelligt.

Ein entscheidendes Problem beim Betrieb einer solchen Schaltung ist das Auftreten von Fehlerströmen von Phase zu Phase. Solche Ströme ergeben sich, wenn beispielsweise ein in einer Richtung gerichteter Gleichrichter für eine Phase Strom führt, und gleichzeitig ein entgegengesetzt gerichteter Gleichrichter für eine andere Phase unbeabsichtigterweise stromführend gemacht wird.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Steuerschaltung zwischen einer Mehrphasen-Wechselatromquelle und einem Gleichstromverbraucher zu liefern, die verbesserte Mittel zur Verhinderung von Fehlerströmen von Phase zu Phase aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Schaltung zur Versorgung eines Verbrauchers mit umpolbarem Gleichstrom aus einer Mehrphasari-WechBelstromquelle gelöst» Die Schaltung schließt ein Paar entgegengesetzt gepolter, parallel geschalteter, gesteuerter Gleichrichter für jede Phase der Wechselstromquelle zur Verbindung der Quelle mit dem Verbraucher ein. Eine Vielzahl von Torachaltimgruiiittein sind jeweils mit den gesteuerten Gleichrichtern aur Auslösung des Stromdurchlasses der Gleichrichter verbunden. Eine Vorrichtung zur Pest?? bellung der Stromrichtung ist mib dem Verbraucher verbunden, um einen ersten und einen zweiten Spannungspegel zu ergeben, welche

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die Richtung des Stromflusses im Verbraucher anzeigen. Eine Sperrvorrichtung verbindet die Vorrichtung zur Feststellung der Stromrichtung mit jeder Torschaltungsvorrichtung, um aufgrund der ersten und zweiten Spannungspegel ein Sperrsignal zur Sperrung der Tore für jeden der gesteuerten Gleichrichter zu liefern,welcher den Stromfluß in der festgestellten Richtung nicht unterstützen kann. Die jeweiligen Tore sind untereinander verbunden, um die Auslösung des Stromdurchganges in jedem gesteuerten Gleichrichter zu unterdrücken, welcher den Strom in einer Richtung durchläßt, wenn irgendein gesteuerter Gleichrichter einer anderen Phase, welcher den Strom Λ in der entgegengesetzten Richtung durchläßt, für den Stromdurchgang durch das Tor geöffnet ist.

Figur 1 zeigt eine Schaltung nach der Erfindung.

Figur 2 zeigt eine Auaführungsform der in Figur 1 gezeigten Mittel zur Verbindung der ersten und zweiten Spannungspegel mit den Toren.

Figur 3 zeigt eine besondere Ausgestaltung der Tore, die in der Schaltung der Figur 1 enthalten sind.

Figur 4 zeigt eine Ausgestaltung der Impulsformervorrichtung, t die in der Schaltung der Figur 1 enthalten ist.

Figur 5 zeigt We11enformen, wie sie an verschiedenen Punkten in der Schaltung der Figur 1 auftreten.

Figur 6 zeigt eine Drehmomentfühlerschaltung.

Figur 7 enthält eine Form der Drehmomentfühlerschaltung der Figur 6, welche die Funktion eines Strombegrenzungsmittels für die Schaltung der Figur 1 hat.

Figur 1 veranschaulicht die Erfindung bei der Anwendung in

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einem Gleichstrom-Servo-Antrieb. Diese bestimmte Anwendung ist jedoch nur als eine Veranschaulichung gedacht, da die Erfindung geeignet ist, umkehrbaren Gleichstrom für einen Verbraucher aus einer beliebigen Wechselstromquelle zu liefern» Eine erste Phase A der Wechselstromquelle ist mit einem Verbraucher, der Armatur eines umkehrbaren Gleichstrommotors 1 mit den Anschlüssen 2 und 3, durch einen ersten und einen zweiten entgegengesetzt gepolten, gesteuerten Siliziumgleichrichter 4 und 5 verbunden. In ähnlicher Weise ist eine zweite Phase B der Stromquelle· durch die gesteuerten Gleichrichter 6 und 7 mit dem Motor verbunden,und die dritte Phase C ist durch die gesteuerten Gleichrichter 8 und 9 verbunden. Insbesonders bei der Verbindung zwischen der Phase A und dem Motor ist die Anode 10 des gesteuerten Gleichrichters 4 mit der Quelle und die !Cathode 11 mit dem Matoranschluß 2 verbunden, so daß der Stromfluß von der Quelle zu dem Motor gestattet wird, wenn an das Steuergitter 12 eine ausreichende Spannung angelegt wird» Die Anode 13 des gesteuerten Gleichrichters 5 ist mit dem Motor und die Kathode 14 mit der Stromquelle verbunden,, so daß ein Stromfluß von dem Motor zu der Stromquelle ermöglicht xvird, wenn an das Steuergitter 15 eine ausreichende Spannung angelegt wird ο Die beiden Richtungen des Stromflusses in diesem !Beispiel entsprechen den beiden Drehrichtungen des Motors» Für die anderen Phasen der Schaltung sind ähnliche Verbindungen vorgesehen.

Um den Stromdurclilaß jedes der gesteuerten Gleichrichter zu . eii3ei· bestimmten Zeit während der Periode den Weeliselsparmungn-Veri'or/Hingüßtroiüii aufzulösen, Kind Tür jede Phase der StromquRl](3 erste mid zweite Tore ei n/?ei?oh] onsen und Bind jewel Jh nut dem ernten nn<\ pleiten renteuer!en Gleichrichter verbunden. "<"Iod(i! der Tore j 3t ■■< <- ingeriolitet, dntf en nur dann ein Aus« rjiU^iMui-nsJ liefert« ν-τ-ηη der !Uujtand π Her TCingani'.;-ni /'iiale dien Buläßt. Jn- der Cehaltun/ utr Fi^ur 1 sind für die Phase A der ,nroiuriueJ Je die T-. rc- K; und VJ enthüllen, ihn· Tor 16 hfit

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fünf Eingangsklemmen 18 bis 22 und drei Ausgangsklemmen 23 "bis 25ο Die ersten beiden davon sind mit der Kathode 11 bzw. dsm Steuergitter 12 des gesteuerten Gleichrichters 4 verbunden. In ähnlicher Weise hat das Tor 17 fünf Eingangsklemmen 26 "bis 30 und drei Ausgangsklemmen 31 bis 33ο Die ersten beiden Klem men sind mit der Kathode 14 bzw. dem. Steueranschlußpunkt 15 des gesteuerten Gleichrichters 5 verbunden. Gleichermaßen sind für die Phase B die Tore 34 und 35„ "and für die Phase C die Tore 52 und 53 enthalten»

Um den gleichseitigen Stromdurchlaß eines ersten gesteuerten,; für eine Phase der Quelle enthaltenen? Gleichrichters und eines zweiten entgegengesetzt gepolten₉ (für irgendeine der andere:?]. Phasen der Stromquelle enthaltenen) gesteuerten Gleichrichters zu verhindern, was zu einem Kurzschluß von Phase zu Phase führen würde, erwägt diese Erfindvmg einen Plan,, der swei Arten des Schutzes vorsieht» Die erste Aj?t beinhaltet eine Vorrichtung 70y die die Richtung des Stromflusses durch den lTertasacher anzeigt und eine Vorrichtung 71 zur Verbindung dieser Anzeige mit dem ersten und zweiten Tor für jede Phase der Stromquelle ο Die Fählervorrichttsng 70 liefert eine Spannung am Punkt 72, welche eine Polarität entsprechend der Richtung des Stromflusses hat. Die Vorrichtung 7*1 ist mit einer einzigen, mit dem Punkt 72 verbundenen Eingargsklsmme 73 versehen und mit einer ersten und einer zweiten Ausgangsklemme 74 bsw₀ 75 zur Anschaltung der ersten bzw« zweiten Spannungspegelanzeige des Fühlers 70 an das erste bzw. zweite Tor, das für jede Phase der Stromquelle vorgesehen ist. Im besonderen ist die Ausgangsklemme 74 mit den Eingangsklemmen 22, 40 und 58 der Sore 16, 34 und 52 verbunden, und die Ausgangsklemme 75 ist verbunden mit J'iingangnklemmeri 30 bzw» 48 bzw. 66 der Tore 17 bzw_e 35 baw. 53«

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BAD

für- eine der anderen Phasen su sperren, welches in der Arbeitsstellung einen Fehlerstrom hervorrufen würde« Diese Anordnung ist in der Figur 1 geseigt, wo die Ausgangsklemme 25 des ersten Tores 16 für die Phase A mit der Eingangsklemme 45 des zweiten Totqs 35 für die Phase B und mit der Eingangsklemme 63 des

W(P ¥*?G UFH (Da 3 SU 3L ΐ3> 1b

zweiten Sores 53 für- -lie Phase TiJf Die Ausgangsklemme 33 des ■ zweiten Sores 17 für die Phase A ist verbunden mit der Eingangsklemme 37 des ersten Tores 34 für die Phase B und mit der Eingangsklemme 55 des ersten Tores 52 für die Phase O₀ Die entsprechenden anderen Zwisehenverbindungen zur Sperrung sind in der Figur 1 gezeigt.

Alle Sore können durch einen dazu vorgesehenen Schalter 76? der-;, wenn er geschlossen ist, einen Eingang jedes der Tore mit Masse verbindet ₉ gleichseitig gesperrt werden»

Die Schaltung der Figur 1 enthält auch Mittel zur Erzeugung eines Fehlersignals, welches die Abweichung der tatsächlichen Charakteristik des Verbrauchers von der gewünschten Charakteristik anzeigt. In diesem besonderen Beispiel ist ein G-leichstroMtachometer 77 mechanisch mit dem Motor 1 verbunden und ergibt eine Ausgangsspannung₉ deren Größe der Motorgeschwindigksit proportional ist und deren Polarität die Drehrichtung anzeigte Das Ausgangssignal des Tachometers 77 wird über eine Rüokkopplungsleitung 78 einer Suimaierungs schal tung 79 (nachstehend Summierer genannt) zugeführt« Ein Strom mit einer G-röße und einer Polarität entsprechend der gewünschten G-eschwindigiceit und der gewünschten Drehrichtung des Motors 1 wird eben= falls dem Summierer 79 über den Leitungsweg 80 zugeführt» Der Ausgang des Summierers 79 ist mit dem Eingang 81 des Verstärkers 82 verbunden und man erhält am Ausgang 83 des Verstärkers 82 ein Fahler^ignal. Ein Netzwerk zur Frequenzstabilisierung bestehend -ms der Impedanz 84 verbindet den Ausgang 83 den Yer'sbä rk^ra ö-i mit dem Βιι;&η.Ι«γογ 79= Die Ändernn-^n ieip'iihLrirfrLgiial ·;-: w^rieu. v&vwotvlv.j hui eine Phasensteuerung iev

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gesteuerten Gleichrichter zu erhalten. Der Summierer 79 und der Verstärker 82 bilden daher eine Steuerschaltung für die Geschwindigkeit, welche eine Geschwindigkeitssteuerspannung oder ein Fehlersignal für die Phaseristeuerungsschaltung liefert.

Um die durch die gesteuerten Gleichrichter fließende Strommenge zu "begrenzen, ist in dem Steuer- oder Rückkopplungsteil der Schaltung ein Strombegrenzungsmittel 85 mit einem erstai bezw. zweiten Eingang 86 bzw. 87 und einem einzigen Ausgang enthalten. Der Eingang 86 ist verbunden mit dem Ausgang 83 d des Verstärkers 82 und der Eingang 87 ist verbunden mit dem Rückkopplungsweg 78 am Punkt 89. Der Ausgang 88 des Mittels zur Strombegrenzung ist verbunden mit dem Eingang 81 des Verstärkers 82. Kurz gesagt, läßt das Mittel 85 zur Strombegrenzungj wie weiter unten im einzelnen beschrieben, Strom von oder zu dem Eingang des Verstärkers 82 fließen, wenn die Größe des Fehlersignals am Anschlußpunkt 83 einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet und die Spannung am Funkt 89 übersteigt, die der Motorgeschwindigkeit proportional ist.

Um ein Bezugssignal für die phasengesteuerte Einschaltung der gesteuerten Gleichrichter zu erhalten, sind erste, zweite und dritte Mittel 90, 91 und 92 zur Formung der Wellenform des i Signals vorgesehen. In diesem besonderen Beispiel formt jedes der Y.'ollenlormungsmittel 90, 91» 92 eine sinusförmige Eingangaweüle in eine dreieckförmige Auegungswelle um. Die sinusförmig Y/elle erhält man aus dem Transformator 93, der drei Sekundärwicklungen 94, 95 und 96 in einer Sternschaltung mit einem gemeinsamen geerdeten Punkt 97 enthält. Die Pri-märwieic-J mi/', c¹» des Transformators 93 sind mit der Wechnelopaniiunßßquelle A, Ii, 0 verbunden, wie en durch die an den ßekundärv.'i e]<~ iunnen auftretenden Spannungen A¹, B¹, C' angedeutet ist. Dur 1· in μ an/* 98 ^ri*'ί3 Mittels 90 zur llmfonnun/i; dor Y/e.l le-nform int vtrbuj.'.ien ti i i d< r Wie ι lung 94, der Ki wan/¹; 99 dr.M Mitteln ^!i mit d< j V/i(.-j\Juri£ 95 und der Ein^an/.', 1''O dun Mit ί · Jn 9;¹ mil- der

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Wicklung 96. Das durch diese Erfindung ins Auge gefaßte Schema der Phasensteuerung schließt auch ein erstes und zweites Mittel zur Erzeugung eines "Entseheidungssignals" in Form.von Differenzenverstärkern 101 bis 106 ein, die, wie in !Figur 1 gezeigt, für jede Phase der Schaltung enthalten sind. Der Ausgang jedes Mittels zur Umformung der Wellenform wird zusammen mit dem Fehlersignal dem für diese Phase der'Spannungsquelle enthaltenen ersten und zweiten Differenzenverstärker zugeführt. Im besonderen wird der Ausgang 107 des Mittels 90 zur Umformung der Wellenform mit den Differenzenverstärkern 101 und 102 zusammen mit dem Fehlersignal von dem Ausgangsanschluß 83 verbunden. Gleichermaßen wird der Ausgang 108 des Mittels 91 zur Umformung der Wellenform mit den Differenzenverstärkern 103 iuid 104 verbunden und der Ausgang 109 des Mittels 92 zur Umformung der Wellenform wird verbunden mit den Differenzenverstärkern 105 und 106. Schließlich ist in diesem Schema zur Phasensteuerung noch eine Quelle für einstellbare positive und negative Gleichspannungen- enthalten und umfaßt erste und zweite Widerstände 123 und 124, welche zwischen Spannungsquellen für positive und negative Spannung geschaltet und durch eknen veränderlichen Widerstand 125 verbunden werden. Die am Widerstand 124 abgenommene positive Spannung wird mit den Eingangsanschlüssen 111, 115 und 119 der jeweiligen Differenzenverstärker 101, 103 und 105 verbunden und der am Widerstand 123 entnommene negative Spannungspegel wird verbunden mit den Eingangsanschlüssen 113» 117 und 121 der jeweiligen Differenzenverstärker 102, 104 und 106. Der Ausgang jedes der Differenzenverstärker ist wie in Figur 1 gezeigt mit dem Eingang eines jeweiligen Tores verbunden.

Die Schaltung der Figur 1 arbeitet wie folgt. Jeder der gesteuerten Gleichrichter wird auf ein Ausgangssignal von seinem zugehörigen Tor hin stromleitend gemacht. Jedes der Tore seinerseita wird nur ein Ausgangssignal abgeben, wenn der Schaltzustand aller zugehörigen Eingänge es zuläßt. Ein solcher Schaltzustand ist einfach durch eine Spannung mit einem vorbe-r

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stimmten Wert gegeben und für dieses Beispiel sei ein solcher Zustand für alle Tore als eine positive Spannung von einer "be— stimmten Höhe festgesetzt. Der Zeitpunkt des Auftretens eines Ausgangsimpulses eines Tores, relativ zu der Periode des Ver-Borgungsstroms bestimmt den Zeitpunkt, an dem die zugehörigen gesteuerten Gleichrichter stramleitend werden und damit die Größe des Stroms zu dem Motor und damit die Drehgeschwindigkeit. Stromdurchlaß der gesteuerten Gleichrichter 4,'6 und 8 veranlaßt einen positiven Stromfluß zu dem Motor und Stromdurchlaß der Gleichrichter 5, 7 und 9 wird einen negativen Stromfluß verursachen.

Zur Illustration sei angenommen, daß sich der Motor 1 mit einer gegebenen Geschwindigkeit in Vorwärtsrichtung dreht und daß eine Erhöhung der Geschwindigkeit erwünscht ist. Unter diesen Bedingungen sollten die gesteuerten Gleichrichter 4, 6. und 8 periodisch stromführend gemacht werden, die gesteuerten Gleichrichter 5, 7 und 9 jedoch sollten gesperrt bleiben, um das Fließen von Fehlströmen von Phase zu Phase zu verhindern. Der Tachometer 77 wird eine positive Ausgangsspannung liefern, da der Motor 1 sich in der Vorwärtsrichtung dreht, wobei diese Spannung eine Größe proportional der Motorgeschwindigkeit haben wird. Infolge der Widerstände 186 und 187 erscheint diese Rückkopplungsspannung als ein positiver Strom an dem Summierer 79. Ein negativer Strom von einer Größe, die der gewünschten Erhöhung proportional ist, ist in dem Leitungsweg 80 vorhanden. Der Summierer 79 erzeugt einen negativen Ausgangsstrom, der die Abweichung zwischen diesen beiden Strömen anzeigt und eine verstärkte Version dieses Stroms erscheint als ein positives Fehlersignal bei 83 infolge der Umkehrung durch den Verstärker 82. Je größer die gewünschte Erhöhung der Geschwindigkeit ist, desto größer wird der dem Summierer 79 über den Leitungsweg 80 zugeführte negative Strom und umso größer wird das positive Fehlersignal bei 83 sein. Das Fehlersignal wird der Phasensteuerung als Eingangssignal zugeführt. Wie mit weiteren Einzelheiten später erklärt, liefern die Diffe-

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renzenverstärker 101, 103 und 105 periodische schnell-sehaltende Impulse zu einem Zeitpunkt während der Periode des Versorgungsstroms, welcher von der Größe des Fehlersignäls abhängt. Diese Ausgangsimpulse werden den Toren 16, 34 und 52 zugeführt, welche auf diese gewünschte Erhöhung der Motorgeschwindigkeit ansprechend einen Ausgangsimpuls liefern, der-früher in den positiven Halbperioden der Versorgungsspannung liegt, wenn der Schaltzustand aller anderen Eingänge es zuläßt. Dies wiederum hat zum Ergebnis einen höheren Stromdurchlaß der gesteuerten Gleichrichter 4, 6 und 8 und damit eine Erhöhung des durch den Motor 1 fließenden Stroms.

Mit Hilfe der Durchführung einer ähnlichen Analyse kann man ersehen, daß, wenn eine Änderung in der Drehgeschwindigkeit des Motors von Vorwärtsdrehung nach Rückwärtsdrehung erwünscht ist,, dem Summierer 79 über den Leitungsweg 80 ein positiver Strom zugeführt wird, der bei 83 erne negative Pehlerspannung ergibt, welche den Differenzenverstärkern 102, 104 und 106 zugeführt wird und die Abgabe von Ausgangsimpulsen durch die Tore 17, 35 und 53 verursacht zur Einschaltung der gesteuerten Gleichrichter 51 7 und 9 während der negativen Halbperioden der Versorgungsspannung, wenn der Schaltzustand aller Eingänge dieser Tore dies zuläßt. Weiterhin kann eine Erhöhung der Geschwindigkeit in dieser Richtung auf ähnliche Weise, wie es für eine Erhöhung in der ¥orwärtsrichtung beschrieben wurde, erreicht werden.

Wie bereits erwähnt, istes notwendig, wenn der Stromfluß durch den Motor 1 in der Vorwärtsrichtung ist, daß die gesteuerten Gleichrichter 5, 7 und 9 für den Btromdurchlaß gesperrt bleiben. Die Einschaltung eines dieser gesteuerten Gleichrichter zu einem Zeitpunkt, in dem die gesteuerten Gleichrichter 4, 6 und 8 Strom führen, würde einen Stromfluß ergeben, der im Nebenfluß zur Last und durch die beiden Gleichrichter zur !feststellung der Stromrichtung fließen und dort möglicherweise eine Beschädigung verursachen würde. Gemäß der Erfindung gibt

1 Ο B D

das !Fühlermittel 70 einen ersten oder positiven Spannungspegel, der einen Stromfluß durch die Last in Vorwärtsrichtung anzeigt, und dieser Spannungspegel ist über das Mittel 61 und den Ausgang 74 mit den Toren 17, 35 und 53 als ein Eingang für den Sperrzustand verbunden. Andererseits gibt gleichzeitig das Mittel 71 über den Ausgang 75 einen Eingang für den zulässigen Schaltzustand an die Tore 16, 34 und 52. Wenn der Motorstrom in der entgegengesetzten Richtung fließt, wird das Fühlermittel 7Q einen zweiten oder negativen Spannungspegel abgeben, welcher über das Mittel 71 mit den Toren 16, 34 und 52 als ein Eingangssignal für den Sperrzustand verbunden ist. Das Mittel 71 gibt gleicherweise auch einen Eingang für den zulässigen Schaltzustand an die Tore 17» 35 und 53. Dadurch wird ein Schutz gegen KurzSchlußströme von Phase zu Phase durch Verwendung einer Anzeige der Richtung des Stromflußes durch die Last gewährt.

Die Erfindung sieht auch noch eine zweite Art des Schutzes gegen solche Kurzschlußströme von Phase zu Phase vor. Wenn der Motorstrom in der Vorwärtsrichtung fließt, ist es erwünscht, daß die gesteuerten Gleichrichter 4, 6 und 8 stromführend sind und daher die Tore 16, 34 und 52 Ausgangssignale zu gesteuerten Zeitpunkten liefern. Das Auftreten eines Ausgangssignales an diesen Toren wird verwendet, um die Tore 17» 35 und 53» welche für die anderen Phasen der Stromquelle enthalten sind, zu sperren, die, wenn sie eingeschaltet wären, um einen Ausgang zu liefern, die gesteuerten Gleichrichter 5» 7 ^aä. 9 für die entgegengesetzte Richtung stromführend machen würden.

Im besonderen hat das Auftreten eines Ausgangssignales an den Toren 16, 34 und 52 zur Folge, daß an die verbleibenden Tore ein Eingang für den Sperrzustand abgegeben wird, und wenn der Motorstrom in der entgegengesetzten Richtung fließt, wird das Auftreten eines Ausgangssignales an den Toren 17, 35 und 53 benützt, um ein Eingangssignal für den Sperrzustand an die Tore 16, 34 und 52 weiterzugeben. Das in Figur 1 gezeigte Fühler-

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mittel 70 umfaßt erste und zweite entgegengesetzt parallel geschaltete, den Strom in einer Richtung leitende Mittel, oder die in Reihe mit dem Motor geschalteten Dioden 126 und 127· Ein Widerstand 128 ist parallel zu den Dioden 126, 127 geschaltet. Das Fühlermittel 70 umfaßt im Prinzip einen Nebenschluß für den Strom, der durch jede in Reihe mit der Last geschalteteDiode gegeben ist, wobei die Dioden durch den Parallelwiderstand unempfindlicher gemacht werden. Der Spannungsabfall über dem Fühlermittel 70 ist begrenzt auf den Spannungsabfall auf den Dioden 126, 127 und ist daher klein genug, so daß er keine Beschränkung von Bedeutung für den Betrieb der Last ergibt.

Figur 2 zeigt eine besondere Ausgestaltung des Mittels 71 zur Verbindung der von dem Fühlermittel 70 erhaltenen ersten und zweiten Spannungspegel mit den verschiedenen Tormitteln. Es schließt ein einen ersten Differenzenverstärker 129 mit den Eingangsanschlüssen 130, 131 und einem Ausgangs ans chluß 132 und einen zweiten Differenzenverstärker 133 mit den Eingangsanschlüssen 134, 135 und einem Ausgangsanschluß 136. Das Ausgangssignal des Fühlermittels 70 vom Punkt 72 ist durch den Eingangsanschluß 73 mit dem Eingangsanschluß"130 des Differenzenverstärkers 129 verbunden,, wobei der andere Eingangsanschluß 133 über eine Batterie 189 zur Festlegung des Schwellwertes mit Masse verbunden ist.

Das Ausgangssignal des Fühlermittels 70 ist ebenfalls durch den Anschluß 73 mit dem Eingangsanschluß 134 des Differenzenverstärkers 133 verbunden, wobei der andere Eingangsanschluß 135 dieses Verstärkers durch die Spannungsverschiebungsbatterie 190 mit Masse verbunden ist.

Bei dem Betrieb wird, wenn der Motorstrom in der Vorwärtsrichtung fließt, am Punkt 73 eine positive Spannung auftreten und wird mit den Eingangsklemmen 130 bzw. 134 der Differenzenverstärker 129 bzw. 133 verbunden. Der Diffirenzenverstärker 129 wird eine positive Ausgangsspannung aufrecht erhalten, da die Spannung an dem Eingangsanschluß 130 größer ist als die Vorspannung an dem Eingangsanschluß 131. Diese positive Spannung ist

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vorgesehen als Eingangssignal des zulässigen Sehaltzustandes für die Tore 16, 34 und 52, welche periodisch ein Ausgangssignal abgeTaen sollten, wenn ein Stromfluß in der Vorwärtsrichtung erwünscht ist« Der Differenzenverstärker 133 jedoch wird ein negatives Ausgangssignal abgehen, da die Spannung an dem Eingangsanschluß 134 größer ist als die Spannung am Eingangsanschluß 135. Das Fehlen einer sonst normalerweise positiven Ausgangsspannung vom Differenzenverstärker 133 ist ein Eingangssignal für den Sperrzustand, welches den Toren 17, 35 und 53 zugeführt wird, die zu all den Zeitpunkten kein Ausgangssignal abgeben dürfen, wenn der Stromfluß in Vorwärtsrichtung durch den Motor fließt. Wenn der Strom in entgegengesetzter Richtung durch den Motor fließt, erscheint am Punkt 72 eine negative Spannung. Der Differenzenverstärker 129 wird kein Ausgangssignal abgeben, da die Spannung an der Eingangsklemme 130 nicht positiver als die Spannung an der Eingangsklemme 131 ist. Die Abwesenheit eines sonst normalerweise positiven Ausgangssignals vom Differenzenverstärker 129 dient zur Sperrung der Tore 16, 34 und 52, welche kein Ausgangssignal abgeben dürfen zu jedem Zeitpunkt, in dem der Strom durch den Motor in der entgegengesetzten Richtung fließt. Zur gleichen Zeit gibt der Differenzenverstärker 133 ein positives Ausgangssignal ab, da die Spannung an dem Eingangsanschluß 134 negativer ist als an dem Eingangsanschluß 135· Durch den Differenzenverstärker 133 wird eine positive Ausgangsspannung abgegeben, welche für die Tore 17» 35 und 53 ein Eingangssignal für den zulässigen Zustand ist, die während der Zeit des Stromflußes in der entgegengesetzten Richtung durch den Motor 1 Ausgangssignale abgeben sollten.

Die Figur 3 zeigt eine besondere Ausgestaltung der für jede Phase der Stromquelle enthaltenen Tore, beispielsweise des Tores 16. Der Aufbau der anderen Tore ist identisch. Es wird ein Und-G-atter 137 gezeigt, mit fünf Eingängen, das die Dioden bis 142, den Widerstand 143 mit den Anschlußpunkten 144 und 145 und eine Quelle für positive Vorspannung umfaßt. Wie bereits zuvor festgelegt, ist ein zulässiger Eingang für dieses

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Tor 16 ein positiver oder hoher Spannungspegel und daher ist die. Kathode jeder dieser Dioden 138 bis 142 Jeweils mit einem der Eingangsanschlüsse 18 bis 22 verbunden.. Die Anoden der Dioden 138 bis 142 sind an dem Anschlußpunkt 146 zusammengeschaltet, der auch noch mit dem Anschlußpunkt 144 des Widerstandes 143 verbunden ist, dessen anderer Anschlußpunkt 145 mit der Quelle für die positive Vorspannung verbunden ist. Das Tor 16 schließt auch ein einen Impulsgeneratori47 mit einem Eingangsanschluß 148 und einem Ausgangsanschluß 149 und ist so eingerichtet, daß es bei Vorliegen eines positiven Spannungspegels an 146 einen Ausgangsimpuls abgibt. Der Impulsgenerator 147 könnte beispielsweise entsprechend dem bekannten Stand der Technik einen Flächentransistor kombiniert mit einem Kondensator umfassen. Die Sekundärwicklung 150 des Transformators ist über die Ausgangsanschlüsse 23» 24 des Tores 16 geschaltet und seine Primärwicklung 151 ist verbunden mit dem Ausgang 149 des Impulsgenerators 147· Der Anschlußpunkt 146 ist ebenfalls mit einer Umkehrschaltung 191 verbunden, welche an den Ausgangsanschluß 25 des Tores 16 ein Signal umgekehrter Polarität liefert, so d£.ß ein Sperrsignal für die für die anderen Phasen enthaltenen zweiten Tore 35 und 53 vorhanden ist.

Die Figur 4 zeigt eine besondereAusgestaltung jedes der Mittel 90,-91 und 92 zur Umformung der Wellenform, die in der Schaltung der Figur 1 enthalten sind. Jedes enthält einen Differentzenverstärker 152 mit einem hohen Verstärkungsgrad, der mit den Eingangsanschlüssen 153, 154 und einem Ausgangsanschluß 155 ausgestattet ist. Der Eingangsanschluß 153 des Differeiizenverstärkers 152 ist der Eingangsanschluß 98 Tazw, 99 bzw. 100 für das Mittel 90 bzw. 91 bzw. 92 zur Umformung der Wellenform und der andere Eingangsanschluß 154 ist mit Masse verbunden. Mit dem Ausgang 155 des Differenzenverstärkers 152 ist eine Integriervorrichtung für die Wellenform bestehend aus dem Widerstand 156 und dem Kondensator 157 verbunden. Der Widerstand ist in Reihe geschaltet mit dem Ausgang 155 des Differenzenverstärkers und der Kondensator 157 ist zwischen den Ausgang 107

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bzw. 108 bzw. 109 des Mittels 90 bzw. 91 bzw. 92 zur Umformung der Wellenform und Masse geschaltet. Der Differenzenverstärker 152 mit geerdetem Eingang 154 wirkt als Verstärker mit hohem Verstärkungsgrad, der ein Eechteckausgangssignal liefert, das die gleichen Punkte für den Nulldurchgang hat wie das an dem Eingangsanschluß 153 angelegte sinusförmige Signal. Die Kombination Widerstand - Kondensator integriert die Rechteckwelle, um eine Dreieckwelle zu bilden, die gegenüber der sinusförmigen Eingangsspannung um etwa 90° phasenverschoben ist. Ein Vorteil des Mittels zur Umformung der Wellenform ist, daß es ein symmetrisches Ausgangssignal liefert, das lineare positiv und negativ verlaufende Teile hat. Wie in Figur 1 gezeigt, wird die sinusförmige Eingangsspannung für jedes der Mittel 90, 91 und 92 zur Umformung der Wellenform aus einer einzigen Phase der Quelle erhalten anstatt aus einer Kombination der Quellen. Insbesondere wird das Bezugssignal für die Phase A mit Hilfe der Sekundärwicklung 94 erhalten, anstatt ein Bezugssignal für die Phase A aus einer Kombination der Phasen der Quelle zu entnehmen. Auf Grund dieser Anordnung wird die durch eine zufällige Umkehr der Phasen oder durch Phasenverschiebung infolge nicht angepasster Belastungen verursachte Verzerrung vermieden.

Der Ausgang jedes Mittels 90, 91, 92 zur Umformung der Wellenform ist wie bei der Erörterung der Figur 1 beschrieben, mit einem der Eingänge jedes der Mittel zur Erzeugung eines Entscheidungssignals, oder der Differenzenverstärker' 101 bis 106, zusammen mit dem Fehlersignal verbunden. An die anderen Eingangsanschlüsse der Diffefenzenverstärker 101 bis 106 werden die einstellbaren Gleichspannungspegel geführt. Die einstellbare Gleichspannung liefert den Schwellwert für die Erzeugung von Ausgangsimpulsen durch den Differenzenverstärker. Der Gleichspannungspegel wird so gewählt, daß ,er die gewünschte Betriebsweise des Motors ergibt, wenn der Fehler Null beträgt. Wenn die Dreieckwelle kombiniert mit der sich langsam verändernden Fehlerspannung den Pegel der einstellbaren Gleichspannung überschreitet, wird der Bifferenzenverstärker einen Aus-

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gangsimpulls liefern. Der Betrag, um den die kombinierte Spannung den Pegel der einstellbaren G-leichspannung übersteigt, wird bestimmt durch die Größe des Fehlersignals. Dies ist besser" ersichtlich anhand einer Betrachtung der Figur 5» welche die mit einem positiven Fehlersignal verbundenen Wellenformen darstellt. Die Fehlerspannung ist dargestellt durch die Kurve 1$9i ■_ Die positive Gleichspannung, welche den Differenzenverstärkern 101, 103 und 105» die mit einem Stromfluß in Yorwärtsrichtung; verbunden sind, zugeführt wird, wird durch die Kurve 160 dargestellt. Der den anderen Differenzenverstärkern zugeführte negative Spannungspegel wird dargestellt durch die Kurve 161. In diesem besonderen Beispiel wird von den Differenzenverstärkern ein Ausgangsimpuls 162 abgegeben, wenn der positiv verlaufende Teil der Dreieckswelle 159 den durch die Kurve 160 dargestellten und den anderen Eingangsanschlüssen des Differenzenverstärkers zugeführten positiven Spannungspegel überschreitet.

Die gestrichelt wiedergegebenen Teile illustrieren, wie ein Fehlersignal größerer Amplitude bewirken wird, daß der positiv verlaufende Teil der Dreieckswelle 159 den positiven Spannungspegel 160 zu einem früheren Zeitpunkt übersteigt, um zu einem Ausgangsimpuls 162 größerer Breite zu führen. Dieser ,-Ausgangsimpuls 162 wird den entsprechenden Toren zugeführt und das Endergebnis ist, daß der zugehörige gesteuerte Gleichrichter in dem Augenblick auf Stromdurchlaß schaltet, in dem die Impulse an dem Tor vorhanden sind, wenn die anderen Eingangssignale des Tores dies zulassen. Durch eine ähnliche Analyse wird leicht ersichtlich, daß eine negative Fehlerspannung die Dreieckwelle 159 nach unten verschieben wird, so daß dsr negativ verlaufende Teil davon den negativen Spannungspegel überschreitet, um die entsprechenden Differenzenverstärker anzusteuern.

Das in Figur 1 enthaltene Mittel; 85 zur Strombegrenzung ist eine besondere Anwendung einer in Figur 6 gezeigten, allgemeineren Anordnung zur Feststellung des. Drehmoments« Die. Anordnung zur Feststellung des Drehmoments kann mit jeder dynamoelektrischen Vorrichtung verwendet werden, die allgemein dadurch besehrie-

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en

ben werden kann, daß sie eine Klemi/ipannung hat, die eine lineare !Punktion ihrer Geschwindigkeit und ihres Drehmomentes ist. Als besonderes Beispiel würde der in der Figur 1 enthal-

sn tene Gleichstromnebenschlußmotor 1 eine KLemnjapannung haben, mit der Beziehung:

V_a = Emf + IB + L υ

wobei bedeutet: Emf eine die Geschwindigkeit anzeigende Spannung, die über der Armatur des Motors infolge der elektromotorischen Gegenkraft erzeugt wird, i der Armatureeßtrom, R der Armatureewiderstand, L die Induktivität des Motors, L di/dt die an der Motorinduktivität L infolge einer Änderung des Armatureestroms i erzeugte Spannung. In einem System wie dem der Sigur 1 ergibt das L di/dt eine Wirkung, die in einem Zeitraum von weniger als einer Halbperiode auftritt und daher vernachlässigbar ist. Aus dieser Beziehung ist es ersichtlich, daß .-wenn der Ausdruck iE isoliert werden könnte, eine "elektrische Größe, die das Motordrehmoment darstellt, verfügbar wäre, da das Motordrehmoment und, der Armaturstrom i proportional sind.

Die Figur 6 enthält auch die grundlegenden Komponenten eines Servo-Systems zur Steuerung einer Last, beispielsweise eines Gleichstromnebenschlußmotors. Im besonderen ist mit der Achse des Motors ein Gleichstromtachometer 164 verbunden und ergibt eine Ausgangsspannung, welche die Geschwindigkeit des Motors anzeigt. Diese Spannung wird über einen Rückkopplungsweg 165 ■ weiter geleitet, der Normalisierungsmittel umfassend veränderliche Widerstände 166, 167 einschließt, zu einer Standard-Summiererschaltung 168, die zusammen mit dem Verstärker 170 eine Schaltung für ein Geschwindigkeitsbefehlssignal umfaßt. Über den Leitungsweg 169 wird der Summierungsschaltung 168auch ein Strom zugeführt, der die gewünschte Motorgeschwindigkeit ausdrückt. Das Ausgangssignal der Summierungsschaltung 168 wird dem Eingang eines Verstärkers 170 zugeführt, wobei eine Impedanz 171 zur Frequenzstabilisierung von dejt Ausgang des V.er-

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stärkers 170 zurück zur Summierungsschaltung 168 geschaltet ist, Der Ausgang des Verstärkers 170 wird einem Leistungsverstärker

172 mit einem Verstärkungsgrad k^ als Eingangssignal zugeführt, welcher eine verallgemeinerte Darstellung irgend einer Schaltung mit linearem Verhalten ist, die zwischen den V - Punkten und der Last in einem solchen System enthalten ist. In einem . Phasensteuersystem wie dem in Eigur 1 gezeigten schließt der Leistungsverstärker 172 alle mit dem Phasensteuerungsschema verbundenen Komponenten ein, alle Tore und alle gesteuerten Gleichrichter.

In einem Mehrphasensystem würde die komplexe Wellenform am Ausgang des Leistungsverstärkers 172 die Isolierung der IR Komponente der Spannung V äußerst schwierig machen. Weiterhin ist es in vielen Systemen, in denen der Leistungsverstärker und die Last von dem Steuerteil entfernt angeordnet sind, wünschenswert eine das Drehmoment anzeigende Spannung aus dem Steuerteil der Schaltung zu erhalten. Daher ist, wie in dieser Erfindung ins Auge gefaßt, das Mittel 173 in den Steuerteil der Schaltung geschaltet und so eingerichtet, daß es eine Ausgangsspannung zur Anzeige des Motordrehmomentes liefert. Das Mittel

173 umfaßt einen Differenzenverstärker, der einen ersten mit,_>—-dem Ausgang des Verstärkers I70 verbundenen Eingang 174 hat und einen zweiten mit einem Punkt 176in dem Rückkopplungsweg 165 zwischen den Widerständen 166 und 167 verbundenen Eingang 175. Die Ausgangsspannung des Differenzenverstärkers erscheint am Punkt 177. In der Schaltung der Figur 6 ist die Spannung V am Ausgang des Verstärkers I7O:

darin ist V_a die Spannung des Motors 163 und :k-j der kungsgrad des Verstärkers 172. Daher hat mans

Ja

k_t

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In diesem System wie dem in Figur 1 gezeigten, kann die L di/dt Komponente vernachlässigt werden, da ihre Wirkung in einem Zeitraum, der länger ist als eine Halbperiode, auftritt und die gewünschte Anzeige für das Drehmoment wird aus dem Armaturstrom im statischen Zustand erhalten. Im wesentlichen erscheint daher am Eingangsanschluß 174'des Differenzenverstärkers 173 die Spannung V₀ = Emf/k-| + iBj/k-j. Die Ausgangs spannung des Tachometers 174 ist kp Emf, wobei k_?den Verstärkungsgrad des Tachometers bezeichnet. Durch Einstellung der Größe der Widerstände 166 und 167 kann die Spannung am Punkt 176 auf den normalisierten Wert Emf/k-j eingestellt werden, vorausgesetzt, daß kg größer als oder gleich l/k-, ist. Dann erscheint an dem Eingangsanschluß 175 des Differenzenverstärkers 173 die Spannung Emf/k-|. Das Ergebnis ist, daß die Emf/k,. - Komponente der Spannung V davon subtrahiert wird. Der Ausgang 177 des Differenzenverstärkers 173 ist k,(iR/k-]), wobei k, der Verstärkungsgrad des Differenzenverstärkers ist. Diese Ausgangs spannung is"t daher dem Drehmoment des Motors proportional und kann an ein geeignetes Anzeigemittel gegeben werden, um eine Anzeige für das Drehmoment zu ergeben.

Es wird bemerkt, daß anstelle der Verwendung der veränderlichen Widerstände 166 und 167, welche erfordert, daß k~ größer als oder gleich l/k-, ist, ein Verstärker zwischen den Punkten 175 und 176 verwendet werden könnte oder daß ein Tachometer mit höherem Verstärkungsgrad ausgewählt werden könnte.

Es wird außerdem bemerkt, daß obwohl die Figur 6 ein System mit einem geschlossenen Eegelkreis zeigt, das dort gezeigte Schema zur Anzeige des Drehmomentes gleichermaßen anwendbar ist auf ein System mit offenem Regelkreis, wo eine normalisierte Anzeige der ArmaturSpannung an den Eingang 175 des Differenzenverstärkers 173 gegeben wird.

Die Figur 7 zeigt eine besondere Ausgestaltung des Mittels 85 zur Strombegrenzung der Figur 1, die eine besondere Anwendungs-

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form der allgemeineren Anordnung zur Feststellung des mentes nach Figur 6 darstellt. Das Mittel 85 zur Strömbegren-zung schließt ein einen Differenzenverstärker 173» der einen . Ausgangsanschluß 177 und erste und zweite Eingangsanschlüsse 174 und 175 hat. Der Ausgang 177 des Differenzenverstarker.s wird verbunden mit dem Ausgang 88 des Mittels 85 zur Strombegrenzung, welches seinerseits mit dem Eingang 81 des Verstär-, kers 82 nach Figur 1 verbunden ist;. Zwischen den ,ersten Eingangsanschluß 174 des Differenzenverstärkers 17-3 und den Ein-_;, gangsanschluß 86 des Mittels 85 zur Strombegrenzung-ist eine Schwellwertvorrichtung 181 geschaltet. Der Eingangsanschluß 86 ; des Mittels 85 zur Strombegrenzung ist verbunden mit dem Aus----..; gang 83 des Verstärkers 82, ebenfalls wie in Figur,1 gezeigt.. Die Funktion dea Mittels 181 für den Schwellwert besteht darin,, die Zuführung der an den Eingangsanschluß 86 des Mittels85 zur Strombegrenzung erscheinenden Spannung an den Eingangsanschluß. 174 des Differenzenverstärkers 173 ^zu verhindern, bis Alesß , ·.. Spannung einen vorbestimmten Pegel übersteigt, d. h. der pegel· des Schwellwertes bestimmt den Pegel der Strombegrenzung. Das_r* Schwellwertmittel 1.8.1 umfaßt erste und zweite . in einer EiGh^^^S-stromdurchlassende Mittel oder Dioden 182 und 183 und erste.und zweite einstellbare Spännungsquellen 184 und 185· .Der zweite, ■ Eingangsansehluß 175 des Differenzenverstärkers 173 i^s"t ^m^ -dein. Eingangsanschluß 87 des Mittels 85 zur Strombegrenzung ver-bunden, welcher seinerseits mit einem Punkt 89 in dem .Rückkopplungsweg zwischen zwei einstellbaren Widerständen 186 und - 187verbunden ist. Die beiden Eingänge 174 und 175 sind durhh einen großen Widerstand 188 miteinander verbunden, so daß. bei.·.:- Abwesenheit einer den Schwellwertpegel übersteigenden Spannung am Punkt 86 die Spannung am Eingang 174 der Spannung an 175 " folgen wird und die Ausgangsspannung am Verstärker 173 Null '■-·■■ wird. Wenn jedoch die am Eingang 86 erscheinende Spannung ausreichend ist, um irgendeine der Dioden 182, 183 im Vorwärtssinne vorzuspannen, dann wird dem Verstärker 173 eine Differenz— spanmejg zugeführt, um im in Betrieb zu setzen. Es wird ,bemerkt, daß bei einem festgelegten Verstärkungsgrad für den Verstärker 173, beispielsweise beim Verstärkungpgrad 1, die Schwellweri;-

schaltung 181 in Reihe mit der Ausgangsleitung 177 des Verstärkers 173 anstelle der Eingangsleitung 174 gelegt werden kann. ■

Die Arbeitsweise des Mittels 85 zur Strombegrenzung in der Schaltung der Figur 1 kann verstanden werden, wenn man eine relativ große und plötzliche Erhöhung der gewünschten Motorge schwindigkeit annimmt und damit der Größe des der Summier schaltung 79 über den leitungsweg 80 zugeführten Stroms. Die Trägheit der"Last schließt irgendeine entsprechende momentane Änderung in -der-Motorgeschwindigkeit und damit in der Rückkopplungsspaifnung aus. Das Ergebnis ist ein größerer Stromfluß aus der Summierers chaltung 79 durch den Verstärker 82, zur Erhöhung der Fehlerspannung Vo. Da die Emf-Komponente und V₀ sich nicht geändert hat, drückt sich die Erhöhung in dem Ausdruck IR aus, welcher seinerseits eine Erhöhung des Drehmomentes und damit des Stroms durch die Last anzeigt. Wenn ein anderer Leitung^ weg vorhanden wäre, der es dem Ausgangsstrom von der Summierung sschaltung 79 erlauben würde, den Verstärker 82 zu umgehen, dann könnte die Steigerung der Fehlerspannung V₀ infolge des erhöhten iR begrenzt werden mit einer daraus folgenden Begrenzung der Größe des Laststroms.

Die Rückkopplungsspannung in dem Leitungsweg 78 wird normalisiert, d.h., sie wird gleich Emf/k^gemacht, durch eine Einstellung der in Figur 7 gezeigten Widerstände 186 und 187, und diese Spannung wird dem Eingang 175 des Differenzenverstärkers 173 zugeführt. Die Spannung V₀ wird dem Schwellwertmittel 181, das mit dem anderen Verstärkereingang 174 verbunden ist, zugeführt. Während des dynamischen Gleichgewiehtes des Systems sind die zwei Eingänge an· der Summierungsschaltung " 79 im wesentlichen gleich und daher ist die Ausgangsspannung der Summierungsschaltung, welche die Differenz der beiden Eingänge ist, im wesentlichen Null. Die Größe des Fehlersignals V₀ ist daher nicht groß genug, um den durch das Schwellwertmittel 181 gegebenen Spannungspegel zu übersteigen, welcher, normalerweise gemäß der

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für das System gewünschten Strombegrenzung eingestellt wird. Bei einer starken Erhöhung des der Summierungsschaltung 79 über den Leitungsweg 80 zugeführten Stroms hat jedoch der Ausgangsstrom der Summierungsschaltung 79 einen bedeutenden Wert und wird durch den Verstärker 82 fließen, um die iR-Komponente von V zu erhöhen, da keine plötzliche Änderung in der Motorgeschwindigkeit und damit keine Erhöhung in der Emf-Komponente von V vorhanden ist. Wenn die iR-Komponente von V₀ sich erhöht, so daß V₀ den Wert Emf/k-j um einen Betrag übersteigt, der dem durch das Schwellwertmittel aufrecht erhaltenen gleich ist, dann arbeitet der Verstärker 173 und stellt einen Nebenschlußweg für den Ausgangsstrom der Summierungsschaltung 79 dar. Der Ausgangs— strom der Summierungsachaltung wird nicht mehr durch den Verstärker 82 gegeben, um die iR-Komponente von V₀ weiter zu erhöhen. Damit werden das Drehmoment des Motors und der Motorstrom daran gehindert, einen vorbestimmten Wert zu überschreiten.

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Claims (9)

1. Pat e nt ans prü c he

   π7) Schaltung für die Versorgung eines Verbrauchers (1) mit umpolbarem Gleichstrom aus einer Mehrphasen-Wechselstromquelle (A,· B, C) mit einem Paar von parallel verbundenen gesteuerten Einweggleichrichtern (4 bis 9) für jede Phase (A, B, C) der Wechselstromquelle zum Anschluß des Verbrauchers (1) an die Quelle, eine Vielzahl von Torschaltungen (16, 17, 34, 35,52,53) welche mit diesen gesteuerten Gleichrichtern (7 bis 9) entsprechend verbunden sind und ihren Strömdurchlaß auslösen, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h ^C η e t, daß mit dem Verbraucher (1) Mittel (72) zur Peststellung der Stromrichtung verbunden sind, welche einen ersten und einen zweiten Spannungspegel einstellen, der die Richtung des Stromflusses durch den Verbraucher (1) anzeigt _f

   Sperren (73), die diese Mittel (72) zur Feststellung der Stromrichtung mit den Torschaltungen (16,17,34,35,52,53) verbinden und auf.diesen ersten und zweiten Spannungspegel hin ein Sperrsignal zur Sperrung der Torstufen für jeden der gesteuerten Gleichrichter (4, 5, 6, 7, 8, y) ,yaer keinen Stromfluß in der festgestellten Stromrichtung liefern kann, wobei diese Torschaltungen (16, 17, 34, 35, 52, 53) untereinander verbunden sind (25, 33, 43, 51, 61, 69), um die Auslösung der Öffnung irgendeines der gesteuerten Gleichrichter (4, 5, 6, 7, 8, 9) zu hemmen, der Strom in einer Richtung führt, wenn irgendein gesteuerter Gleichrichter einer anderen Phase, welcher Strom in der entgegengesetzten Richtung durchläßt, zum Stromdurchlaß geöffnet ist.
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß dieses Mittel zur Peststellung der Strom-

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   richtung (72) umfaßt: . .-■ "■■,'"'.■

   ein Paar von entgegengesetzt gepolten parallel geschalteten, den Strom in einer Sichtung durchlassenden Mitteln (126,127)» in Reihe mit dem Verbraucher (1),

   und eine Impedanz (128) parallel geschaltet zu diesem Paar.von den Strom in. einer Richtung durchlassenden Mitteln (126,127).
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e η nze lehnet, daß jede der Torschaltungen ( 16, 17, 34, 35» 52, 53) ein Und-Gatter aufweist, das konjunktiv auf die folgenden Eingangssignale anspricht:

   die Auslöseimpulse für die zugehörigen gesteuerten Gleichrichter (4, 5, 6, 7, 8, 9,) (von 101 bis 106) und Signale von den Mitteln (72, 73) zrur Feststellung der Stromrichtung und die umgekehrten Ausgänge (25, 3.3.» 43» 51» 61 69) der jeweiligen Torschaltungen für die entgegengesetzt geschalteten gesteuerten Gleichrichter für die anderen Phasen der Stromquelle.
4. 4. Schaltung ,nach den Ansprüchen 1 bis 4» d a du r c h g ek e η η ζ e i c h η et, daß der Verbraucher (1) einen Gleichstromnebenschlußmotor umfasst und gekennzeichnet durch eine mit dem Motor gekoppelte Geschwindigkeits-Spannungsvorrichtung (77) zur Erzeugung einer Spannung proportional der Motorgeschwindigkeit, eine Geschwindigkeitssteuerschaltung (82) zur Erzeugung einer Geschwindigkeitssteuerspannung (83) zur Einstellung der Motorgeschwindigkeit, und eine Phasensteuerschaltung (9Ö - 93» ■J01 - 106) zur Koppelung dieser Geschwindigkeitssteuer spannung auf die Torschaltung en (16,17, 34» 35» 52, 53) in Form von Auslöseimpulsen mit einer Phasenlage entsprechend dem Pegel dieser Geschwindigkeitssteuerspannung.
5. 5. Schaltung nach Anspruch 4, d a d u r c h ge kenn -

   ζ e i ch net,' daß der Gleichstromnebenschlufimotoiylpannung

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   . - 25 -

   an den Anschlußpunkten hat, welche eine lineare Funktion der Geschwindigkeit und des Drehmomentes" des Motors ist, wobei die Spannung (83) dieser Geschwindigkeitssteuerschaltung (82) proportional ist einer Kombination der Geschwindigkeit und des Drehmomentes des Motors, und weiterhin gekennzeichnet durch eine Schaltung zur Anzeige des Drehmomentes des Motors umfassend:

   Normalisierungsmittel (186, 187) gekoppelt an dieses Mittel (77) für Geschwindigkeitsspannung zur Normalisierung des Verstärkungsgrades dieses Mittels (77) für die Geschwindigkeitsspan-

   pngsnung auf den Verstärleesefaktor des Steuersystems zwischen dieser Steuerschaltung (82) für die Geschwindigkeit und diesem Motor (1), . und Spannungskomparatormittel(85) zur Ermittlung der Differenz zwischen der normalisierten Spannung (87), welche proportional der Motorgeschwindigkeit ist und der Geschwindigkeitssteuerspannung (83), um eine Anzeige für das Drehmoment ,des Motors ■ zu erhalten.
6. 6. Eine Schaltung nach Anspruch 4 oder 5» dadurch gekennzeichnet, daß diese Schaltung (82) für die Geschwindigkeitssteuerung eine Summierschaltung (79) umfaßt, die so geschaltet ist, daß man ein gewünschtes Geschwindigkeitsspannungssignal (80) erhält,

   dieses Mittel (77) für die Geschwindigkeitsspannung mit der Summierungsschaltung gekoppelt ist,

   und die von der Summierungsschaltung gelieferte Spannung zur · Ermittlung des Ausgangssignal (83) dieser Geschwindigkeitssteuerschaltung (82) die Differenz zwischen dem Signal von dem Mittel (77) für die Geschwindigkeitsspannung und dem gewünschten Geschwindigkeitsspannungssignal ist.
7. 7· Schaltung nach Anspruch. 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitssteuerschaltung (82) einen Verstärker (82) umfaßt, zur Verstärkung, des Differenzsignals aus dem gewünschten Geschwindigkeitsspannungsignal (80)

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   und dem Signal von diesem Mittel (77) zur Erzeugung einer Geschwindigkeitsspannung, um die Geschwindigkeitssteuerspannung (83) zu erhalten,

   daß die Eo mpara tor schaltung (85) eine Spannungs-Schwellwert-Schaltung enthält und einen Verstärker (82), der an den Ausgang dieses Mittels für die Geschwindigkeitssteuerung gekoppelt ist und an die normalisierte Rückkopplungsspannung und andie Summierungsschaltung (79), so daß jedesmal dann, wenn die durch das Mittel zur Geschwindigkeitssteuerung gelieferte Spannung den Schwellwert dieser Schwellwertschaltung überschreitet, die !Comparatorschaltung (85) einen durch dieses Geschwindigkeitssteuermittel und durch diese Komparatorschaltung fließenden Strom verursacht, um diese Geschwindigkeitssteuerspannung und damit den Motorstrom zu begrenzen.
8. 8. Eine Schaltung nach den vorhergehenden Ansprüchen 5 bis7, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Norma— lisierungsmittel variable Widerstandsmittel (186, 187) "umfaßt, die mit dem Geschwindigkeitsspannungsmittel (77) und dem Spannungskomparatormittel (85) zu- einer Schaltung verbunden sind.
9. 9. Schaltung nach den Ansprüchen 7 oder 8, d a d u r c h gekennzeichnet, daß diese Schwellwertschaltung einen ersten und einen zweiten Stromweg enthält, welcher jeweils eine Spannungsquelle (184, 185) und ein in einer Richtung Strom durchlassendes Mittel (182, 183) enthält, wobei die Polarität der Stromquelle und die Orientierung der in einer Richtung stromdurchlassenden Mittel (182, 183) so beschaffen ist, daß der Stromfluß in einer Richtung in dem ersten Stromweg bewirkt wird, wenn die an der Schwellwertschaltung anliegende Spannung den Pegel der Quelle des ersten Stromweges übersteigt, und die einen Stromfluß in der entgegengesetzten Richtung in dem zweiten Stromweg erzeugt, wenn die an der Schwellwertschaltung anliegende Spannung den Pegel der Quelle für den zweiten Stromweg übersteigt.

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