CIRCUIT FOR THE CONVERSION OF AN INPUT SIGNAL, COMPRISING HARMONICS IN A CERTAIN FREQUENCY DOMAIN IN AN IN-PHASE AND/OR AMPLITUDE-ADJUSTABLE SINUSOIDAL OUTPUT SIGNAL

Abstract: 1. A circuit for the conversion of an input signal (E) containing harmonics within a specific frequency range into a phase and/or amplitude adjustable sinusoidal output signal, characterised in that the input signal (E) is fed to a conventional low-pass filter (1) connected at the output end to the inputs of a frequency-voltage converter (2) of a phase-shifting vector identifier (3) and to the one input of a first multiplier (4), that the output of the vector identifier (3) is connected to the one input of a second multiplier (7), that the output of the frequency-voltage converter (2) is respectively led to the other input of the two multipliers by means of an adjustable function generator (5, 6) which transmits direct voltage levels (P5 , P6 ) which respectively correspond to the phase shifts of the output signals (A3 , A1 ) of the vector identifier (3) and of the low-pass filter (1), and that the outputs of the two multipliers (4, 7) are respectively connected to the two inputs of a summation element (8), whose output is followed by a matching element (9) supplying the output signal (A).

Description: Schaltung zur Umwandlung einer oberschwingungsbehafteten Eingangsgrösse innerhalb eines bestimmten Frequenz bereiches in eine in der Phase und/oder Amplitude einstellbare sinusförmige AusgÅangsgrösse Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Umwandlung einer oberschwingungsbehafteten Eingangs grösse in eine sinusförmige Ausgangs grösse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die beispielsweise zur Simulierung von umrichtergespeisten Asynchronmaschinen vorgesehen ist. Bei den üblichen Filterschaltungen höherer Ordnung zur Unterdrückung von Oberschwingungen einer Eingangs grösse tritt ein störender Phasengang für die gefilterte Ausgangsgrösse auf der umso grösser wird, je stärker die Unterdrückung der Oberschwingungen getrieben wird und/oder je kleiner die Frequenzabstände innerhalb eines Oktave zwischen Ober- und Grundschwingung sind. Bei Eingangsgrössen in Mehrphasensystemen kann für eine konstante Frequenz der Grundschwingung der Phasengang scheinbar dadurch beseitigt werden, dass der Filterphasengang entsprechend den Phasenverschiebungen der mehrphasigen Eingangsgrösse gewählt wird und die verschiedenphasigen Ausgänge der Filterschaltung zyklisch vertauscht werden. Bei ein phasigen Messgrössen ist dies nicht möglich. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine praktisch vollständige Eliminierung der Ob'erschwingungen in einem bestimmten Frequenzb'erelch zu'erzielen und eine oberwellenfreie sinusförmige Ausgangsgrösse mit einstellbarer, insbesondere gleicher Amplitude und/oder Phase wie die Eingangsgrösse über den Frequenzb'ereich 'zu erhalten. Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt durch die Massnahmen nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1. Dabei wird der Phasengang des eingangsseitigen Filters üblicher Art ausgemessen und seine Ausgangsgrösse frequenzabhängig kontinuierlich durch Anpassung der Amplitude und durch eine bestimmte Phasenverschiebung so korrigiert, dass am Ausgang der Schaltung als korrigierte Ausgangs grösse allein die Grundschwingung mit gewünschter, im Frequenzbereich gleichbleibender Amplitude und/oder Phase bezüglich der Grundschwingung der Eingangsgrösse erscheint. In der Zeichnung-ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltung schematisch dargestellt und nachfolgend erläutert. Es zeigt Fig. 1 ein Blockschaltbild, Fig. 2 bis 5 die Ortskurven der jeweiligen Frequenzgänge verschiedener Schaltungselemente. Um aus einer mit Oberschwingungen behafteten beliebigen A A Eingangsgrösse E = Û0sin#0t + # ÛisinSit eine praktisch 1=1A sinusförmige Ausgangsgrösse A ='UOsin4Ot zu erhalten, wird die Eingangsgrösse E einem üblichen Tiefpass-Filter 1 höherer Ordnung mit der in Fig. 2 gezeigten Frequenzgang-Ortskurve (Abszisse = reeller, Ordinate ='imaginärer Anteil) zugeleitet. Die Ausgangsgrösse A1 des Tiefpass-Filters 1 enthält innerhalb des betreffenden Frequenzganges nur noch die Grundschwingung, jedoch mit abweichender Amplitude und Phasenlage entsprechend der Ortskurve nach Fig. 2. Im Beispiel ist dabei auf eine Frequenz f = .50 (Hz) der Eingangsgrösse E abgestellt, wie die vollausgez-cigenen Pfeile in den Ortskurven nach Fig. 2 bis 5 zeigen. Bei anderen Frequenzen (gestrichelte Pfeile) ergeben sich entsprechend andere Werte für die Brmtie und die Phase sowie die Korrekturgrössen. Die Ausgangsgrösse A1 wird gleichzeitig unmittelbar auf Eingänge eines Frequenz-Spannungs-Umsetzers 2, eines Vektoridentifizierers 3 sowie eines ersten Multiplizierers 4 gegeben und im Umsetzer 2 in eine frequenzproportionale Gleichseannung A2 umgewandelt, die einstellbaren Funktionsgeneratoren 5 und 6 zur Umwandlung in entsprechend den Phasenverschiebungen notwendige Gleichspannungsgrössen zugeführt wird. An den Ausgängen der -Funktionsgeneratoren 5, 6 treten demnach Gleichspannungsgrössen P5, P6 auf. Die Gleichspannungsgrösse P5 wird im ersten Multiplizierer 4 mit der Ausgangsgrösse A1 (Fig. 23 multipliziert und ergibt das Produkt A1.P5 (Fig. 5), das dem Summierglied 8 zugeführt wird. Die andere Gleichspannungsgrösse P6 wird in einem zweiten Multiplizierer 7 mit der Ausgangsgrösse A3 des Vektoridentifizierers 3 (Fig. 4) multipliziert und das Produkt A3-P6 (Fig. 5) ebenfalls dem Summierglied 8 zugeführt, an dessen Ausgang die geometrische Summe A' auftritt, die über ein Proportionalglied als Anpassungsglied 9 in die phasengleiche und amplitudengleiche Ausgangsgrösse A = Eosin t umgewandelt wird. Bei anderer Einstellung der Funktionsgeneratoren 5, 6 können abweichende Gleichspannungsgrössen P5, P6 erhalten werden, so dass die resultierenden Grössen A' und A in der Phase und/ oder Amplitude in vorbestimmbarer Weise von der Grundschwingung der Eingangsgrösse E abweichen. Bei Umwandlung mehrerer Wechselgrössen gleicher Grundfrequenz werden entsprechend viele Filter, Vektoridentifizierer, Multiplizierer und Summierglieder mit nachgeschalteten Pro portionagliedern aber nur ein Umsetzer mit zwei nachgeordneten Funktionsgeneratoren benötigt. 3 Patentansprüche 5 Figuren

Claims: Patentanssrüche 1. Schaltung zur Umwandlung einer oberschwingungsbehafteten Eingangs grösse innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches in eine in der Phase und/oder Amplitude einstellbare sinusförmige Ausgangsgrösse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Eingangsgrösse (E) einem üblichen Filter (1) zugeführt ist, der ausgangsseitig mit den Eingängen eines Frequenz-Spannungs-Umsetzers (2), eines Vektoridentifizierers (3) mit dem einen Eingang eines zweiten Multiplizierers (4) verbunden ist, dass der Ausgang des Vektoridentifizierers (3) mit dem einen Eingang eines zweiten Multiplizierers (7) verbunden ist, dass der Ausgang des Frequenz-Spannungs-Umsetzers (2) über je einen einstellbaren. Funktionsgenerator (5, 6) jeweils an den anderen Eingang der beiden Multiplizierer geführt ist und dass die Ausgänge beider Multiplizierer (4, 7) mit einem Summierglied (8) verbunden sind, dem ein die Ausgangsgrösse (A) lieferndes Anpassungsglied (9) nachgeordnet ist. 2. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Filter (1) ein Tiefpass-Filter höherer Ordnung ist. 3. Schaltung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass als Anpassungsglied (9) ein Proportionalglied vorgesehen ist.

Inventors: KAUFHOLD, WOLFGANG, DIPL.-ING., OTT, GUNTHER, DIPL.-ING., Ott, Günther, Dipl.-Ing.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1981
Main classification: H03H11
IPC codes: H03H7, H03H11