DE3228564A1 - Gleichstromspeisungssystem mit zugehoerigem regelungs- und steuerungssystem - Google Patents

Description

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- bh 25.7.1982

Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72, Horikawacho, Saiwai-ku, .Kawasaki-shi, Kanagawa-ken (Japan)

Gleichstromspeisungssystem mit zugehörigem Regelungs-und Steuerungssystem

Gegenstand dieser Erfindung ist im wesentlichen ein Gleichstromspeisungssystem mit einem ihm zugeordneten Steuerungs-und Regelungssystem. Gegenstand dieser Erfindung ist insbesondere aber ein Stromversorungssystem, das von einem Wechselstromanschluß aus über ein Stromregelungssystem, zu welchen eine elektronische Schaltvorrichtung und eine Gleichrichterschaltung gehören, einen Gleichstromverbraucher mit Strom versorgt und speist.

Als ein Beispiel für das Gleichstromspeisungssystem sei Fig. 1 angeführt, mit der das elektrische Schaltungssystem eines mit Gleichstrom arbeitenden Elektroschweißgerätes 40 konventioneller Art dargestellt ist.-Wie aus Fig. 1 zu erkennen ist, wird der z'ündphasen oder durch!aßphasengesteuerte Wechselstrom Iac von einem Wechselstromanschluß über ein Steuerungs-und Regelungssystem 2 der Primärwicklung eines Transformators 3 zugeführt, und zu dem Regelungssystem 2 gehören eine elektronische Schaltvorrichtung und die antiparallel geschalteten Thyristoren 2a und 2b. Mit seiner Sekundärwicklung ist der Transformator 3 verbunden mit einer Gleichrichterschaltung 4, zu der die in Brückenschaltung angeordneten und geschalteten Dioden 4a, 4b, 4c und 4d gehören. Der gleichgerichtete Ausgangsstrom Idc des Transformators 3 wird einem Gleichstromverbraucher zugeführt, beispielsweise den Schweißelektroden 5.

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Der auf Strom ansprechende Strommeßfühler 6 mißt und erfaßt den Strom, der durch die Schweißelektroden fließt,, und gibt dabei ein Ausgangssignal ab, das vom Verstärker 7 verstärkt wird, der Verstärker 7 erzeugt auch den Durchschnittswert des Ausgangssignal vom StrommeßfUhler 6. Das vom Verstärker 7 erzeugte und weitergegebene Ausgangssignal wird in einer Additionsschaltung 7-1 mit einem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom I_D verglichen, wobei das erhaltene Abweichungssignal dann über einen Verstärker 8 einer Phasenlagensteuerung oder P'häsenIa-genregelung 9 zugeführt und auf geschaltet wird. Die Phasenlagensteuerung oder Phasenlagenregelung 9 steuert und regelt ihrerseits wiederum die Thyristoren 2a und 2b, die zum Stromregelungssystem gehören, über den Zündimpuls V , und zwar derart, daß das genannte Abweichungssignal dadurch auf den Wert Null gebracht wird, daß der Gleichstrom, der durch die Schweißelektroden 5 fließt, gleich dem Referenzstrom I_R gemacht wird.

Das Gleichstromspeisesystem der zuvor beschriebenen Art weist jedoch die nachstehend angeführten Schwierigkeiten und Probleme auf:-

1. Weil der Schweißstrom im allgemeinen recht stark ist und in der Größenordnung von ungefähr 5 kA bis 30 kA liegt, ergeben sich im Hinblick auf das Anschließen und auf die Anordnung des Strommeßfühlers - der sonst in unerwünschter Weise groß ausgeführt werden muß und die Anlage verteuert - Schwierigkeiten und Probleme.

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2. Der Abstand zwischen dem Einbauort des Steuerungs-und Regelungssystemes - zu dem Steuerungsund Regelungssystem gehören die Stromregelungsschaltung und die elektronischen Schaltvorrichtungen - und dem eigentlichen Schweißgerät, dem der Transformator und. die Gleichrichterschaltung .zugeordnet sind, beträgt oft mehrere Dekameter. (Dies ist in der Notwendigkeit begründet, daß die Sekundärwicklung des Transformators, durch die ein Strom von mehreren Deka-kA fließen kann, eine möglichst kleine Drahtlänge haben sollte). Bei dem konventionellen System, bei dem der Strom auf der Gleichstromseite gemessen und erfaßt wird, war aus diesem Grunde auch ein Kabel beträchtlicher Länge zwischen dem eigentlichen Schweißsystem und dem Steuerungs-und Regelungssystem nicht zu vermeiden, was wiederum Schwierigkeiten und Probleme verursachte, beispielsweise Störungen durch Rauschströme, und auch die Kosten der Installation erhöhte.

Die Erfindung stellt sich somit die nachstehend angeführten Aufgaben:-

Eine neuartige und verbesserte Gleichstromeinspeisung mit einem dieser Gleichstromeinspeisung zugehörigen Steuerungs-und Regelungssystem zu schaffen, die in der Lage ist,mit einer höchst genauen und zuverlässigen Steuerung und Regelung zu arbeiten.

Eine Gleichstromeinspeisung und ein dieser Gleichstromeinspeisung zugehöriges Steuerungs-und Regelungssystem zu schaffen, das in Bau und Anordnung einfach und wirtschaftlich ist.

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Zur Lösung der ihr gestellten Aufgaben sieht die Erfindung ein Gleichstromeinspeisungssystem mit Stromregelungssystem vor, das in der nachstehend angeführten Weise ausgeführt ist:-

die elektronischen Schaltvorrichtungen des Stromregel ungssystemes sind mit der Primärwicklung des Transformators in Reihe geschaltet;

ein Gleichrichter steht mit der Sekundärwicklung des Transformators in Verbindung;

eine Simulator schaltung ist schaltungsmäßig derart angeordnet, daß von ihr der durch die Reihenschaltung fließende Wechselstrom erfaßt und gemessen wird, daß von ihr weiterhin auf der Basis des Wechselstromes der durch den Gleichstromverbraucher fließende Gleichstrom simuliert wird, daß weiterhin auch noch eine Simulation der Zeitkonstante des Gleichstromverbrauchers erzeugt wird;

ein ebenfalls vorhandener Regler ist schaltungsmäßig derart angeordnet, daß von ihm das Simulationssignal mit einem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom verglichen und aufgrund dieser Vergleichsmaßnahme ein Phasensteuerungssignal erzeugt wird;

das Stromregelungssystem ist darüber hinaus auch noch schaltungsmäßig derart ausgelegt und angeordnet, daß es das Phasensteuerungssignal auf geschaltet erhält und damit dje elektronischen Schaltvorrichtungen derart ansteuert, daß der Gleichstrom gleich dem als Sollwert aufgeschalteten Referenzstrom wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes weist die Gleichstrome i'nspei sung

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Steuerungs-und Regelungssystem auf, zu dem gehören:-

ein Strornregler mit elektronischen Schaltvorrichtungen; ein Transformator, dessen Primärwicklung mit dem Stromregler in Reihe geschaltet ist; ein Gleichrichter, welcher mit der Sekundärwicklung des Tranformators derart verbunden ist, daß von ihm Gleichstrom einer induktivitätsbehafteten Gleichstromlast oder eines induktivitätsbehafteten Gleichstromverbrauchers zugeführt wird. Das Steuerungs-und Regelungssystem weiterhin auch noch mit einer Simulatorschaltung, die schaltungsmäßig derart ausgelegt und angeordnet ist, daß diese Simulatorschaltung den durch die wechselstromseitige Reihenschaltung fließenden Wechselstrom mißt und erfaßt und zudem auch noch ein auf der Basis des gemessenen und erfaßten Wechselstromes einmal ein Simulationssignal für den durch den Gleichstromverbraucher oder durch die Gleichstromlast fließenden Gleichstrom erzeugt und zum andern eine Simulation der Zeitkonstante des Gleichstromverbrauchers oder der Gleichstromlast. Ein Regler ist schaltungsmäßig derar ausgelegt und angeordnet, daß er das Simulationssignal aufgeschaltet erhält, dieses Simulationssignal mit einem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom vergleicht und aufgrund dieses Vergleiches ein Phasensteuerungsoder Phasenregelungssignal erzeugt. Der Stromregler ist darüber hinaus auch noch schaltungsmäßig derart ausgelegt und angeordnet, daß er das Phasenregelungssignal auf geschal tet erhält und die elektronischen Schaltvorrichtungen derart ansteuert, daß der Gleichstrom gleich dem als Sollwert vorgegebenen Strom wird.

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Gegenstand der Erfindung ist somit ein Gleichstromeinspeisungssystem, zu welchem ein Stromregelungssystem mit einer elektronischen Schaltvorrichtung (2) gehört, desgleichen auch ein Transformator mit einer Primärwicklung und einer Sekundärwicklung. Die Primärwicklung und der Stromregler stehen als Reihenschaltung mit einem Wechselstromanschluß (1) in Verbindung.

Mit der Sekundärwicklung des Transformators verbunden ist ein Gleichrichter (4). Eine Simulatorschaltung (16) ist schaltungsmäßig derart angeordnet, daß von ihr der durch die Reihenschaltung fließende Wechselstrom (Iac) gemessen und erfaßt wird, daß von ihr weiterhin auch noch auf der Basis des gemessenen und erfaßten Wechselstromes der durch den Gleichstromverbraucher fließende Gleichstrom simuliert wird und daß schließlich ebenfalls auch eine simulierte Zeitkonstante des Gleichstromverbrauchers erzeugt wird. Das Simulationssignal wird in einen Regler übertragen, der das Simulationssignal mit dem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom vergleicht, d.h. mit dem Referenzstrom I_R und daraus das Phasensteuerungs-oder Phasenregelungssignal erzeugt. Dieses Phasensteuerungs«oder Phasenregelungssignal V wird dem Stromregler (2) auf geschaltet, von dem aus dann die elektronische Schaltvorrichtungen derart angesteuert werden, daß der Gleichstrom einen Wert annimmt, der dem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom entspricht.

Die Erfindung soll nachstehend nun anhand des in

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Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles (der in Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele) näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in:-

Fig. 1 Ein Schaltbild mit Darstellung der Schaltung eines Gleichstromschweißgerätes konventioneller Ausführung.

Fig. 2 Ein Schaltbild betreffend die Schaltung eines Gleichstromschweißgerätes, die Gegenstand dieser Erfindung ist.

Fig. 3 Signalzeitdiagramme oder Wellenformen für die wichtigen Teile des mit Fig. 2 wiedergegebenen Gleichstromschweißgerätes.

Fig, 4 Ein Schaltbild betreffend ein Ausführungsbeispiel der Lastsimulationsschaltung und des Schaltkreises.

Fig. 5 Si gnal zei td i agr amme oder WeI lenf omen» mit denen im Detail die Wellenformen des Signales Id dargestellt sind.

Fig. 7 Ein Schaltbild mit Darstellung der Schaltung eines Teiles eines Gleichstromschweißgerätes als einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 8 Ein Schaltbild betreffend die Schaltung eines Gleichstromschweißgerätes als einem wiederum anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 9 Einen Signalzeitplan mit Darstellung der Wellenformen für die wichtigen TeiIe des mit Fig. 8 wieder gegebenen Gleichstromschweißgerätes.

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Nachstehend soll nun anhand der Zeichnung, in der gleiche und entsprechende Teile in den verschiedenen Darstellungen auch mit den gleichen Hinweiszahlen gekennzeichnet sind, insbesondere anhand von Fig. 2 soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und erläutert werden. Nach Fig. 2, mit welcher die Schaltung eines GIeichstromschweißgerätes 50 eines Ausführungsbeispieles der Erfindung dargestellt ist, entspricht der Teil der Hauptschalturig, durch die der Strom vom Wechsel stromanschl uß 1 zum Gleichstromverbraucher 5 geführt wird in der Funktion im wesentlichen der Schaltung nach Fig. 1. Diese Hauptschaltung ist zur leichteren Darstellung jedoch nur als eine Ersatzschaltung wiedergegeben. So ist beispielsweise der Transformator 3 weggelassen worden, wobei jedoch eine wechse1 stromsei ti ge Induktivität 10 - diese Induktivität steht für den Transformator 3 - in der Wechselstromseite der Schaltung dargestellt ist. Der Gleichstromseite der Schaltung zugeordnet sind eine gleichstromsei ti ge Induktivität 11 und ein gleichstromseitiger Belastungswider stand 12, die den Eigenschaften des Gleichstromverbrauchers oder der Gleichstromlast entsprechen. Die gleichstromseiti ge Zeitkonstante T kann mit der Gleichung T = L/R ausgedrückt werden, wobei L der Größe der Induktivität 11 entspricht und R der Größe des Belastungswiderstandes 12. Wie dies auch bei dem mit Fig. 1 wieder gegebenen Gleichstromschweißgerät 40 der Fall ist, fließt im Hauptschaltungsteil des Gleichstromschweißgerätes

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der zündphasen-oder durchlaßphasengesteuerte Wechselstrom Iac vom Wechsel Stromanschluß 1 aus über den Stromregler 2 zur Wechselstromseite hin. Auf der Gleichstromseite wird der Wechselstrom Iac von dem Transformator 3 und von der Gleichrichterschaltung 4 in den Gleichstrom Idc umgewandelt, der eine Stromstärke von mehreren Deka-kA hat und dann seinerseits wiederum den Schweißelektroden 5 derart zugeführt wird, daß zwischen den Schweißelektroden Bleche miteinander verschweißt werden können.

In der Steuerungsschaltung oder Regelungsschaltung des Gleichstromschweißgerätes 50 wird der Wechselstrom Iac von einem wechsel stromsei tig angeordneten Strommeßfühler 13„ beispielsweise von einem Stromwandler, gemessen und erfaßt und dann in einem Gleichrichter 14 gleichgerichtet, der aus einer Brückenschaltung der Dioden 14a, 14b, 14c und 14d besteht. Nach erfolgter Gleichrichtungfließt der Strom in einen Widerstand 15, der als Last oder Verbraucher des Gleichrichters 14 geschaltet ist. Dabei wird am Widerstand 15 ein Gleichspannungssignal iac erzeugt, das dem durch die Gleichrichtung des Wechselstromes Iac entstandenen Gleichstrom proportional ist. Das Spannungssignal iac wird von einer Lastsimulatorschaltung 16 in ein Signal Id umgesetzt, welches den Gleichstrom Idc des Schweißgerätes 50 simuliert. Von einer Stromstärken-Berechnungsschaltung 17 wird das Simulationssignal Id dann in einen Effektivwert (oder einen Mittelwert) des Stromes umgesetzt. Das von der Stromstärken-Berechnungsschaltung 17 erzeugte und von dieser Schaltung 17

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abgegebene Ausgangssi g-nai wird in einer Additionsschaltung 17-1 mit dem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom I_R verglichen, wobei die dann jeweils gegebene Differenz oder Abweichung als ein Signal über einen Verstärker 8 einem Phasenlagenregler oder einer Phasen!agensteuerung 9A auf geschaltet wird. Strikt gesagt, der Gleichstrom Idc wird dabei derart gesteuert und geregelt, daß er gleich einem vorgegebenen und dem Referenzstrom I_R entsprechenden Stromwert wird. Der Einfachheit halber soll aber so verfahren werden, daß man sagt, daß der Gleichstrom Idc gleich dem Referenzstrom I_R gemacht wird.

Nachstehend sollen nun Funktion und Arbeitsweise des Hauptschaltungsteiles des Schweißgerätes 50 in aller Ausführlichkeit beschrieben und erläutert werden, und zwar anhand von Fig. 3 mit den Wellenformen oder SignalZeitplänen für den wichtigsten Teil des Gleichstromschweißgerätes 50. Wie nun aus Fig. 3 zu erkennen ist, steht die mit Vd bezeichnete Wellenform für die Spannung, die auf der GTeichstromseite vorhanden ist - und diese gleichstromseitig vorhandene Spannung nimmt zum Zeitpunkt t·,, wenn entweder der Thyristor 2a oder der Thyristor 2b vermittels des vom Phasenregler 9A erzeugten Zündimpulses V gezündet und in den Durchlaßzustand geschaltet wird, einen größeren Wert an. Zum Zeitpunkt t~ nimmt die Spannung des Wechselstromanschlusses 1 den Wert Null an.

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Auch die Gleichspannung Vd nimmt den Wert Null an. Während der nun folgenden Halbperiode des Wechselstromanschlusses wird, um den Gleichstrom Idc gleich der Größe des Referenzstromes I_R zu machen zu einem Zeitpunkt t* der Zündimpuls Vg erzeugt, damit die Gleichspannung Vd zum Zeitpunkt t* auch wieder größer werden kann und damit diese Gleichspannung auch zum Zeitpunkt t_fi wieder gleich Null gemacht werden kann. In den nachfolgenden Perioden wiederholt die Gleichspannung Vd die gleichen und identischen Wellenformen.

Zum Zeitpunkt t, beginnt auch der Wechselstrom Iac zu fließen. Weil wechsel stromsei tig die Induktivität 10 des Schweißgerätes 50 viel kleiner als auf der Gleichstromseite ist, d.h. viel kleiner als die gleichstromseitige Induktivität 11, wechselt der Strom von der Gleichrichterschaltung 4- aus, in die der Zirkulationsstrom geflossen ist, schnell zur Wechselstromseite hin. Das wiederum bedeutet, daß zum Zeitpunkt t, ein Ansteigen des Wechselstromes Iac zu verzeichnen ist, während zum Zeitpunkt t_?, an dem die Gleichspannung Vd den Wert Null annimmt, der Wechselstrom Iac schnell abfällt und schwächer wird. Während der nun folgenden Halbperiode strömt der Wechselstrom Iac in eine Richtung die der Stromflußrichtung zu den Zeitpunkten t-, und tr, entgegengesetzt gerichtet ist. Vom Strom Iac, d.h. vom Wechselstrom Iac, werden in den nachfolgenden Perioden die gleichen und identischen Wellenformen wiederholt. Zwischen den Zeit-

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punkten t, und t„ erfährt der Gleichstrom Idc eine Veränderung, wobei jedoch die proportionale Zuordnung zum Wechselstrom Iac erhalten bleibt. Wenn zum Zeitpunkt t_? auch der Wechselstrom Iac abfällt und schwächer wird - und zwar schnell, so fließt der Gleichstrom Idc wegen der gleichstromsei tig vorhandenen Induktivität 11 doch unabhängig von dem gegebenen Zustand der Wechselstromseite durch die Gleichrichterschaltung 4 und schwächt sich dann während der zwischen den Zeitpunkten tp und t. gegebenen Periode in ü bare i nstimmung mit der Zeitkonstante T = L/R ab. Auch in der nachfolgenden Halbperiode hat der Gleichstrom Idc eine gleiche und identische Wellenform und wiederholt diesedannspäterauch.

Das Spannungssignal iac hat die im Signalzeitplan dargestellten Wellenformen und diese sind dem durch das Gleichrichten des Wechselstromes Iac entstehenden Gleichstrom proportional. Das Spannungssignal iac wird der Beiastungssimulationsschaltung 16 auf geschaltet, die daraus ein Signal Id erzeugt, das seinerseits wiederum den Gleichstrom Idc simuliert. Das Simulationssignal Id hat dann eine dem Spannungssignal gleiche und identische Wellenform, wenn sich während der Zeitpunkte t, und tp entweder der Thyristor 2a oder der Thyristor 2b im Durchlaßzustand oder im Zustand "EIN" befindet. (Während der Periode zwischen den Zeitpunkten tp und t„7, in der sich beide Thyristoren 2a und 2b im Sperrzustand oder Zustand "AUS" befinden, nimmt das Signal Id

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- Steine Wellenform an, die das Spannungssignal iac zum Zeitpunkt t_? (unmittelbar vor dem Schalten des Thyristors 2a oder des Thyristors 2b in den Sperrzustand) in Übereinstimmung mit einer Zeitkonstante Ts - diese Zeitkonstante Ts stellt eine Simulation der Zeitkonstante T dar - schwächer werden läßt. Wird der Thyristor 2a oder der Thyristor 2b zum Zeitpunkt t^ wieder gezündet und in den Durchlaßzustand geschaltet, dann hat das Signal Id eine dem Spannungssignal iac entsprechende und identische Wellenform, die von diesem Signal dann auch wiederholt werden wird. Die spezifische Schaltung der Beiastungssimulationsschaltung 16 wird später noch in aller Ausführlichkeit beschrieben und erläutert werden.

Nachstehend nun soll eine Schaltung beschrieben werden , welche die Koinzidenz der simulierten Zeitkonstante aus der Beiastungssimulationsschaltung 16 mit der Zeitkonstante T der Gleichstromseite herbeizuführen hat. Der Phasenregler 9A erzeugt den Zündimpuls Vg, der dem Stromregler zugeführt und aufgeschaltet wird. Der Phasenregler 9A entspricht dem zuvor angeführten Phasenregler 9. Vom Phasenregler 9A wird weiterhin auch noch ein Impuls P erzeugt, der zum Zeitpunkt t^ und etwas dem Zeitpunkt t„ .ViOreilend einen Anstieg aufweist - zum Zeitpunkt t, ist ein Anstieg des Zündimpulses Vg zu verzeichnen - und der etwas dem Zeitpunkt t* nacheilend zum Zeitpunkt t,- wieder abfällt. Eine Zeitschaltung 18 erhält den Impuls P auf geschaltet. Diese Zeitschaltung 18 erzeugt zum Zeitpunkt t,, wenn für den Impuls P ein Anstieg zu verzeichnen ist, einen Impuls P2, während sie zum Zeitpunkt t^, an dem

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ein Abfallen des Impulses P zu verzeichnen ist, einen Impuls P3 erzeugt. Mit der allgemeinen Hinweiszahl 19 gekennzeichnet ist eine Komparator-ZReehnerschaltung, die schaltungsmäßig derart ausgelegt und angeordnet ist, daß sie von der Zeitschaltung 18 aus die Impulse Po und P- auf ge schaltet erhält und daß ihr weiterhin auch noch zugeführt werden das am Widerstand 15 erzeugte Spannungssignal iac und das Signal Id als Ausgangs signal der Bei astungssimulationsschal tung 16. Anhand der Impulse P- und P-, ermittelt die Komparator-/Rechnerschaltung 19 die Größe I ·, , die das Signal Id zum Zeitpunkt t, hat, hierbei handelt es sich insbesondere um den Moment, der ganz kurz vor dem Einschalten des Thyristors 2a oder des Thyristors 2b in den Durchlaßzustand gegeben ist, während von dieser Schaltung 19 die Größe I₂ des Spannungssignales iac zum Zeitpunkt t_r erfaßt wird, nämlich dann, wenn der Thyristor 2a oder der Thyristor 2b in den Durchlaßzustand geschaltet worden sind und wenn im Hinblick auf den Wechselstrom iac ein Anstieg zu verzeichnen ist. Die Komparator-/Rechnerschal tung 19 vergleicht weiterhin auch noch den Wert des Signales I,. mit dem Wert des Ginales I_? und nimmt sch!ießlich .diesen Vergleichsvor gang zum Anlaß ein Vergleichssignal Sc zu erzeugen und abzugeben. Die allgemeine Hinweiszal kennzeichnet beispielsweise einen Aufwärts -/Abwärts zäh ler (Vorwärts -/Rückwärts'ah ler), der für 4 Bits ausgelegt ist, wobei der Vorgang des Aufwärtszählens (Vorwärtszählens) und der Vorgang des Abwärtszählens (Rückwärtszählens) jeweils in Übereinstimmung mit dem Vergleichssignal Sc durchgeführt wird. Dieser Zähler 20 ist nämlich

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derart ausgelegt, daß von ihm dann der Vorgang des Abwärtszählens (Rückwärtszählens) durchgeführt wird, wenn der Wert des Signales I-, größer ist als der Wert des Signales I_?. Demgegenüber wird von dem Zähler 20 eine Aufwärtszählung (Vorwärtszählung) dann vorgenommen, wenn der Wert des Sig'nales I, kleiner ist als der Wert des Signales I_?. Mit dem Ausgang des Aufwärts/Abwärtszählers 20 verbunden ist eine Zeitkonstanten-Wahl schaltung 21, welche derart ausgelegt ist, daß sie die aus 4 Bits bestehenden Ausgangssignale der Zähler schaltung 20 in Signale dekodiert, welche aus 16 Bits bestehen und als Auswahlsignale Sq bis S-,r abgesetzt werden. Ein Schaltkreis 22 ist schaltungsmäßig derart angeordnet, daß ihm von der Zeitkonstanten-Wahlschaltung 21 aus die Auswahl signale oder Ansteuerungssignale Sq bis S-|₅ zugeführt und auf geschal tet werden. Dieser Schaltkreis 22 besorgt dann auch das Schalten der Zeitkonstante Ts aus der Simulationsschaltung

Nachstehend werden nun anhand von Fig. 4 sowohl die Beiastungssimulationsschaltung 16 als auch der Schaltkreis 22 in aller Ausführlichkeit beschrieben und erläutert. Nach Fig. 4 ist als Ideal Charakteristik eine Diode 46 erforderlich, (die in Durchlaßrichtung keinen Spannungsabfall aufzuweisen hat). Dies kann unter Verwendung eines Operationsverstärkers oder Schaltverstärker verwirklicht werden. Der Diode 46 wird das am Widerstand 15 erzeugte Spannungssignal iac zugeführt. Bei dem Kondensator

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handelt es sich um ein Schaltungselement, das zur Simulation der Induktivität 11 der Hauptschaltung Anwendung findet. Die Widerstände 50-0 sowie ein Widerstand 51 stellen einen Entladungskreis für den Kondensator 47 dar und bestimmen somit die Zeitkonstante Ts der Beiastungssimulationsschaltung Ein Operationsverstärker oder Schaltverstärker, der als Pufferverstärker eingesetzt ist, der einen Verstärkungsfaktor von Eins hat. Das Ausgangssignal des Operationsverstärker s/Schaltverstärkers 48 wird als das Ausgangssignal Id der Belastungssimulationsschaltung 16 erzeugt und weitergegeben. Der Schalter 54 und der Widerstand 55 stellen eine Rückstellungsschaltung dar, die zum Zeitpunkt t. ein Entladen des Kondensators 47 zu bewerkstelligen hat, wohingegen der Schalter 54 in Manier der Zweipunktregelung in Abhängigkeitvon dem Zündimpuls Vg, der vom Phasenregler 9A erzeugt und abgegeben wird, betätigt und geschattet wird.

Nachstehend wird nun unter Verweisung auf Fig. 5 die Funktion und Arbeitsweise der Belastungssimulationsschaltung 16 beschrieben. In Fig. 5 ist die Wellenform des Signales Id fUr den Fall dargestellt, daß zwischen der der Beiastungssimulationsschaltung 16 zugeordneten Zeitkonstante Ts und der gleichstromsei ti gen Zeitkonstante eine Koinzidenz vorliegt. Hier aber soll die Funktion und Arbeitsweise für den Fall beschrieben werden, daß die Zeitkonstante Ts größer als die Zeitkonstante T ist. Für genau diesen Fall ist das Signal Id in Vollinie gezeichnet.

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In diesem Falle liegt zum Zeitpunkt t» das Signal Id auf dem Punkt d und ist dann größer als der Wert L, den das Spannungssignal iac zum Zeitpunkt t_g hat. Zum Zeitpunkt t* veranlaßt die Belastungssimulationsschaltung 16 auf der Basis des vom Phasenregler 9A her auf geschalteten Zündimpuls Vg, daß der Schalter 54 seinerseits eingeschaltet wird, damit der Kondensator 47 über den Widerstand 55 entladen werden kann. Das hat wiederum zur Folge, daß zum Zeitpunkt t, der Kondensator 47 vom Spannungssignal iac über die Diode 46 aufgeladen wird und daß das Signal Id gleich dem Spannungssignal iac wird. Nun hat das Signal Id eine dem Spannungssignal iac identische Wellenform und zwar bis zum Zeitpunkt t_fi, an dem das Spannungssignal iac rapide abfällt, weil beide Thyristoren 2a und 2b in den Sperrzustand geschaltet worden sind.

Nachstehend beschrieben werden soll die Funktion und Arbeitsweise einer Schaltung, welche die Koinzidenz zwischen der Zeitkonstante Ts aus der Belastungssimulationsschaltung 16 und der Zeitkonstante T der Gleichstromseite herbeizuführen hat. In Fig. wiedergegeben ist die vergrößerte Wellenform des Signales Id aus Fig. 3. Im Falle einer Koinzidenz der Zeitkonstante T aus der Hauptschaltung und darin aus der Gleichstromseite mit der Zeitkonstante Ts aus der Belastungssimulationsschaltung 16 - d.h. dann, wenn die Zeitkonstante Ts gleich der mit Fig. wieder gegebenen Zeitkonstante T^ ist - liegt der Wert I, des Signales Id zum Zeitpunkt t, auf dem

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Punkt b und ist dann gleich dem Wert I„ des Spannungssignales iac zum Zeitpunkt t,-. Wenn die Zeitkonstante Ts kleiner als die Zeitkonstante T ist, d.h. dann, wenn die Zeitkonstante Ts gleich der Zeitkonstante T, ist, verschiebt sich der Signalwert I-j auf den Punkt a, wobei der Signalwert I, kleiner wird als der Signalwert I„ (I, <^ Ip). In diesem Falle - und dies ist bereits beschrieben worden - vergleicht die Komparator-VRechnerschaltung 19 den Signalwert I, mit dem Signalwert Ip und bestätigt, daß der Signalwert I, kleiner als der Signalwert Ip ist. Der Vergleichsvor gang resultiert in einem Vergleichssignal Sc, das den Aufwärts-/Abwärtszähler (Vorwärts-/Rückwärtszähler) 20 zu einer Aufwärtszählung (Vorwärtszählung) veranlaßt. Die Zeitkonstanten-Wahl schaltung 21 wird von dem Ausgangssignal des Zählers 20 dieser Zähler in seinem hochgezählten Zustand dazu veranlaßt, die Auswahl signale oder Ansteuerungssignale Sq bis S-,,- zu erzeugen und abzugeben. Aufgrund der Auswahl signale oder Ansteuerungssig-

nale S_n bis S ·, _c wird vom Schaltkreis 22 die Zwei-U I b

punktrege 1ung über den Schaltern 52-0 bis 52-15 derart betätigt, daß der Widerstandswert der aus den in Reihe geschalteten Widerständen 50-0 bis 50-15 bestehendenSchaltung vergrößert wird. In der nun folgenden Halbperiode und danach werden gleichartige Vorgänge wiederholt durchgeführt, bis daß die Zeitkonstante Ts gleich der Zeitkonstante T wird oder geworden ist.

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Ist nun aber die Zeitkonstante Ts größer als die Zeitkonstante T, d.h. ist die Zeitkonstante Ta gleich der Zeitkonstante T~, dann kommt der Signalwert I, auf den Punkt c zu liegen, dann wird der Signalwert I, größer als der Signalwert Ip. Das hat anders als bei dem zuvor angeführten Fall zur Folge - d.h. im Falle von I-, L· Ip - „ daß nunmehr der Aufwärts-/Abwärtszähler (Vorwärts-ZRückwärtszähler) 20 eine Abwärtszählung (Rückwärtszählung) mit dem Resultat durchführt, daß der Schaltkreis 22 derart auf die Zweipunktregelung der Schalter 52-0 bis 52-15 einwirkt, daß der Widerstandswert der aus den in Reihe geschalteten Widerständen 50-0 bis 50-15 bestehenden Schaltung verringert wird. Dieser Vorgang verursacht wiederum, daß die Zeitkonstante Ts verkürzt wird und daß während der nachfolgenden und späteren Halbperioden die gleichen Vorgänge und Operationen solange wiederholt werden, bis daß die Zeitkonstante Ts gleich der Zeitkonstante T gemacht worden ist.

Es ist also eine kleinere Schaltung vorgesehen, die bewirkt, daß die der Be1astungssimulationsschaltung 16 zugeordnete Zeitkonstante Ts unvermeidbar mit der der Gleichstromseite des Schweißgerätes 50 zugeordneten Zeitkonstante T zur Deckung gebracht wird und daß dadurch der Gleichstrom Idc ohne Messung dieses Gleichstromes Idc mit einer nur einfachen Erfassung des Wechselstromes Iac simuliert werden kann.

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Anhand von Fig. 7 soll nachstehend nun ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben und erläutert werden. In Fig. 7 dargestellt ist ein Teil eines Gleichstromschweißgerätes 60, der unter Verwendung eines Computers als Teil des Steuerungsund Regelungssystemes realisiert worden ist. In Fig. 7 steht die allgemeine Hinweiszahl 30 für einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler), der das Analogsignal Id - dieses Signal Id simuliert den Gleichstrom Idc - in ein Digital signal umsetzt und dieses Signal als ein erstes Digital si gnal Sj-, abgibt und weiterleitet. Einem Computer 31 sind die Funktionen des Stromstärken-Berechnungsk)*^tyses 17, der Kompar ator-/Rechner schal tung 19 und d'es Aufwärts-/Abwärtszählers 20, welche alle zu dem mit Fig. 2 wiedergegebenen Steuerungs-und Regekjncässystem gehören, zugeordnet. Der Computer 31 erhält das erste Digitalsignal S_dl auf geschal tet, das ''^1- j» von dem Computer 31 wiederum in den Effektivwert _t (oder den Mittelwert) des Gleichstromes Idc umge- ]\ rechnet wird. Der Computer erzeugt das digitale Signal S,*» das dann über dessen Ausgang weitergegeben wird. Ein Digital/Analog-Wandler (D/A- _l Wandler) 32 setzt dieses Signal in ein Analogs ig- · ^l| nal um und leitet dieses Signal als Signal Ia weiter. Das Signal Ia entspricht dem Ausgangssignal der Stromstärken-Berechnungsschaltung 17 aus Fig. 2 Dieses Signal wird sodann einer Additionsschaltung 17-1 auf geschal tet, wo dieses Signal Ia mit dem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom I_R verglichen wird. Die dann folgenden Operationen werden

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dann derart durchgeführt» wie dies im Hinblick auf das mit Fig. 2 dargestellte Schweißgerät 50 der Fall ist, d.h. der Gleichstrom Idc wird derart gesteuert und geregelt,, daß er gleich dem Referenzstrom I_R wird. Andererseits wiederum werden von der Zeitschaltung 18 aus die Impulse P₂ und P₃ dem Computer als Unterbrechungseingänge aufgeschaltet. Ist dem Computer 31 in der zuvor beschriebenen Weisedas erste Digitalsignal S,·, eingegeben worden, dann führt er dieses Digitalsignal S,·, zum Zeitpunkt t, dann heraus, wenn die Unterbrechung aus dem Impuls P2 wirksam wird, wobei das Signal dann als digitaler Signalwert I, ausgegeben wird. Der Computer 31 liest weiterhin das Digitalsignal S.-, zum Zeitpunkt tr, bei dem die Unterbrechung aus dem Impulse Po als Digitalwert I~ wirksam wird. Der Signalwert Ip entspricht dem Wert des Spannungssignales iac zum Zeitpunkt tg. Bereits gsagt worden ist, daß zum Zeitpunkt t^ der Wert des Spannungssignales iac das Eingangssignal für die Beiastungssimulationsschaltung 16 und gleich dem Wert Id ist, welches das Ausgangssignal dieser Schaltung ist. Das bedeutet wiederum, daß das Signal Id statt des Spannungssignales iac verwendet und eingesetzt werden kann. Der Computer 31 vergleicht die digitalen Signalwerte I, und I„ und erzeugt aufgrund dieses Vergleichsvorganges ein Abweichungssignal, durch welches der Aufwärts-/ Abwärtszähler 20 veranlaßt wird» entweder eine Aufwärtszählung (Vorwärtszählung) oder eine Abwärtszählung (Rückwärtszählung) durchzuführen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist.

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Der Computer 31 gibt das aus 4 Bits bestehende Ausgangssignal des Aufwärts-/Abwärtszählers (Vorwärts-/ Rückwärtszählers) als ein drittes Digitalsignal S., ab und führt dieses auf die Zeitkonstanten-Auswahlschaltung 21. In der Zeitkonstanten-Auswah1 schaltung 21 wird das aus 4 Bits bestehende dritte Digitalsignal Sj₃ derart dekodiert, daß ein aus 16 Bits bestehendes Signal entsteht, das als Ansteuerungssignal Sq bis S,r weitergegeben wird. Die Vorgänge, die dann folgen entsprechen jenen, die auch im Steuerungs-und Regelungssystem des mit Fig. 2 wiedergegebenen Schweißgerätes 50 ablaufen, d.h. die Steuerung und Regelung wird derart durchgeführt, daß die Zeitkonstante Ts aus der Be1astungssimulationsschaltung gleich der Zeitkonstante T der Gleichstromseite gemacht wird. Den Fachleuten dürfte es klar sein, daß der Computer 31 anhand der zuvor gegebenen Beschreibung leicht realisiert werden kann, und zwar durch Verwendung eines Mikrocomputers oder eines ähnlichen Systemes, so daß eine ausführliche Beschreibung des AbI auf vor ganges oder dergleichen weggelassen werden kann.

Ein wiederum anderes Ausführungsbeispiel wird nun unter Verweisung auf Fig. 8 beschrieben und erläutert. In Fig. 8 dargestellt ist ein Gleichstromschweißgerät, dem ein Steuerungs-und Regelungssystem zugeordnet ist. Ein Teil dieses Steuerungs- und Rege 1ungssystemes ist entsprechend der Erfindung unter Verwendung eines Computers realisiert. Das Steuerungs-und Regelungssystem weist statt der

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beim Steuerungs-und Regelungssystem des SChweißgerätes 50 aus Fig. 2 verwendeten Komparator-/Rechnerschaltung 19 und statt des Aufwärts-/Abwärtszählers 20 eine Komparator-/Rechnerschaltung 19A auf. Darüber hinaus wird auch die Zeitschaltung 18 nicht verwendet und der Phasenregler 9A ist durch den Phasenregler 9B ersetzt worden. Wie dies auch beim Phasenregler 9A der Fall ist, gibt der Phasenregler 9B den Zündimpuls Vg ab, mit dem die Durchlaßphase des Stromreglers 2 derart gesteuert und geregelt wird, daß der Strom,, d.h. der Gleichstrom Idc, der durch die Schweißelektroden 5 fließt, gleich dem Referenzstrom I_R gemacht wird. Vom Phasenregler 9B wird weiterhin auch noch herausgeführt und weitergeleitet zum Zeitpunkt t,- statt des Impulses P der Impuls P₃, wobei der Zeitpunkt t₅ dem Zeitpunkt t*, an dem ein Anstieg des Zündimpulses Vg zu verzeichnen ist, geringfügig nacheilt. Zum Gleichstromschweißgerät 70 gehört ein Nulldurchgangsdetektor 24, der die Spannung des Wechselstromanschlusses 1 mißt und erfaßt und in dem Augenblick, in dem die derart erfaßte Spannung den Nulldurchgang vollzieht, ein NuI1spannungsdurchgangssignal S Q erzeugt. Von der Schaltung her ist die Komparator-/Rechnerschaltu ng 19A derart ausgelegt und angeordnet, daß sie das am Widerstand 15 erzeugte Spannungssignal iac auf geschaltet erhält, daß ihr weiterhin auch noch auf geschaltet werden: der Ausgangsimpuls P₃ des Phasenreglers 9B und das NuI1spannungsdurchgangssignal Sq vom Nullspannungsdurchgangsdetektor 24.

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Fig. 9 zeigt die Wellenformen oder Signalzeitdiagramme für den wichtigsten Teil des Gleichstromschweißgerätes 70. Das NuI1spannungsdurchgangssignal S _fi wird zu den Zeitpunkten tr,, t_g ...... herausgeführt und weitergegeben. Von der Komparatorschaltung/Rechnerschaltung 19A wird zum Zeitpunkt t„, an dem das Nulldurchgangssignal Sq aufgenommen wird, die Größe I- des Spannungssignales iac für den unmittelbar vor dem Einschalten des Thyristors 2a oder des Thyristors 2b liegenden Moment gemessen und erfaßt. Darüber hinaus erfaßt die Komparator-ZRechnerschaltung 19A zum Zeitpunkt tr, an dem der Impuls Po aufgenommen wird, die Größe oder den Wert Ip des Spannungssignales iac, d.h. zu dem Zeitpunkt an dem der Thyristor 2a oder der Thyristor 2b gezündet oder eingeschalt wird, was wiederum zur Folge hat, daß dadurch auch die Spannung, d.h. die Wechselspannung Iac ansteigt und größer wird. Darüber hinaus erhält man aus den Zeitpunkten tp und tj. ein Zeitintervall von t = t_c - t₀.

Während der zwischen den Zeitpunkten tp und t~ liegenden Periode schwächt sich entsprechend der Zeitkonstante T = L/R der Gleichstrom Idc des SChweißgerätes 70 ab. Das Abschwächen des Ausgangssignales Id der Beiastungssimulationsschaltung 16 erfolgt in Übereinstimmung mit der Zeitkonstante Ts während der zwischen den Zeitpunkten tp und tr liegenden Periode. Um eine Simulation des Gleichstromes Idc unter Verwendung des Signales Id erreichen zu können, sollte die Zeitkonstante Ts gleich der Zeitkonstante T gemacht werden. In diesem Falle werden

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zu den Zeitpunkten t„ und tj- die jeweiligen Werte des Signales Id zu den Signal wer te η I- und I-, so daß die nachstehend angeführte Gleichung aufge· stellt werden kann:-

I₂ = I₃ χ exp (--£- )

Aus dieser Gleichung (1) kann die Zeitkonstante T mit Hilfe der nachstehend angeführten Gleichung berechnet werden :-

In Io - In

Das also bedeutet, daß, wie dies zuvor erwähnt worden ist, die Zeitkonstante aus den Signalwerten I₂ und I₃ sowie aus dem Zeitintervall t berechnet werden kann,

Um die Operation nach Gleichung (2) durchführen zu können, verwendet die Komparator-/Rechnerschaltung 19A im allgemeinen einen Mikrocomputer. Die Signalwerte Ip und I- werden in Größen von rund O bis 255 quantifiziert, wobei die Größen für In I₂ und für In I₃ erst errechnet und dann in den (nicht dargestellten) Hauptspeicher des Mikrocomputers eingegeben werden. Die Dauer des Zeitintervalles kann leicht gemessen werden. Man benötigt dazu nur eine Gatt-Schaltung und eine Zähler schaltung, die während der Öffnungszeit der Gatt-Schaltung eine genügend große Anzahl von Taktimpulsen zählen kann, wobei die Gatt-Schaltung während des Zeitpunktes t~ geöffnet und während des Zeitpunktes t^ geschlossen ist. Aus diesem Grunde kann dann, wenn die Kompara-

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tor-/Rechnerschaltung 19A die Signalwerte I₂ und sowie das Zeitintervall t zugeführt und aufgeschaltet erhält, die Gleichung (2) unter Ausnutzung wesentlicher Funktionen des Mikrocomputers, beispielsweise die Funktionen der Subtraktion und der Division, leicht gelöst werden. T_Q veranlaßt die Zeitkonstante Ts gleich der auf diese Weise erhaltenen Zeitkonstante T zu werden, wobei die Quantifizierung der Zeitkonstanten T in Werten von O bis 15 erfolgt. Für jede zutreffende Zeitkonstante T werden die Schaltzustände der Schalter 52-0 bis 52-15, d.h. das Schalten eines zutreffenden Schalters von diesen Schaltern, zuvor durch Berechnung bestimmt, deren Resultat in den Hauptspeicher eingegeben wird. Ist die Zeitkonstante in der zuvor beschriebenen Weise bestimmt und festgelegt worden, d.h. die Zeitkonstante T, dann wird auf der Basis der derart bestimmten und festgelegten Zeitkonstante T ein Steuerungssignal Sc zur Herbeiführung einer Zweipunktregelung der Schalter 52-0 bis 52-15 erzeugt und weitergegeben. Von der Zeitkonstanten-Wah1 schaltung 21 wird unter Verwendung des vorerwähnten Steuerungssignales Sc die aus 16 Bits bestehenden Ansteuerungssignale S_n bis S-,,- erzeugt und dem Schaltkreis 22 zugeführt. Der Schaltkreis 22 übernimmt die Ansteuerungssignale Sq bis S-ig und veranlaßt, daß die Schalter 52-0 bis 52-15 derart eingeschaltet oder ausgeschaltet werden, daß dadurch die Zeitkonstante Ts der Belastungssimulationsschaltung 16 gleich der mit Gleichung (2) errechneten Zeitkonstante T gemacht wird.

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Weil es für Fachleute klar sein dürfte, daß Funktionen der vorerwähnten Art mit einem Mikrocomputer leicht realisiert werden können, kann eine weitere ausführliche Beschreibung weggelassen werden.

Bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zur Bestimmung der simulierten Zeitkonstante Ts das Spannungssignal iac verwendet. Statt dieses Spannungssi gnales iac kann aber die simulierte Zeitkonstante Ts auch mit Hilfe des Simulationssignales Id deswegen bestimmt und festgelegt werden, weil zu den Zeitpunkten tp und t^ die Werte des Spannungssignales iac gleich den Werten ist, die das simulierte Signal Id jeweils zu den Zeitpunkten t~ und tr aufzuwei sen hat.

Wie zuvor ebenfalls im Zusammenhang mit diesem Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, ist ein kleiner Schaltkreis vorhanden,, der die Zeitkonstante Ts der Be1astungssimulationsschaltung 16 unvermeidlich dazu veranlaßt, mit der Teichstromseiti gen Zeitkonstante des Schweißgerätes in Koinzidenz zu gehen. Damit kann der Gleichstrom Idc ohne Messung dieses Gleichstromes Idc und nur mit einer einfachen Erfassung des Wechselstromes Iac simuliert werden.

Wenn die Erfindung auch im Hinblick auf spezifische Ausführungsbeispiele für Gleiehstromschweiß-geräte dargestel If und beschrieben worden ist, so soll sie dennoch nicht auf die ganz spezifischen Ausführungsbeispiele beschränkt sein. Sie kann im weitesten Sinne für Gleichstromeinspeisungssysteme und deren Steuerungssysteme dort Anwendung finden, wo ein Gleichstromverbraucher von einem Wechselstromanschluß aus über einen aus elektronischen Schaltvorrichtungen und einem Gleichrichterkreis

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bestehendes Steuerungs-und Regelungssystem mit Gleichstrom versorgt werden.

Die Erfindung ist zwar anhand von ganz spezifischen A u s f U h r u η g s b e i s ρ i e 1 e η einer E. i η ρ h as e η - H a u ρ t scha T tun g beschrieben worden, dennoch kann sie durch Modifikationen und Änderungen auch für Hauptschal tu η ge η mit mehrphasigen Halbwellengleichrichterkreis oder mit mehrphasigen Vollwellengleichrichterkreis ausgelegt und angepaßt werden.

Darüber hinaus ist bei den Schweißvorrichtungen nach Fig. 7 und nach Fig. 8 nur ein Teil mit Computer ausgestattet, so daß sich die Computer verarbeitung nur-auf einen Teil der Schaltung ausirken kann. Aber auch andere Teile der Schaltung können zusätzlich computerisiert werden.

Trotz der Tatsache, daß ein Ausführungsbeispie 1 der Beiastungssimulationsschaltung unter Verweisung auf Fig. 4 beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern umfaßt auch noch andere Schaltungen für die Erzeugung von Wellenformen, die während der Periode, in welcher sich die elektronischen Schaltvorrichtungen im Durchlaßzustand oder im Zustand "EIN" befinden, dem Strom der Wechselstromseite entsprechen und bei denen entsprechend einer die Zeitkonstante der Gleichstromseite simulierenden Zeitkonstante eine Abschwächung entsprechend der Zeitkonstante stattfinden kann, d.h. während der Periode» in der sich die elektronischen Schaltvorrichtungen im Sperrzustand oder im Zustand "AUS" befinden.

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Si

Beschrieben worden ist, daß zufolge dieser Erfindung die jeweils zutreffende Stromstärke von stärkeren Hauptschaltungs-Gleichströmen indirekt gemessen und erfaßt werden kann, d.h. nicht durch das direkte Messen und Erfassen dieses Gleichstromes, sondern durch das Messen und Erfassen eines kleineren oder schwächeren Stromes in der primären Wechselstromseite eines Transformators, und diesmiteinfachen Strommeßfühlern, beispielsweise"mit einem Stromwandler, und unter Anwendung der Be1astungssimulationsschaltung. Damit kann die Messung nicht auf der Verbraucherseite, sondern auf der Seite des Steuerungsund Regelungssystemes durchgeführt und vorgenommen werden, was wiederum zur Folge hat, daß die Schweißgeräte in der Verdrahtung und im Schaltungsaufbau höchst einfach und wirtschaftlich werden. Zudem kann der Verdrahtungsabstand zwischen dem Strommeßfühler auf der Wechselstromseite des Gleichstromeinspeisungssystemes und dem Steuerungs-und Regelungssystem verkürzt werden, wodurch wiederum auch der Einfluß von Rauschstören und ähnlichen Störungen auf ein Minimum zurückgeführt werden kann, was wiederum eine höchst genaue Steuerung und Regelung zur Folge haben kann. Weil weiterhin bei Schweißrobots der gleichstromseitige Hauptstromkreis eine große Anzahl von beweglichen Teilen aufzuweisen hat, was ein Lösen von Anschlußverbindungen verursachen und die Zuver1ässigkeit stark beeinflussen kann, kann mit dieser Erfindung auch auf diesem Gebiete deswegen eine höhere Zuverlässigkeit erzielt werden, weil die Strommessung auf der stationären und sich nicht bewegenden Seite durchgeführt und vorgenommen werden

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An der beschriebenen und erläuterten Erfindung können zusätzliche Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden. Es sollte deshalb klar sein, daß innerhalb des von den Patentansprüchen umrissenen Rahmens die Erfindung auch anders realisiert werden kann, als dies ganz speziell in dieser Patentspezifikation beschrieben worden ist.

S3- Leerseite

Claims (1)

1. PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GEFD MDLLEH · D. GROSSE · F. POLLMZIEF: 7 3

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   Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha, 72 Horikawacho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa-ken (Japan)

   Patentansprüche:-

   1. Gleichstromeinspeisung mit einem Stromregler bestehend aus einer elektronischen Schaltvorrichtung (2); aus einem Transformator mit Primär-und Sekundärwicklungen, wobei die zuvor angeführte Primärwicklung mit dem vorerwähnten Stromregler schaltungsmäßig in einer Reihenschaltung angeordnet ist, wobei weiterhin diese Reihenschaltung derart ausgelegt und angeordnet ist, daß ihr von einem Wechse1stromanschluß Strom zugeführt werden kann; schließlich auch noch mit einer Gleichrichterschaltung (4), die mit der Sekundärwicklung des vorerwähnten Transformators derart verbunden ist, daß einem Gleichstromverbraucher (12) Gleichstrom zugeführt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß

   daß eine Simulationsschaltung (16) schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß von ihr der in der genannten Reihenschaltung fließende Wechselstrom gemessen und erfaßt werden kann und daß von ihr auf der Grundlage des gemessenen und erfaßten Wechselstrom erzeugt werden können:- ein Signal, das den durch den Gleichstromverbraucher fließenden Gleichstrom simuliert und eine simulierte Zeitkonstante des vorerwähnten Gleichstromverbrauchers;

   PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÖLLER · D. GROSSE · h. POLlVIE)ξΛ 7 3

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   schließlich auch noch eine Steuerungs-und Regelungsvorrichtung, weiche schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daßihr das vorerwähnte simulierte Signal auf geschaltet wird und daß sie dieses simulierte Signal mit einem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom vergleicht, um auf der Basis des Vergleichsresultates ein Phasenregelungssignal zu erzeugen und abzugeben. Zur Steuerungs-und Regelungsvorrichtung gehört weiterhin auch noch eine Vorrichtung oder Schaltung, die das Phasenregelungssignal aufgeschaltet erhält und die die bereits angeführte elektronische Schaltvorrichtung derart ansteuert, daß der genannte Gleichstrom gleich einem vorgegebenen und dem Referenzstrom entsprechenden Wert gemacht wird.

   Gleichstromeinspeisung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß

   daß zur angegebenen Sirnul ationsschal tung ein StrommeßfUhlersystem (13) gehört, daß von der Schaltung her derart angeordnet ist, daß von ihm der durch die zuvor angeführte Reihenschaltung fließende Wechselstrom gemessen und erfaßt wird;

   daß eine GIeichrienter schaltung (14) schaltungsmäßig derart ausgelegt und angeordnet ist, daß diese Schaltung den erfaßten und gemessenen Wechselstrom auf geschal tet erhält,, daß sie diesen Wechselstrom in Gleichstrom umsetzt und dabei ein Gleichstromsignal erzeugt;

   PATENTANWÄLTE F-W-HEMMERICH-GERDMaLLER-D-CROSSE-F-TOL¹Jv¹FIER 73

   - bh 25.7.1982 --34- -

   schließlich auch noch eine Be1astungssimulationsschaltung, welche schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß von ihr das zuvor angeführte Gleichstromsignal Übernommen und auf der Grundlage dieses gleichgerichteten Gleichstromsignales und der bereits erwähnten simulierten Zeitkonstante der bereits angeführte Gleichstrom simuliert wird. Das zuvor erwähnte simulierte Signal ist derart bestimmt und festgelegt, daß während einer ersten Periode, wenn zumindest eine der vorerwähnten elektronischen Schaltvorrichtung sich im Durchlaßzustand oder im Zustand "EIN" befindet, die Wellenform dieses simulierten Signales im Hinblick auf die Wellenform des bereits erwähnten Gleichrichtungssignales bestimmt und festgelegt ist, wohingegen während einer zweite η Periode , in welcher sich alle elektronischen Schaltvorrichtungen im Sperrzustand oder Zustand "AUS" befinden, die Wellenform des vorerwähnten simulierten Signales derart ausgelegt und ausgeführt ist, daß in dem ganz kurz vor dem Abschalten der elektronischen Schaltvorrichtungen liegenden Moment, der Pegel des gleichgerichteten Signales in Übereinstimmung mit der angeführten simulierten Zeitkonstante abfällt und schwächer wird.

   3. Gleichstromeinspeisung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr weiterhin auch noch gehört·

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   eine Schaltung, die schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß von ihr das vorerwähnte simulierte Signal und das vorerwähnte G-Teichrichtungssignal übernommen und daraus die bereits erwähnte simulierte Zeitkonstante derart bestimmt und festgelegt wird, daß zu einem Zeitpunkt (tg) und unmittelbar vor dem Einschalten von mindestens einer der elektronischen Schaltvorrichtungen der Wert des vorerwähnten simulierten Signales gleich dem Wert des bereits genannten gleichgerichteten Signales zu einem Zeitpunkt (t,-) und unmittelbar vor dem Einschalten von mindestens einer der elektronischen Schaltvorrichtungen wird. Die erwähnte simulierte Zeitkonstante wird der angeführten Simu1ation schaltung auf geschaltet.

   Gleichstromeinspeisung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr weiterhin auch noch gehört:

   eirse Schaltung, die schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß von ihr zur Bestimmung und Festlegung der vorerwähnten simulierten Zeitkonstante das bereits erwähnte simulierte Signal übernommen wird, wobei die Bestimmung und Festlegung der simulierten Zeitkonstante derart erfolgt, daß zu einem Zeitpunkt (t_) und unmittelbar vor dem Einschalten von mindestens einer der bereits angeführten elektronischen Sehaltvorrichtungen, das simulierte Signal einen Wert annimmt, welcher gleich dem Wert dieses simulierten Signales zu einem Zeitpunkt (tg) und unmittelbar dem Einschalten

   PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GR03SE ■ F TOLLMEIER 7 3 7

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   von mindestens einer der elektronischen Schalt vorrichtungen ist. Die simulierte Zeitkonstante wird der bereits angeführten Simulationsschaltung zugeführt und auf geschaltet.

   Gleichstromeinspeisung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin zu ihr auch noch gehören:-

   Eine Schaltung, die die an dem Wechse1stromanschluß anliegende Spannung überwacht und kontrolliert und ein Nulldurchgangssignal dann erzeugt, wenn die gemessene und erfaßte Wechselspannung durch den Nullpegel geht;

   schließlich auch noch eine Schaltung, die von ihrem Schaltungsaufbau her derart angeordnet ist, daß sie das vorerwähnte NuI1spannungsdurchgangssignal und das bereits genannte gleichgerichtete Signal auf geschaltet erhält und daraus die bereits angeführte simulierte Zeitkonstante bestimmt und festlegt, und zwar auf der Basis des Zeitintervalls, das zwischen einem ersten Moment (t_?), bei dem das NuI1spannungsdurchgangssignal erzeugt wird, und einem zweiten Moment (t^) unmittelbar nach dem Einschalten von mindestens einer der elektronischen Schaltvorrichtungen, einen Wert des erwähnten gleichgerichteten Sig'nales zu derii vorerwähnten ersten Zeitpunkt (t„) und einen ViCr⁺. des gleichgerichteten Signales zu einem zweiten Zeitpunkt (tJ. Die erwähnte simulierte Zeitkonstante wird der angeführten Simulationsschaltung zugeführt und auf geschaltet.

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   6. Gleichstromeinspeisung nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, daß zu ihr weiterhin auch noch gehören:-

   eine Schaltung, die derart ausgelegt und angeordnet ist, daß sie die an dem Wechselstromanschluß anliegende Wechselspannung überwacht und kontrolliert und dann ein NuIlspannungsdurchgangssignal erzeugt, wenn die gemessene und erfaßte Spannung den Nu 11spannungspegel passiert;

   schließlich auch noch eine Schaltung, die schal tungsm'äßi g derart ausgelegt und angeordnet ist, daß sie das vorerwähnte NuI1spannungs durchgangssignal und das bereits erwähnte simulierte Signal übernimmt und daraus auf der Basis des Zeitintervalles zwischen einem ersten Zeitpunkt (t„) , an dem das vorerwähnte Nu 11 Spannungsdurchgangssignal erzeugt wird, und einem zweiten Zeitpunkt (tJ unmittelbar nach dem Einschalten von mindestens einer, der elektronischen Schaltvorrichtungen die simulierte Zeitkonstante bestimmt und festlegt. Der Wert des simulierten Signales zum Zeitpunkt (t„), d.h. zum ersten Zeitpunkt, sowie der Wert des simulierten Signales zum zweiten Zeitpunkt (tp). Die simulierte Zeitkonstante wird der angeführten Simulationsschaltung zugeführt und auf geschaltet.

   PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GEPD MÜLLER · D. GROSSE · F, POLlVEIER 73

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   Gleichstromeinspeisung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, daß zum Steuerungsund Regelungssystem weiterhin auch noch gehören:

   eine Stromstärken-Berechnungsschaltung, die vom Aufbau her derart ausgeführt und angeordnet ist, daß sie das vorerwähnte simulierte Signal aufgeschaltet erhält und dieses Signal in einen Effektivwert oder einem Mittelwert dafür umsetzt;

   eine Komparatorschaltung, die das Ausgangssignach aus der vorerwähnten Stromstärken-Berechnungsschaltung auf geschaltet erhält und dieses Signal dann mit einem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom vergleicht und schließlich aufgrund des Vergleichsresultates ein Abweichungssignal erzeuggt;

   eine Phasenregelungsschaltung, die schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß sie das vorwähnte Abweichungssignal auf geschaltet erhält und daraus ein Phasenregelungssignal erzeugt.

   Gleichstromschweißgerät

   mit einem Stromregler, zu welchem ein Thyristor gehört; mit einem Transformator, der eine Primärwicklung und eine Sekundärwicklung hat, wobei die Primärwicklung mit dem Stromregler in Reihe geschaltet ist; schließlich auch noch mit einem ersten Gleichrichter, der mit der Sekundärwicklung des vorerwähnten Transformators verbunden ist,

   PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GEHD MGLLER · D.'SfiOSSE · F. POLLMEiER 7 3

   - bh -

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   dadurch gekennzeichnet, daß

   ein Strommeßfühler schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß von ihm der in der genannten Reihenschaltung fließende Wechselstrom gemessen und erfaßt wird;

   ein zweiter Gleichrichter schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß von ihm der so gemessene und erfaßte Wechselstrom übernommen und derart gleichgerichtet wird, daß dabei ein Gleichstromsignal oder gleichgerichtetes Signal entsteht;

   eine Be1astungssimulationsschaltung, welche schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß sie das gleichgerichtete Signal auf geschaltet erhält und daraus auf der Basis dieses gleichgerichteten Signales ein simuliertes Signal für den durch den Schweiß verbraucher fließenden Gleichstrom erzeugt und auch noch eine simulierte Zeitkonstante. Für dieses simulierte Signal gilt, daß es während einer ersten Periode, während der sich der erwähnte Thy- · ristor im Durchlaßzustand oder Zustand "EIN" befindet anhand der Wellenform des vorerwähnten gleichgerichteten Signales bestimmt und festgesetzt wird, während das simulierte Signal während einer zweiten Periode, währen der sich der Thyristor im Sperrzustand oder Zustand "AUS" befindet eine solche Wellenform hat, die das gleichgerichtete Signal zu einem unmittelbar vor dem Abschalten des Thyristor liegenden Zeitpunkt in Übereinstimmung mit der simulierten Zeitkonstante schwächer werden läßt;

   PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GEPD MÖLLER · D. GROSSE · h 00'.'3''-EIER 73

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   eine Stromstärken-Berechnungsschaltung, die vom Schaltungsaufbau her derart angeordnet ist, daß ihr das vorerwähnte simulierte Signal aufgeschaltet wird und daß sie dieses simulierte Signal derart verarbeitet, daß der Effektivwert oder der Mittelwert dafür bestimmt und festgelegt wird;

   eine Komparatorschaltung, die das Ausgangssignal aus der vorerwähnten Stromstärken-Berechnungsschaltung auf geschaltet erhält und die dieses Ausgangssignal sodann mit einem als Sollwert vorgegebenen Referenzsfrom vergleicht und anhand dieses Vergleichs vor ganges schließlich ein Abweichungssignal erzeugt;

   ein Phasenregler, der schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß er das vorerwähnte Abwichungssi gnal auf geschaltet erhält und daraus dann ein Phasenregelungssignal erzeugt;

   der vorerwähnte Stromregler ist darüber hinaus auch noch so geschaltet, daß ihm zum Ansteuern des Thyristors das vorerwähnte Phasenregelungssignal zugeführt wird, wobei der Thyristor derart gesteuert wird, daß der erwähnte Göeichstrom einen Wert annimnt, der gleich dem Wert des als Sollwert vorgegebenen Referenzstromes ist.

   9. Steuerungs-und Regelungssystem für eine Gleichströme i nspeisung

   dadurch gekennzeichnet, daß zu diesem System gehören:-

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   - bh -

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   eine StromregeTungsschaltung mit elektronischen Schaltvorrichtungen;

   ein Transformator mit einer Primärwicklung und mit einer Sekundärwicklung; wobei die vorerwähnte Primärwicklung mit einer Stromreglerschaltung derart verbunden ist, daß dadurch eine Reihenschaltung entsteht, der von dem Wechsel stromanschTuß aus Strom zugeführt wird;

   eine Gleichrichterschaltung, welche mit der vorerwähnten Sekundärwicklung des Transformators verbunden ist, wobei Ausgangsanschlüsse des Transformators schaltungsmäßig derart ausgelegt und angeordnet sind, daß von ihnen aus Gleichstrom auf einen induktivitätsbehafteten Gleichstromverbraucher geführt wird, wobei folgendes gilt:-

   eine Simulationsschaltung ist schal tungsmäßi g derart ausgelegt und angeordnet, daß von ihr zwecks Simulierung des durch den Gleichstromverbraucher fließenden Gleichstromes - wobei die Simulierung auf der Basis einer simulierten Zeitkonstanten erfolgt - der in der Reihenschaltung fließende Wechselstrom gemessen und erfaßt wird, wobei dann aus diesem ein simuliertes Signal erzeugt wird;

   schließlich auch noch eine Steuerungs-und Regelungsvorrichtung, die schaltungsmäßig derart angeordnet, ist, daß von ihr das vorerwähnte simulierte Signal aufgenommen und mit einem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom verglichen wird, wobei dann schließlich anhand des dabei erzielten Resultates ein Phasenregelungssignal erzeugt und abgegeben wird;

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   zur Stromregelungsschaltung gehört weiterhin auch noch eine Vorrichtung, die von dem Schaltungsaufbau her derart ausgelegt ist, daß sie zum Steuern und Regeln der elektronischen Schaltvorrichtungen das vorerwähnte Phasenregelungssignal auf geschaltet erhält, wobei die Steuerung und Regelung derart erfolgt, daß der Wert des genannten Gleichstromes gleich einem Vorgabewert gemacht wird, der dem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom entspricht.

   10. Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß zur erwähnten Simulationsschaltung gehören:-

   eine' Strommeßfühlerschaltung, die schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß sie den in der bereits angeführten Reihenschaltung fließenden Wechselstrom messen und erfassen kann;

   eine Schaltung, die schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß ihr zu Erzeugung eines gleichgerichteten Signales oder Gleichstromsignales der vorerwähnte gemessene und erfaßte Wechselstrom zugeführt und auf geschaltet wird;

   schließlich auch die Belastungssimulationsschaltung, welcher das vorerwähnte gleichgerichtete Signal zugeführt wird, desgleichen auch die bereits angeführte simulierte Zeitkonstante, und welche daraus dann das simulierte Signal erzeugt. Das simulierte Signal ist derart bestimmt und festgelegt, daß während einer ersten Periode, wenn sich mindestens eine der elektronscinen Schaltvorrichtungen im Einschaltzustand befindet, das simulierte

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   Signal durch die Wellenform des bereits angeführten gleichgerichteten Signale bestimmt und festgelegt ist, wohingegen dann in einer zweitenPeriode, wenn alle die elektronischen Sch altvorrichtungen sich im Sperrzustand oder Zustand "AUS" befinden, daß simulierte Signal derart bestimmt und festgelegt ist, daß es eine Wellenform aufzuweisen hat, daß das vorerwähnte gleichgerichtete Signal zu einem unmittelbar vor dem Abschalten der elektronischen Schaltvorrichtungen liegenden Zeitpunkt sich in Übereinstimmung mit der simulierten Zeitkonstante abschwächt..

   11. Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungssimu1 ati onsscha!tung aufwei st: —

   ein Gleichrichterelement, das schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß ihm das vorerwähnte gleichgerichtete Signal auf geschaltet wird;

   eine Verzögerungsschaltung, schaltungsmäßig derart angeordnet, daß sie ein Ausgangssignal des vorerwähnten GIeichrichtereTemente aufnimmt.. Eine Zeitkonstante dieser Verzögerungsschaltung ist dabei derart festgelegt, daß sie gleich der vorerwähnten simulierten Zeitkonstante ist;

   schließlich auch noch eine Schaltvorrichtung, die schaltungsmäßig derart ausgeführt ist, daß ihr das bereits angeführte Phasenregelungssignal für das Rückstellen der vorerwähnten Verzögerungsschaltung in Übereinstimmung mit dem Phasenregelungssignal auf geschaltet wird.

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   12, Steuerungs-und Regelungssystem nach Amspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

   zum angeführten Gleichrichterelement eine Diode gehört;

   die vorerwähnte Verzögerungsschaltung aus einem Kondensator und aus einem Widerstand besteht, wobei der Wert der veränderlichen Widerstandsvorrichtung derart festgelegt ist, daß die Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung gleich der simulierten Zeitkonstante ist;

   daß die erwähnte Schaltvorrichtung als eine Reihenschaltung aus einem Schalter und einem Widerstand ausgeführt ist, wobei der Schalter von dem bereits erwähnten Phasenregelungssignal angesteuert und betätigt wird.

   13, Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß

   daß die variable Widerstandsschaltung aus mehreren und zueinander in Reihe geschalteten Widerständen besteht wobei ein jeder dieser mehreren Widerständeparallel auf einen Schalter geführt ist, wobei ein jeder der Schalter von der Zeitkonstante der Verzögerungsschaltung gesteuert und betätigt wird, und zwar derart daß der Wert der zur Verzögerungsschaltung gehörenden Zeitkonstante gleich dem Wert der simulierten Zeitkonstante ist.

   14, Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur vorerwähnten

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   Steuerungs-und Regelungsvorrichtung gehoren:-

   eine Stromstärken-Berechnungsschaltun-g, die schaltungsmäßig derart ausgeführt ist, daß sie das bereits erwähnte simulierte Signal übernimmt und dieses Signal derart verarbeitet, daß der Effektivwert oder der Mittelwert des Stromsignales errechnet wird;

   eine Komparatorschaltung, schaltungs,äßig derart ausgelegt und angeordnet, daß sie das Ausgangssignal aus der Stromstärken-Berechnungsschaltung auf geschaltet erhält und dieses Ausgangssignal mit einem als Sollwert vorgegebenen Referenzstrom vergleicht, wobei dann auf der Grundlage des Vergleichs Vorganges ein Abweichungssignal erzeugt wird;

   schließlich auch noch eine Phasenregelungsschaltung, die schaltungsmäßig derart ausgeführt ist, daß ihr das vorerwähnte Abweichungssignal auf geschaltet wird und daß sie unter Verwendung dieses Abweichungssignales das bereits erwähnte Phasenregelungssignal erzeugt,

   15. Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin auch noch zu ihr gehören:-

   eine Schaltung zur Bestimmung und Festlegung der Zeitkonstante - diese Schaltung derart ausgeführt, daß sie zwecks Bestimmung und Festlegung der simulierten Zeitkonstante sowohl

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   das bereits angeführte gleichgerichtete Signal als auch das bereits erwähnte simulierte Signal auf geschaltet werden, wobei die Bestimmung und Festlegung der simulierten Zeitkonstante derart erfolgt, daß zu einem Zeitpunkt (t_) unmittelbar vor dem Einschalten von mindestens einer der bereits angeführten elektronischen Schaltvorrichtungen ein zum vorerwähnten simulierten Signal gehörender erster Wertgleich einem zum vorerwähnten gleichgerichteten Signal zu einem zweiten zweiten Zeitpunkt (tr) - und dies unmittelbar nach dem Einschalten von mindestens einer der vorerwähnten elektronischen Schaltvorrichtungen - zweiten Wert gemacht wird. Die simulierte Zeitkonstante wird der BeIastungssimulations schaltung zugeführt und aufgeschaltet.

   16. Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß zur Zeitkonstanten-Festlegungsschaltung gehören:-

   eine Zeitschaltung, die zum voerwähnten ersten Zeitpunkt (t₃) einen ersten Impuls (P₂) zu erzeugen hat und zu dem vorerwähnten zweiten Zeitpunkt (tr) einen zweiten Impuls (Po), und dies in Übereinstimmung mit dem Phasenregelungsimpuls aus der Phasenregelungsschaltung;

   eine Komparator-/Rechnerschaltung, die schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß von ihr aufgenommen werden:- daß vorewähnte gleichgerichtete Signal, das vorerwähnte simulierte

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   Signal sowie der vorerwähnte erste Impuls (Pp) und der vorerwähnte zweite Impuls (P₃). und dies zum Vergleichen des ersten Wertes (I,) des vorerwähnten simulierten Signales zum vorerwähnten ersten Zeitpunkt (t₃), wenn der erste Impuls (Pp) aufgenommen wird* mit dem bereits erwähnten zweiten Wert (I_?) des gleichgerichteten Signales zum vorerwähnten zweiten Zeitpunkt (tj, wenn der vorerwähnte zweite Impulse (Po) aufgenimmen wird. Aufgrund des VergleichVorganges wird dabei ein Vergleichssignal erzeugt;

   eine Aufwärts-/Abwärtszählschaltung, die schaltungsmäßig derart ausgeführt ist, daß dieser Schaltung zum Aufwärtszählen oder Abwärtszählen - und dies auf der Basis des vorerwähnten Vergleichssignales - das vorerwähnte Vergleichssignal zugeführt und auf geschaltet wird;

   eine Zeitkonstanten-Auswahlschaltung, welche schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß sie das Ausgangssignal aus der vorerwähnten Aufwärts/Abwärtszähierschaltung aufgeschaltet erhält und dieses Signal dann zur Erzeugung eines Ansteuerungssignales entsprechend der bereits erwähnten simulierten Zeitkonstante dekodiert;

   ein Schaltkreis» dem das vorerwähnte Ansteuerungssignal zugeführt wird und der mit der Beiastungssimulationsschaltung derart verbunden ist, daß die Steuerung und Regelung so erfolgt, daß die zur vorerwähnten Belastungs-

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   simulationsschaitung gehörende Zeitkonstante auf der Basis des vorerwähnten Ansteuerungssignales gleich der vorerwähnten simulierten Zeitkonstante gemacht wird.

   17. Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zu ihm weiterhin auch noch gehört:-

   eine Zeitkonstanten-Bestimmungsschaltung, die schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß sie die voerwähnte simulierte Zeitkonstante zugeführt und aufgeschaltet erhält, und zwar derart, daß ein erste Wert des simulierten Signales zu einem ersten Zeitpunkt (t.,) und unmittelbar vor dem Einschalten von mindestens einer der bereits angeführten elektronichschen Schaltvorrichtungen gleich einem zweiten Wert des vorerwähnten simulierten Signales zu einem zweiten Zeitpunkt (tr) und unmittelbar nach dem Einschalten von mindestens einer der elektronischen Schaltvorrichtungen wird. Die simulierte Zeitkonstante wird der bereits angeführten Beiastungssimu-1ationsschaltung zugeführt und auf ge schaltet.

   18. Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß zur Zeitkonstanten-Bestimmungsschaltung gehören:-

   eine Zeitschaltung, die in Übereinstimmung mit dem Phasenregelungsimpuls aus der Phasenregelungsschaltung zum vorerwähnten ersten Zeitpunkt (t₃) einen ersten Impuls (Pp) erzeugt

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   und zu dem vorerwähnten zweiten Zeitpunkt (tv) einen zweiten Impuls (Po);

   ein Mikrocomputer, der schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß er den vorerwähnten ersten Impuls (Ρ-) und den vorerwähnten zweiten Impuls (Po) und das simulierte Signal auf geschal te.t erhält und den ersten Wert (!,) des bereits angeführten simulierten Signales am besagten ersten Zeitpunkt (t,)_t wenn der vorerwähnte erste Impuls (Pp) aufgenommen wird,, vergleicht mit dem zweiten Wert (I₀) dieses simulierten Signales, wobei aufgrund des Vergleichsresultates ein Vergleichssignal erzeugt wird für das Aufwärtszählen (Vorwärtszählen) oder für das Abwärtszählen (Rückwärtszählen) auf der Basis des vorerwähnten Vergleichssignales;

   eine Zeitkonstan ten-Auswahl schal tang, die schaltungsmäßig derart ausgeführt ist, daß sie das Ausgangssignal des Mikrocomputers für das Dekodieren dieses Ausgangssignales aufgeschaltet erhält und daraus dann in Übereinstimmung mit der bereits erwähnten simulierten Zeitkonstante ein Ansteuerungssignal erzeugt;

   schließlich auch noch ein Schaltkreis» der schaltungsmäßig derart ausgeführt ist, daß er das vorerwähnte Ansteuerungssignal auf geschaltet erhält und mit der erwähnten BeIastungssimu1 ationsschaltung derart verbunden ist, daß eine Steuerung und Regelung derart

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   erfolgt, daß die angeführte Zeitkonstante der genannten Beiastungssimulationsschaltung auf der Basis des Ansteuerungssignaies gleich der simulierten Zeitkonstante gemacht wird.

   19. Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin auch noch zu ihr gehören:-

   ein NuI1spannungsduchgangsdetektor, der schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß er die am Wechsel Stromanschluß anliegende Wechselspannung mißt und erfaßt und dann ein NuIlspannungsdurchgangssignal erzeugt, wenn diese gemessene Wechselspannung den NuI1spannungspegel durchläuft;

   eine Zeitkonstanten-Festlegungsschaltung, der das vorerwähnte NuIIspannungsdurchgangssignal und das vorerwähnte gleichgerichtete Signal auf geschaltet werden, damit daraus auf der Basis eines Zeitintervalles zwischen einem ersten Zeitpunkt (t„), an dem das NuI1spannungsdurchgangssignal erzeugt wird und einem zweiten Zeitpunkt (tj unmittelbar nach dem Einschalten von mindestens einer der angeführten elektronischen Schaltvorricn tun gen die bereits angeführte simulierte Zeitkonstante bestimmt und festgelegt wird - ein erster Wert (Iq) des gleichgerichteten Signales am Zeitpunkt (t^) und ein zweiter Wert (I„) dieses gleichgerichteten Signales am Zeitpunkt (tr), d.h. am zweiten Zeitpunkt . Die simulierte Zeitkonstante wird der Belastungssi mul ationsschal tung zugeführt.

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   20. Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß

   zur angeführten Phasenregelungsschaltung weiterhin auch noch eine Vorrichtung gehört, welche zum vorerwähnten zweiten Zeitpunkt (tr) auf der Basis des vorerwähnten Phasenregelungssignales einen dritten Impulse (P.,) zu erzeugen hat;

   zur vorerwähnten Zeitkonstanten-Festlegungsschal tung ein Mikrocomputer gehört, der schaltungsmäßig derart ausgeführt ist, daß er das bereits genannte Nullspannungsdur eingangssignal, das bereits angeführte gleichgerichtete Signal und den vorerwähnten Impuls (P₃) auf geschaltet erhält und daraus das Zeitintervall zwischen dem ersten Zeitpunkt (tp), an dem das vorerwähnte Nullspannungsdurchgan.g^signal aufgenommen wird, und dem vorerwähnten zweiten Zeitpunkt (tr), an dem der Impuls (P₃) auf geschaltet wird bestimmt und festlegt, damit dadurch der erwähnte erste Wert (Ip) des vorerwähnten gleichgerichteten Signales am ersten Zeitpunkt (tp) und der bereits erwähnte zweite Wert (Ip) dieses gleichgerichteten Signales am vorerwähnten zweiten Zeitpunkt (tr) , dann bestimmt werden können, wenn auf der Basis des genannten Zeitintervalles die simulierte Zeitkonstante zu bestimmen und festzulegen ist, desgleichen auch anhand des vorerwähnten ersten Wertes (I~) und des vorerwähnten zweiten Wertes (Ip) zum Hervorbringen eines der vorerwähnten simulierten Zeitkonstante entsprechenden Ansteuerungssi gnales;

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   schließlich auch noch ein Schaltkreis, welcher schaltungsmäßig derart ausgeführt ist, daß er das Ansteuerungssignal auf geschaltet erhält und mit der bereits angeführten Be1astungssimulationsschaltung derart verbunden ist, daß die Steuerung und Regelung derart erfolgen kann, daß die Zeitkonstante der Beiastungssimulationsschaltung aufgrund des vorerwähnten Ansteuerungs signales gleich der simulierten Zeitkonstante gemacht wird.

   21. Steuerungs-und Regelungssystem nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß zu ihm weiterhin auch noch gehören:-

   ein NuI1spannungsdurchgangsdetektor, der schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß er die an dem Wechselstromanschluß anliegende Wechselspannung mißt und erfaßt und ein Nulldurchgangssignal dann erzeugt, wenn die gemessene und erfaßte Wachsei spannung den NuI1spannungspege1 durchläuft;

   schließlich auch noch eine Zeitkonstanten-Festlegungsschaltung, die schaltungsmäßig derart angeordnet ist, daß ihr das vorerwähnte NuIlspannungsdurchgangssignal und das vorerwähnte simulierte Signal zur Bestimmung und Festlegung der simulierten Zeitkonstante aufgeschaltet werden, wobei die Bestimmung der simulierten Zeitkonstante auf der Basis eines Zeitintervalles zwischen einem ersten Zeitpunkt (tp), an dem das vorerwähnte NuI 1spannungsdurchgangssignal erzeugt wird, und einem zweiten Zeitpunkt (tr) unmittelbar nach dem Einschalten von mindestenst einer der elektronischen Schalt-

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   vorrichtungen, desgleichen auf der Basis des zum simulierten Signal gehörenden ersten Wertes (L) zum vorerwähnten ersten Zeitpunkt (t„) und des zweiten Wertes (I₂) des simulierten Signales zum zweiten Zeitpunkt (tg) erfolgt. Die simulierte Zeitkonstante wird der erwähnten Belastungssimulationsschaltung aufgeschaltet.