1. Frequenz-Phasen-Signalabtast-, Transformations- und Formungsschaltung
Das Generator- oder Netzspannungssignal wird zunächst durch einen Widerstands- und Kapazitätsfilter von Störsignalen befreit und anschließend dem Optokoppler zugeführt, um nach der photoelektrischen Trennung ein Rechtecksignal zu erzeugen. Dieses Signal wird durch einen Schmidt-Trigger umgekehrt und neu geformt und so wieder in ein Rechtecksignal umgewandelt.
2. Frequenz-Phasen-Signalsyntheseschaltung
Das Frequenz-Phasen-Signal des Generators oder des Stromnetzes wird nach der Abtastung und Formung in zwei Rechtecksignale umgewandelt, wobei eines der Signale invertiert wird. Die Frequenz-Phasen-Signalsyntheseschaltung synthetisiert diese beiden Signale und erzeugt ein Spannungssignal, das proportional zur Phasendifferenz ist. Dieses Spannungssignal wird an die Drehzahlregelung bzw. die Regelung des Anfahrwinkels weitergeleitet.
3. Drehzahlregelungsschaltung
Die Drehzahlregelungsschaltung des automatischen Synchronisators dient dazu, den elektronischen Regler des Dieselmotors anhand der Phasendifferenz der Frequenz der beiden Schaltungen zu steuern, die Differenz zwischen den beiden schrittweise zu verringern und schließlich die Phasenkonsistenz zu erreichen. Sie besteht aus der Differenz- und Integralschaltung des Operationsverstärkers und ermöglicht die flexible Einstellung und Anpassung der Empfindlichkeit und Stabilität des elektronischen Reglers.
4. Schließen des Einstellkreises für den Vorschubwinkel
Unterschiedliche Schließaktuatorkomponenten, wie z. B. automatische Leistungsschalter oder AC-Schütze, weisen unterschiedliche Schließzeiten auf (d. h. die Zeit vom Schließen der Schließspule bis zum vollständigen Schließen des Hauptkontakts). Um eine präzise Schließung zu gewährleisten, wurde eine Schaltung zur Einstellung des Schließvorlaufwinkels entwickelt. Diese Schaltung ermöglicht eine Vorlaufwinkeleinstellung von 0° bis 20°. Das Schließsignal wird also vor dem eigentlichen Schließen um 0° bis 20° Phasenwinkel vorgeschaltet, sodass die Schließzeit des Hauptkontakts des Schließaktuators mit der Schließzeit des Hauptkontakts übereinstimmt und die Belastung des Generators reduziert wird. Die Schaltung besteht aus vier präzisen Operationsverstärkern.
5. Synchrone Detektionsausgangsschaltung
Die Ausgangsschaltung der Synchronerkennung besteht aus einer Synchronerkennungsschaltung und einem Ausgangsrelais. Als Ausgangsrelais dient ein DC5V-Spulenrelais. Die Synchronerkennungsschaltung besteht aus einem Gate-4093-Transistor. Das Schließsignal wird präzise gesendet, sobald alle Bedingungen erfüllt sind.
6. Bestimmung des Stromversorgungskreises
Die Stromversorgung ist das Herzstück des automatischen Synchronisators. Sie versorgt alle Schaltungsteile mit Energie und ist für den stabilen und zuverlässigen Betrieb des gesamten Systems unerlässlich. Daher ist ihre Konstruktion von besonderer Bedeutung. Die externe Stromversorgung des Moduls erfolgt über die Starterbatterie des Dieselmotors. Um eine Verwechslung von Masse und Pluspol zu verhindern, ist eine Diode in den Eingangskreis eingefügt. So wird sichergestellt, dass selbst bei falscher Verkabelung die interne Schaltung des Moduls nicht beschädigt wird. Die Spannungsregelung erfolgt über eine Schaltung mit mehreren Spannungsreglern. Diese zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, geringen Stromverbrauch, eine stabile Ausgangsspannung und hohe Störfestigkeit aus. Bei einer Eingangsspannung zwischen 10 und 35 V wird eine stabile Ausgangsspannung von +10 V gewährleistet. Dies ist insbesondere für den Einsatz mit 12-V- und 24-V-Bleiakkumulatoren in Dieselmotoren geeignet. Da es sich um eine lineare Spannungsregelung handelt, ist die elektromagnetische Störung sehr gering.
Veröffentlichungsdatum: 23. Oktober 2023