DE2609432A1

DE2609432A1 - Stromerzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2609432A1
Application number: DE19762609432
Authority: DE
Inventors: James Patrick Doyle; Ronald Johnson; Christopher John Yarrow
Original assignee: Lucas Industries Ltd
Current assignee: ZF International UK Ltd
Priority date: 1975-03-06
Filing date: 1976-03-06
Publication date: 1977-02-03
Also published as: US4035712A; FR2303410B1; GB1547997A; JPS51113107A; FR2303410A1; IT1056902B

Description

COHAUSZ & FLORACK

D-4 DÜSSELDORF · SCHUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-lng. W. COHAUSZ · Dipl.-lng. W. FLORACK · Dipl.-lng. R. KNAUF · Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER · Dipl.-lng. H. B. COHAUSZ

Lucas Industries Limited

Great King Street

GB-Biarmingham 4. März 1976

Stroaerzeugungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Stroaersseugungsvorrichtung zur Erzeugung von Wechselstrom konstanter Frequenz von einem Antriebsaggregat mit veränderlicher Drehzahl, und sie ist besonders für eine Stroaerzeugongsvorrichtung/anwendbar, bei denen das/in Flugzeugen Antreiebsaggreagat hauptsächlich für Triebzwecke vorgesehen ist.

Eine Stroaerzeugungsvorrichtung gemäß der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen Wechselstromgenerator mit einer Ankerwicklung und einer Feldwicklung, einen Gleichrichter zur Erzeugung von Gleichstrom vom Ankerausgang des Wechselstromgenerators bei einer Spannung, die durch die Wechselstromgeneratordrehzahl und den Wechselstromgeneratorfeldstrom bestimmt wird, einen rotierenden Inverter mit einer Ankerwicklung, einer unabhängig drehbaren Feldwicklung und Schaltmitteln zur Verbindung des Ausgangs des Gleichrichters mit der Ankerwicklung synchron mit der Drehung der Feldwicklung, wobei die Ankerwicklung einen Wechselstromausgang in einer Amplitude und mit einer Frequenz liefert, der von der Gleichstromspannung und der Drehzahl der Feldwicklung abhängt, und Eegelmittel für die Feldwicklungen des Wechselstromgenerator und des Inverters zur Regelung des Wechselstromgeneratorfeldstroms entsprechend der Frequenz des Wechselstroaausgangs und des Inverterfeldstroms entsprechend der Amplitude des Wechselstromausgangs.

Die Erfindung ist nachstehend an land eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind;

60988S/0265

"²"

Fig. 1 eine schematisehe Wiedergabe eines Generators, Pig. 2 ein schematisehes Schaltbild eines Wechselstromgenerators,

der einen Teil des Generators bildet, Fig. 5 ein sehematisches Schaltbild eines Inverters, der einen Teil des Generators bildet,

Pig. 3a eine schematische Einzelheit eines Ankers des Inverters, Pig. 4 ein Schaltbild einer eelektronisehen Hegelschaltung zur Regelung des Generators und

Fig. 5 ein Schaltbild einesrelektronischen Regelschaltung zur Regelung des Inverters.

Gemäß Fig. 1 weist der Generator einen Neun-Phasen-Wechselstromgenerater mit einest ortsfesten inker 10 und einer rotierenden Zweipol-Feldwicklung 11 auf, die bürstenlos mit einer Feldtreibwicklung 12 gekoppelt ist. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, ist eine solche Kopplung durch eine Drei-Phasen-Wicklung 13 an der rotierenden Welle des Generators in dem Feld der Feldtreibwicklung 12 erreicht. Eine Gleichrichtereinrichtung 14 ebenfalls auf der Welle verbindet die Wicklung 15 mit der Feldwicklung 11, so dafi die Wicklung 11 Gleichstrom bei einem Wert erhält, der von dem Gleichstrom in der Wicklung 12 und der Drehzahl der Welle abhängt. Hex Neun-Phasen-Wechselstromausgangsspannung des Ankers hängt ebenfalls von dem an die Wicklung 12 angelegten Gleichstrom und von der Drehzahl der Welle I5 ab. Die Welle 15 wird von einem Antriebsaggregat angetrieben, dessen Drehzahl sich im Betrieb ändert.

Die Welle 15 ist über eine Kupplung 16 mit einer Welle I7 eines Inverters verbunden, der einen drehfesten Anker 18, eine rotierende Feldwicklung I9 und eine Treibwicklung 20 für die Feldwicklung I9 hat. Ferner sitzt auf der Welle I7 ein Triggergenerator 21 und ein Pilotgenerator 23.

Der Ueun-Phaeen-Ausgang des Wechselstromgeneratorankers 10 wird an eine Gleichrichtereinrichtung 23 angelegt, deren Gleichetromausgang an eine Gleichstrom-Umschaltschaltung 24 angelegt wird, die einen Neun-Phasen-Ausgang für den Anker 16 des Inverters liefert. Wie in

fig. 3 dargestellt, ist die Ankerwicklung 18 in Wirklichkeit in zwei Partien vorgesehen, nämlich in eine r Gleichstrompartie 18a in der Form eines Rings aus neun Spulen und in einer Wechselstrompartie 18"b, die eine sterngeschaltete Drei-Phasen-Wicklung ist. Die Wicklungspartien 18a und 18b sind in denselben Schlitzen des Ankers enthalten und sind deshalb magnetisch miteinander gekoppelt, jedoch elektrisch vollkommen gegeneinander isoliert. Die Schlitze sind vorzugsweise speziell ausgebildet, wie dargestellt, und sie weisen Rippen 25 an den Seiten der Schlitze auf, um die Wicklungen 18a, 18b zu trennen.

Fig. 3 zeigt auch einen Teil der Gleichstrom-Umschaltschaltung, die den Ankerwicklungen 13a zugeordnet ist. Diese Schaltung enthält neun Thyristoren 26 und neun Thyristoren 27. Jeder Thyristor 26 ist mit seiner Anode mit der Kathode eines entprechenden der Thyristoren 27 und mit der Verbindung zwischen zweien der Spulen der Ankerwicklung 18a verbunden. Die Kathode jedes Thyristors 26 ist mit einer negativen Gleichstromleitung 28 verbunden, und die Anode jedes Thyristors 27 ist mit einer positiven Gleichstromleitung 29 verbunden. Die Tore der Thyristoren 26, 27 sind mit achtzeehn verschiedenen Spulen 30 verbunden, die einen Teil des Triggers bilden, der im einzelnen an anderer Stelle beschreiben worden ist. Kurzgefaßt enthält dieser Trigger einen Permanentmagnetrotor 31 »it drei Nordpolen und drei Südpolen, wobei ein Satz Pole einen sehr wesentlich größeren Winkel an der Achse des Rotors als der andere einschließt. Die getranten Spulen, auf die bezug genommen worden ist, sind um den Rotor herum auf einer Ständerkonstruktion angeordnet, und jede erzeugt drei kurze Impulse während jeder Umdrehung des Rotors, während die drei kurzen Pole ihn passieren. Jede Spule ist direkt zwischen das Tor und die Kathode des zugehörigen Thyristors geschaltet.

Die Invert 3 Zweipolkenstruktion, die mit ihrer Trex... Lerende Drei-Phasen-Wicklung 32 und einen Gleicht^, alt ist. Der Strom inder !Feldwicklung 19 hängt wiederum vom bu. Ln der Wicklung 20 und von

der Drehzahl der Welle 17 ab.

Der PiIotgenerator 22 weist einen Zweipol-Permanentmagnetrotor 54» eine ertsfeste Drei-Phasen-Wicklung 35 und. einen Gleichrichter 26 auf.

Der Strom in den Feldtreibwieklungen 12 und 20 wird vom Pilotgenerator 22 geliefert und von einer Eeglereinheit 57 geregelt, um die Frequenz und die Spannungsamplitude des Wechselsirromausgangs der Inverterankerwicklung 18b zu bestimmen. Die Eeglereinheit 37 leitet ihr Amplitudeneingangssignal direkt von den Inverterausgangsanschlüssen ab, ihre Frequenzeingangssignal ist jedoch von einer zusätzlichen Wicklung im Triggergenerator abgeleitet, der einen Wechselstromausgang mit de· neunfachen der Frequenz des Inverterausgangs liefert. Diese htfhere Frequenz wird eingesetzt, um eine bessere Genauigkeit in der Steuerung zu erhalten. Die Arbeitsweise ist die, daß der Begier für die Inverterfeldwieklung durch die Amplitude gesteuert und daß der Eegler für die Feldwicklung des Wechselstromgenerator durch die Frequenz gesteuert wird. Bei steiggen Laufbedingungen erzeugt ein umschalten des Gleichstromausgangs des Gleichrichters 25 durch die Umschalt schaltung ein rotierendes Inverteranker-Magnetfeld, das auf das rotierende Hagnetfeld der Inverterfeldwieklung einwirkt, um eine Drehung des Inverterrotors zu tewahren. Die erforderliche Ausgangsspannung kommt von der Ankerwicklung 18b.

In der in Fig. 4 gezeigten Schaltung sind die Leitungen 40» 41 positive und eine negative Stromleitung, die an Gleichstrom van einem Spannungsregler (nicht dargestellt) angeschlossen sind, der vom Pile tgenera tor 55 versorgt wird. Die Leitung 42 befindet sich unter ⁿErd^N-Spannung in der Mitte zwischen den Spannungen an den Leitungen und 41· Das Frequenzsiegnal von einer Spule 30a des Triggergenerators wird lter ein EC-Siederpaß-Fetswerk 45, 44 an den invertierenden Eingangsanschlufi eines Funktiensverstärkers 45 angelegt, der so geschaltet ist, daß er als ein Wellenrechteckfοrmer arbeitet. Der Ausgangsanschluß des Verstärkers 45 ist über einen Widerstand 47 «a die Steuerelektrode eines Transistors 4· angeschlossen, der ein n-p-n-Transistor ist, der in geerdeter Eaissionselektrodenform arbeitet. Eine Diode 46

ist an die Eaissionselektroden-Steuerelektrodenverbindung des Transistors angeschlossen, um ein umgekehrtes Zusammenbrechen der Verbindung zu verhindern, wenn der YerStärkerausgang negativ ist. Der nicht invertierende Eingangsanschluß des Verstärkers 45 ist direkt mit der Steuerelektrode des Transistors 48 verbunden. Das ergibt eine positive Rückkopplung sund stellt sicher, daß sich der Verstärkerausgang schnell von positiv auf negativ umschaltet, wenn der Eingangsanschluß im stärkeren Maße positiv ist als die Steuerelektroden-Eaissionselektroden-Spannung des Transistors 48. Venn der Verstärkereingang entsprechend im stärkeren Maße negativ wird als dier Vorwärtsspannungsabfall der Diode 46» schaltet der Verstärkerauegang schnell von negativ auf positiv um. Der Kollektor des Transistors 48 ist über einen Widerstand 4*9 mit der positiven Leitung 40 verbunden. Der Kollektor des Transistors 48 ist außerdem mit dem Eingangsanschluß eines 310S-Inverters 50 verbunden, dessen Abflußversorgungsanschluß mit der Leitung 40 und dessen Ausgangsanschluß über einen Kondensator 51 »it derselben Leitung verbunden sind. Der Senkversorgungsanschluß des CMOS-Inverterschalter« 50 ist über einen Widerstand 52 mit dem invertierenden Eingangsanschluß eines Funktionsvertärkers 55 verbunden, der als ein Integrator geschaltet ist. Der nicht invertierende Eingangsansehluß des Verstärkers 55 ist an die Leitung 42 über einen Widerstand 54 an Erde angelegt, und dessen Ausgangsanschluß ist zum invertierenden Eingangsansehluß über einen Widerstand 55 URd einen Kondensator 56 in Parallelschaltung zurückgeschaltet. Der OMO S-In vert er schalter 50 und der Funktionsverstärkerintegrator 53 wirken in Kombination als ein Frequenz/Spannungs-Wandler, wobei das Ausgangssignal aus einem negativ laufenden Gleichstrom, der sich linear mit einer Eingangsferequenz erhöht, und einer überlagerten Sägezahn-Kleinwelle ama Eingangsfrequenz besteht.

Der Ausgangsanschluß des Verstärkers 55 ist über ein weitere· BC-Iiederpaßfilter 57, 58 und einen Widerstand 59 Kit dem invertierenden Eingangsanschluß eines Funktioneverstärkers 60 verbanden. line Bückkopplung erfolgt durch eines Widerstand 61 parallel zu einer Seihensckaltung aus einem Widerstand 62 und eines Kondensator 65 zwischen dem AuBgangsanschlut und dem invertierenden Eingangsanechlui de« Verstärkers 60. Der nicht invertierende Eingangsa&sohluf ist mit der Erd-

leitung über einen Widerstand 64 verbunden, und Vorspannwiderstände 65» 66 verbinden den invertierenden Eingangsanschlufi mit der peositiven Stromleitung 40. Diese Vorspann wider stände sind während eines Tests s· gewählt, daß die Gleichstrom-Ausgangsspannung des Verstärkers 60 Full ist, wenn die Frequenz genau richtig ist.

Die den Verstärkern 53 unf 60 zugeordneten Bauteile sind so gewählt, daS der Ausgang des Verstärkers 60 sieh um - 40 mV ändert, wenn sich die Eingangefrequenz um - 0,25% ändert. Die Kleinwellenspannung beträgt etwa 40 mV von Spitze zu Spitze.

Der Ausgangsanschluß des Verstärkers 60 ist über einen Widerstand 67 »it dem invertierenden Anschluß eines Spannungskomparators 68 verbunden (der mit einem Fremdfrequenzkompensationskreis gezeigt ist, bestehend aus einem Kondensator 69 und einem Widerstand 70 in Reihe). Der nicht invertierende Singangsansehluß des Spannungskomparators 68 ist durch einen Widerstand 7"! siit d@r Erdleitung 42 verbunden. Der Ausgang des Spannimgskoicpexators lot eine Seohteckwellenkette, deren Impulstastverhältnis sich zwischen 0 and 1 über die 0,255&Lge Frequenzänderung ändert, die durch den Klein wellengehalt des Signals vom Verstärker 60 dargestellt wird. Wenn die Frequenz auierhalb des 0,25-$- Bereichs liegt, wird der Ausgang des Komparators 68 durchgehend positiv «der negativ, je nachdem, ob die Frequenz hoch eder niedrig ist. Innerhalb des 0,25-%-Bereichs ändert sich d&as Iaipulstastverhältnis kontinuierlich mit der Frequenz;.

D»er Auegangsansehlu* des Spannungskoajcators 68 treibt einen Leistungsverstärker mit einer Eingangsstufe, bestehend aus einem n-p-n-Transistor 72, dessen Emissionselektrode duorch die Leitung 42 geerdet ist, dessen Kollekter über zwei Widerstände 73, 74 in Seihe mit der Leitung 40 verbunden ist und dessen Steuerelektrode mit dem Ausgangsanschlu£ des Spannungskomparators 68 über einen Widerstand 75 verbunden ist. Ein Verspannwidersta&d 72a verbindet die Steuerelektrode des Traneist»rs 72 mit der Erdleitung 4²· Die Verbindung »wischen den Widerständen 75, 74 ist salt der Steuerelektrode eines a-n-p-Transisters 76 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung

40 und dessen Kollektor über zwei Widerstände 77, 78 in Reihe alt der Leitung 41 verbunden sind. Die Verbindung zwischen den Widerständen 77» 78 ist ait der Steuerelektrode eines n-p-n-Treibertransistors 79 verbunden, dessen Kollektor nit dea Kollektor eines n-p-n-Ausgangstransistors 80 und durch die Wechslestraoagenerator-Feldtreibwicklung 12 mit dea positiven AusgangsanschluÄ des Gleichrichters 56 verbunden ist. Eine Diode 81 ist zur Wicklung 12 parallelgeschaltet, um einen Weg für den Feldstrom aufrechtzuerhalten, wenn die !Transistoren 79» 80 abgeschaltet sind. Die Emissionselektrode des Transistors 79 ist ait der Steuerelektrode des Transistors 80, ait der Erdleitung 42 über einen Widerstand 82 und ait der negativen Leitung 4I über einen Widerstand 85 verbunden. Die Emissioneelektrode des Transistors 80 ist durch die Leitung 42 an Erde angelegt. Der Transistor 80 leitet, sobald der Ausgang des Spannungskoaparators 6t positiv ist.

Zur stabilisierenden Steuerung des Streas in der Feldwicklung 12 ist ein Wechselstroa-Rückkopplungsweg zua Verstärker 60 vorgesehen. Das Rückkepplungssignal wird durch eine Schaltung erzeugt, zu der ein Transistor 84 gehört, dessen Emissionselektrode durch die Leitung 42 geerdet ist und dessen Steuerelektrode ait dea geaeinsaaen Funkt zwischen zwei Widerständen 85, 86 verbunden ist, die in Reihe zwischen den Kollektor des Transistors 80 und die Leitung 4I geschaltet sind. Der Kollektor des Transistors 84 ist ait dea positiven Ausgangsanschlufi des Gleichrichters 36 über einen Widerstand 87» mit der Erdleitung 42 über einen Widerstand 88 und außerdem über einen Widerstand 89 Kit dea nicht invertierenden Anschluß eines Funktionsverstärkers verbunden, der als Spannungsabgreifer geschaltet ist und eine direkte negative Rückkopplungsverbindung zwischen seinea invertierenden Eingangsanschluß und seinem Ausgangsanschluß hat. Eine Diode 91 ist parallel zum Widerstand 89 geschaltet, und deren Anode ist ait dea Kollektor des Transistors 84 verbunden, und ein Kondensator 92 ist zwischen den nicht invertierenden EAnschluß des Verstärkers 90 und die Erdleitung geschaltet.

Immer dann, wenn der Transistor 80 leitet, ist der Transistor 84 nicht

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leitend, so daß sich der Kondensator 92 bis zur Spannung an der Verbindung zwischen den Widerständen 87, 88 durch die Diode 91 auflädt. Wenn der Transistor 80 zu leiten aufhört, leitet der Transistor 88, und der Kondensator $2 entlädt sich durch den Widerstand 89* Damit wird ein Gleichstromsignal mit einer Amplitude erzeugt, die durch die mittlere Spannung bestimmt wird, welche an die Wicklung 12 angelegt wird. Dieses wird dem invertierenden EingangsanschluB des Verstärkers 6o über einen Kondensator 93 und einen Widerstand 94 in Reihe zur Phasenkorrektur zugeleitet.

Verschiedene andere Stabilisierungskreise (die nicht im einzelnen gezeigt sind) sind außerdem eingesetzt, um unter allen Bedingungen eine Stabilität zu erreichen. Ein solcher Kreis enthält einen weiteren Impulslängenmodulator, der auf den vom Gleichrichter 25 koBwden Strom anspricht. Der Ausgang dieses Modulators wird normalerweise positiv und ist in die Steuerung über eine Diode 97 und einen Widerstand 98 mit der Steuerelektrode des Transistors 72 se eingekoppelt, daß er normalerweise keinen Effekt hat. Falls jedoch exzessiver Strom abgezogen wird, erscheinen negativ verlaufende Impulse am Auegang dieses Modulators. Diese Impulse schalten den Transistor 72 ab, und der Strom, der der Wicklung 12 zugeführt wird, wird verringert. Der Kendensater 95 und der Widerstand 96 sorgen für eine Kreisstabilisierung.

Ein weiterer Kreis arbeitet nur während des Anlaufens des Inverters. Dieser Kreis ist ein weiterer Impulslängenmodulator, der auf den Ausgang des Verstärkers 90 anspricht. Der Ausgang dieses Modulators wird wiederum in den Begier Über eine Diode 99 und einen Widerstand 1Oo eingeführt. Dieser Kreis hat die Funktion, den Wechselstromgenerator-Feldstrem während des Anlaufens zu begrenzen, um damit die Beschleunigung dec Inverters zu begrenzen.

Gleichetrem-Stabilisierungssignale, die zum vom Gleichrichter 23 gezogeeaen Strom und zur mittleren Ohmsehen Belastung am Wechselstromauegang in ^Beziehung gesetzt sind, werden über Widerstände 101 bzw. 102 an den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Ver%stärk«rs angelegt. Ein weiterer Widerstand 103, der mit demselben Punkt verbun-

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den ist, empfingt «in Hegelsignal iutr dann, wenn swei dar Generatoren parallel ait alnar Okmachen Laat gefahren werden mtlaeen.

Der in Pi«. 5 geseigte Sehaltkreia teilt dia Leitungen 40, 41, 42 «ait dar Schaltung nadilig. 4» Ma Schaltung hat drai Singangeaaaohliiaaa 104» 103» 1Oi, dia mit dan drai Auagamgaamaeklttaaen dar Inyerterankarwieklung 1·· rarirandan aind. Diaaa aind ait dan Aaeden ran drai Dioden 107 verkünden, deren Kathoden Miteinander und sit der Erdleitung 42 durch eine Videretandakette 10·, 109» 110 nrhsden aind. Di· Yerkindung swiaokcn den Widerständen 10t, 109 ist Bit der Leitmnf 42 ilaer einen Kendenaater 111 verbunden, und die Yerkindung »vieeken den Videratlnden 109» 110 iat mit der Leitung 42 «liier einen lendenaator 112 und außerdem meer swei Viderattnde 113, 114 in Seihe verbunden. Der Ileinwellenfekalt dea aieiekatreaaignala am der Teraindmng swiechen den Videratknden 109, 110 aetrifft oa. 1^ Spits· su Spitze.

Sin »weiter Sat« aua drei Sieden 115 iat *it den Betreffenden ineden mit den Inachlftaaen 104, 105 und 10< reraunden, und mit den »etreffenden Kathoden let eine wachetaeitige Teraindung und eine Yereindung ii»er einen lendenaator 116 mit der Leitung 42 rergeaeken. Der Eendenaator 116 iat su einer Wideratandakette 117, 11·» 119 far*llelf·Behaltet, voeei sum Videratand 119 swei weitere Videratftnde 120, in leihe parallelgeaehaltet aind, die ao gewftklt aind, dal der Gleiekatremwert an der Teriindung swiechen den Videratinden 11·, 119 niedriger «la der an der Terbindung swiaoken den VideratSnden 109» 110 iat, wenn die Amplituden der Spannungen am den drei Anaehltaaen 104» 105 und 10a" gleioh aimd. Sa reratekt ai*k, daJ der Gleiekatr^%wert am der Taraindmng swiaeken des Vid*ratl>d«n 109» 110 sur mittleren Spaanung an den drei imaekltaaem 104, 105» 106 im lesiehung geae%t iat, Kftkrand der am der Ter¥imdmmg swiaokem den Vidcratftndem 11· «mi 119 sur hiekaten Sfnaung am dea drei lnaekltaaen im lesiehumg geeetst iat» ae da· damm, «mm alak die gmammmmgem um mekr »la eimern »eetimmtem Betrag Temeimamder umteraekeidem, der Gleiekatremwert am der letaterem Yerfeimdumg knier ala der am der ereterem wird.

lie Terkiadumg awiaemem dem Videratlmdem 109» 110 iat mit der Sterner-

' ¹⁰ ·

elektrode «in·· m-p-n-Tramaistors 122 verbunden, und die Verbindung zwischen den Widerständen 118, 119 ist ait der Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors 123 verbunden. Me Kollektoren dieser beiden Transistoren 122, 123 >iad ait der Leitung 40 verbunden, und ihre Eais-■ionselektroden sind lussaaenfeschaltet und über einen Widerstand 124 »it dea invertierenden Eingangsansehlu· eines Spannunogskeaparators 125 verbanden. Ein weiterer Widerstand 124 verbindet diesen Anschlu· über eineen diedengeschalteten n-p-n-Tmnsister 127 alt *·* Aaede eiaer Zenerdiede 12·, deren rathede ait der Leitung 42 rerbundea ist. Sin Widerstand 129 verbindet die An·de der Zenerdiede 12· ait der negativen Leitung 4I · Si· Zenerdiode liefert «la· loimgespannmmg, die vea entgegengesetzter Polarität sur Gleiohstrcaspanmung an der verbindung swischen 109t 110 ist, vean die erforderliche aittlere Spannung an den Anschlüssen I04» 103» 106 vorhanden ist, jedoch ait entgegengesetzter Folaritit. Der !Transistor 127 liefert oiaon Steuerelektreden-EaissionselektrodeB-Spannungsabfall, ma einem Ausfleieh flr den «m schaffen, der vom Transistor I23 eingeführt wird. Sie Viderstiade 113 und II4 wierden durch Tests ausfewählt, so da· dann, wenn der Gleichstroawert an der Terbindunf swischen 109t 110 richtig ist, dor Gleichstroawert aa invertierenden AnschluB dos Kasyarators 125 lull ist. Sas Ileinwellensignal wird diosoa Gleiohstroawert tberlafert, mad os ist von aodifisiortor Sinmsfora ait eimer sehnellem Anstiegsseit umd eimer Vergleichs«weise langsaaen Abfallleit. Bor aieht imvertierende Anschlu· des Koaparators 125 ist ait der Leitung 42 durch einen Widerstand I30 verbunden, so da· in den Bedingungen, auf die besmg geneaaen worden ist, dor Ausgang dos loayarators elmo lechteekwolleniapulskotte alt oinor 50-JÜ.gen Simschaltseit ist. lime Irhihmng la Gleiemstreavcrt innerhalb dos 1^(-landes vorkfrst AIo Einschaltseit, und eine Terrimgermmg verllagert sie. line Srhihumg la Gleiohstreawert aulerhalb «os 1-^-lamdes fihxt daim, da· der loayaraterausgang niedrig bleibt, mad eine oatoyroohend gro-•o Terrimoforung bewirkt, AaJ Aor loapaaBorausgaag hooh bleibt.

AmagangaamMhlu· Aoa Ioayarators 125 i·* tbor oiaoa WlAoratamd 151 alt Aor Kathete oimor SieAo 132 verbunden, deren jaoA· alt Aor Loitmmg 42 mmA ait Aor Steuerelektrode elmea n-p-m-Trameiatere 133 vorbmaAOB ist, Aoaaoa SaiaaioaaoloktroAo alt Aor Leitmag 42 verbum-

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den ist. Der Kollektor des Transistors 133 ist über zwei Widerstände 134 und 135 in Reihe mit der Leitung 40 verbunden, und die Yerbindnng zwischen den Widerständen 134» 135 ist mit der Steuerelektrode eines p-n-p-Transistors I36 verbunden, dessen Emissionselektrode mit der Leitung 40 verbunden ist. Der K llektor des Transistors I36 ist über zwei SWiderstMnde 137» 158 in Reihe mit der negativen Leitung 41 verbunden, und die Verbindung zwischen den Widerständen 157 t 138 ist mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Treibertransistors 139 verbunden. Sie Emissionselektrode des Transistors 139 ist über einen Widerstand 140 mit der Leitung 4I verbunden, über einen Widerstand I4I mit der Leitung 42 und außerdem mit der Steuerelektrode eines n-p-n-Ausgangstransistors I42. Die Emissionselektrode des Transistors I42 ist mit der Erdleitung 42 verbunden, und die Kollektoren der beiden Transistoren 139» 142 sind zusammengeschaltet und mit einem Ende der Wicklung 20 verbunden, deren anderes Ende mit dem positiven Anschluß des Generators 56 verbunden ist. Eine Freilaufdiode 143 ist zur Wick lung 20 parallelgeschaltet.

Der Ausgangsverstärker, der aus den Transistoren 133, 136, 139 142 und ihren zugehörigen Bauteilen besteht, zieht Strom durch die Wicklung 20 immer dann, wenn der Ausgang des !Comparators 125 hoch ist, und der Strom durch die Inverterfeldwicklung wird damit geaäß der Inverterausgangsspannung geregelt, um diese Spannung konstant zu halten.

Die Transistoren 122, 123 wirken als eine "Hikgh-Win"-Torschaltung, die es der Hochphasen-Detektorschaltung 115, 116, II7, 118, 119» und 121 ermöglicht, die Regelung zu übernehmen, wenn ein bestimmtes Haß an Unausgeglichenheit auftritt.

Zur Stabilisierung wird die mittlere Spannung an der Wicklung 20 festgestellt, und Stabilisierunegssignale werden zum Komparator 125 zurückgemeldet. Zu diesem Zweck sind zwei Widerstände 144, 145 in Reihe zwischen den Kollektor des Transistors I42 und die negative Leitung 4I geschaltet. Ein n-p-n-Transistor I46 ist mit seiner Steuerelektrode mit der Verbindung zwischen den Widerständen 144» 145 verbunden, und

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mit seinem Kollektor ist der über einen Widerstand 147 mit dem positiven Anschluß des Pilotgenerators und über einen Widerstand I48 mit der Leitung 42 verbunden, mit der auch die Emissionselektrode verbunden ist. Der Kollektor des Transistors I46 ist ebenfalls über einen Widerstand I49 mit einer Seite eines Kondensators 150 verbunden, dessen andere Seite durch die Leitung 4² geerdet ist. Eine Diode I5I ist zum Widerstand 149 parallelgeschaltet, und mit ihrer Anode ist sie mit dem Kollektor des Transistors I46 verbunden. Diese Schaltung arbeitet in der gleichen Weise wie der entsprechende Teil der Schaltung nach Fig. 4» wobei das Signal am Kondensator 150 einen Gleichstromwert und ein Wechselstromsignal ist, die beide proportional zur mittleren Spannung sind, die an die Wicklung 20 angelegt wird. Dieses Signal wird an die Steuerelektrode eines n-p-n-Transistors I52 angelegt, der als ein Emissionselektrodenabgreifer geschaltet ist, wobei Widerstände 153» 154 in Reihe dessen Emissionselektrode mit der Erdleitung 42 verbinden. Der Kollektor des Transistors 152 ist mit der Leitung 40 verbunden.

Die Emissionselektrode des Transistors 152 ist über einen Widerstand 155 nit dem nicht invertierenden Eingangsaanschluß des Konparators 125 verbunden, um damit ein· geringes Maß an Gleichstrom-Positivrückkopplung zu liefern, damit die Regulierung verbessert wird.

Die Verbindung zwischen den Widerständen 155» 154 ist über einen Widerstand 156 und einen Kondensator 157 in Reihe mit dem invertierenden Anschluß des Komparators I25 verbunden, wobei zum Wideretand I56 eine Diode 158 parallelgeschaltet ist, deren Kathode mit der Emissionselektrode des Transistors 152 verbunden ist. Diewser Weg bildet ein phasenkorrigiertes Wechselstromrückkopplungssignal für den invertierenden Anschluß.

Zusätzlich kann ein Fremdregelsignal an den nicht invertierenden Anschluß des K«mparators 125 angelegt werden, wei zwei der Generatoren parallel benutzt werden, um eine Reaktivlast zu treiben. Ein Diodeneingang 159 ist vorgesehen, um ein positiv verlaufendes Signal zu liefern, wenn Wechselstrom vom Intverter einen Sollwert als Grenze überschreitet. Die Kathode dieser Diede 159 ist mit der Emissienselektro-

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de des Transistors 123 Verbunden, so daß ein hier angelegtes positiv verlaufendes Signal den Effekt hat, den Inverterfeldstrom zu verringern.

Ansprüche

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Claims

-Hf. Ansprüche

1. Streaerzeugungsvorrichtung, gekennzeichnet durch %inen Wechselstromgenerator mit einer Ankerwicklung und einer Feldwicklung, einen Gleichrichter zur Erzeugung von Gleichstrom vom Ankerausgang des Wechselstromgenerators bei einer Spannung, die durch die Wecheelstroageneratordrehzahl und den Wechselstromgeneratorfeldstrom bestimmt wird, einen rotierenden Inverter mit einer Ankerwicklung, einer unabhängig drehbaren Feldwicklung und Schaltmitteln zur Verbindung des Ausgangs des Gleichrichters mit der Ankerwicklung synchron mit der Drehung der Feldwicklung, wobei die Ankerwicklung einen Wechselstromausgang in einer Amplitude und mit einer Frequenz liefert, der von der Gleichstroaspannung und der Drehzahl der Feldwicklung abhängt, und Hegelmittel für die Feldwicklung des Wechelstromgenerators und des Inverters zur Regelung des Wechselstromgeneratoffeldstroms entsprechend der Frequenz des Wechelstromausgangs und des InverterfeIdstroms entsprechend der Ampltitude des Wechelstromausgangs.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Segelmittel eine Weeheelstromgeneratorfeldstromregelung aufweisen, bestehend aus einem FrequenzOSpannungs-Wandler, der mit einer Frequenzsignalspule verbunden ist, die ein Gleichstromsignal in einer Größe liefert, welche der Frequenz des Wecheelstromausgangs entspricht, und Komparatomitteln zur Änderung des Wechselstromgeneratorfeldstroms entsprechend dem Fehler zwischen dem Gleichstromsignal und einem Bezugssignal.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadureh gekennzeichnet, daß der Ausgang des Frequenz-Spannungswandlers aus dem Gleichstromsignal mit einem überlagerten Kleinwellensignal besteht und die Komparatormittel den WechseIstromgeneratorfeldstroa »it der Frequenz des Kleinwelleneignals ein- und ausschalten, wenn der Fehler geringer als die Amplitude des Kleinwellensignals ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadureh gekennzeichnet, daß dor Inverter einen triggernden Impulsgenerator zur Steuerung des geschalteten Anlegens von Gleichstrom an den Inver-30 088
Wa/Ti - 2 -

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teranker synchron zur Drehung des Inverterrotors aufweist, w«bei der triggernde Impulsgenerator die Frequenzsignalspule enthält.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4» gekennzeichnet durch einen Impulsrechteckformer, der die Frequenzsignalspule mit dem Frequenz-Spannungswandler verbindet.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 "bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Regelmittel eine Inverterfeldwicklungsregelung aufweisen, bestehend aus Gleichrichtermitteln, die mit dem Wechelstromgeneratorausgang zur Erzeugung eines Gleichstromsignals verbunden sind, das der Amplitude des Wechselstromausgangs des Inverters entspricht, und Komparatomitteln zur Steuerung des Inve*rterfeldstroms entsprechend dem Fehler zwischen dem Gleichstromsignal und einem Bezugssignal .

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtermittel eine kleinwe11enverringernde Filtereinerichtung aufweisen, derart, daß dem Gleichstromsignal ein Kleinwellensignal überlagert wird, und daß der Komparator so wirkt, daß der Inverterfeldstroa mit der Frequenz des Kleinwellensignals ein- und ausgeschaltet wird, wenn der Fehler geringer als die Amplitude des Kleinwellensignals ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Inverter ein Mehrphasen-Inverter ist und die Gleichrichtermittel einen ersten Satz Dioden, die durch einen gemeinsamen Widerstand mit einem ersten Kondensator verbunden sind, derart, daß an dem Kondensater eine Spannung geliefert wird, die in Beziehung zur mittleren Amplitude der Wechelstromsignale an den Phasenanschlüssen des inverters stehen, und einen zweiten Satz Dioden aufweisen, die direkt mit einem zwei ten Kondensator verbunden sind, derart, daß an dem zweiten Kondensator eine Spannung geliefert wird, die zur höchsten Spannung an irgendeinem der Phasensignale in Beziehung steht, wobei Mittel zum automatischen Wählen des jeweiligen an die Komparatomittel angelegten Kondensatorsignals entsprechend den relativen Größen der Kondensatorsignale vorgesehen sind.

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