DE2504890A1

DE2504890A1 - Elektrische anlage mit einer als starter bzw. generator betreibbaren dynamoelektrischen maschine

Info

Publication number: DE2504890A1
Application number: DE19752504890
Authority: DE
Inventors: David Logan Lafuze
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1974-02-07
Filing date: 1975-02-06
Publication date: 1975-08-21
Also published as: JPS50109333A; IT1031522B; JPS6223274Y2; IL46574A; JPS5918583U; DE2504890C2; GB1493875A; IL46574A0; US3902073A; FR2260893A1; FR2260893B1

Description

GENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, N.T., VStA

Elektrische Anlage mit einer als Starter bzw. Generator betreibbaren dynamoelektrischen Maschine

Die Erfindung bezieht auf eine elektrische Anlage mit einer als Starter bzw. Generator betreibbaren dynamoelektrischen Maschine oder auf eine Starter-Generator-Anlage mit einer dynamoelektrischen Maschine, die in einer Betriebsart als bürstenloser elektrischer Gleichstrommotor und in einer anderen Betriebsart als Wechselstromgenerator betreibbar ist. Beim Generatorbetrieb liefert die Anlage eine Ausgangsgröße konstanter Frequenz. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf die Steuerung der dynamoelektrischen Maschine und befaßt sich mit einer Steueranordnung, die unter Verwendung von Zyklokonvertern oder Umformern die dynamoelektrische Maschine derart steuert, daß sie zum einen als bürstenloser Gleichstrommotor und zum anderen als Wechselstromgenerator arbeitet, wobei die frequenzvariable Ausgangsspannung der Maschine in eine Spannung konstanter Frequenz umgeformt wird. Die dynamoelektrische Maschine wird im folgenden auch als Hauptmaschine bezeichnet.

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Zusätzlich zur Hauptmaschine v/erden zwei dynamoelektrische Hilfsmaschinen in der Anlage benutzt. Bei allen drei Maschinen handelt es sich, allgemein gesagt, um Synchronmaschinen, die zusammen mit einer dynamischen Belastung, beispielsweise einem Düsentriebwerk oder einem Verbrennungsmotor, auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind. Die Funktionen der drei dynamoelektrischen Maschinen sollen im folgenden kurz beschrieben werden:

Die Hauptmaschine (in Fig. 1: Teil 10) oder einfacher "die Maschine" ist als Synchronmaschine ausgebildet, d.h., sie hat ein gleichstromerregtes Feld. Im Motorbetrieb treibt die Maschine das Düsentriebwerk von einem anfänglichen Ruhezustand bis zu einer Arbeitsdrehzahl an. Danach wird die Maschine im Generatorbetrieb von dem Düsentriebwerk angetrieben und arbeitet als Wechselstromgenerator, dessen Ausgangsfrequenz sich im Gegensatz zur Ausgangsfrequenz der Anlage ändert.

Eine zweite dynamoelektrische Maschine (in Fig. 1 : Teil 12), die auch Erregermaschine genannt wird, arbeitet im Motorbetrieb als rotierender Transformator und im Generatorbetrieb als Synchronerregermaschine mit vertauschtem Innen- und Außenaufbau, d.h., das Gleichstromerregerfeld befindet sich im Stator und der Anker dreht sich. Die Erregermaschine bildet die Feldstromquelle für die Hauptmaschine, hat aber auch noch andere Funktionen.

Eine dritte dynamoelektrische Maschine (in Fig. 1 : Teil 14) arbeitet im Generatorbetrieb als Permanentmagnetgenerator und dient als Feldstromquelle für die zweite Maschine. Darüberhinaus hat sie insbesondere im Motorbetrieb weitere Funktionen, die noch im einzelnen erläutert werden.

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Herkömmliche Starter-Generator-Anlagen enthalten im allgemeinen eine dynamoelektrische Maschine, die als Motor betrieben wird, um eine dynamische Last zu starten, beispielsweise ein Düsentriebwerk oder einen Verbrennungsmotor, Sobald beispielsweise das Düsentriebwerk seine Leerlaufdrehzahl erreicht hat, wird der Startermotor abgeschaltet, und eine Konstantdrehzahl-Wechselstromgeneratoranordnung wird eingeschaltet und von· dem Triebwerk angetrieben, um elektrische Energie für die Gesamtanlage und weitere Verbraucher, wie sie beispielsweise in einem Flugzeug vorkommen, zu liefern.

Abweichend davon sind andere Anlagen bekannt, bei dene^f ^r eine einzige dynamoelektrische Gleichstrommaschine verwendet wird, deren Wicklungen umgeschaltet werden, so daß die Maschine zum einen als Motor und zum anderen als Generator arbeiten kann. In diesen bekannten Anlagen muß man entweder ", eine getrennte Startermaschine verwenden, die dann abgeschaltet wird, sobald das Triebwerk auf Touren ist,, oder im Falle von Wicklungsabschaltungen muß man die vom Generator gelieferte Gleichspannung in eine Wechselspannung gewünschter Frequenz umformen. Diese herkömmlichen Anlagen sind daher kompliziert und äußerst aufwendig, und zwar insofern, als man getrennte Starter- und Generatormaschinen verwenden muß und an den Maschinen und bzw. oder ihren Hauptteilen Umschaltungen erforderlich sind. Darüberhinaus sind diese Anlagen sehr groß und weisen oft keine große Zuverlässigkeit auf, was dadurch bedingt ist, daß viele Hauptkomponenten einer rotieren den dynamoelektrischen Maschine umgeschaltet oder verändert werden müssen. Es besteht daher ein Bedürfnis nach einer Anlage, in der eine einzige dynamoelektrische Maschine zum Starten eines Verbrauchers, beispielsweise eines Düsentriebwerks, als Motor und nach Beendigung des Startvorgangs als Wechselstromgenerator betrieben werden kann, wobei an der dynamoelektrischen Maschine selbst keine großen Änderungen vorgenommen werden sollen. Darüberhinaus wird angestrebt,

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daß alle vorgesehenen Komponenten und Teile nach Möglichkeit bei beiden Betriebsarten der Maschine verwendet werden können.

Zur Erfüllung dieses Bedürfnisses ist nach der Erfindung eine Starter-Generator-Anlage vorgesehen, bei der die dynamoelektrische Hauptmaschine eine Synchronmaschine ist, die während des Motorbetriebs als bürstenloser Gleichstrommotor und während des Generatorbetriebs als Synchrongenerator betrieben wird. Umformer mit phasengesteuerten Gleichrichtergruppen werden von einer Positionsfühleinrichtung selektiv gesteuert, um den richtigen Wicklungen des Hauptmaschinenan^ers Strom zuzuführen. Die Gleichrichtergruppen, die den einzelnen Speisespannungsphasen zugeordnet sind, werden selektiv in den leitenden Zustand gebracht und derart phasengesteuert, daß in Abhängigkeit von den Speisespannungsphasen und der Rotorposition in den richtigen Ankerwicklungen der Maschine ein Stromfluß passender Größe und Richtung vorgesehen ist. Eine den Rotorpositionsfühlern zugeordnete Logikschaltung legt fest, welcher der einzelnen phasengesteuerten Gleichrichter in den verschiedenen Gruppen gezündet werden muß, um den Stromfluß in der richtigen Wicklung vorzusehen, bei der die Feldflußdichte gerade am höchsten ist. Darüberhinaus erzeugt eine auf die Speisespannungen ansprechende Logikschaltung Freigabesignale für die verschiedenen Gleichrichtergruppen, um sicherzustellen, daß nur diejenigen Gleichrichtergruppen freigegeben werden, bei denen die Phase der Speisespannung gerade richtig ist. Die phasengesteuerten Gleichrichtergruppen des Umformers führen somit die Funktion der Kommutierung oder Umschaltung des Stroms zwischen den Ankerwicklungen in Abhängigkeit von der Rotorposition während der Motorbetriebsart aus und arbeiten im Generatorbetrieb unter Zufuhr einer Bezugsspannung als Frequenzwandler, so daß die Ausgangsgröße der Anlage eine konstante Frequenz aufweist.

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Dieselbe Hauptmaschine und dieselben Umformer werden daher in beiden Betriebsarten benutzt, um zum einen während des Motorbetriebs den Stromfluß in ausgewählten Ankerwicklungen zu steuern und um zum anderen während des Generatorbetriebs eine Gleich- und Wechselrichtung bzw. Umrichtung vorzunehmen, um die frequenzvariable Ausgangsspannung der als Synchrongenerator betriebenen Hauptmaschine in eine Spannung konstanter Frequenz umzuformen. Beim Übergang vom Motor- in den Generatorbetrieb müssen lediglich die die Rotorposition und Speisephase berücksichtigenden Logikschaltungen abgeschaltet werden, und im Schaltungsaufbau der das Gleichstromfeld für die Hauptmaschine liefernden Erregermaschine sind geringfügige Änderungen vorzunehmeil^ um zu ermöglichen, daß die Hauptmaschine nicht mehr als bürstenloser Gleichstrommotor, sondern als Synchrongenerator arbeitet. <

Nach der Erfindung wird somit eine Starter-Generator-Anlage mit einer einzigen dynamoelektrischen Maschine geschaffen, die sowohl als Motor als auch als Generator betrieben werden kann. Dabei wird zur Steuerung der dynamoelektrischen Maschine in beiden Betriebsarten ein Zyklokonverter oder Umformer verwendet.

Ferner wird bei der erfindungsgemäßen Anlage erreicht, daß nahezu alle Komponenten und Elemente bei beiden Betriebsarten Verwendung finden.

Die verschiedenartigen Vorteile werden somit nach der Erfindung dadurch verwirklicht, daß als Hauptmaschine eine Maschine nach Synchronbauart verwendet wird, die von mehreren Umformern mit einer Anzahl von phasengesteuerten Gleichrichtergruppen angesteuert wird, die jeweils vorzugsweise aus steuerbaren Siliciumgleichrichtern bestehen. Die steuerbaren Siliciumgleichrichter arbeiten.während des Motorbe-

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triebs als Kommutierungs- oder Schaltelemente. Beim Motorbetrieb werden Signale, die die Rotorposition der Hauptmaschine darstellen, in geeigneten Logikschaltungen verarbeitet, um Signale zu erzeugen, die die einzelnen Gleichrichter in den Gleichrichtergruppen derart steuern, daß
der Strom jeweils auf die richtige Ankerwicklung der '
Hauptmaschine umgeschaltet wird. Während des Motorbetriebs werden die Gleichrichter von einer Speisespannung konstanter Frequenz, beispielsweise 400 Hz in einem Flugzeug,
gespeist, und die vom Rotorpositionsfühler angesteuerte
Logik veranlaßt eine selektive Zündung der Gleichrichter
in derjenigen Gleichrichtergruppe,, die der richtigen
Phase zugeordnet ist, um den in und aus den ausgewählten
Wicklungen fließenden Strom zu steuern und damit ein positives Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Nachdem das Düsentriebwerk eine Drehzahl erreicht hat, bei der es in der Lage ist, sich selbst zu unterhalten, wird die Anlage vom Motorbetrieb in den Generatorbetrieb umgeschaltet, bei dem die
Hauptmaschine jetzt als Synchrongenerator arbeitet, dessen variable Ausgangsfrequenz.von den jetzt als Frequenzwandlern verwendeten Umformern in eine konstante Frequenz, beispielsweise 400 Hz, umgeformt wird. Beim Umschalten vom Motorauf den Generatorbetrieb werden sowohl die auf die Rotorposition ansprechende Logik als auch die die Speisephase berücksichtigende Zündlogik gesperrt, und die Speisespannung wird abgeschaltet. Ein Bezugsschwingungsgenerator wird in
Gang gesetzt und benutzt, um die Zündung der einzelnen
steuerbaren Siliciumgleichrichter als Funktion des Bezugsschwingungssignals konstanter Frequenz und der verketteten Ausgangsspannung des Generators zu steuern.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

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Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Starter-Generator-Gesamtanlage mit einer einzigen dynamoelektrischen Maschine und mit Steuerschaltungen zum Umschalten des Stroms auf die richtigen Ankerwicklungen und Steuern des Strompegels während des Motorbetriebs und zum Umformen der Ausgangsfrequenz der dynamoelektrischen Maschine in eine konstante Frequenz während des Generatorbetriebs,

Fig. 2 Schaltbilder von demjenigen Schaltungsteil der Fig. 1, der zum Steuern des Strompegels in der Maschine und der Felderregung dient,

Fig. 3 ein Schaltbild der Maschinenankerwicklungen und der phasensteuerbaren Siliciumgleichrichtergruppen, die die der Maschine zugeordneten Umformer bilden,

Fig. 4 ein Schaltbild mit den Zündschaltungen für die Gleichrichtergruppen,

Fig. 5a bis 5e Zeitverläufe der Speisespannungen und von daraus abgeleiteten verketteten Spannungen, die zum Erzeugen von phasenabhängigen Austastsignalen für die Gleichrichtergruppen dienen,

Fig. 6 die speisephasenabhängige Steuerlogikschaltung,

Fig. 7 Zeitverläufe von Signalen, die in der in der Fig. 6 dargestellten Logikschaltung auftreten,

Fig. 8 Zeitverläufe der beim Motorbetrieb in der Maschine erzeugten Spannungen und ihre Phasenbeziehung zu Rotorpositionssignalen und

Fig. 9 ein Schaltbild der den Rotorpositionsfühlern zugeordnete Logikschaltung, die zur Steuerung der Zündung der phasengesteuerten Gleichrichter in den Gleichrichtergruppen dient.

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Die Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild der Gesamtanlage, in der eine dynamoelektrische Maschinenanordnung sowohl als bürstenloser Gleichstrommotor zum Antreiben einer dynamischen Belastung, beispielsweise eines Düsentriebwerks, und als ein vom Düsentriebwerk angetriebener Synchrongenerator benutzt wird, nachdem das Düsentriebwerk gezündet hat und auf Touren gebracht worden ist. Die Anlage besteht aus vier Unteranlagen. Die erste Unteranlage ist die Hauptenergiekette 1, die die dynamoelektrische Maschine und die ihr zugeordneten Erregerelemente' enthält. Die Zyklowandler oder Frequenzumformer, die während des Motorbetriebs den Stromfluß zu den richtigen Wicklungen der Hauptmaschine selektiv schalten und die während des Generatorbetriebs die variable Frequenz des Generators in eine konstante Frequenz umformen, sind bei 2 gezeigt. Ferner ist eine Stromsteueranlage 3 vorgesehen, die während des Motorbetriebs in der Maschine den Strompegel steuert, wozu sowohl der Eingangsstrom als auch der Maschinenstrom abgefühlt wird, um den Zündwinkel der steuerbaren Gleichrichter in den Zyklowandlern zu steuern, damit der Ankerstrom während des Motorbetriebs gesteuert werden kann. Die Stromsteueranlage enthält Mittel zum Abfühlen des Strompegels in der Maschine, um den Strom auf einem gewünschten Pegel zu halten, als auch Mittel zum Abschwächen des Feldes der Hauptmaschine, um die Anlage während der Überwachung auf einer vorbestimmten Drehzahl zu halten. Das vierte Untersystem enthält die Steuerschaltungen, die die Zyklowandlergleichrichter während des Motorbetriebs in der richtigen Reihenfolge zünden, um den richtigen Ankerwicklungen den Strom als Funktion der Rotorstellung und Speisephase zuzuführen, und die während des Generatorbetriebs die Phasenvoreilung und Phasennacheilung derselben Gleichrichter steuern, um aus dem variablen Frequenzeingang einen konstanten Frequenzausgang zu erzeugen.

Die Hauptenergiekette enthält eine auf einer Welle 11 angeordnete Hauptmaschine 10, bei der es sich vorzugsweise

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um eine Synchronmaschine mit am Rotor befestigten Gleichstromfeldwicklungen und mit einem am Stator befestigten 6-Phasenanker handelt. Auf derselben Welle 11 wie die Hauptmaschine 10 befindet sich ein Erregergenerator 12, dessen Rotor die Ankerwicklungen und dessen Stator die Feldwicklungen trägt. Die Erregerfeldwicklungen sind die einzigen Elemente der Anlage, die zwischen der Motor- und der Generatorbetriebsart durch Schalten modifiziert werden. Das Erregerfeld ist während des Motorbetriebs als dreiphasige Sternschaltung geschaltet und wird über eine Steuerschaltung 13 für die Felderregung und Feldwicklungsverbindung von einer Wechselstromquelle gespeist und ist während des Generatorbetriebs in Reihe geschaltet und wird von einer Gleichspannungsquelle erregt, so daß der Generator als Synchrongenerator mit vertauschtem Innen- und Außenaufbau arbeitet.

Die Art und Weise, wie die Erregerfeldwicklungen beim Umschalten zwischen dem Motor- und Generatorbetrieb modifiziert werden, sind in einer von der Anmelderin am selben Tag eingereichten deutschen Patentanmeldung mit der Bezeichnung "Erregeranlage für eine als bürstenloser Gleichstrommotor und als Synchrongenerator betreibbare dynamoelektrische Maschine" und mit Lawrence Waters Messenger als Erfinder ausführlich beschrieben.

Die in der Rotorwicklung der Erregermaschine 12 induzierten Spannungen werden in einer nicht dargestellten Gleichrichterbrücke gleichgerichtet, die auf oder innerhalb der Welle befestigt ist. Die Gleichrichterbrücke liefert die Gleichstromerregung für die Hauptmaschine. Ferner ist auf der Welle 11 ein Permanentmagnetgenerator 14 angebracht, dessen Rotor aus mehreren Permanentmagnetpolpaaren besteht und dessen Ankerwicklung den Stator bildet. Der Permanentmagnetgenerator liefert die Gleichstrom-

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felderregung für die Erregermaschine 12 während des Generatorbetriebs und gestattet es, die Rotorstellung der Hauptmaschine während des Motorbetriebs zu bestimmen, wobei die Rotorstellung von der Frequenzwandleranlage 2 zum Steuern der Stromzufuhr zu den Ankerwicklungen verwendet wird·. Zu diesem Zweck sind drei Hallgeneratoren 15, 16 und 17 im Luftspalt des Permanentmagnetgenerators 20 angeordnet. Die Hallgeneratoren sind um 120° elektrisch in bezug auf die Permanentmagnetpolpaare versetzt und befinden sich in einer magnetflußfühlenden Beziehung zu den Permanentmagneten des Rotors. Die Hallgeneratoren werden dadurch erregt, daß eine von einer Gleichstromquelle 18 herrührende Spannung an ein Stirnflächenpaar des Hallgeneratorwerkstoffs gelegt wird. Im Hall element wird eine Spannung erzeugt, die der dem Hallelement ausgesetzten Magnetflußdichte proportional ist. Wenn sich daher der Rotor des Permanentmagnetgenerators 14 dreht, ändert sich die Spannung an den jeweiligen Hallgeneratoren als Funktion der Flußdichte von 0 bis zu einem maximalen Wert, so daß drei trapezförmige Spannungen entstehen, die jeweils um 120° elektrisch gegeneinander versetzt sind. Der Ausgang der Hallfühler stellt daher die Position des Rotors des Permanentmagnetgenerators dar. Wenn der Rotor des Permanentmagnetgenerators derart ausgebildet ist, daß er dieselbe Anzahl von Polpaaren wie die Hauptmaschine aufweist und die Pole des Permanentmagnetgenerators mit den Polen der Hauptmaschine ausgerichtet sind, ist die Rotor stellung der Hauptmaschine bekannt, wenn die Rotorstellung des Permanentmagnetgenerators bekannt ist. Die Ausgangssignale der Hallelemente 15 bis 17 kann man daher verwenden, um die Schaltvorgänge der torgesteuerten Elemente in den Frequenzwandlern zu steuern, damit der Strom der richtigen Wicklung im Anker der Hauptmaschine zugeführt werden kann.

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Zu diesem Zweck werden die drei Ausgangssignale der Hallfühler einem Rotorpositionslogiknetzwerk 20 zugeführt, das die sich ändernden Hallspannungen in sechs Freigabesignale mit einer Dauer von 120° umformt, um die Durchschaltzeit der sechs Gleichrichter in jeder Gruppe zu steuern. Diese Rotorpositionslogiksignale werden über geeignete Leitungen den einzelnen Frequenzwandlern zugeführt, die die Frequenzwandleranlage 2 bilden.

Die Frequenzwandleranlage 2 enthält drei Frequenzwandler 21, 22 und 23 mit zugehörigen Ausgangsfiltern, die über Leitungen 25, 26 und 27 und über ein drehzahlgesteuertes Schaltglied, das der Einfachheit halber in Form von drei einpoligen Umschaltern 28, 29 und 30 dargestellt ist, entweder an Anschlüsse 31 einer 400-Hz-Speisespannung oder an Anschlüsse 32 anschließbar sind, die zu einer elektrischen Belastung oder zu einem elektrischen Verbraucher führen. Die einpoligen Umschalter werden von einem Versorgungsabschaltnetzwerk 33 gesteuert, das die einpoligen Umschalter in eine solche Schaltstellung bringt, daß die Frequenzwandler mit der 400-Hz-Speisespannung verbunden sind, wenn sich die Anlage mit Startbetrieb befindet. Sobald die Hauptmaschine 10 das Düsentriebwerk bis auf die Leerlaufdrehzahl gebracht hat, veranlaßt das Versorgungsabschaltnetzwerk 33» daß die einpoligen Umschalter umgeschaltet werden, um die Speisespannungsquelle konstanter Frequenz von den Umformern oder Wandlern zu trennen und den Ausgang der Frequenzwandler mit dem elektrischen Verbraucher zu verbinden, der während des Generatorbetriebs das Konstantfrequenzausgangssignal erhält.

Jeder der Frequenzwandler 21 bis 23 enthält zwei Gruppen von entgegengesetzt gepolten steuerbaren Siliciumgleichrichtern oder steuerbaren Siliciumthyristoren, die zur Steuerung ihrer Durchschaltzeiten selektiv torgesteuert werden. Jede Gruppe enthält sechs Siliciumgleichrich-

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ter, und zwar jeweils einen für jede van sechs Wicklungen des Sechsphasenankers. Entgegengesetzt gepolte Gleichrichtergruppen sind für jede Versorgungsphase vorgesehen, um während des Motorbetriebs einen Stromfluß in die betreffenden Wicklungen und aus den betreffenden Wicklungen zu gestatten und um während der Gleichrichtung und Wechselrichtung der Maschine im Generatorbetrieb für einen Strom zu sorgen.

Die verschiedenen Eingänge zu den Frequenzwandlern werden durch Leitungen 35 bis 37 von den Hauptmaschinenankerwicklungen dargestellt. Der Ankerwicklungsausgang ist als ein Dreiphasenausgang gezeigt, obwohl in Wirklichkeit bei einer Sechsphasenmaschine jeder der Ausgänge einem Paar von Ankerwicklungen in der Maschine entspricht. Das bedeutet, daß bei einer Sechsphasenmaschine die Spannungen in komplementären Paaren von Wicklungen um 180° in der Phase verschoben sind. So tritt zwischen der Phase 1 und der Phase 4 einer Sechsphasenmaschine eine Phasenverschiebung von 180° auf, so daß zu irgendeinem vorgegebenen Zeitpunkt die einander entsprechenden Gleichrichter in einer positiven und negativen Gruppe des Frequenzwandlers gemeinsam leiten, um zu gestatten, daß in die eine Wicklung des Paares Strom fließt und aus der anderen Wicklung desselben Paares der Strom herausfließt. Weiterhin wird den Frequenzwandlern der Ausgang des Rotorpositionslogiknetzwerks zugeführt, um zu bestimmen, welcher der steuerbaren Siliciumgleichrichter in irgendeiner vorgegebenen. Gruppe gezündet werden soll und welche der Ankerwicklungen mit dem Strom versorgt werden soll. Gleichzeitig wird jedem der Frequenzwandler ein Zünd- und Leertastsignal von einer Zünd- und Leertastsignalschaltung 40 zugeführt, um sicherzustellen, daß Zünd- oder Triggerimpulse den steuerbaren Siliciumgleichrichtern irgendeiner Gruppe nur dann zugeführt werden, wenn die Polarität der Spannung an die-

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sem steuerbaren Siliciumgleichrichter in einer vorgegebenen Gruppe richtig ist. Zu diesem Zweck wird das Zünd- und Leertastsignalnetzwerk 40 von der^OO-Hz-Versorgungsspannung gespeist und erzeugt geeignete Leertastsignale für jeden der Frequenzwandler, und zwar in Abhängigkeit von der Phase der Speisespannung. Das Zünd- und Leertastsignalnetzwerk 40 arbeitet derart, daß es die Zünd- und Leertastsignale nur während des Motorbetriebs der Maschine liefert. Wenn die Anlage zum Generatorbetrieb umschaltet, wird das Zünd- und Leertastsignalnetzwerk 40 aufgrund eines Drehzahlsteuersignals gesperrt, das an einem Sperranschluß 41 auftritt. Gleichzeitig ist mit den Frequenzwandlern ein Bezugssignalgenerator 42 verbunden, der ein Bezugssignal liefert und der normalerweise während des Motorbetriebs durch eine Steuerschaltung 43 gesperrt wird. Das Signal vom Bezugssignalgenerator 42 wird in dem Frequenzwandler mit dem Integral der Leitung-zu-Leitung-Maschinenspannung vergleichen, um für die einzelnen steuerbaren Siliciumgleichrichter die Triggerimpulse zu erzeugen, die die leitenden Zeitintervalle oder Durchschaltzeiten derart steuern, daß das frequenzvariable Eingangssignal von der Hauptmaschine in ein Ausgangssignal konstanter Frequenz umgeformt wird. Die Steuerschaltung 43, die normalerweise den Bezugssignalgenerator 42 sperrt, wird von einem Drehzahlsignal gesteuert, so daß, wenn die Hauptmaschine eine bestimmte Drehzahl erreicht, bei der die Maschine vom Motorbetrieb in den Generatorbetrieb übergeht und die Zünd- und Leertastsignalschaltung 40 gesperrt wird, der Konstantfrequenz-Bezugssignalgenerator 42 die Steuerung der Frequenzwandler übernehmen kann.

Die Zündfolge der einzelnen Gleichrichter in den Frequenzwandlergleichrichtergruppen wird noch durch ein viertes Signal gesteuert, das den Zündzeitpunkt ändert und

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damit den Phasenwinkel der Gleichrichter in den Gruppen, und zwar als Funktion des Stroms in der Maschine während des Motorbetriebs. Zu diesem Zweck regelt die Stromfühl- und Steuerkette 3 anfangs den Strompegel als eine Funktion des EingangsStroms von der Speisequelle zu den Frequenzwandlern, und danach, wenn die Drehzahl steigt, wird der Strompegel sowohl in Abhängigkeit vom Maschinenstatorstrompegel als auch von der Maschinendrehzahl gesteuert. Wenn die Drehzahl der Maschine zunimmt und damit die in den Statorwicklungen der Hauptmaschine erzeugte Gegen-EMK 'ansteigt, wird schließlich ein Punkt erreicht, bei dem die Gegen-EMK gleich der Speisespannung ist, so daß unter normalen Umständen kein Ankerstrom fließen würde. Zu diesem Zeitpunkt nimmt das Stromsteuernetzwerk 3 eine Feldschwächung vor, d.h., der Betrag des Feldes der Hauptmaschine wird vermindert, so daß die Gegen-EMK abnimmt und es dem Ankerstrom gestattet wird, auch bei höheren Drehzahlen, als sie normalerweise üblich sind, von der Speisespannungsquelle wegzufließen. Weiterhin ist die Stromsteuerquelle tätig, um die Felderregung,der Erregermaschine 12 zu steuern, damit bei zunehmender Drehzahl der Erregerstrom konstant bleibt, so daß eine Überhitzung vermieden wird. Wenn die Maschine still steht und wenn die Maschine eine sehr niedrige Drehzahl hat, ist es schwierig, (1) den Maschinenstrom zu messen und (2) durch Steuern der Durchschaltzeiten in den Frequenzwandlern den Strompegel auf einem gewünschten Wert zu halten. Wenn nämlich die Maschine still steht, fließt in den Maschinenwicklungen ein Gleichstrom, der sehr schwierig zu messen ist. Bei niedrigen Drehzahlen fließt zwar ein Wechselstrom, der jedoch eine sehr niedrige Frequenz hat und der daher ebenfalls äußerst schwierig zu messen ist. Um diese Probleme zu vermeiden, ist ein Startstromsteuernetzwerk 44 vorgesehen, das mit Hilfe von Stromwandlern 45 den eintretenden 400-Hz-Strom von der Speisespannungsquelle abfühlt,

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ihn mit einem Bezugsstrom vergleicht und ein Fehlersignal liefert, das einem Maschinenankerstromsteuernetzwerk 47 zugeführt wird. Das Netzwerk 47 liefert eine St euer spannung, die den Frequenzwandlern zugeführt wird, um den Strompegel des Frequenzwandlers zu ändern. Das Maschinenankerstromsteuernetzwerk 47 wird auch in Abhängigkeit von einem Ankerstrom/Drehzahl-Steuernetzwerk 48 gesteuert, das den Maschinenankerstrom und die Drehzahl der Maschine abfühlt, um die Wirkung des Startstromsteuernetzwerks 44 zu übersteuern, sobald der Ankerstrom und die Maschinendrehzahl einen vorbestimmten Pegel erreichen. Wenn das Startstromsteuernetzwerk 44 gesperrt ist, erzeugt das Maschinenankerstromsteuernetzwerk 47 Steuersignale für den Frequenzwandler nur aufgrund des Maschinenankerstroms und der Maschinendrehzahl. Zu diesem Zweck wird der Maschinenankerstrom von einem geeigneten Ankerstromwandler 46 abgefühlt, der mit einer der Hauptmaschinenausgangsleitungen gekoppelt ist und an einen Eingang des Netzwerks 48 angeschlossen ist. Obwohl nur ein einziger Stromwandler dargestellt ist, sei bemerkt, daß man das den Ankerstrom darstellende Signal unter Heranziehung von allen Ankerwicklungen erzeugen kann, so daß dieses Signal am Regelelement dem mittleren Ankerstrom entspricht.

Der andere'Eingang zum Ankerstrom/Drehzahl-Steuernetzwerk 48 kommt von einem Rotorposition/Drehzahl-Umformer, der an den Ausgang von einem der Hallelemente angeschlossen ist, die dem Permanentmagnetgenerator zugeordnet sind. Die Spannung von den Hallgeneratoren stellt die Stellung oder Position des Permanentmagnetgeneratorrotors dar. Durch geeignete Verarbeitung dieser Positionssignale, beispielsweise durch Differenzieren, kann man die Drehzahl des Rotors abfühlen, und das Drehzahlsignal wird benutzt, um den Ankerstrompegel zu steuern, und wird

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darüberhinaus benutzt, um die verschiedenartigen Logiknetzwerke zu sperren, sobald die Drehzahl der Maschine hinreichend hoch ist, um vom Startbetrieb in den Generatorbetrieb umzuschalten.

Wenn die Drehzahl der Maschine im Startbetrieb zunimmt, steigt die in den Ankerwicklungen der Maschine 10 erzeugte Gegen-EMK an, und zwar so lange, bis sie gleich oder größer als die Speisespannung ist. Die Maschine 10 arbeitet dabei als bürstenloser Gleichstrommotor. Aufgrund des Anstiegs der Gegen-EMK fLießt in den Ankerwicklungen kein Strom, um ein positives Drehmoment an der Ausgangswelle aufrecht zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt liefert das Maschinenankerstromsteuernetzwerk 47 ein Steuersignal an eine Feldschwächungssteuerschaltung 50, die normalerweise die Feldschwächungsschaltung 51 im gesperrten Zustand hält. Die Feldschwächungssteuerschaltung 50 gestattet es nun der Feldschwächungsschaltung 51, ein Ausgangssignal zu erzeugen, das der Feldsteuerschaltung 52 zugeführt wird, die die Erregerspannung des Felderregungsnetzwerks 13 ändert. Durch Herabsetzen der Spannung zum Felderregungsnetzwerk 13 wird die Felderregung für die Erregermaschine 12 vermindert. Das Entsprechende gilt dann für den gleichgerichteten Ausgang der Erregermaschine, Damit wird die Felderregung für das Hauptmaschinenfeld herabgesetzt und die Gegen-EMK der Maschine vermindert, so daß es wieder möglich ist, den Ankerwicklungen Strom zuzuführen und weiterhin ein positives Drehmoment an der Welle zu erzeugen, das das Düsentriebwerk antreibt.

Die Feldsteuerschaltung 52 wird auch gesteuert, um bei Abwesenheit der Feischwächung die Felderregung der Erregermaschine 12 konstant zu halten. Dazu ist ein Eingang der Feldsteuerschaltung 52 an einen Stromwandler 53 angeschlossen, der mit den Erregerfeldwicklungen gekop-

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pelt ist und den Strom abfühlt, der der Erregermaschine zugeführt wird. Die Feldsteuerschaltung 52 hält die Felderregung dadurch konstant, daß sie für einen konstanten Feldstrom der Erregermaschine 12 sorgt. Der Grund für die Regelung des Feldstroms wird darin gesehen, daß bei zunehmender Drehzahl der Erregermaschine die effektive Impedanz der Erregermaschine abnimmt. Wenn man der Feldwicklung eine konstante Spannung zuführen würde, nähme der Feldstrom zu, was auch mit einer Zunahme des Ausgangs der Erregermaschine und einer Zunahme der dem Hauptrotorfeld zugeführten Erregung verbunden wäre. Da sich das Hauptrotorfeld bereits in der Sättigung befindet, pumpt die Erregermaschine einfach mehr Strom in das Maschinenfeld, was zu einer Erhitzung der Maschine führt. Da somit bei einer Zunahme der Drehzahl der Maschine infolge der damit verbundenen Impedanzabnahme der Strom zunimmt, wird der Strom in der Erregermaschine abgefühlt, und die Feldsteuerschaltung erzeugt ein Steuersignal, das die Erregung herabsetzt, um einen konstanten Strom aufrecht zu erhalten, wenn die Drehzahl der Maschine vom Stillstand bis zu einer Betriebsdrehzahl zunimmt«

Die in der Fig. 1 im Blockschaltbild dargestellte Starter-Generator-Schaltung besteht somit aus einer Hauptmaschine, die von einer synchronen Bauart ist, aus einem Erregergenerator, der die Felderregung für die Hauptmaschine liefert, und aus einem Permanentmagnetgenerator, der die Gleichstromerregung für die Erregermaschine während des Generatorbetriebs liefert und der darüberhinaus verwendet wird, um die Position des Hauptmaschinenrotors abzufühlen. Das Abfühlen der Position des Hauptmaschinenrotors wird mit Hilfe von geeignet angeordneten Hallgeneratoren erreicht, die Spannungen erzeugen, die dann in geeigneten Logikschaltungen umgesetzt werden, um die Gleichrichter in den Frequenzwandlern"21 bis 23 derart zu

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steuern, daß"jeweils den richtigen Ankerwicklungen der Hauptmaschine ein Strom zugeführt wird. Auf diese Weise wird die Hauptmaschine als bürstenloser Gleichstromgenerator betrieben, wobei die Frequenzwandlergleichrichtergruppen als Kommutier- oder Schalteinrichtung arbeiten, um in Abhängigkeit von der Rotorstellung, die von den dem Permanentmagnetgenerator zugeordneten Hallgeneratoren abgefühlt wird, den richtigen Ankerwicklungen den Strom zuzuführen. Während des Motorbetriebs arbeiten daher die Frequenzwandler als Schalt- oder Kommutierungselemente, um in den geeigneten Ankerwicklungen der Hauptmaschine einen Stromfluß zu erzeugen und um auf diese Weise den Motorbetrieb aufrecht zu erhalten, so daß an der Ausgangswelle ein positives Drehmoment auftritt, mit dem das Düsentriebwerk angetrieben wird. Darüberhinaus wird während der Motorbetriebsart der Strompegel in der Hauptmaschine mit Hilfe einer Stromsteuerschleife gesteuert, die zunächst in Abhängigkeit von dem ankommenden Speisestrom den Strompegel in der Hauptmaschine steuert, und danach wird die Steuerung des Strompegels von einer Schaltung übernommen, die den im Maschinenanker tatsächlich fließenden Strom und die Drehzahl der Maschine abfühlt. Wenn die Maschinendrehzahl zunimmt, erreicht die in der Maschine erzeugte Gegen-EMK einen Pegel, der den Ankerstrom und damit das Drehmoment auf Null vermindern könnte. Um dies zu vermeiden wird eine Feldschwächung vorgenommen, die die Gegen-EMK vermindert, so daß es weiterhin möglich ist, ein positives Drehmoment an das Düsentriebwerk abzugeben. Zusätzlich wird die Felderregung für die Erregermaschine, die die Erregung für die Hauptmaschinenfeldwicklung liefert, gesteuert, um unabhängig von der Drehzahl eine konstante Erregung aufrecht zu erhalten und dadurch eine Überhitzung der Hauptfeldwicklungen zu vermeiden.

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Nachdem die Maschine eine vorbestimmte Drehzahl erreicht hat, bei der sie vom Start- oder Motorbetrieb in einen Generatorbetrieb umgeschaltet werden muß, werden Signale erzeugt, die die Logiknetzwerke abschalten oder sperren, die die Frequenzwandler steuern, um den Strom zwischen den Ankerwicklungen als eine Funktion der Rotorstellung zu schalten. Die Konstantfrequenz-Speisespannung wird von den Frequenzwandlern abgeschaltet, und die Feldwicklungen der Erregermaschine werden miteinander verbunden. Der Erregermaschine wird eine Gleichstromerregung zugeführt, um diese Maschine als Synchronerregergenerator zu betreiben. Ein BezugsSignalgenerator wird mit den Frequenzwandlern verbunden, so daß die Frequenzwandler jetzt als echte Frequenzwandler arbeiten, um den sich ändernden Frequenzausgang der ^etzt von dem Düsentriebwerk angetriebenen Hauptmaschine in einen Konstantfrequenzausgang umzuformen.

Die Fig. 2 zeigt das in der Fig. 1 als Blockschaltbild dargestellte Stromsteuernetzwerk, durch das der Strompegel in der Häuptmaschine dadurch gesteuert wird, daß die steuerbaren Siliciumgleichrichter in den Stromwandlern in Abhängigkeit von einem Fehlersignal gesteuert werden, das in der Stromsteuerschleife erzeugt wird* In der Fig. 2 sind ähnliche Netzwerkkomponenten mit denselben Bezugszahlen versehen wie in der Fig. 1. Somit wird einem Eingangsanschluß 54 des Startstromsteuernetzwerks 44 ein Eingangssignal zugeführt, das dem den Frequenzwandlern zugeführten Eingangsstrom proportional ist. Dieses Eingangssignal wird mit einem Bezugssignal von einem Potentiometer 55 verglichen. Die beiden Signale werden algebraisch addiert und als ein einziger Eingang einem Operationsverstärker 56 zugeführt, der an seinem Ausgang dann ein Fehlersignal abgibt, das der Differenz zwischen dem Pegel des 400-Hz-EingangsStroms und dem Pegel des Bezugsstroms

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proportional ist. Das dieser Differenz proportionale Fehlersignal wird über einen Gleichrichter 57 dem Maschinenankers tr omsteuernetzwerk 47 als ein Eingangssignal zugeführt. Das Maschinenankerstromsteuernetzwerk 47 weist einen Operationsverstärker 58 auf, an dessen Eingangsanschluß das Fehlersignal gelegt wird. Der Ausgangsanschluß des Operationsverstärkers 58 ist mit dem Zünd- und Leertastsignallogiknetzwerk der Frequenzwandler verbunden. Das Fehlersignal wird somit mit einem Zündsignalverlauf in den Zünd- und Leertastschaltungen oder mit dem Bezugsverlauf in den Modulatoren verglichen, um Triggerimpulse zu erzeugen, die die steuerbaren Siliciumgleichrichter bei einem richtigen Winkel zünden, um den gewünschten Strompegel zu erzeugen.

Beim Start und bei sehr niedrigen Drehzahlen ist die in der Hauptmaschine erzeugte Gegen-EMK sehr niedrig, so daß ein maximaler Strom fließt, der von den steuerbaren Siliciumgleichrichtern kommutiert wird.' Der Ausgang des Startstromsteuernetzwerks 44 ist derart eingestellt, um anfangs einen hohen Strompegel zu erzeugen, und' die Einstellung am Potentiometer 55 ist derart getroffen, daß der Frequenzwandler einen hohen Ausgangsstrom liefert. Da das Netzwerk 44 den Ankerstrompegel jedoch lediglich indirekt mißt, was darauf zurückzuführen ist, daß der Speisestrom gemessen wird, ist es erwünscht, die Steuerung der Frequenzwandler zum Schalten des Stromes sobald wie möglich auf der Basis einer tatsächlichen Messung des Ankerstroms vorzunehmen. Die Wirkung des Startstromsteuernetzwerks 44 wird daher übersteuert, wenn die Drehzahl der Maschine zunimmt, indem dieses Netzwerk gesperrt oder abgeschaltet wird und das Maschinenankerstromsteuernetzwerk 47 in Abhängigkeit von einem Netzwerk gesteuert wird, das den Maschinenanker strom direkt abfühlt. Das Ankerstrom/Drehzahl-Steuernetzwerk 48 ist an den ■Verbindungspunkt der Diode 57 und des Netzwerks 47 angeschlossen und

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führt eine Sperrung des Netzwerks 44 durch, sobald die· Kombination aus dem Ankerstrom und der Maschinendrehzahl einen vorbestimmten Pegel erreicht. Das Ankerstrom/Drehzahl-Steuernetzwerk 48 wird in Abhängigkeit vom Ankerstrom und einem Signal gesteuert, das der Drehzahl der Maschine proportional ist. Das Rotorposition/Drehzahl-Wandlernetzwerk 49 ist daher an einen Eingang des Netzwerks 48 angeschlossen, und ein Signal, das dem gemessenen Ankerstrom proportional ist, wird dem anderen·Eingang zugeführt. Im Netzwerk 48 findet ein Vergleich mit einem Bezugssignal statt, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das das Startstromsteuernetzwerk 44 sperrt. Ein dem Ankerstrom proportionales Signal wird als ein Eingang dem invertierenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 59 im Netzwerk 48 zugeführt. Weiterhin wird dem Eingang des Operationsverstärkers 59 ein Bezugssignal von einem Bezugspotentiometer 60 zugeführt. Dieses Signal stellt den Bezugsankerstrompegel dar. Der Rotorposition/Drehzahl-Wandler 49 liefert ein Signal, das die Maschinendrehzahl darstellt. Diese drei Signale werden algebraisch addiert und erzeugen am Ausgang des Operationsverstärkers 59 ein Signal, das benutzt wird, um das Startstromsteuernetzwerk 44 zu übersteuern und zu sperren. Das Rotorpositionssignal vom Hallfühler wird einem R-C-Differenziernetzwerk 61 zugeführt. Das Signal vom Netzwerk 61 wird zusammen mit einer negativen Bezugsspannung von einem Potentiometer 62 dem invertierenden Anschluß eines Operationsverstärkers 63 zugeführt. Beim Stillstand oder bei niedrigen Drehzahlen ist das Bezugssignal im Vergleich zu dem Drehzahlsignal des Differenziernetzwerks 61 groß, so daß der Verstärkerausgang stark positiv ist. Wenn man dem invertierenden Anschluß des Operationsverstärkers im Netzwerk 48 eine stark positive Spannung zuführt, wird der Ausgang des Verstärkers 59 stark negativ. Mit zunehmender Maschinendrehzahl wird das Drehzahlsignal vom

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Rotorposition/Drehzahl-Wandlernetzwerk 49 zunehmend weniger positiv. Das bedeutet, daß das differenzierte Signal bei zunehmender Drehzahl positiver wird. Es wirkt daher der negativen Bezugsspannung des Potentiometers 62 entgegen, und der Ausgang des Operationsverstärkers 63 wird weniger positiv. Wenn das dem Operationsverstärker 59 im Netzwerk 48 zugeführte positive Drehzahlsignal abnimmt, wird die algebraische Summe aus dem Drehzahlsignal, dem Ankerstromsignal und dem .Bezugssignal des Potentiometers 60 verhältnismäßig stärker negativ, und infolge der Zufuhr dieser Signale zu dea umkehrenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 59 wird der Ausgang des Operationsverstärkers 59 stärker positiv. Bei einer gewissen Kombination aus Drehzahl und Ankerstrom wir das Aus gangs signal des Ankerstrom/Drehzahl-Steuernetzwerks positiver als das Ausgangssignal des Startstromsteuernetzwerks 44. Die Diode 57 wird daher in Sperrichtung vorgespannt, und damit wird das Netzwerk 44 vom Maschinenankerstromsteuernetzwerk 47 abgeschaltet. Die Strompegelsteuerung des Frequenzwandlers wird daher vom Startstroms teuemetzwerk, das auf den Speisestrompegel anspricht, auf das Ankerstrom/Drehzahl-Steuernetzwerk umgeschaltet. Danach wird der von den Frequenzwandlern den Ankerwicklungen zugeführte Strompegel sowohl als Funktion des Strompegels im Maschinenanker als auch als Funktion der Drehzahl der Maschine gesteuert.

¥enn die Drehzahl der Maschine zunimmt, steigt die Gegen-EMK in der Maschine an, bis bei einer gewissen Drehzahl, die niedriger als die Leerlaufdrehzahl des Düsentriebwerks ist, die Speisespannung überschritten wird. Sobald dies geschieht, ist die Speisespannung nicht mehr in der Lage, einen hinreichend hohen Strom durch die Ankerwicklungen zu schicken , der den Anforderungen der Steuerschleife genügt. Das bedeutet, daß das Beschleunigungsdrehmoment abnimmt, bis das Drehmoment unzureichend

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ist, um die Maschine weiter zu beschleunigen. Es ist daher notwendig, eine Feldschwächung für die Hauptmaschine einzuleiten, indem die Erregung der Erregermaschine 12 herabgesetzt wird. Durch die Verminderung der Erregung der Erregermaschine, die als rotierender Transformator arbeitet, nimmt die dem Hauptfeld zugeführte gleichgerichtete Spannung ab. Dadurch wird die Gegen-EMK in der Maschine vermindert, bis sie wesentlich kleiner als die Speisespannung ist. Jetzt kann' wieder ein Strom durch die Ankerwicklungen fließen, so daß das positive Drehmoment .an der Ausgangswelle aufrechterhalten bleibt und das Düsentriebwerk weiter angetrieben wird. Zu diesem Zweck muß das Feldschwächungsnetzwerk 51 die Feldbezugsspannung an einem Eingangsanschluß 77 modifizieren, um den geregelten Feldstrom herabzusetzen.

Die Feldschwächungssteuerschaltung 50, die das Netz werk 51 normalerweise im gesperrten Zustand hält, weist eine Zenerdiode 65 auf, die über eine Diode 66 an den Ausgang des Operationsverstärkers 58 des Maschinenankersteuernetzwerks 47 angeschlossen ist. Der am Operationsverstärker 58 auftretende Ausgang hat normalerweise eine solche Polarität und einen solchen Pegel, daß die Zenerdiode 65 nicht durchbricht und damit nicht leitend ist. Demzufol ge wird eine negative Spannung an einem Anschluß 67 einer Spannungsquelle durch einen Widerstand 68 und eine Diode 69 dem umkehrenden Eingangsanschluß eines Operationsverstärkers 70 in der Feldschwächungsschaltung 51 zugeführt. Die Diode 69 ist derart gepolt, daß sie durch die Spannung am Anschluß 67 in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist. Die Diode 69 führt daher die negative Spannung am Anschluß 67 dem umkehrenden Anschluß des Operationsverstärkers 70 zu.

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Weiterhin wird dem Eingang des Operationsverstärkers 70 eine positive Feldschwächungsbezugsspannung von einem Potentiometer 72 zugeführt. Bei normalen Bedingungen reicht die negative Spannung der Feldschwächungssteuerschaltung 50 aus, um die Bezugsspannung zu überwinden, so daß der Ausgang des Operationsverstärkers 70 stark positiv ist. Bei einem positiven Ausgang des Verstärkers wird der Ausgang des Netzwerks 51 durch eine Diode 71 blockiert, die derart gepolt ist, daß sie, wie erwähnt, positive Spannungen sperrt. Auf diese Weise wird das Netzwerk 51 von der Feldsteuerschaltung 52 getrennt.

Wenn die Maschinendrehzahl zunimmt, fällt der Ankerstrom infolge der höheren Gegen-EMK ab. Der Ausgang des Netzwerks 47 nimmt zu und versucht, den Anker strom zu erhöhen. Wenn die Gegen-EMK der Maschine nahezu gleich oder größer als die angelegte Spannung ist, sinkt der Ankerstrom unter einen gewünschten geregelten Wert ab. Der. Ausgang des Operationsverstärkers 58 imMaschinenankerstromsteuernetzwerk nimmt seinen maximal positiven Wert an. Die Ausgangsspannung vom Operationsverstärker 58 ist hinreichend positiv, um die Zenerdiode 65 durchzulassen und eine positive Spannung an die Diode 69 zu legen. Diese Spannung ist hinreichend positiv, um die Diode 69 in den nichtleitenden Zustand zu bringen und damit die negative Spannung vom Anschluß 67 abzuschalten, die den Eingang des Operationsverstärkers 70 auf einem negativen Potential gehalten hat. Der Eingang des Operationsverstärkers 70 stellt die algebraische Summe aus dem Bezugssignal vom Potentiometer 72 und dem Signal dar, das dem Ankerstrom entspricht. Der Ankerstrom wird mit der Bezugsspannung verglichen, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das über die Diode 71 dem umkehrenden Eingang des Operationsverstärkers 74 in der Feldsteuerschaltung 52 zugeführt wird. Das Signal steuert das Felderregungsnetzwerk der Erregerma-

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schine, um die Felderregung der Hauptmaschine zu schwächen und dadurch die Gegen-EMK herabzusetzen. Auf diese Weise wird erreicht, daß ein Ankerstrom in der Hauptmaschine fließt.

An die Eingänge des Operationsverstärkers 74 ist auch eine Schaltung angeschlossen, die dazu dient, die Felderregung der Erregermaschine unabhängig von der Drehzahl konstant zu halten. Wie bereits erwähnt, nimmt bei zunehmender Drehzahl der Maschine die Erregermaschinenimpedanz ab, und wenn man somit der Erregermaschine eine konstante Spannung zuführt, würde ihr Ausgang zunehmen und damit der Strom in der Hauptmaschine anwachsen. Da das Hauptmaschinenfeld normalerweise gesättigt ist, würde der zusätzliche Strom lediglich eine zusätzliche Erwärmung verursachen. Daher wird ein Signal, das dem Erregergeneratorfeldstrom entspricht, von einem Stromwandler über die Dioden 76 dem umkehrenden und dem nicht umkehrenden Eingang des Operationsverstärkers 74 zugeführt. Weiterhin ist der umkehrende Eingang des Operationsverstärkers 74 über den Anschluß 77 an eine Bezugsgleichspannungsquelle angeschlossen, deren Bezugsgleichspannung über einen einpoligen Umschalter 78 und einen Widerstand 70 dem nicht invertierenden Anschluß zugeführt wird. Die Bezugsgleichspannung erstellt den erwünschten Strompegel, und wenn der tatsächliche Strom in den Feldwicklungen der Erregermaschine diesen Pegel überschreitet, wird ein Fehlersignal erzeugt, um die Felderregung der Erregermaschine zu vermindern und dadurch den Strom in Abhängigkeit von der Drehzahl konstant zu halten. Wenn die Drehzahl einen Wert erreicht, bei dem die Gegen-EMK die angelegte Spannung erreicht und der Ankerstrom auf einen niedrigen Wert abfällt, wird durch die Feldschwächungsschaltung 51 der Vorgang der Feldschwächung eingeleitet, um das Hauptmaschinenfeld und damit die Gegen-EMK in den Ankerwicklungen herabzusetzen, so daß die Maschine weiterhin in

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der Lage ist, ein positives Drehmoment abzugeben. Die Stromsteueranlage steuert daher den Ankerstrom in der Maschine beim Stillstand und bei niedrigen Drehzahlen in Abhängigkeit vom Strom in den Zufuhrleitungen des Frequenzwandlers. Danach, wenn die Drehzahl der Maschine zunimmt, wird die Stromsteuerung in Abhängigkeit vom Maschinenankerstrom und der Maschinendrehzahl vorgenommen. Wenn dann schließlich die Drehzahl der Maschine einen Wert erreicht, bei dem die Gegen-EMK gleich oder größer als die Speisespannung ist, wird eine Schaltung tätig, um eine Feldschwächung vorzunehmen und die Gegen-EMK herabzusetzen. Dadurch wird die Maschine im Motorbetrieb gehalten, und es wird bei Drehzahlen, bei denen die Maschine normalerweise kein Drehmoment mehr erzeugt, ein positives Antriebsdrehmoment abgegeben.

Phasengesteuerte Frequenzwandlergleichrichtergruppen:

In der Fig. 3 sind die ,phasengesteuerten Gleichrichtergruppen im einzelnen dargestellt, die die Zyklokonverter oder Frequenzwandler bilden, die während des Startbetriebs den Stromfluß in und aus den Ankerwicklungen steuern und die während des Generatorbetriebs die Frequenzumwandlung vornehmen. Die Hauptmaschine 10 ist als eine Sechsphasenmaschine mit sechs Phasenwicklungen W,j bis Wg dargestellt. Die Wicklungen sind in einer solchen Weise um den Anker verteilt, daß die Wicklungen 1 und 4, 3 und 6 sowie 2 und 5 komplementäre Wicklungspaare bilden, deren Wicklungen um jeweils 180° phasenverschoben sind. Wenn daher der Strom von der Speisespannungsquelle in die Wicklung W^ fließt, tritt gleichzeitig der Strom aus der Wicklung W^ aus und fließt zur Speisespannungsquelle. Die Wicklungspaare 3 und 6 sowie 2 und 5 arbeiten in einer ähnlichen Weise, so daß bein Eintritt des Stroms in die eine Wicklung eines Wicklungspaares gleichzeitig

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der Strom aus der anderen Wicklung austritt und umgekehrt* Zur weiteren Erläuterung des Stromflusses in und aus den Maschinenwicklungen sowie des Stromflusses in den Gleichrichtern und Gleichrichtergruppen, die den Strom steuern, werden die folgenden Vereinbarungen getroffen. Wenn ein Strom von den Generatorwicklungen zur Speisespannungsquelle fließt, wird dieser Strom'als ein positiver Strom (P) bezeichnet und die steuerbaren Siliciumgleichrichterschalter werden als positive oder P-Schalter identifiziert und auch die Gleichrichtergruppe wird eine P-Gruppe genannt. Ein Stromfluß von der Speisespannungsquelle in den Generator wird hingegen als ein negativer Strom (N) betrachtet. In entsprechender Weise werden die steuerbaren Siliciumgleichrichter schalter als negative oder N-Schalter identifiziert und die Gleichrichtergruppe wird N-Gruppe genannt. Während des Startbetriebs, bei dem die dynamoelektrische Hauptmaschine als bürstenloser Gleichstrommotor arbeitet, wird den einzelnen Wicklungen in der richtigen Reihenfolge Strom zugeführt, um in derjenigen Ankerwicklung einen Speisestrom hervorzurufen, in der die Flußdichte hoch ist, so daß der Motor in der Lage ist, ein Drehmoment abzugeben. Damit wird zu irgendeinem Zeitpunkt einer der dem Anker der Hauptmaschine zugeordneten Wicklungen ein Strom von einer der Speisephasen zugeführt, und zwar von derjenigen Speisephase, die in bezug auf die vorangegangene leitende Phase positiv ist, während aus der komplementären Wicklung des Paares ein Strom zu derjenigen Phase der Speisespannungsquelle fließt, die in bezug auf die vorangegangene leitende Phase negativ ist.

Der Stromfluß in und aus den Ankerwicklungen W₁ bis Wg wird von Gruppen von phasensteuerbaren Siliciumgleichrichtern gesteuert, die die Frequenzwandler 21, 22 und 23 bilden, denen die Speisespannungsphasen A, B und C

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zugeordnet sind. Jeder der stromsteuernden Frequenzwandler 21 bis 23 enthält eine positive Gleichrichtergruppe P und eine negative Gleichrichtergruppe N, die jeweils über ein Filter mit einem Ausgleichs- oder Zwischenphasentransformator 90 und einem Nebenschlußkondensator 91 an einen Eingangsanschluß angeschlossen sind, dem eine der Phasen A, B oder C der Speisespannungsquelle zugeführt wird. Die positiven und negativen Gleichrichtergruppen enthalten jeweils η Gleichrichter, wobei η die Anzahl der Maschinenphasen ist. Jede Gleichrichtergruppe enthält daher sechs steuerbare Siliciumgleichrichter, die zwischen das Filter und die Ankerwicklungen geschaltet sind, um den Ankerwicklungen ¥^ bis Wg selektiv Strom zuzuführen. Der der Phase A zugeordnete Frequenzwandler 21 enthält somit in seiner positiven Gleichrichtergruppe P sechs steuerbare Siliciumgleichrichter 1AP bis 6AP, die derart gepolt sind, daß der Strom nur von den Ankerwicklungen über die Gleichrichter zum Eingangsanschluß fließen kann. Die negative Gleichrichtergruppe N enthält ebenfalls sechs steuerbare Siliciumgleichrichter 1AN bis 6AN, die in entgegengesetzter Richtung gepolt sind, so daß der Strom nur vom Eingangsanschluß über die Gleichrichter in die Ankerwicklungen fließen kann. Jeder der steuerbaren Siliciumgleichrichter 1 bis 6 in jeder Gruppe ist an eine der Ankerwicklungen angeschlossen, wobei die Zahlen 1 bis 6 in den den Gleichrichtern zugeordneten Bezugszeichen die jeweilige Ankerwicklung identifizieren, an die der Gleichrichter angeschlossen ist. Der steuerbare Siliciumgleichrichter 1AP ist somit der Ankerwicklung \L·, der Phase A und der positiven Gleichrichtergruppe P zugeordnet. Der Gleichrichter 1AP gestattet es somit, daß Strom von der Wicklung W>j zum Speisespannungsanschluß fließt und er sperrt den vorher leitenden Gleichrichter nur dann, wenn die Phase A negativer als die vorangegangene Phase ist, bei der es sich um die Phase C bei der anfänglichen Tor-

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steuerung handelt, und wenn die Rotorpositionslogik anzeigt, daß der Rotorpol und damit der Feldfluß, der der Wicklung W^ benachbart ist, hoch ist. Alle übrigen Gleichrichter in der positiven Gruppe werden selektiv derart getriggert, daß aus den übrigen Ankerwicklungen ein Strom fließen kann, wenn die Rotorpositionslogik anzeigt, daß der der betreffenden Wicklung benachbarte Feldfluß hoch ist.

In der negativen Gruppe des Frequenzwandlers 21 sind die steuerbaren Siliciumgleichrichter in der entgegengesetzten Richtung gepolt, so daß sie nur dann in den leitenden Zustand getriggert werden können, wenn die zugehörige Phasenspannung in bezug auf die vorhergehende Phase positiv ist. Der steuerbare Siliciumgleichrichter 1AN in der negativen Gruppe des Frequenzwandlers 21 ist somit zur Stromzufuhr zur Wicklung W^ nur dann leitend, wenn die Phase A positiver als die Phase C ist und wenn die Rotorpositionslogik anzeigt, daß der Feldfluß bei der Wicklung W^ hoch ist. Die den Frequenzwandlern 22 und 23 zugeordneten positiven und negativen Gleichrichterbänke, die an die Phasen B und C angeschlossen sind, enthalten in ähnlicher Weise identifizierte steuerbare Siliciumgleichrichter 1BP bis 6BP und 1CP bis 6CP in den positiven Gleichrichtergruppen und 1BN bis 6BN und 1CN bis 6CN in den negativen Gleichrichtergruppen dieser beiden Frequenzwandler. ·

Alle durch eine 1 identifizierte Gleichrichter sind mit der Ankerwicklung W^ verbunden, und zwar unabhängig davon, ob sie einer positiven oder negativen Gruppe angehören und ob sie der Phase A, B oder C zugeordnet sind. Damit kann man der Ankerwicklung W₁ Strom von der Speisespannungsquelle zuführen. Jeder durch dieselbe Zahl identifizierte Gleichrichter ist somit mit der durch die

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entsprechende Zahl identifizierten Wicklung der dynamoelektrischen Hauptmaschine verbunden, so daß man die Stromleitung für- eine vorgegebene Wicklung leicht von der einen auf die nächste Phase der Versorgungsspannung übertragen kann.

■ Es ist erkennbar, daß bei einem Stromfluß in eine der Wicklungen über eine negative Gleichrichtergruppe ein Strom aus der komplementären Wicklung durch eine positive Gruppe zurück zur Spannungsquelle fließen muß. Wenn beispielsweise über den steuerbaren Siliciumgleichrichter 1AN in der negativen Gleichrichtergruppe der Phase A ein Strom in die Wicklung W^ fließt, muß ein Strom aus der Wicklung W^ austreten und durch einen mit der Zahl 4 identifizierten Gleichrichter einer positiven Gleichrichtergruppe fließen, die einer der beiden anderen Phasen zugeordnet ist. Der in eine besondere Wicklung fließende Strom und der aus einer besonderen Wicklung austretende Strom kann von einer Phase der Speisespannung oder von allen Phasen der Speisespannung geliefert werden, was von der Drehzahl der Maschine abhängt. Falls die Drehzahl der Maschine sehr niedrig ist, was bedeutet, daß die Drehzahl im Vergleich zur Speisefrequenz klein ist, tritt eine neue Speisephase jeweils nach einigen Winkelgraden der Drehung des Maschinenrotorpols auf, so daß sich die Speisespannung während des Intervalls, während dem ein Strom in einer einzigen Ankerwicklung fließt, einige Male ändert. Das bedeutet, daß die Wicklungen von allen Phasen über die einzelnen Gleichrichtergruppen mit Strom versorgt werden. Wenn hingegen die Maschinendrehzahl im Vergleich mit der Speisefrequenz hoch ist, macht hingegen das Zeitintervall, während dem eine einzige Wicklung des Ankers mit Strom versorgt werden muß, lediglich einige Grad der Speisephase aus, so daß eine einzige Speisephase nicht nur einer einzigen Wicklung, sondern einigen Wicklungen, wenn

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nicht gar allen Wicklungen des Ankers während einer einzigen Alternation der Speisespannungsphase zuführt. Die Anlage ist daher bei allen Drehzahlen äußerst flexibel, was dadurch erreicht wird, daß das Zünden der einzelnen steuerbaren Siliciumgleichrichter in den positiven und negativen Gruppen, die den einzelnen Speisephasen zugeordnet sind, in einer gesteuerten,Weise vorgenommen wird, um den Wicklungen Strom zuzuführen und die dynamoelektrische Maschine als bürstenloser Motor im Startbetrieb zu betreiben.

Wenn die Maschine eine vorgegebene Drehzahl erreicht, bei der der von der Maschine als Motor angetriebene dynamische Verbraucher eine Drehzahl erreicht hat, die beispielsweise der Leerlaufdrehzahl bei einem Düsentriebwerk entspricht, werden die Zünd- und Steuerschaltungen, die die steuerbaren Siliciumgleichrichter in den Frequenzwandlern als Funktion der Rotorstellung zünden, gesperrt. Die dynamoelektrische Maschine arbeitet jetzt als Generator und die Zyklokonverter bzw. Frequenzwandler üben ihre eigentliche Funktion als Frequenzwandler aus, um die Maschinenausgangsspannung umzuformen, deren Frequenz sich in Abhängigkeit von der Drehzahl ändert. Zu diesem Zweck werden die Phasen und die Rotorpositionssignale abgeschaltet und die entsprechenden Erzeugungsschaltungen gesperrt, und es wird ein Bezugsschwingungsgenerator freigegeben. Das Signal des Bezugsschwingungsgenerators wird mit dem Integral der Leitungsspannung des Generators verglichen, um Zündimpulse zu erzeugen, die die einzelnen steuerbaren Siliciumgleichrichter mit veränderlichen Voreilungs- und Nacheilungswinkeln zünden, um die Spannung veränderlicher Frequenz in eine Spannung konstanter Frequenz umzuformen. Beim Betrieb als Frequenzwandler für eine elektrische Generatoranlage veränderlicher Drehzahl und konstanter Ausgangsfrequenz wird die

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Speisespannung, wie bereits im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben, abgeschaltet, und die Ausgangsspannungen der Maschinenwicklungen W,j bis Wg werden über Anschlüsse 92 einem Netzwerk zugeführt, in dem aus diesen Ausgangsspannungen Zündsignalverlaufe hergestellt werden, die das Integral der Generatorspannungen zwischen den Leitungen sind. Die Zündverläufe werden mit den Bezugsschwingungssignalen in einer geeigneten Modulatorschaltung verglichen, um die Triggersignale zu erzeugen, so daß die jeder Phase zugeordnete positive und negative Gleichrichtergruppe als gleichrichtende bzw. wechselrichtende Gruppe arbeitet, um für eine konstante Ausgangsfrequenz zu sorgen. Die Art und Weise, wie der Zündverlauf erzeugt wird und wie die Gleichrichter getriggert werden, um zu einer konstanten Ausgangsfrequenz zu gelangen, ist allgemein bekannt, Dazu wird auf die US-Patentschriften 3 400 321, 3 431 483 und 3 593 106 verwiesen. Diese Druckschriften befassen sich mit Zyklokonvertern bzw. Frequenzwandle-rn sowie mit zugehörigen Zündeinrichtungen, um aus einem von einem Generator gelieferten Signal veränderlicher Frequenz ein Signal konstanter Frequenz zu gewinnen,,

Zündschaltungen für steuerbare Siliciumgleichrichter bzw. Siliciumthyristoren

Zündschaltungen für die negativen und positiven Gleichrichtergruppen für jede der Phasen sind in Blockschaltbildform in der Fig. 4 dargestellt. Die Fig. 4 zeigt eine Zündschaltung für die positive Gleichrichtergruppe der Phase A, eine entsprechende Zündschaltung 94 für die negative Gleichrichtergruppe der Phase A und ähnliche Zündschaltungen 95, 96 sowie 97 und 98 für die positiven und negativen Gleichrichtergruppen der Phasen B und C. In Anbetracht der Ähnlichkeit von allen fünf

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Schältungen sind nur die Zündschaltungen für die positive und die negative Gleichrichtergruppe der Phase A im einzelnen dargestellt. Die Zündschaltung 93 für die positive Gruppe der Phase A enthält mehrere Modulatoren MI bis M6, die an die Steueranschlüsse der steuerbaren Siliciumgleichrichter 1AP bis 6AP der positiven Gruppe in der Phase A angeschlossen sind. Die Modulatoren haben einen solchen Aufbau, daß sie an ihrem Ausgang ein Triggersignal abgeben, wenn das den Modulatoren zugeführte Eingangssignal positiv wird. Dazu wird insbesondere auf die Fig. 3 der US-PS 3 400 321 Bezug genommen, wo eine solche Schaltungsanordnung im einzelnen gezeigt ist. Die Eingangssignale zu den Modulatoren kommen beim Startbetrieb vom Rotorpositionslogiknetzwerk 20 und vom Phasensteuerleertastnetzwerk 40 und beim Generatorbetrieb vom Zündverlauf- und Bezugsverlaufgenerator. Im Startbetrieb kommt das Eingangssignal zu jedem der Modulatoren MI bis M6 von UND-Gliedern 100 und UND-Gliedern 101 bis 106. Alle UND-Glieder 101 bis 106 erhalten ein Eingangssignal vom Phasensteuernetzwerk 40, wobei es sich bei diesem Eingangssignal um ein Freigabesignal für die positive Gruppe der Phase A handelt. Dieses Freigabesignal gibt die betreffenden UND-Glieder nur dann frei, wenn die Speisespannungsphase A in bezug auf die vorangegangene Phase, d.h. die Phase C, negativ ist. Die steuerbaren Siliciumgleichrichter der positiven Gruppe der Phase A können somit nur dann getriggert werden, um einen Stromfluß aus den Maschinenwicklungen zuzulassen, wenn die Phase A in bezug auf die vorangegangene Phase negativ ist. Der weitere Eingang von jedem der UND-Glieder 101 bis 106 ist an das Rotorpositionslogiknetzwerk 20 angeschlossen, damit die einzelnen UND-Glieder selektiv durchgeschaltet werden können, wenn durch die besondere zugehörige Wicklung ein Strom fließen soll. Jedes der UND-Glieder 101 bis 106 wird somit nur dann durchgeschaltet, wenn.durch eine besondere

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Wicklung ein Strom fließen soll. Bei der gezeigten Anordnung empfängt das UND-Glied 101 nur dann ein Freigabesignal von dem Rotorpositionslogiknetzwerk, wenn die Wicklung W^ erregt werden soll. Entsprechendes gilt für das UND-Glied 102 und die Wicklung W₃, das UND-Glied 103 und die Wicklung W₅ sowie für die UND-Glieder 104, 105 und 106 und die Wicklungen Wp» W. und Wg. Wenn daher die Wicklung W^ derart gesteuert v/erden soll, daß durch sie ein Stromfluß zur Phase A auftritt, erzeugt das UND-Glied 101 ein positives Ausgangssignal, allerdings nur dann, wenn ein positives Freigabe signal am einen Eingang andeutet, daß die Phasenpolarität richtig ist, und das am anderen Eingang anliegende Rotorpositionslogiksignal positiv ist und damit anzeigt, daß der der Wicklung W., benachbarte Fluß hoch ist. Das resultierende positive Ausgangssignal wird dem einen Eingang des UND-Glieds 100 zugeführt, dessen Ausgang an den Modulator M1 angeschlossen ist. Am anderen Eingang des UND-Glieds 100 liegt ein Steuersignal, das nur dann vorhanden ist, wenn sich die Maschine im Startbetrieb befindet. Das UND-Glied 100 kann daher nur durchgeschaltet werden, wenn die Anlage im Startbetrieb arbeitet. Wenn die Anlage in den Generatorbetrieb übergeht, wird das positive Freigabesignal am UND-Glied 100 abgeschaltet. Das Glied ist dann gesperrt, und das in Abhängigkeit von der Speisespannung und der Rotorstellung erzeugte Signal wird vom Modulator abgeschaltet. Stattdessen wird den Modulatoren über Eingangsanschlüsse 107 ein Signal zugeführt, das das Integral der Generatorspannung zwischen den Leitungen und die Bezugsspannung darstellt, um die Modulatoren und damit die zugeordneten steuerbaren Siliciumgleichrichter mit einer solchen Phasenfolge zu triggern bzw. zu zünden, daß die Generatorausgangsspannung variabler Frequenz in eine Ausgangsspannung konstanter Frequenz umgewandelt wird.

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Beim Startbetrieb werden allerdings die einzelnen UND-Glieder durch das Phasen-Gruppen-Freigabesignal und das Rotorpositionslogiksignal freigegeben^ um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das dann über das UND-Glied 100 an den Modulator weitergeleitet wird,, um die einzelnen steuerbaren Siliciumgleichrichter in der positiven Gruppe zu zünden, wenn eine richtige Phasenspannung vorhanden ist und wenn durch die Rotorposition angezeigt wird, daß durch eine besondere Wicklung ein Strom fließen soll. Die Zündschaltung 94 für die negative Gleichrichtergruppe der Phase A enthält in ähnlicher Weise einen Satz von Modulatoren M1 bis M6 für die steuerbaren Siliciumgleichrichter 1AN bis 6AN. Die Modulatoren werden entweder von einem Eingangssignal an den Anschlüssen 107 oder aufgrund des Ausgangssignals von UND-Gliedern 108 bis 113 gesteuert. Das jeweilige Ausgangssignal der UND-Glieder 108 bis 113 wird wiederum über UND-Glieder 100 den Modulatoren zugeführt. Das am Anschluß 107 auftretende Signal stellt im Generatorbetrieb das Integral der verketteten Leitungsspannung des Generators und die Bezugsspannung dar. Beim Start- oder Motorbetrieb werden die UND-Glieder 108 bis 113 durch ein Freigabesignal für die negative Gleichrichtergruppe der Phase A freigegeben. Dieses Freigabesignal tritt auf, wenn die Phase A der Speisespannung in bezug auf die vorangegangene Phase positiv ist, so daß die Gleichrichter in der negativen Gleichrichtergruppe in der richtigen Reihenfolge gezündet werden können, um den Ankerwicklungen von der Phase A der Speisespannung einen Strom zuzuführen. Das andere Eingangssignal für die einzelnen UND-Glieder 108 bis 113 kommt vom Rotorpositionslogiknetzwerk 20, das bestimmt, welche Ankerwicklung den Strom empfangen soll und damit welches Glied und welcher Modulator einen Ausgangstriggerimpuls abgeben sollen, um den betreffenden steuerbaren Siliciumgleichrichter in den leitenden Zustand zu bringen.

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Die übrigen Zündschaltungen für die negativen und positiven Gleichrichtergruppen der Phasen B und C sind in ähnlicher Weise aufgebaut und werden in entsprechender Weise im Start- oder Motorbetrieb selektiv betätigt, und zwar durch entsprechende Phasenfreigabesignale und durch Signale vom Rotorpositionslogiknetzwerk, um die steuerbaren Siliciumgleichrichter in den einzelnen Gruppen in der richtigen Reihenfolge zu zünden, so daß in ausgewählten Ankerwicklungspaaren ein Strom fließt. Das bedeutet, wie bereits erläutert, daß bei einem Stromfluß durch die Wicklung W,, auch durch die Wicklung W^ ein Strom fließt, der um 180 phasenverschoben ist. Wenn in entsprechender Weise von der Spannungsquelle ein Strom in die Wicklung W-, fließt, fließt auch ein Strom durch die Wicklung Wg zur Spannungsquelle. Das Entsprechende gilt für die Wicklung W₅ und die Wicklung Wp· Da die Anordnung in einem paarweisen Betrieb arbeitet und drei Phasen vorhanden sind, gibt jedes Steuersignal vom Rotorpositionslogiknetzwerk gleichzeitig sechs UND-Glieder frei. "Von diesen sechs UND-Gliedern werden allerdings nur zwei von dem Phasensteuerfreigabesignal durchgeschaltet, um sicherzustellen, daß unter den negativen und positiven steuerbaren Siliciumgleichrichtern das richtige Gleichrichterpaar gezündet wird.

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Die folgenden Kombinationen sind möglich:

W₄ ■ N

4
W P

W₆ N

W₃ N

W₆ P

W₂ N

^₅ N

Folglich haben alle UND-Glieder, die einem mit der Zahl 1 identifizierten steuerbaren Siliciumgleichrichter in der negativen Gruppe zugeordnet sind, einen gemeinsamen Eingang von der Logiksteuerung. Da die durch die Zahl 4 identifizierten steuerbaren Siliciumgleichrichter in den positiven Gruppen zur selben Zeit gezündet werden müssen wie die mit der Zahl 1 bezeichneten Gleichrichter in der negativen Gruppe, erhalten alle UND-Glieder für die mit der Zahl 4 bezeichneten Gleichrichter in den positiven Gruppen und alle UND-Glieder für die mit der Zahl 1 bezeichneten Gleichrichter in den negativen Gruppen ein gemeinsames Freigabesignal von dem RotorppsitionslQgiknetzwerk. Welche der Gleichrichter in den betreffenden Phasengruppen dann tatsächlich getriggert werden, wird durch die Phasensteuerspannung' gesteuert und hängt von der Polarität der Speisespan-

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nungsphasen ab. Die UND-Glieder, die in den positiven Gruppen den mit der Zahl 1 bezeichneten Gleichrichtern zugeordnet sind, und die UND-Glieder, die in den negativen Gruppen den mit der Zahl 4 bezeichneten Gleichrichtern zugeordnet sind, sind miteinander verbunden.

Die UND-Glieder, die in den positiven Gruppen den mit der Zahl 3 bezeichneten Gleichrichtern zugeordnet sind, und die UND-Glieder, die in den negativen Gruppen den mit der Zahl 6 bezeichneten Gleichrichtern zugeordnet sind, sind miteinander verbunden. In ähnlicher Weise sind die UND-Glieder in den positiven Gruppen, die den Gleichrichtern mit der Zahl 5 zugeordnet sind, mit den UND-Gliedern in den negativen Gruppen verbunden, denen die Gleichrichter mit der Zahl 2 zugeordnet sind. Die UND-Glieder für die Gleichrichter mit der Zahl 5 in den negativen Gruppen und die UND-Glieder für die Gleichrichter mit der Zahl 2 in den positiven Gruppen sind ebenfalls miteinander verbunden.

Es ist somit eine Anzahl von Eingangsanschlüssen 114 zum Empfang von Signalen vom Rotorpositionslogiknetzwerk vorgesehen. Entsprechend der gezeigten Darstellung empfängt der oberste Anschluß ein Signal, um alle UND-Glieder freizugeben, die in den negativen Gruppen von allen Phasen Gleichrichtern mit der Zahl 1 und in den positiven Gruppen von allen Phasen Gleichrichtern mit der Zahl 4 zugeordnet sind. Der zweite Anschluß empfängt ein Freigabesignal für alle UND-Glieder, die in den positiven Gruppen Gleichrichtern mit der Zahl 1 und in den negativen Gruppen Gleichrichtern mit der Zahl 4 zugeordnet sind. Der dritte Anschluß ist mit denjenigen UND-Gliedern verbunden, die in den positiven Gruppen Gleichrichtern mit der Zahl 3 und in den negativen Gruppen Gleichrichtern mit der Zahl 6 zugeordnet sind. Der vierte Anschluß führt all denjenigen UND-

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Gliedern ein Freigabesignal zu, die in den positiven Gruppen den Gleichrichtern mit der Zahl 6 und in den negativen Gruppen den Gleichrichtern mit der Zahl 3 zugeordnet sind. Am fünften Anschluß liegt ein Frei gäbe signal für die UND-Glieder, die in den positiven Gruppen den Gleichrichtern mit der Zahl 2 und in den negativen Gruppen den Gleichrichtern mit der Zahl 5 zugeordnet sind. Der sechste und letzte Anschluß führt schließlich denjenigen IMD-Gliedern ein Freigabesignal zu, denen in den positiven Gruppen die Gleichrichter mit der Zahl 5 und in den negativen Gruppen die Gleichrichter mit der Zahl 2 zugeordnet sind.

Phasensteuerleertastnetzwerk:

Das Phasensteuernetzwerk enthält Mittel zum Erzeugen eines Leertast- oder Freigabesignals, das den Übergang von Strom von einer Speisephase auf die nächste Speisephase nur dann gestattet, wenn die Polarität der Speisephase richtig ist. Wenn somit beispielsweise der Stromfluß negativ sein, soll, d.h. in die Wicklung, wird ein Stromübergang zwischen Speisephasen nur dann gestattet, wenn die Phase in bezug auf die leitende Phase positiv wird. Falls der Stromfluß positiv ist, d.h. aus der Wicklung heraus, wird ein Stromübergang zwischen Speisephasen nur dann gestattet, wenn eine Phase in bezug auf die vorgehend leitende. Phase negativ wird. Wenn somit unter der Annahme einer Phasenfolge A, B, C die Phase A in bezug auf die Phase C positiv wird, wird für die negative Gleichrichter gruppe in der Phase A des Frequenzwandlers ein Leertast- oder Freigabesignal für ein Zeitintervall erzeugt, während dem die Phase A gegenüber der Phase C positiv ist. Sobald während desselben Intervalls die Phase C in bezug auf die Phase B negativ wird, wird für die positive Gleichrichtergruppe der Phase C ein Freigabesignal erzeugt, um ausgewählte Gleichrichter in der positiven Gruppe zu triggern und damit einen Strom-

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fluß aus den Ankerwicklungen zu gestatten. In ähnlicher Weise erzeugt das Netzwerk ein Leertastsignal, wenn die Phasen B und C in bezug auf die anderen Phasen positiv werden, um die negativen Gleichrichtergruppen in diesen Phasen freizugeben, und zwar bei gleichzeitiger Freigabe der positiven Gleichrichtergruppen, um den geeigneten Stromfluß vorzusehen. Weiterhin wird das Integral der Speisespannung zwischen den Leitungen erzeugt, um als ein Zünd- oder Triggersignal zu arbeiten, damit die Dauer der Phase-Α-, der Phase-B- und der Phase-C-Leertastsignale verändert werden kann, um den Pegel des Stroms in den Ankerwicklungen zu steuern. Die Erzeugung der Phasenleertastsignale, die anzeigen, daß der Strom von einer leitenden Phase auf die nächste Phase übertragen werden kann, kann man auch unter direkter Heranziehung der Phasenspannungen vornehmen. Da man jedoch in jedem Falle die Integrale der verketteten Leitungsspannungen bilden muß, um zur Steuerung des Strompegels in der Maschine den Zündwinkel der steuerbaren Siliciumgleichrichter zu ändern, kann man auch das Integral der verketteten Spannung heranziehen, um die Leertastspannungen zu erzeugen. Das Integral der Spannung zwischen der Leitung der Phase C und der Leitung der Phase B hat dieselbe Phase wie die Speisephase A. Entsprechend hat das Integral der Spannung zwischen der Leitung der Phase C und der Leitung der Phase A dieselbe Phase wie die Speisephase B, und das Integral der verketteten Spannung zwischen den Phasen B und A hat dieselbe Phase wie die Phase C. Wenn man daher das Integral von B-A vom Integral von C-B subtrahiert, ist es möglich, ein Leertastsignal zu erhalten, das für das Intervall positiv ist, während dem die Phase A gegenüber der Phase C positiv ist. Wenn man in ähnlicher Weise das Integral von C-B vom Integral von A-C abzieht und das Integral von A-C vom Integral von B-A abzieht, erhält man Leertastsignale, die positiv während der Zeitintervalle sind, bei denen B positiver als A und C positiver als B ist. Wenn eine besondere Phasenspannung positiver als

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die vorangegangene Phasenspännung wird, kann man den in.die Maschine gerichteten Strom von der vorangegangenen Phase wegnehmen. In ähnlicher Weise kann man, wenn diese Spannungen in bezug auf die vorangegangene Phase negativ wird, den aus den Ankerwicklungen fließenden Strom von der vorangegangenen Phase auf die negativ gewordene Phase übertragen. Die Austastspannungen werden daher benutzt, um ein Zünden der Gleichrichter in der besonderen positiven oder negativen Gruppe zu ermöglichen. ·

Die Art und Weise, wie die Integrale der verketteten Speisespannungen voneinander abgezogen werden, um die Leertastspannungen für die Phasen A, B und C zu erzeugen, soll an Hand von Signalverläufen erläutert werden. Dazu wird auf die Fig. 5 verwiesen. In der Fig. 5a ist die dreiphasige Speisespannung mit der Phasenfolge A, B und C dargestellt. Die Spannungen sind dabei längs der Ordinate über der der Zeit zugeordneten Abszisse aufgezeichnet. In der Fig. 5b sind die Integrale der verketteten Speisespannungen gezeigt, die man erhält, indem man die einzelnen Phasenspannungen voneinander subtrahiert und dann integriert. In der Fig. 5b ist das Integral der Spannung zwischen der Spannung an der Leitung mit der Phase A und der Spannung an der Leitung mit der Phase C mit J A-C bezeichnet. In entsprechender Weise sind die übrigen integrierten verketteten Spannungen mit J B-A und _y C-B bezeichnet. Aus den Figuren 5a und 5b erkennt man, daß zum Zeitpunkt t_Q die Phasenspannung A positiver als die vorausgehende Phasenspannung C wird und bis zum Zeitpunkt t_o positiver bleibt. Weiterhin kann man der Fig. 5b entnehmen, daß zum Zeitpunkt t_Q das _) C-B in bezug auf das J B-A positiv wird und bis zum Zeitpunkt tp positiv bleibt. Wenn man daher feststellt, zu welchem Zeitpunkt das Integral der verketteten Phasenspannung C-B größer als das Integral der verketteten Phasenspannung B-A wird, ist es möglich, eine Austast- oder Freigabespannung zu diesem Zeitpunkt zu erzeugen. Ferner kann man diese Austast- oder

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Freigabespannung zum Zeitpunkt t~ beenden, wenn wieder

-A positiver als ^) C-B wird. In der Fig. 5c ist diese Austastspannung gezeigt, die zum Zeitpunkt tg eine positive Flanke und zum Zeitpunkt t₂ eine negative Flanke aufweist, wenn J C-B negativer als J B-A wird. Mit den Integralen der beiden genannten verketteten Phasenspannungen kann man daher ein Maß für das Intervall gewinnen, während dem die Phase A positiver als die Phase C ist. Gleichermaßen erkennt man, daß man eine Phase-B-Austastspannung erzeugen kann, indem man das Integral von C-B vom Integral von A-C subtrahiert, da zum Zeitpunkt t^ )A-C positiver als $C-B wird und diese Bedingung bis zum Zeitpunkt t^ bestehen bleibt. Gleichzeitig sieht man, daß vom Zeitpunkt t-j bis zum Zeitpunkt t, die Phase B positiver als die Phase A ist. Das in der Fig. 5d dargestellte Phase-B-Austastsignal besteht daher vom Zeitpunkt t-j bis zum Zeitpunkt -t. zu Recht. Die Phase-C-Austastspannung wird dadurch erzeugt, daß das Integral der Spannung A-C vom Integral der Spannung B-A subtrahiert wird. Man erkennt, daß J\B-A zum Zeitpunkt t, positiver als J A-C wird und daß dieser Zustand bis zum Zeitpunkt t,- bestehen bleibt. Aus der Fig. 5a sieht man, daß dies der Zeit entspricht, während der die Phase C positiver als die Phase B ist. Somit erhält man in obiger Weise die in der Fig. 5e dargestellte Phase-C-Austastspannung, die vom Zeitpunkt X-, bis zum Zeitpunkt t^ dauert. Es werden somit drei Austastspannungen A, B und C erzeugt, die jeweils eine Zeitperiode darstellen, während der eine der Speisephasen positiver als die vorausgegangene Phase ist, so daß man die genannten Austastspannungen verwenden kann, um es den negativen Gleichrichtergruppen zu gestatten, Strom in die Ankerwicklungen zu schicken. Durch Invertierung und Verarbeitung der erwähnten Austastspannungen kann man auch positive Austastspannungen gewinnen, die jeweils ^die Zeitintervalle darstellen, während denen eine Phase negativer als die vorangegangene Phase ist. Diese invertierten Äustastspannungen

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kann man daher verwenden, um die positiven Gleichrichtergruppen in den Frequenzwandlern derart zu steuern, daß aus den Ankerwicklungen Ströme austreten können.

In der Fig. 6 ist die Phasen- und Austaststeuerschaltung zum Erzeugen der Austastspannungen in Abhängigkeit von den Speisespannungspolaritäten und dem Maschinenstrompegel dargestellt, damit für die Zündschaltungen der positiven und negativen Gleichrichtergruppen der Frequenzwandler Freigabespannungen erzeugt werden können, die zum richtigen Zeitpunkt auftreten und eine richtige Dauer haben.

Die drei Phasenspannungen A, B und C werden Eingangsanschlüssen 120, 121 und 122 des in der Fig. 6 dargestellten Phasensteuer- und Leertastnetzwerks zugeführt« Die drei Phasenspannungen werden drei R-C-Integriernetzwerken mit Widerständen 123, 125 und 127 sowie Kondensatoren 124, 126 und 128 zugeführt. Die R-C-Integriernetzwerke erzeugen eine Spannung, die dem Integral der Phasenspannungen A, B und C proportional ist. Diese integrierten Spannungen werden einer Anzahl von Operationsverstärkern 129, 130 und 131 zugeführt. Die integrierten Speisespannungen werden in den Operationsverstärkern vereinigt und subtrahiert, um an den Ausgängen der Operationsverstärker 129 bis 131 Spannungen zu erzeugen, die dem Integral der verketteten Phasenspannungen proportional sind. Im einzelnen wird die integrierte Phasenspannung A dem nicht umkehrenden Anschluß des Operationsverstärkers 129 und die integrierte Phasenspp.nnung C dem umkehrenden Anschluß des Operationsverstäi rs 129 zugeführt. Der Ausgang des Operationsverstärkers 129 ist daher das Integral der Phase A minus dem Integral der Phase B. Das Ausgangssignal stellt daher das Integral der Differenz zwischen den Spannungen an den Phasen A und C dar (JA-C). Dem nicht umkehrenden Anschluß des Operationsverstärkers 130 wird die integrierte Phase B und dem umkehrenden Anschluß des Operationsverstärkers 130 die

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integrierte Phasenspannung A zugeführt. Die Ausgangsspannung des Operationsverstärkers I30 stellt daher das Integral zwischen der Differenz der Phasenspannungen B und A dar (Cb-A). Dem nicht umkehrenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 131 wird das Integral der.Phasenspannung C und dem umkehrenden Anschluß dieses Operationsverstärkers das Integral der Phasenspannuhg B zugeführt. Am Ausgang des Operationsverstärkers 131 tritt daher das Integral der Differenzspannung aus den Phasen C und B auf (JC-B).

Wie bereits-erwähnt, werden die Integrale der verketteten Spannungen nicht nur zum Erzeugen der Austastsignale für die Phasen A, B und C benutzt, sondern auch zum Steuern des Betrages des Stromes, der den Ankerwicklungen zugeführt wird, und zwar dadurch, daß Zündsignal verlaufe mit einem Fehlersignal verglichen werden, das man von dem Ankerstromsteuernetzwerk 47 (Fig. 1) erhält, und die Dauer der Austastverläufe des Stromflusses modifiziert wird. Zu diesem Zweck werden die Integrale der verketteten Spannungen einem zweiten Satz von Operationsverstärkern 133 bis 135 zugeführt, die die Mittel zum Erzeugen der Phasenaustastsignale darstellen. Der Operationsverstärker 133 subtrahiert j B-A vom j C-B, um ein Ausgangs signal zu gewinnen, das die Austastspannung für die Phase A darstellt. Wie es an Hand der Signal verlaufe in der Fig. 5 erläutert wurde, hat das Integral der verketteten Spannung zwischen der Phase C und der Phase B dieselbe Phase wie die Phase A der Speisespannung. Ferner hat das Integral der verketteten Spannung zwischen der Phase B und der Phase A dieselbe Phase wie die Speisespannung der Phase C. Wenn man diese beiden Integrale voneinander subtrahiert, wird zum' Zeitpunkt, bei dem die Spannung £ C-B positiver als die Span nungJ B-A wird, ein Austastsignal erzeugt. Daher wird das Integral der verketteten Spannung aus den Phasen C und B dem nicht umkehrenden Eingangsanschluß des Operationsver-

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stärkers 133 und das Integral der verketteten Spannung der Phasen B und A dem umkehrenden Eingangsanschluß dieses Operationsverstärkers zugeführt. Somit wird zum Zeitpunkt tg, bei dem, wie es in der Fig. 5b gezeigt ist, J C-B positiver als Γ B-A wird, der Ausgang des Operationsverstärkers 133 positiv. Der Operationsverstärkerausgang bleibt bis zum Zeitpunkt tp positiv, bei dem ( B-A größer als J G-B wird. Am Ausgang des Operationsverstärkers 133 tritt daher eine positive Austastspannung auf, die so lange positiv ist, wie die Phase A der Speisespannung positiver als die Phase C der Speisespannung ist.

In ähnlicher Weise wird fA-C dem nicht umkehrenden Anschluß des Operationsverstärkers 134 und ^J B-C dem umkehrenden Anschluß dieses Operationsverstärkers zugeführt. Am Ausgang des Operationsverstärkers 134 tritt daher eine Austastspannung auf, die positiv ist, solange die Phase B positiver als die Phase A ist. Der Operationsverstärker 135 subtrahiert J^B-A vom J^A-C und erzeugt eine Austastspannung, die positiv ist, solange die Phase C positiver als die Phase B-ist.

Die Austastspannungen an den Ausgängen der Operationsverstärker 133 bis 135 stellen die maximalen Zeitintervalle dar, die zum Stromleiten für die einzelnen Phasen zur Verfügung stehen. Dabei wird angenommen, daß die steuerbaren Siliciumgleichrichter in den Netzwerken gezündet werden, sobald eine Phase positiver als die vorangegangene Phase wird, und die Stromleitung auf diese Phase unmittelbar übertragen wird. Um den Ankerstrom zum Aufrechterhalten eines vorbestimmten Pegels zu steuern, ist es erwünscht, die Dauer der Austastverläufe als eine Funktion von der Abweichung des Strompegels in der Maschine von einem vorbestimmten Pegel zu modifizieren. Durch Verändern der Dauer der Phasenaustastverläufe kann man den Stromflußwinkel und damit den

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Strom verändern, der in die Maschine oder aus der Maschine fließt. Zu diesem Zweck werden die integrierten Zündspannungen, die zum Erzeugen der Austastspannungen erzeugt wurden, einem Vergleichernetzwerk zugeführt, in dem die Zündverläufe, d.h. die integrierten verketteten Spannungen, mit einem Fehlersignal verglichen werden, das den tatsächlichen Ankerstrom oder den Strom von der Speisespannungsquelle zu den Zyklokonvertern oder Umrichtern darstellt. Der Ausgang eines phasengesteuerten Gleichrichters nimmt linear mit dem Integral der Spannung zwischen der vorausgegangenen leitenden Phase und der zu steuernden Phase ab. Durch die Verwendung der Zündverläufe, die durch Integration aus den verketteten Spannungen abgeleitet wurden, erhält man somit eine lineare Steuerkennlinie. Das bedeutet, daß beispielsweise bei einer Änderung des Fehlersignals von 2 auf 1 der Ausgang ebenfalls eine Änderung von 2 auf 1 vornimmt· Wie es bereits in Verbindung mit der Beschreibung der Anlage nach der Fig. 1 erläutert wurde, sind Mittel vorgesehen, die die Abweichung des Maschinenstroms oder Speisestroms von dem gewünschten Pegel feststellen, und ein entsprechendes Fehlersignal erzeugen, das sowohl den Betrag als auch die Richtung dieser Abweichung darstellt. Durch Vergleich dieses Fehlersignals mit den Zündspannungen wird ein Steuersignal erzeugt, das die Dauer der Austastspannungen modifiziert, so daß die Zeit, während der die Gleichrichter in irgendeiner gegebenen Phase leitend sein können, um über diese Gleichrichter einen Stromfluß in den Wicklungen zu ermöglichen, als Funktion dieses Fehlersignals steuerbar ist. Die den Strompegel modifizierenden Steuersignale erhält man dadurch, daß die Zündspannungen von den Operationsverstärkern 129 bis 131 dem einen Eingang einer Anzahl von Operationsverstärkern 136 bis 141 zugeführt werden. Die Operationsverstärker 136 und 137 befinden sich im Erzeugungskanal des Austastsignals der Phase A.

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Die Operationsverstärker 138 und 139 sind im Erzeugungskanal des Austastsignals der Phase B und die Operationsverstärker 140 und 141 im Erzeugungskanal'des Austastsignals der Phase C angeordnet. Das Integral der verketteten Spannung wird dem umkehrenden Anschluß des einen Operationsverstärkers jedes Verstärkerpaares und dem nicht umkehrenden Anschluß des anderen Verstärkers öe&es Yer-Stärkerpaares zugeführt. Das Fehlersignal vom Maschinenankerstromsteuernetzwerk 47, das in den Figuren. 1 und 2 dargestellt ist, tritt an einem Eingangsanschluß 142 auf und wird den übrigen Eingängen von jedem der Operationsverstärker zugeführt. Das Fehlersignal wird daher mit den Zündverläufen verglichen, um an den Ausgängen der Opera~ tionsverstärker ein rechteckförmiges Ausgangssignal zu erzeugen, dessen Dauer eine Funktion des Fehlersignals ist.

Die Strompegelsteuersignale von den Operationsverstärkerpaaren werden dem einen Eingang von paarweise angeordneten NAND-Gliedern 143 und 144, 145 und 146 sowie 147 und 148 zugeführt, die in den Erzeugungskanälen der Austastsignale für die Phasen A, B und C liegen. Den anderen Eingängen der NAND-Glieder werden die Austastsignale von den Operationsverstärkern 133 Ms 135 zugeführt, und zwar den NAND-Gliedern 143, 145 und 147 direkt und den NAND-Gliedern. 144, 146 und 148 nach Inversion. Im einzelnen werden die Austastsignale an den Ausgängen der Operationsverstärker 133 Ms 135 über Leitungen 149, 150 und 151 den einen Eingangsanschlüssen der NAND-Glieder 143, 145 und 147 zugeführt. Weiterhin werden die Austastsignale von den Ausgängen der Operationsverstärker 133 bis 135 den Eingängen von NAND-Gliedern 152 bis 154 zugeführt, die die Austastsignale invertieren. NAND-Glieder zeichnen sich dadurch aus, daß der Ausgang des Glieds nur dann negativ ist, wenn beide Eingänge positiv sind.

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Bei allen anderen Eingangskombinationen ist der Ausgang des NAND-Glieds positiv. An den NAND-Gliedern 152 bis 154 tritt daher ein negativer Ausgang auf, wenn die Ausgänge der Operationsverstärker 133 bis 135 positiv sind, also während der Austastintervalle, bei denen die Phasen A, B und C positiver als die jeweils vorangegangene Phase ist. Andererseits tritt an den NAND-Gliedern 152 bis 154 ein positiver Ausgang auf, wenn die Ausgänge der Verstärker 133 bis 135 negativ sind, d.h., wenn die Phasen A, B und C negativer als die jeweils vorausgegangenen Phasen sind. Die Ausgänge der NAND-Glieder 152 bis 154, die dem einen Eingang der NAND-Glieder 144, 146 und 148 zugeführt werden, steuern daher diese Glieder derart, daß die Ausgänge der NAND-Glieder 144, 146 und 148 stets den Ausgängen an den ihnen zugeordneten NAND-Gliedern 143, 145 und 147 entgegengesetzt sind. Die Ausgänge der NAND-Glieder 143 bis 148 werden dem einen Eingang von NAND-Gliedern 145 bis zugeführt. Die anderen Eingänge dieser NAND-Glieder sind mit einem Freigabesignalanschluß 161 verbunden.

Aus der obigen Erläuterung geht hervor, daß das NAND-Glied 143 im Kanal der Phase A von der Stromsteuerspannung des Operationsverstärkers 133gesteuert wird. Der Ausgang des NAND-Glieds 143 wird daher für die gesamte Dauer des Intervalls negativ, bei dem der Austastverlauf positiv ist und der Ausgang des Operationsverstärkers 136 einen positiven Wert aufweist. Da die Dauer des Austastverlaufs am Ausgang des Operationsverstärkers 133 festgelegt ist, ändert sich der Ausgang des NAND-Glieds 143 als Funktion der Dauer des Ausgangssignals des Operationsverstärkers 136, der in Abhängigkeit vom Stromfehlersignal gesteuert wird. Der Ausgang des NAND-Glieds 143 wird im NAND-Glied 155 invertiert, um für die negative Gleichrichtergruppe der Phase A einen positiven Durchschaltimpuls zu erzeugen, und zwar für die Dauer des Intervalls, bei dem der Austastverlauf der Phase A positiv ist und

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das Strompegelsteuersignal vom Operationsverstärker 136' ebenfalls einen positiven Wert aufweist. Das Ausgangssi= gnal am komplementären NAND-Glied 144 im Kanal der Phase A stellt die Inversion des Ausgangssignals des NAND-Glieds 143 dar, da der Austastverlauf des Operationsverstärkers 133 im NAND-Glied 152- invertiert wird, bevor er an das NAND-Glied 144 gelegt wird. Tfienn der Ausgang des NAND-Glieds 155 positiv wird, um der negativen Gruppe der Phase A ein positives Freigabesignal zuzuführen, und zwar während des Intervalls, bei dem die Phase A der Speisespannung positiver als die Phase C ist, wird der Ausgang des NAND-Glieds 156 negativ, um die positive Gruppe der Phase A zu sperren. Sobald das Freigabesignal für die negative Gruppe der Phase A beendet ist, d.h., wenn das Austastsignal vom Operationsverstärker 133 wieder negativ wird, tritt am Ausgang des NAND-Glieds 152 ein positives Signal auf, so daß die beiden Eingänge zum NAND-Glied 144 negativ werden. Der Ausgang des NAND-Glieds 156 wird daher positiv, so daß der positiven Zündschaltung der Phase A ein Freigabesignal zugeführt wird und die positive Gleichrichtergruppe der Phase A freigegeben wird. Man kann somit sehen, daß im Kanal für die Phase A ein Freigabesignal für die Gleichrichter der negativen Gruppe der Phase A erzeugt wird, wenn die Phase A positiver als die Phase C ist, und daß für die positive Zündschaltung der Phase A ein positives Freigabesignal erzeugt wird, wenn die Phase A negativer als die Phase C ist.

In ähnlicher Weise treten an den Ausgängen der NAND-Glieder 157 und 158 für den Kanal der Phase B positive Freigabesignale für die negative bzw. positive Gleichrichtergruppe der Phase B auf, wenn die Phase B positiver als die Phase A im Falle der negativen Gleichrichtergruppe bzw. die Phase B negativer als die Phase A im Falle der positiven Gleichrichtergruppe ist. Die NAND-Glieder 159 und 160 erzeugen im Kanal der Phase C Freigabesignale für die negative

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Gleichrichtergruppe der Phase C, wenn die Phase C positiver als die Phase B ist, und für die positive Gleichrichtergruppe der Phase C₁ wenn die Phase C negativer als die Phase B ist.

' Auf welche Weise die Austastsignale für die Gleichrichtergruppen erzeugt werden, wird an Hand von Signal verlauf en, die in der Fig. 7 dargestellt sind, erläutert. Die gezeigten Signal verlauf e. treten an den verschiedenartigen Schaltungen auf, die das Phase-Α-Steuernetzwerk entsprechend der Fig. 6 bilden. In der Fig. 7a ist der am Ausgang des Operationsverstärkers 129 auftretende Zündverlauf gezeigt, der das Integral der verketteten Spannung der Phase A und der Phase C darstellt, alsoJA-C. Da CA-C der Phase A der Speisespannung um 90° nacheilt, ist die Phase A, wie es auch aus der Fig. 5 hervorgeht, bei der Darstellung nach der Fig. 7 vom Zeitpunkt t_Q bis zum Zeitpunkt t^ gegenüber der Phase C positiv, und es tritt während dieser Zeitdauer ein entsprechendes^ positives Austastsignal 170 am Ausgang des Operationsverstärkers 133 auf. Das bedeutet, daß die negative Gleichrichtergruppe der Phase A zu irgendeinem Zeitpunkt während dieses Intervalls gezündet werden kann, um den Ankerwicklungen von der Phase A Strom zuzuführen. Die Austastspannung wird dem einen Eingang des NAND-Glieds 143 und dem NAND-Glied 152 zugeführt. Am Ausgang des NAND-Glieds 152 tritt die Inversion des Austastverlaufes auf, wie es in der Fig. 7c durch den Verlauf 171 dargestellt ist. Der Signalverlauf 171 ist somit negativ, wenn der Signalverlauf 170 positiv ist, und umgekehrt. Das Integral der in der Fig. 7a dargestellten verketteten Spannung 168 wird den beiden Operationsverstärkern 136 und 137 zugeführt, in denen es mit dem Strompegelfehlersignal verglichen wird, das in der Fig. 7a durch einen Gleichspannungsverlauf 169 dargestellt ist. Da die Zündspannung dem nicht invertierenden Anschluß des Operationsverstärkers 136 zugeführt wird, und das Fehlersignal, das den Strompegel in der Maschine oder den Strompegel von der Speisespannungs-

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quelle darstellt, dem umkehrenden oder invertierenden Anschluß des Operationsverstärkers 136 zugeführt wirdj, bleibt der Ausgang des Operationsverstärkers 136 negativ^ bis die Zündspannung positiver als das Stromfehlersignal wird. Folglich bleibt der in der Fig. 7d dargestellte Äusgangsverlauf 172a bis zum Zeitpunkt t-. negativ. Zu diesem Zeltpunkt 1™ _e bei dem die Zündspannung positiver als das Strompegelfehlersignal wird, wird der Ausgang des Operationsverstärkers 136 positiv und bleibt bis zum Zeitpunkt t_K positiv*» bei dem der Zündverlauf 168 weniger positiv als das Fehlersignal 169 wird. Der Zündverlauf 168 wird auch dem invertierenden Anschluß des Operationsverstärkers 137 zugeführt, und das Strompegelfehlersignal 169 liegt am nicht invertierenden Eingangsanschluß des Operationsverstärkers 137. Der Ausgang des Operationsverstärkers 137 bleibt daher bis zum Zeitpunkt t« positiv, bei dem der Eingangszündverlauf 168 positiver als das Fehlersignal 169 wird. Zum Zeitpunkt tp wird der Ausgang des Operationsverstärkers 137 negativ und bleibt bis zum Zeitpunkt t^ negativ, Bei dem der Zündverlauf weniger positiv als die Fehlerspannung wird. Zum Zeitpunkt t^ wird der Verstärkerausgang somit wieder positiv und bleibt bis zum Zeitpunkt tg positiv, bei dem der Zündverlauf wiederum positiver als der Bezugsverlauf \fird. Zum Zeitpunkt tg wird somit der Ausgang des Operationsverstärkers 137 negativ, wobei zu berücksichtigen ist, daß der Zündverlauf dem invertierenden Anschluß des Verstärkers zugeführt "wird. Man erkennt, daß der Ausgang des Operationsverstärkers 136 zum Zeitpunkt t^ positiv wird und bis zum Zeitpunkt t,- positiv bleibt und während des von t,- bis t~ reichenden Intervalls negativ ist. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers 137 zeigt ebenfalls einen rechteckförmigen Verlauf, der phasen^- mäßig versetzt ist. .'..-,

Obwohl der Ausgang des Operationsverstärkers 136 von t^ bis te- positiv ist, zeigt der in der Fig. 7f dargestellte Verlauf 173 am A.'gang des NAND-Glieds 143 nur bis zum Zeitpunkt t-2 einen negativen Wert, da zum Zeitpunkt t·* die Austastspannung 170 der \ ^:: ase A negativ wird.

S09834/061S ■ ■ '

Der Ausgang des NAND-Glieds 155 ist in der Fig. 7g durch den Verlauf 174 gezeigt und stellt die Freigabespannung für die negative Gleichrichtergruppe der Phase A dar, die nur von t^ bis t, positiv ist. Obgleich der Ausgang des Operationsverstärkers 137 von t^ bis t_Q positiv ist, hat der invertierte Austastverlauf 171, der am Ausgang des NAND-Glieds 152 auftritt, nur von t, bis tg einen positiven Wert. Demzufolge ist der Ausgang des NAND-Glieds 144, der in der Fig. 7h durch den Verlauf 175 dargestellt ist, von t^ bis tg negativ. Der Ausgang des NAND-Glieds 156 ist von t^ bis tg positiv, was bedeutet, daß die positive Gruppe der Phase A während dieses Intervalls freigegeben ist, um einen Stromfluß von den Ankerwicklungen zur Speisequelle zu gestatten. Man erkennt, daß die Dauer des Frei gäbe signals für die positive und negative Gleichrichtergruppe des Wandlers sowohl vom Austastsignal, das das Intervall darstellt, während dem eine vorgegebene Phase entweder positiv oder negativ in bezug auf die vorangegangene leitende Phase ist, als auch vom Strompegel in der Maschine gesteuert wird, wobei die Dauer des Austastsignals als Funktion des Strompegels geändert wird. Da das Strompegelfehlersignal zu- oder abnehmen kann, ist der Schnittpunkt zwischen dem Fehlersignal und dem Zündverlauf veränderlich. Dadurch wird die Breite der positiven Ausgangsimpulse der Verstärker 136 und 137 verändert und damit die Dauer der Phasenfreigabesignale an den NAND-Gliedern 155 und I56. Die Kanäle für die Phase B und die Phase C arbeiten in einer ähnlichen Weise, um für die entsprechenden negativen und positiven Zündschaltungen die Freigabesighale zu erzeugen.

In den Figuren 7j bis 7o sind die Signalverläufe der Freigabesignale für die negativen und positiven Gruppen von allen drei Phasen dargestellt. An diesen Verlaufen kann man erkennen, daß die Freigabe spannungen für die negativen Gleichrichtergruppen eine Stromübertragung von Phase zu Phase zulassen. Weiterhin ist ersichtlich, daß ein Stromfluß in oder aus einem Paar von Ankerwicklungen niemals in einer negativen und

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positiven Gleichrichtergruppe derselben Phase auftreten kann. Wenn eine negative Gleichrichtergruppe einer Phase in eine Wicklung Strom schickt, muß der Strom von der komplementären Wicklung über eine der beiden anderen Phasen fließen. Wenn beispielsweise von der Phase A Strom in die Maschine fließt, weil die Freigäbespannung 174 positiv ist, fließt der aus der Maschine austretende Strom anfangs zur Phase B, da die Freigabespannung 178 anfangs positiv ist, und wird dann auf die Phase C übertragen, wenn die Freigabespannung 178 der Phase B negativ und die Freigabespannung 180 der Phase C positiv wird. Wenn in ähnlicher Weise die Phase C den Strom für die Ankerwicklungen liefert, verläßt der Strom die Ankerwicklungen anfangs zur Phase A und dann zur Phase B_e

Rotorpositionslogik:

Das Rotorpositionslogiknetzwerk ist in der Fig. 9 dargestellt und verarbeitet die Ausgangssignale von den Hallgeneratoren, um Ausgangssignale zu liefern, die die Wicklung bestimmen, in der der Strom fließen soll. Wenn man die Hallgeneratoren derart anordnet, daß sie um 120° elektrisch gegeneinander versetzt sind, kann man feststellen, wenn der einer vorbestimmten Wicklung zugeordnete Fluß einen Maximalwert erreicht. Mit dieser Information ist es möglich, Signale zu erzeugen, die einen Stromfluß in und aus der besonderen Wicklung gestatten, die dem hohen Fluß des Feldpolpaares zugeordnet ist, um ein positives Drehmoment zu erzeugen. Weiterhin muß die Rotorpositionslogik sicherstellen, daß der einer . vorgegebenen Wicklung zugeordnete steuerbare Siliciumgleichrichter derart getriggert wird, daß ein Strom nur fließt, wenn der steuerbare Siliciumgleichrichter, der der Ankerwicklungsphase zugeordnet ist, die als nächste mit Strom versorgt werden muß, nicht in einem Tfiggerzustand ist, um zu verhindern, daß in aufeinanderfolgenden Ankerwicklungsphasen gleichzeitig Strom fließt. Dazu sei beispielsweise angenommen, daß die Zündfolge derart ist, daß der Strom aufeinanderfolgend in die

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Wicklungen W^, W₃ und dann W,- fließen bzw. aus den Wicklungen Wo, W^ und Wg herausfließen soll. Wenn die Hallgeneratoreinrichtung anzeigt, daß der Strom der Wicklung W₀, zuzuführen ist, darf die Logik das Freigabesignal für den steuerbaren Siliciumgleichrichter, der der Wicklung W^ zugeordnet ist, nur während des Intervalls erzeugen, bei dem die Hallgeneratoren anzeigen, daß der Fluß bei der Wicklung W^ hoch ist und der der Wicklung W₅ zugeordnete Fluß niedrig ist. Dadurch soll sichergestellt werden, daß zu einem Zeitpunkt nur eine einzige Wicklung eingeschaltet wird. Wenn somit die Phasenfolge 1, 3 und 5 ist, erkennt man, daß bei leitender Phase 1 die Phase 3 den Strom nur während des Intervalls übernehmen kann, wenn der der Phase-3-Wicklung zugeordnete Fluß hoch ist, jedoch nicht, wenn auch der der Phase 5 zugeordnete Fluß hoch ist. Wenn in entsprechender Weise der Strom von der Phase-3-Wicklung der Maschine auf die Phase-5-Wicklung der Maschine übertragen werden soll, kann dies nur geschehen, wenn der Fluß bei der Wicklung W₁. hoch ist, jedoch nicht, wenn auch der Fluß bei der Wicklung W«. hoch ist. Auf diese Weise werden die steuerbaren Siliciumgleichrichter, die den einzelnen Wicklungen zugeordnet sind, nur getriggert, wenn die steuerbaren Siliciumgleichrichter, die der nächsten Phasenwicklung zugeordnet sind, für eine Stromübernahme wirksam gesperrt sind. Die Bedeutung dieser Beziehung kann man an Hand der in der Fig. dargestellten Signalverläufe erläutern, die jeweils die in den Wicklungen W₁, W, und W₅ erzeugte Gegeh-EMK darstellen und die Ausgangsspannungen der Hall generatoren. In der Fig. stellen die Signalverläufe 190, 191 und 192 jeweils die Gegen-EMK in den Maschinenwicklungen dar, und zwar während des Motorbetriebs. Das Ausgangssignal des der Phasenwicklung W^ zugeordneten Hallgeneratorverstärkers ist in der Fig. 8b gezeigt. Das entsprechende Signal für die Phase 4 ist um 180° phasenverschoben. Weiterhin sind in den Figuren 8c und 8d die Ausgangs signale der Hallelemente dargestellt, die den Phasenwicklungen W^ und W- zugeordnet sind. Die Ausgangssignale der Hallelemente, die als Rechteckschwingungen darge-

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stellt sind, werden in Operationsverstärkern verarbeitet und sind jeweils um 120° elektrisch gegeneinander verschoben. Die Position des HallgeneratorsignalVerlaufs in bezug auf die Gegen-EMK ist derart, daß das Äusgangssignal des Hallelements in bezug auf die Gegen-EMK hinreichend vorgeschoben: ist, daß der leitende Siliciumgleichrichter in den nichtleitenden Zustand kommutiert werden kann, wenn der Strom auf die nächste Wicklung übertragen wird. Für den Zeitpunkt tß wird angenommen, daß der Strom gerade in die Wicklung W,- fließt und als nächstes auf die Phasenwicklung W^ übertragen werden soll. Um vom Motor ein maximales Drehmoment-zu erhalten, wäre es erwünscht, wenn die Wicklung W,- den Strom bis zum Zeitpunkt t* führen würde und wenn dann der Strom von der Wicklung Wc auf die Wicklung W,· umgeschaltet werden würde. Es wäre, somit erwünscht, daß der mit der Zahl 5 bezeichnete steuerbare Siliciumgleichrichter den Strom der Wicklung W₁- so lange wie möglich führt und ann zum Zeitpunkt t^ gesperrt wird, infolge der Tatsache, daß es schwierig sein kann, den leitenden Gleichrichter in den nicht leitenden Zustand zu kommutieren, wird' der Zündzeitpunkt des nächsten Gleichrichters vorgeschoben, damit hinreichend viele Voltsekunden vorhanden sind, um den zuvor leitenden Gleichrichter in den gesperrten Zustand zu bringen. Demzufolge sind die Hallelemente derart angeordnet, daß die Hallspannung zu einer Zeit t_Q vor t^ ein Maximum erreicht. Daher wird die Hallgeneratorspannung der Phase 1 zum Zeitpunkt tg positiv und erzeugt eine Zündspannung für die mit der Zahl 1 bezeichneten Gleichrichter. Sobald einer der steuerbaren Gleichrichter mit der Zahl 1 eingeschaltet ist, wird der leitende steuerbare Siliciumgleichrichter mit der Zahl 5 in den gesperrten Zustand kommutiert. Das bedeutet, daß beim Triggern eines Gleichrichters mit der Zahl 1 in den leitenden Zustand zum Zeitpunkt tQ, wenn die Gegen-EMK der Wicklung Wc immer noch positiver als die Gegen-EMK der Wicklung VZ₁ ist, ein Strom von der Wicklung W₅ in die Wicklung W^ fließt. Diese interne Stromschleife zwischen den steuerbaren

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Siliciumgleichrichtern veranlaßt, daß der mit der Zahl 5 bezeichnete steuerbare Siliciumgleichrichter vor Erreichen der Zeit t,. gesperrt wird, da die Voltsekunden der Gegen-EMK des Signalverlaufs 191 von der Zeit t_Q bis zur Zeit t^ ausreichen, um den steuerbaren Siliciumgleichrichter mit der Zahl 5 in den gesperrten Zustand zu kommutieren.

Weiterhin kann man den in den Figuren 8b bis 8d dargestellten Hallgeneratorspannungen 193, 194 und 195 entnehmen, daß die aus den Hallgeneratorspannungen abgeleiteten Freigabespannungen für die steuerbaren Siliciumgleichrichter mit der Zahl 1 in den verschiedenen Gruppen nicht gleichzeitig mit der Hallgeneratorspannung 193 auftreten kann, da dies zu einer Fehlkommutierung führen würde und der Strom von der Wicklung W^ nicht auf die nächste Phasenwicklung W-z übertragen werden würde. Nach der Zeit t2 wird die Phase-3-Hallgeneratorspannung positiv, und das Freigabesignal für die steuerbaren Siliciumgleichrichter mit der Zahl 3 wird in den verschiedenen Gruppen erzeugt. Es ist daher erforderlich, die Freigabespannung für die steuerbaren Siliciumgleichrichter mit der Zahl 1 zu dieser Zeit, bei der die Gleichrichter mit der Zahl 3 freigegeben werden, zu beenden, da es sonst nicht mehr möglich ist, die steuerbaren Siliciumgleichrichter mit der Zahl 1 zu sperren und die steuerbaren Siliciumgleichrichter mit der Zahl 3 einzuschalten. Die steuerbaren Siliciumgleichrichter, die einer vorgegebenen Phasenwicklung zugeordnet sind, werden zur Stromübernahme in ihre Wicklung nur dann freigegeben, wenn die steuerbaren Siliciumgleichrichter, die der Phasenwicklung zugeordnet sind, die den Strom als nächste übernehmen soll, gesperrt sind. Die folgende Wahrheitstabelle zeigt diese Beziehungen und erstellt die Intervalle, während denen Freigabespannungen für die steuerbaren Silicium-Gleichrichter erzeugt werden können, unfein richtiges^ Schalten der Ströme zwischen den Wicklungen zu gewährleisten.

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Negative Gruppen- Positive Gruppen^ gleichrichter, die gleichrichter, die Halleleraentzustand gezündet werden können gezündet werden können

1(hoch)-3(niedrig) 1N 4P

T(niedrig)·3(hoch) 4N 1P

3(hoch).5(niedrig) 3N 6P

(niedrig)· 5 (hoch) 6N 3P

5(hoch)·T(niedrig) 5N 2P

5(niedrig)·1(hoch) 2N 5P

In der Fig. 9 ist eine Ausführungsform des Rotorpositionslogiknetzwerks gezeigt, das die Freigabespannungen für die verschiedenen Gleichrichterkombinationen erzeugt, um einen Stromfluß von und zu den Ankerwicklungen in der richtigen Reihenfolge zu ermöglichen, wenn der Fluß sowohl in der positiven als auch in der negativen Richtung in bezug auf diese Wicklungen ein Maximum annimmt. In der Fig. 9 sind Hallgeneratoren 200, 201 und 202 für die Phase 1,3 und 5 dargestellt. Die Hallelemente sind um 120° elektrisch versetzt und enthalten ein Hallmaterial, dem an einem Stirnflächenpaar eine Erregerspannung von einer positiven Spannungsquelle +V zugeführt wird. An dem anderen Stirnflächenpaar wird in Abhängigkeit von dem Fluß, dem das Hallelement ausgesetzt ist, eine Hallspannung erzeugt. Die Hallspannungen, die im allgemeinen trapezförmig sind, werden einer Anzahl von Operationsverstärkern 203 bis 205 zugeführt. Die Operationsverstärker haben eine sehr hohe Verstärkung, so daß sie bereits "bei sehr niedrigen Spannungspeien . in die Sättigung geraten. Demzufolge entsteht aus den trapezförmigen Hallspannungen eine Rechteckschwingung. Die rechteckförmigen Ausgangsspannungen der Operationsverstärker sind gegenüber den Hall spannungen um 180° phasenverschoben und werden einer Reihe von NAND-Gliedern 206 bis 208 zugeführt, um die Rechteckschwingungen zu invertieren und damit Rechteckschwingungen zu erzeugen, die mit den einzelnen Hallspannungen in Phase sind. Die Ausgangssignale der NAND-Glieder 206 bis 208

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werden den einen Eingängen von NAND-Gliedern 209, 211 und 213,zugeführt. Weiterhin werden die Ausgangssignale der NAND-Glieder 206 Ms 208 invertierenden NAND-Gliedern 214, 215 und 216 zugeführt. Die Ausgänge der NAND-Glieder 214 bis 216 v/erden den einen Eingängen von NAND-Gliedern 217, 218 und 219 zugeführt.

An die anderen Eingänge der NAND-Glieder 217 bis sind die Ausgänge der NAND-Glieder 207, 208 und 206 angeschlossen, die die Hallspannungen der Phase 3, 5 und 1 darstellen.

Die anderen Eingänge der NAND-Glieder 209, 211 und

213 sind an die Ausgänge der NAND-Glieder 215, 216 und

214 angeschlossen, die die invertierten Hallspannungen der Phasen 3, 5 und 1 darstellen. Die Ausgänge der NAND-Glieder 215, 216 und 214 sind somit negativ, wenn der Fluß in der Nachbarschaft der Wicklungen W,, W₁₅ und W₁ hoch ist, und positiv, wenn der Fluß niedrig ist, also bei 3, 5, T«. Demzufolge erzeugen die NAND-Glieder 209, 211 und 213 einen negativen Ausgang, wenn beide Eingänge positiv sind, d.h. für die Flußkombinationen 1 · 3, 3 · 5 und 5 · T. Die Ausgänge der NAND-Glieder 217, 218 und werden negativ, wenn die Ausgänge der NAND-Glieder 207 und 214 beide positiv sind, und zwar für den Fall des NAND-Glieds 217, wenn die NAND-Glieder 208 und 215 positiv sind, und zwar für das NAND-Glied 218, und wenn die NAND-Glieder 206 und 216 positiv sind, und zwar für den Fall des NAND-Glieds 219. Die Ausgänge der NAND-Glieder 217, 218 und 219 werden somit negativ, wenn beide Eingänge positiv sind, d.h. für die Flußkombinationen 3 · T, 5 · 3 und 1 · 5. Die Ausgänge der NAND-Glieder 209, 217, 211, 218, 213 und 219 werden NAND-Gliedern 22/ bis 226 zugeführt, um positive Freigabesignale zu erzeugen, wenn das jeweils zugeordnete NAND-Glied 209 usw. negativ wird. Somit ist der Ausgang des NAND-Glieds 220 positiv, wenn die HaIl-

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spannung anzeigt, daß der Fluß bei der Ankerwicklung W₁ hoch ist, jedoch nicht bei der Ankerwicklung W^, also bei 1. · 3. Der Ausgang des NAND-Glieds 221 ist positiv, wenn die Hallspannung anzeigt, daß die Flußdichte bei der Wicklung W, hoch ist, jedoch nicht bei der Wicklung W₁, also bei 3 · T. Die Ausgänge der NAND-Glieder 220 und 221 kann man daher benutzen, um die mit der Zahl bezeichneten steuerbaren Siliciumgleichrichter in den positiven Gruppen und die mit der Zahl 1 bezeichneten Siliciumgleichrichter in den negativen Gruppen zu zünden, und zwar für den Fall des NAND-Glieds 220, und um die mit der Zahl 1 bezeichneten steuerbaren Siliciumgleichrichter in den positiven Gruppen und die mit der Zahl 4 bezeichneten steuerbaren Siliciumgleichrichter in den negativen Gruppen zu triggern, und zwar für den Fall des NAND-Glieds 221.

Die NAND-Glieder 223 und 224 haben einen positiven Ausgang, wenn die Hallgeneratoren anzeigen, daß der Fluß bei der Wicklung W, hoch, jedoch bei der Wicklung Wc niedrig ist., also für 3 · 5, und zwar für den Fall des NAND-Glieds 223, und daß der Fluß bei der Wicklung W₅ hoch ist, jedoch nicht bei der Wicklung W,, also für 5 · 3, und zwar für den Fall des NAND-Glieds 224. Das NAND-Glied 223 wird benutzt, um die Gleichrichter mit der Zahl 6 in den positiven Gruppen und die Gleichrichter mit der Zahl 3 in den negativen Gruppen freizugeben, und das NAND-Glied 224 wird benutzt, um die Gleichrichter mit der Zahl 3 in den positiven Gruppen und die Gleichrichter mit der Zahl 6 in den negativen Gruppen freizugeben.

In entsprechender Weise wird der Ausgang des NAND-Glieds 225 positiv, wenn die Hallgeneratoren anzeigen, daß der Fluß bei der Wicklung Wj- hoch, jedoch bei der Wicklung W₁ niedrig ist, also für 5 · Ϊ, und das NAND-Glied 226 zeigt einen positiven Ausgang, wenn der Fluß bei der Wicklung W₁ hoch und bei der Wicklung W^ niedrig istj also für

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1 · 5. Der Ausgang des NAND-Glieds 225 wird benutzt, um die Gleichrichter mit der Zahl 2 in den positiven Gruppen und die Gleichrichter mit der Zahl 5 in den negativen Gruppen freizugeben. Das NAND-Glied 226 wird benutzt, um die Gleichrichter mit der Zahl 5 in den positiven Gruppen und die Gleichrichter mit der Zahl 2 in den negativen Gruppen freizugeben.

Aus dem Vorstehenden erkennt man, daß das Rotorpositionslogiknetzwerk selektiv die einzelnen steuerbaren Siliciumgleichrichter in den verschiedenen Gruppen freigibt, wenn die Hall spannungen anzeigen, daß die Flußdichte bei einer besonderen Wicklung ein Maximum hat, allerdings mit der Einschränkung, daß die Flußdichte bei der Wicklung, auf die als nächste der Strom übertragen werden soll", niedrig ist. Die Folge davon ist, daß der Stromfluß derart gesteuert wird, daß zu einer Zeit der Strom nur in eine Wicklung und nur von einer Wicklung weg fließen kann, und zwar trotz der Tatsache, daß infolge der 120°-Phasenversetzungen Intervalle auftreten, bei denen der Fluß an beiden Wicklungen hoch ist. Die Freigabesignale für die verschiedenen steuerbaren Gleichrichter werden gleichzeitig allen Gleichrichtern zugeführt, die der betreffenden Wicklung zugeordnet sind. Der besondere Gleichrichter, der gezündet wird, um Strom in die Wicklung zu schicken oder Strom von der Wicklung aufzunehmen, wird nicht nur .durch diese Gleichrichterfreigabespannung ausgewählt, sondern auch noch durch die Phasenfreigabespannung. Wenn beispielsweise der Ausgang von einem der NAND-Glieder des Rotorpositionslogiknetzwerks anzeigt, daß die Gleichrichter mit der Zahl 1 in den positiven Gruppen und die Gleichrichter mit der Zahl 4 in den negativen Gruppen gezündet werden sollen, werden alle Gleichrichter mit der Zahl 1 in den positiven Gruppen und alle Gleichrichter mit der Zahl 4 in den negativen Gruppen "freigegeben. Es wird jedoch nur in einer positiven Gruppe ein Gleichrichter mit der Zahl 1 und in einer negati-

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ven Gruppe ein Gleichrichter mit der Zahl 4 gezündet, da nur eine Speisespannungsphase positiv ist, die eine Zündung des negativen Gleichrichters mit der Nr. 4 zuläßt, und nur eine Speisespannungsphase negativ ist, die ein Zünden des positiven Gleichrichters mit der Nr. 1 zuläßt. Auf diese Weise wird der Stromfluß in und aus den Ankerwicklungen durch das Phasenfreigabesignal, das Strompegelfehlersignal und das Rotorpositionssignal gesteuert, das die besondere Ankerwicklung auswählt, durch die zu einer Zeit der Strom fließen soll.

Die Stromzufuhr zu den einzelnen Ankerwicklungen der dynamoelektrischen Maschine aknn entweder von einer einzigen Phase der Speisespannung oder von mehreren Phasen der Speisespannung erfolgen. Die Art, mit der der Strom entweder von einer einzigen oder von allen Phasen der Speisespannung während irgendeines vorgegebenen Zeitintervalls zugeführt wird, ist eine Funktion der Maschinendrehzahl. Bei einer niedrigen Maschinendrehzahl ist die Relativbewegung des Rotors und damit die Geschwindigkeit, mit de-r der Strom zwischen den Ankerwicklungen umgeschaltet werden muß, in bezug auf die Speisefrequenz niedrig. So wird beispielsweise bei einer Drehzahl von etwa 100 UpM und bei einer 14-Polpaarmaschine der Strom zwischen den Wicklungen etwa 25raal/sec umgeschaltet. Andererseits beträgt die Speisespannungsfrequenz etwa 400 Hz. Die Speisespannung durchläuft daher etwa 20 Perioden, bevor der Strom von einer Wicklung auf die nächste umgeschaltet wird. Demzufolge wird der während dieses Zeitintervalls durch irgendeine vorgegebene Wicklung fließende Strom von allen Phasen geliefert. Wenn somit beispielsweise die Phase A positiv ist, liefert ein Gleichrichter in einer der negativen Gleichrichtergruppen den Strom zu einer der Wicklungen, und danach wird die Stromzufuhr von der Phase B und anschließend von der Phase C übernommen und schließlich wieder von der Phase A, bis der Strom auf die

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nächste Wicklung übertragen wird. Wenn sich die Drehzahl des Rotors der Frequenz der Gegen-EMK nähert und schließlich die Speisefrequenz übersteigt, liefert eine einzige Speisespannungsphase den Strom für mehrere aufeinanderfolgend eingeschaltete. Wicklungen.

Es wird somit eine Starter-Generator-Anlage geschaffen, in der eine einzige dynamoelektrische Maschine sowohl als bürstenloser Gleichstrommotor beim Startbetrieb als auch als synchroner Wechselstromgenerator beim Generatorbetrieb betrieben wird, ohne daß irgendwelche Änderungen im Maschinenaufbau oder in den Maschinenverbindungen erforderlich sind. Gemeinsame phasensteuerbare Gleichrichtergruppen werden benutzt, um den Maschinenankerwicklungen während des Motorbetriebs Strom zuzuführen und um während des Generatorbetriebs eine Frequenzwandlung vorzunehmen, mit dem Ziel, den frequenzveränderlichen Generatorausgang in einen Ausgang konstanter Frequenz umzuformen. Während des Startbetriebs werden die Gleichrichtergruppen von Rotorfühl- und Logiknetzwerken gesteuert, um den Strom von einer Speisespannungsquelle konstanter Frequenz den verschiedenen Wicklungen in der richtigen Reihenfolge zuzuführen. Im Generatorbetrieb werden die Gleichrichtergruppen vom Generator und einer Bezugssignalquelle angesteuert, um die Zündwinkel derart zu steuern, daß eine Ausgangsspannung konstanter Frequenz gewonnen wird. Die Steuernetzwerke der Gleichrichtergruppen werden selektiv als Funktion der Maschinenbetriebsart betätigt, und zwar derart, daß die Speisespannungen und die Rotorpositionsnetzwerke im Startbetrieb mit den Gleichrichtergruppen verbunden sind, jedoch beim Erreichen einer bestimmten Maschinendrehzahl, bei der die Anlage in den Generatorbetrieb übergeht, die Speisespannungen und Rotorpositionsnetzwerke von den Gleichrichtergruppen abgeschaltet und durch Bezugssignalquellen ersetzt werden. Die beschriebene

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Anlage nutzt die vorhandenen Teile und Komponenten in einer maximalen Weise aus und gestattet eine sehr große Flexibilität und einen weiten Anwendungsbereich.

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Claims

Patentansprüche

1. Starter-Generator-Anlage,
gekennzeichnet durch

a) eine dynamoelektrische Maschine (10), die sowohl als bürstenloser Gleichstrommotor als auch als Wechselstromgenerator betreibbar ist-,

b) eine mit der Maschine verbundene Umformereinrichtung (2) mit Gruppen von entgegengesetzt gepolten, phasengesteuerten torsteuerbaren Schaltelementen zur selektiven Stromzufuhr zu den Maschinenankerwicklungen (W^ bis Wg) während des Motorbetriebs und zur Frequenzumwandlung der Maschinenausgangsfrequenz in eine konstante Frequenz während des Generatorbetriebs,

c) Mittel zum Betreiben der dynamoelektrischen Maschine (10) als bürstenloser Gleichstrommotor mit

1.) einer an die Schaltelementgruppen angeschlossenen Speisespannungsquelle (31), die zur selektiven Stromleitung, durch die torsteuerbaren Schaltelemente eine mehrphasige Speisewechselspannung abgibt,

2.) Einrichtungen (14 bis 17, 20) zum Abfühlen der Rotorposition der dynamoelektrischen Maschine (10) und zum Torsteuern von ausgewählten der Schaltelemente in einer Reihenfolge, die in ausgewählten Ankerwicklungen als Funktion der Rotorposition einen Stromfluß zuläßt, und zwar derart, daß in der Ankerwicklung mit zugeordnetem hohen * Fluß ein Strom fließt, um ein positives Drehmoment zu erzeugen, und

3.) auf die Speisespannungsphasen ansprechenden Einrichtungen (4o) zum Erzeugen von Torsteuersignalen, deren jeweilige Dauer den Intervallen proportional ist, in denen die Speisespannungsphasen in bezug auf die jeweilige vorausgegangene Phase in der mehrphasigen Speisespannungsfolge positiv und negativ sind, um ausgewählte der Schaltelemente aufeinanderfolgend nur dann tor zusteuern, wenn die Phase

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der alternierenden mehrphasigen Speisespannung Und die' Rotorposition richtig sind,

d) eine Bezugsschwingungsquelle (42) konstanter Frequenz,

e) eine Vergleichseinrichtung zum Vergleichen der

Bezugsfrequenzschwingungen mit der Ausgangsspannung der ' dynamoelektrischen Maschine (10) und

f) Mittel zum Überführen der Anlage vom Motorbetrieb in den Generatorbetrieb mit

1.) auf die Drehzahl der dynamoelektrischen Maschine (10) ansprechenden Einrichtungen (49, 33) zum Trennen der mehrphasigen Speisespannungsquelle sowie der Rotorpositions- und Speisephasentorsteuereinrichtungen (20, 40) von den Schaltelementgruppen der Umformereinriehtung (2), wenn die Maschine eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, bei der sie als Generator arbeiten soll, und

2.) auf die Drehzahl der dynamoelektrischen Maschine (10) ansprechenden Einrichtungen (49, 43) zum Verbinden des Ausgangs der Vergleichseinrichtung mit den Schaltelementgruppen der Umformereinriehtung (2) bei der vorbestimmten Drehzahl, um die Schaltelemente torzusteuern und um den Punkt in der Phase der Ausgangsspannung der dynamoelektrischen Maschine, bei dem die Schaltelemente in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung der dynamoelektrischen Maschine und dem Bezugsschwingungssignal leiten, derart zu steuern, daß die Anlage eine Wechselausgangsgröße konstanter Frequenz abgibt, wenn die Anlage im Generatorbetrieb arbeitet.

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2. Anlage nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rotorpositionstor steuereinrichtung (14 Ms 17, 20) auszeichnet durch Einrichtungen (200 bis 208) zum Abfühlen der Rotorpolposition und zum Erzeugen eines mehrphasigen Signals, das dem Polfluß proportional ist, und -Einrichtungen (209 bis 226) zum Vergleichen der mehrphasigen Signale und zum Erzeugen eines Tor st euer signals, wenn der Polfluß bei einer vorgegebenen Ankerwicklung hoch, jedoch bei der nächsten Ankerwicklungsphase niedrig ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Umformer einrichtung (2) drei Umformer (21, 22, 23) mit jeweils zwei Gruppen (P, N) von entgegengesetzt gepolten torsteuerbaren Schaltern (1AP bis 6AP, 1AN bis 6AN, 1BP bis 6BP, 1BN bis 6BN, 1CP bis 6CP, 1CN bis 6CN) aufweist, daß in jeder Schaltergruppe die Anzahl der Schalter gleich der Anzahl der Ankerwicklungen (W^ bis Wg) der dynamoelektrischen Maschine (10) ist, daß die Speisespannungsquelle (31) eine dreiphasige Speisespannung abgibt und daß während des Motorbetriebs der dynamoelektrischen Maschine jeweils eine der Phasen (A, B, C) der Speisespannungsquelle an jeweils einen der Umformer (21, 22, 23) angeschlossen ist.

4. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Speisephasen (A, B, C) ansprechende Torsteuereinrichtung (40) Mittel (133, 134, 135, 152, 153, 154) enthält, die in Abhängigkeit von den einzelnen Speisephasen einen ersten Satz von Torsteuersignalen erzeugen, deren Dauer dem Intervall entspricht, während dem jede Phase in bezug auf die vorangegangene Phase positiv ist, und einen zweiten Satz von Torsteuersignalen erzeugen, deren Dauer dem Intervall entspricht, während dem jede Phase in bezug auf die vorgehende Phase negativ ist, und daß der erste Satz von

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Torsteuersignalen (AN, BN, CN) der einen Schaltelementgruppe (N) von jedem der Umformer (21, 22, 23) und der andere Satz von Torsteuersignalen (AP, BP, -CP) der anderen, entgegengesetzt gepolten Schaltelementgruppe (P) in jedem der Umformer (21, 22, 23) zugeführt wird, um die Schaltelemente in den betreffenden Gruppen freizugeben.

5. Anlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mittel zum Erzeugen der Torsteuersignale auszeichnen durch Einrichtungen (123 "bis 131) zum Erzeugen der Integrale der verketteten Speisephasenspannungen, Einrichtungen (133 bis 135) zum Subtrahieren der Integrale der verketteten Spannungen, um den ersten Satz von Torsteuersignalen zu erzeugen, und Einrichtungen (152 bis 154) zum Invertieren der Torsteuersignale des ersten Satzes, um den zweiten Satz von Torsteuersignalen zu erzeugen.

6. Anlage nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Dauer der Torsteuersignalsätze als Funktion des Maschinenstroms Einrichtungen (47) ein Fehlersignal erzeugen, das dem Strompegel proportional ist, Einrichtungen (136 bis 141) das Fehlersignal mit jedem der Integrale der verketteten Spannungen vergleichen, um für jede Speisephase ein Steuersignal zu erzeugen, und Einrichtungen (143 bis 148) auf dieses Steuersignal ansprechen, um die Dauer der Torsteuersignalsätze zu ändern.

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7. Anla_ge nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch eine Anzahl von Toreinrichtungen (143 bis 148, 152 bis 154), Mittel (149 bis 151) zum Anlegen eines Signals von jedem der Sätze von Torsteuersignalen der Subtrahiereinrichtungen (133 bis 135) an einen Eingang von jeder der Toreinrichtungen und Mittel zum Anlegen von einem der Steuersignale an den anderen Eingang von jeder der Toreinrichtungen, so daß am Ausgang von jeder der Toreinrichtungen jeweils ein Torsteuersignal auftritt, dessen Dauer sich in Abhängigkeit von der Speisephase und in Abhängigkeit vom Maschinenstrompegel ändert.

8. Anlage nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rotorpositionstorsteuereinrichtung (14 bis 17, 20) auszeichnet durch einen Permanentmagnetgenerator (14), der auf derselben Welle (11) wie die dynamoelektrische Maschine (10) angeordnet ist und dessen Rotor genau so viele Pole wie die dynamoelektrische Maschine aufweist, durch mehrere Hallsonden (15 bis 17), die im Luftspalt des Permanentmagnetgenerators (14) angeordnet sind, um phasenversetzte Ausgangsspannungen zu erzeugen, die die Polposition des Rotors der dynamoelektrischen Maschine anzeigen, und Einrichtungen (20), die auf die phasenversetzten Spannungen ansprechen, um Torsteuerspannungen zu erzeugen, wenn die Rotorposition anzeigt, daß der Fluß der Rotorpole bei einer Ankerwicklung hoch, jedoch bei der nächsten Ankerwicklung niedrig ist.

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9. Starter-Generator-Anlage für ein Düsentriebwerk mit einer dynamoelektrischen Maschine, die anfangs zum Antreiben des Düsentriebwerks als Motor und anschließend als ein vom Düsentriebwerk angetriebener Wechselstromgenerator betrieben wird, nachdem das Düsentriebwerk seine Leerlaufdrehzahl erreicht hat,
gekennzeichnet durch

a) eine dynamoelektrische Maschine (10) mit mehreren Ankerwicklungen (W., bis Wg) und Feldwicklungen, die,auf dem über eine Welle (11) mit dem Düsentriebwerk verbundenen Maschinenrotor angeordnet sind,

b) mehrere, den Ankerwicklungen zugeordnete Umformer (21, 22, 23) jeweils mit Gruppen (P, N) von entgegengesetzt gepolten, phasengesteuerten steuerbaren Gleichrichtern zur selektiven, von hohen Flußpegeln der Feldpole abhängigen Stromzufuhr zu den Maschinenankerwicklungen während des Motorbetriebs, um ein Drehmoment zum Antrieb des Düsentriebwerks zu erzeugen, und zur Umformung des Ausgangs des Maschinenankers in ein Ausgangssignal konstanter Frequenz während des Generatorbetriebs,

c) eine mit den Umformern (21, 22, 23) verbundene dreiphasige Speisewechselspannungsquelle (31),

d) Einrichtungen (14 bis 17, 20) zum Abfühlen der Rotorposition der dynamoelektrischen Maschine, um die Flußpegel bei den Ankerwicklungen (W^ bis Wg) zu bestimmen, und zum Erzeugen von Torsteuersignalen zum Torsteuern von ausgewählten der steuerbaren Gleichrichter in einer Folge, die einen Stromfluß in denjenigen Ankerwicklungen zuläßt, bei denen ein hoher Flußpegel auftritt, um ein positives Drehmoment zu erzeugen,

e) auf die Speisespannungsphasen (A_f B, C) ansprechende Einrichtungen (4o) zum Erzeugen von Freigabesignalen für die einzelnen Gleichrichtergruppen, um eine Torsteuerung der Gleichrichter in den einzelnen Gleichrichtergruppen nur zu gestatten, wenn die Polarität der Speisephase und die Rotorposition richtig sind,

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f) eine Bezugsschwingungsquelle (42) konstanter Frequenz,

g) auf die Bezugsschwingungen und den Ausgang der Ankerwicklungen der dynamoelektrischen Maschine ansprechende Einrichtungen zum Erzeugen von Schaltsignalen für die Gleichrichter beim Generatorbetrieb der Maschine, um die Gleichrichter zu ausgewählten Zeitpunkten in der Phase der Ausgangswechselgröße der dynamo elektrischen Maschine in den leitenden Zustand zu bringen,

h) auf die Drehzahl der dynamoelektrischen Maschine ansprechende Einrichtungen (49, 33) zum Sperren der Speisespannungszufuhr, der auf die Speisephase ansprechenden Torsteuereinrichtungen (4o) und der Rotorpositionstorsteuereinrichtungen (20), wenn die Maschine eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, und

i) auf die Maschinendrehzahl ansprechende Einrichtungen (49, 43) zum Verbinden der die Schaltsignale erzeugenden Einrichtungen mit den Gleichrichtergruppen, wenn die Maschine die vorbestimmte Drehzahl erreicht, um die Gleichrichter "zu ausgewählten Punkten in der Phase der Ausgangswechselgröße der dynamoelektrischen Maschine derart in den leitenden Zustand zu schalten, daß die frequenzveränderliche Ausgangsgröße der Maschine in eine Größe konstanter Frequenz umgeformt wird.

10. Anlage nach Anspruch 9,

dadurch gekennzeichnet, daß sich die Rotorpositionstorsteuereinrichtungen (14 bis 17, 20) auszeichnen durch Einrichtungen (200 bis 208) zum Abfühlen der Rotorpolposition der dynamoelektrischen Maschine und zum Erzeugen eines mehrphasigen Signals, das dem Polfluß bei den Ankerwicklungen proportional ist, und durch Einrichtungen (209 bis 226) zum Verarbeiten der mehrphasigen Rotorpositionssignale und zum Erzeugen von TorSteuersignalen, deren Dauer jeweils einem Intervall entspricht, das beginnt, wenn der Fluß bei einer vorgegebenen Ankerwick-

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lung hoch ist, und endet, wenn sich der Rotorpol hinreichend weit bewegt hat, so daß der Fluß bei der nächsten Ankerwicklung ebenfalls hoch ist. .

11. Anlage nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die dynamoelektrische Maschine (10) eine Sechsphasenstatorwicklung aufweist, daß jede der entgegengesetzt gepolten Gleichrichtergruppen (PN) in jedem der Umformer (21, 22, 23) sechs Gleichrichter (1AP bis 6AP, 1AN bis 6AN, 1BP bis 6BP, 1BN bis 6BN, 1CP bis 6CP, 1CN bis 6CN) enthält und daß jeder Gleichrichter in einer Gleichrichtergruppe mit einer anderen der Ankerwicklungen (¥1^ bis Wg) verbunden ist.

12. Anlage nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die auf die Speisephasen (A, B, C) ansprechende Torsteuereinrichtung (40) Mittel (133, "134, 135, 152, 153, 154) enthält, die in Abhängigkeit von den einzelnen Speisephasen einen ersten Satz von Torsteuersignalen erzeugen, deren Dauer dem Intervall entspricht, während dem jede Phase in bezug auf die vorangegangene Phase positiv ist, und einen zweiten Satz von Torsteuersignalen erzeugen, deren Dauer dem Intervall entspricht, während dem jede Phase in bezug auf die vorhergehende Phase negativ ist, und daß der erste Satz von Torsteuersignalen (AN, BN, CN) der einen Schaltelementgruppe (N) von jedem der Umformer (21, 22, 23) und der andere Satz von Tor Steuer Signalen (AP, BP, CP-) der anderen, entgegengesetzt gepolten Schaltelementgruppe (P) in jedem der Umformer (21, 22, 23) zugeführt wird, um die Gleichrichter in den betreffenden Gruppen freizugeben.

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13. Anlage nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Mittel zum Erzeugen der Torsteuersignale auszeichnen durch Einrichtungen (123 bis 131) zum Erzeugen der Integrale der verketteten Speisephasenspannungen, Einrichtungen (133 bis 135) zum Subtrahieren der Integrale der verketteten Spannungen, um den ersten Satz von Torsteuersignalen zu erzeugen, und Einrichtungen (152 bis 154) zum Invertieren der Torsteuersignale des ersten Satzes, um den zweiten Satz von Torsteuersignalen zu erzeugen.

14. Anlage nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung der Dauer der Torsteuersignalsätze als Funktion des Maschinenstroms Einrichtungen (47) ein Fehlersignal erzeugen, das dem Strompegel proportional ist, Einrichtungen (136 bis 141) das Fehlersignal mit jedem der Integrale der verketteten Spannungen vergleichen, um für jede Speisephase ein Steuersignal zu erzeugen, und Einrichtungen (143 Ms 148) auf dieses Steuersignal ansprechen, um die Dauer der Torsteuersignalsätze zu ändern.

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