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Schaltung zur Auswertung der Blind- und Wirk-
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stromkomponente eines Alternators Die Erfindung betrifft eine Schaltung
zur Auswertung der Blind- und Wirstromkomponente eines Alternators. Sie besteht
aus einem Diskriminator, geschaffen aus MOS-Schaltern, Formkreisen, die durch Operationsverstärker
realisiert sind, Widerständen, Dioden und einem Kondensator.
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Gegenwärtig werden für diesen Zweck Kreise benutzt, die Phasendiskriminatoren
mit Dioden oder Transistorschaltern enthalten. Bei diesen Phasendiskriminatoren
wurden zur Trennung der Gleichstromkomponente der Tastungsimpulse Stoßtransformatoren
angewandt. Dies hatte jedoch große Fertigungskosten und umfangreiche Kreise zur
Folge.
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Diese Nachteile werden durch die vorgeschlagene Schaltung beseitigt.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, mit relativ einfachen Schaltmitteln
niedrige Fertigungskosten und kleine Abmessungen der Schaltung zu erreichen.
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Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß die Eingangklemme und die
zweite Ausgangklemme der Schaltung an ein gemeinsames Nullpotential gemeinsam mit
dem nichtinvertierenden Eingang eines vierten Operationsverstärkers angeschlossen
sind, dessen Ausgang einerseits an die erste Ausgangklemme und anderseits an die
Parallelkombination eines Rückkopplungswiderstandes des vierten Operationsverstärkers
und eines Rückkopplungskondensators angeschlossen ist. Die Parallelkombination ist
mit dem invertierenden Eingang des vierten Operationsverstärkers gemeinsam mit dem
Emitter eines ersten MOS-Schalters verbunden. Der Kollektor des ersten MOS-Schalters
schließt an einen Serienwiderstand des ersten MOS-Schalters an, der an die Eingangklemme
des Stromes der Phase "R" angeschlossen ist. Das Blockwerk des ersten MOS-Schalters
ist mit dem Ausgang eines ersten Operationsverstärkers verbunden, an dessen invertierenden
Eingang einerseits ein erster Widerstand des ersten Operationsverstärkers angeschlossen
ist, der an die Eingangklemme der Spannung anschließt und anderseits mit der Kathode
einer ersten Diode des ersten Operationsverstärkers, ferner mit der Anode einer
zweiten Diode des ersten Operationsverstärkers und mit einem zweiten Widerstand
des ersten Operationsverstärkers verbunden ist. Dieser Widerstand ist in Serie mit
einem
dritten Widerstand des ersten Operationsverstärkers so geschaltet, daß die zweite
Seite des dritten Widerstandes des ersten Operationsverstärkers einerseits an einen
vierten Widerstand des ersten Operationsverstärkers anschließt, der mit einer Eingangklemme
der Spannung UTR verbunden ist, und anderseits mit der Anode der ersten Diode des
ersten Operationsverstärkers, der Kathode der zweiten Diode des ersten Operationsverstärkers
und mit dem nichtinvertierenden Eingang des ersten Operationsverstärkers in Verbindung
steht. Der gemeinsame Knotenpunkt des zweiten und dritten Widerstandes des ersten
Operationsverstärkers ist an das gemeinsame Nullpotential angeschlossen, ebenso
wie der gemeinsame Knotenpunkt des zweiten und dritten Widerstandes eines zweiten
Operationsverstärkers, die in Serie geschaltet sind. Die zweite Seite des zweiten
Widerstandes des zweiten Operationsverstärkers ist einerseits an den ersten Widerstand
des zweiten Operationsverstärkers angesonlossen, der mit der Eingangklemme der Spannung
UTR verbunden ist, und anderseits an den invertierenden Eingang des zweiten Operationsverstärkers
gemeinsam mit der Anode der zweiten Diode des zweiten Operationsverstärkers und
der Kathode der ersten Diode des zweiten Operationsverstärkers anschließt. Die Anode
der ersten Diode des zweiten Operationsverstärkers und die Kathode der zweiten Diode
des zweiten Operationsverstärkers sind an den nichtinvertierenden Eingang des zweiten
Operationsverstärkers angeschlossen, mit dem einerseits der vierte Widerstand des
zweiten Operationsverstärkers verbunden ist, der an die Eingangklemme der Spannung
UST anschließt, und anderseits der dritte Widerstand des zweiten Operationsverstärkers
angeschlossen ist. Der Ausgang aus dem zweiten Operationsverstärker schließt an
das Blockwerk eines zweiten MOS-Schalters an, dessen Kollektor über einen Serienwiderstand
des zweiten MOS-Schalters mit der
Eingangklemme des Stromes der
Phase 1t St' verbunden ist.
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Sein Emitter schließt an den invertierenden Eingang des vierten Operationsverstärkers
gemeinsam mit dem Emitter eines dritten MOS-Schalters an. Der Kollektor des dritten
MOS-Schalters ist über einen Serienwiderstand des dritten NOS-Schalters mit der
Eingangklemme des Stromes der Phase "g" verbunden. Das Blockwerk des dritten MOS-Schalters
ist an den Ausgang eines dritten Operationsserstärkers angeschlossen. Mit dem invertierenden
Eingang des dritten Operationsverstärkers steht ein erster Widerstand des dritten
Operationsverstärkers in Verbindung, der mit der zweiten Seite an die Eingangklemme
UST anschließt. Die Kathode der ersten Diode des dritten Operationsverstärkers und
die Anode der zweiten Diode des dritten Operationsverstärkers sind gleichfalls an
den invertierenden Eingang des dritten Operationsverstärkers angeschlossen. Beide
Dioden sind einerseits an einen zweiten Widerstand des dritten Operationsverstärkers
angeschlossen, dessen zweite Seite mit einem dritten Widerstand des dritten Operationsverstärkers
in Verbindung steht. Dieser dritte Widerstand ist einerseits über einen vierten
widerstand des dritten Operationsverstärkers an die Eingangsklemme der Spannung
UR5 angeschlossen und anderseits mit dem nichtinvertierenden Eingang des dritten
Operationsverstärkers verbunden.
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Mit dem nichtinvertierenden Eingang des dritten Operationsverstärkers
ist die Kathode einer zweiten Diode des dritten Operationsverstärkers und die Anode
einer ersten Diode des dritten Operationsverstärkers verbunden. Der gemeinsame Knotenpunkt
des zweiten und dritten Widerstandes des dritten Operationsverstärkers ist an einen
Punkt des gemeinsamen Nullpotentials angeschlossen.
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Das Wesen der Erfindung, nähere Einzelheiten und weitere
Merkmale
der Erfindung sind nachs-tehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten
Ausführungsbeispieles der vorgeschlagenen Schaltung näher erläutert.
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Die Eingangklemme 4 und die zweite Ausgangklemme 12 der Schaltung
sind an ein gemeinsames Nullpotential angelegt und mit dem nicht invertierenden
Eingang eines vierten Operationsverstärkers 17 verbunden. Der Ausgang des vierten
Operationsverstärkers 17 ist einerseits an die erste Ausgangklemme 11 und anderseits
an eine Parallelkombination eines Rückkopplungswiderstandes 16 des vierten Operationsverstärkers
und eines Rückkopplungskondensators 15 angeschlossen. Diese Parallelkombination
steht mit dem invertierenden Eingang des vierten Operationsverstärkers 17 gemeinsam
mit dem Emitter des ersten MOS-Schalters 14 in Verbindung. Der Kollektor des ersten
MOS-Schalters 14 schließt an einen Serienwiderstand 13 des ersten MOS-Schalters
14 an, der mit der Eingangklemme 1 des Stromes der Phase "R" verbunden ist. Das
Blockwerk des ersten MOS-Schalters 14 schließt an den Ausgang eines ersten Operationsverstärkers
28 an, an dessen invertierenden Eingang einerseits ein erster Widerstand 22 des
ersten Operationsverstärkers 28 angeschlossen ist, der an die Eingangklemme 5 der
Spannung URS anschließt und anderseits mit der Kathode der ersten Diode 26 des ersten
Operationsverstärkers 28, der Anode der zweiten Diode 27 des ersten Operationsverstärkers
28 und dem zweiten Widerstand 23 des ersten Operationsverstärkers 28 verbunden ist.
Der zweite Widerstand 23 des ersten Operationsverstärkers 28 ist in Serie mit dem
dritten Widerstand 24 des ersten Operationsverstärkers 28 geschaltet, so daß die
zweite Seite des dritten Widerstandes 24 des ersten Operationsverstärkers 28 einerseits
an den vierten Widerstand 25 des ersten Operationsverstärkers 28 anschließt, der
mit der Eingangklemme 6
der Spannung UTR verbunden ist, und anderseits
an die Anode der ersten Diode 26 des ersten Operationsverstärkers 28, ferner an
die Kathode der zweiten Diode 27 des ersten Operationsverstärkers 28 und an den
nichtinvertierenden Eingang des ersten Operationsvers-tärkers 28 anschließt.
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Der gemeinsame Knotenpunkt des zweiten und dritten Widerstandes 23,
24 des ersten Operationsverstärkers 28 ist an das gemeinsame Nullpotential angeschlossen,
genauso wie der gemeinsame Knotenpunkt des zweiten und dritten in Serie geschalteten
Widerstandes 30, 31 des zweiten Operationsverstärkers 35. Die zweite Seite des zweiten
Widerstandes 30 des zweiten Operationsverstärkers 35 ist einerseits an den ersten
Widerstand 29 des zweiten Operationsverstärkers 25 angeschlossen, der mit der Eingangklemme
7 der Spannung UTR verbunden ist, und anderseits an den invertierenden Eingang des
zweiten Operationsverstärkers 35 gemeinsam mit der Anode der zweiten Diode 34 des
zweiten Operationsverstärkers 35 und der Kathode der ersten Diode 33 des zweiten
Operationsverstärkers 35 anschließt. Die Anode der ersten Diode 33 des zweiten Operationsverstärkers
35 und die Kathode seiner zweiten Diode 34 sind an den nichtinvertierenden Eingang
des zweiten Operationsverstärkers 35 angeschlossen, an den auch einerseits der vierte
Widerstand 32 des zweiten Operationsverstärkers 35 anschließt, der mit der Eingangklemme
8 der Spannung UST verbunden ist, Anderseits ist an den erwähnten Eingang der dritte
Widerstand 31 des zweiten Operationsverstärkers 35 angeschlossen. Der Ausgang aus
dem zweiten Operationsverstärker 35 ist mit dem Blockwerk des zweiten MOS-Schalters
19 verbunden. Sein Kollektor ist über den Serienwiderstand 18 des zweiten MOS-Schalters
19 an die Eingangklemme 2 des Stromes der Phase "S" angeschles Der Emitter des zweiten
MOS-Schalters 19 ist mit dem invertierenden Eingang des vierten Operationsverstärkers
17 5ew
meinsam mit dem Emitter des dritten MOS-Schalters 21 verbunden,
dessen Kollektor über den Serienwiderstand 20 des dritten MOS-Schalters 21 an die
Eingangklemme 3 des Stromes der Phase "'ll" angeschlossen ist. Das Blockwerk des
dritten IIOS-Schalters 21 ist mit dem Ausgang des dritten Operationsverstärkers
42 verbunden, der am invertierenden Eingang des ersten Widerstandes 36 des dritten
Operationsverstärkers 42 angeschlossen ist, der mit der zweiten Seite an die Binzangklemme
9 der Spannung UST, die Kathode der ersten Diode 40 des driften Operationsverstärkers
und die Anode der zweiten Diode 41 des dritten Operationsverstärkers 42 anschließt,
die mit dem zweiten Widerstand 37 des dritten Operationsverstärkers 4-2 verbunden
ist, dessen zweite Seite an den dritten Widerstand 38 des dritten Operationsverstärkers
42 angeschlossen ist Der dritte widerstand 38 ist iiber den vierten Widerstand 39
des dritten Operationsverstärkers 42 an die F.ingangklemme 10 der Spannung URs anngeschlossen
Der dritte Widerstand 38 ist auch mit dem niclltinvcrierenden-Ein.gang des dritten
Operationsverstärkers 4-2 der Kathode der zweiten Diode 41 des dritten Operationsverstärkers
42 und der Anode der ersten Diode 40 des drit-ten Operationsverstärkers 42 verbunden.
Der gemeinsame Knotenpunkt des zweiten und dritten Widerstandes 37 und 38 des dritten
Operationsverstärkers 42 schließt an den Punkt des gemeinsamen Nullpotentials an.
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Von jeder Eingangklemme 1, 2, 3 der Phasen "R", "S", "T" werden Spannungen,
die den Phasenströmen des Alternators proportional sind, über eine der drei Kombinationen
der Serienwiderstände 13, 18, 20 und der MOS-Schalter 14, 19, 21 dem invertierenden
Eingang des vierten Operationsverstärkers 17 zugeführt. Dieser vierte Operationsverstärker
17
hat den nichtinvertierenden Eingeng mit dem Punkt des gemeinsamen Hullpotentials
verbunden. Dor Ausgang des vierten Operationsverstärkers 17 ist zur ersten Ausgangklemme
11 herausgeführt und gleichzeitig mit seinem invertieronden Eingang über eine Parallelkombination
des Rückkopplungswiderstandes 16 des vierten Operationsverstärkers 17 und des Rückkopplungskondensators
15 verbunden.
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DieBlockwerke der MOS-Schalter 14, 19, 21 sind an die Ausgange der
drei Operationsverstärker 28,35, 42 ohne Rückkupplung angeschlossen, die an ihren
Ausgängen rechteckförmige Wechselspannungen für die Tastung dioser Blockwirke @@fweisen.
jeden dieser Operationsverstärker 28, 35 4@ ist @@ inverkierenden und nichtinvertieronden
Eingang eine parallelkonbination gegensätzlich polarisierter Dioden 26, 27, 33,
34, 40, 41 angeschlossen und jederder invertierenden und nichtinvertierenden Eingänge
dieser drei Operationsverstärker 28, 35, 42 steht über einen Widerstand mit dem
gemeinsamen Nullpetential und über weitere Widerstände 22, 25, 29, 32, 36, 39 mit
den Eingangklemmen 5, 6, 7, 8 9, 10 der Spannungen in Verbindung.
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Falls diesen Klemmen Spannungen zugefürt werden, die den Phasenspannungen
des Alternators zwischen den Phasen "S-T", "T-R", "R-S" proportional sind, undden
Eingangklemmen 1 2, 3 Spannungen, die den Strömen des Alternators proportional sind,
dann hat die Spannung an der ersten Eingangklemme 11 gegenüber der zweiten Eingangklemme
12, die einen Punkt des Nullpotentials darstellt, eine gleichgerichtete Komponente,
die der Wirkkomponente des Alternatorstromes proportional ist.
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Falls der Stromkreis als Fühler der Blindleistung realisiert
werden
soll, dann müssen mit dem Punkt des Nullpotentials, d.i. mit der Eingangsklemme
4 und der Ausgangsklemme 12 die Eingangklemmen 6, 8, 10 der Spannungen verbunden
werden. Die Eingangklemme 5 der Spannung muß mit der Spannung der Phasen UST' die
eingangklemme 7 der Spannung an die Spannung der Phase UT@ und die Eingangklemme
9 der Spanung an die Spannung der Phase URS angeschlossen werden.