CH209438A - Einrichtung in elektrischer Anlage mit wechselstromgespeisten Geräten, insbesondere Fernmeldegeräten, zur Sicherstellung einer dauernden Versorgung der Geräte mit Wechselstrom. - Google Patents

Einrichtung in elektrischer Anlage mit wechselstromgespeisten Geräten, insbesondere Fernmeldegeräten, zur Sicherstellung einer dauernden Versorgung der Geräte mit Wechselstrom.

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CH209438A
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  Einrichtung in elektrischer Anlage -mit     _        wechselstromgespeisten    Geräten,  insbesondere Fernmeldegeräten, zur Sicherstellung einer dauernden  Versorgung der Geräte mit     Wechselstrom.       Die Erfindung bezieht sich auf die Ver  sorgung von Geräten mit Wechselstrom, die  ihre Energie im allgemeinen unmittelbar aus  einem Wechselstromnetz, dagegen im Falle  einer Störung desselben aus einem Gleich  stromnetz nach entsprechender Umformung  erhalten.

   Für diesen Zweck ist es bekannt,  rotierende     Gleichstromwechselstromumfor-          mer,    insbesondere     Einankerumformer,    zu ver  wenden, die einen guten Wirkungsgrad haben  und bei denen die gelieferte Wechselspan  nung weitgehend unabhängig von der Bela  stung ist. Bei den bekannten Anlagen werden  die Geräte im Normalbetrieb aus dem Wech  selstromnetz gespeist. Bei Ausfall der Wech  selspannung wird ein Umformer angelassen,  der aus einer vorhandenen Batterie gespeist  wird und die Wechselspannung für die Ge  räte liefern. Diese Anordnung hat den Nach  teil, dass für das     Anlassen    des Umformers    eine bestimmte Zeit erforderlich ist, während  der die Geräte keine Speisung erhalten.

   Um  diese Zeit zu verkürzen, hat man auch die       Einankerumformer    durch Wechselrichter er  setzt, die mit     Gasentladungsröhren    arbeiten  und sofort nach ihrem Einschalten Wechsel  spannung liefern. Diese Wechselrichter sind  jedoch nicht für alle Betriebsfälle geeignet,  unter anderem weil die von ihnen gelieferte  Wechselspannung mit der Belastung stärker  schwankt als bei     Einankerumformern.     



  Bei der Erfindung werden diese Nachteile  der bekannten     Anordnungen    vermieden, und  es wird eine Anordnung geschaffen, die zur  Versorgung von     wechselstromgespeisten    Ge  räten, insbesondere Fernmeldegeräten dient  und     eine    dauernde Versorgung     dieser    Geräte  mit Wechselstrom sicherstellt.

   Gemäss der       Erfindung    ist ein dauernd laufender Ein  ankerumformer vorgesehen, der im Normal-      fall aus demselben Wechselstromnetz gespeist  wird, wie der Verbraucher und dabei als  Motor läuft, während bei einer     Störung    im  Wechselstromnetz eine Umschaltung des Um  formers auf ein vorhandenes     Gleichstroninet.z     erfolgt, wobei für die Zeit der Umschaltung  die     Wechselstromenergie    durch den kineti  schen Energieinhalt des Umformers gedeckt  wird.

   Eine solche Anlage setzt voraus, dass  Massnahmen getroffen werden, durch die der       Einankerumformer    auch bei     Weehselstroni-          speisung    auf der Gleichstromseite immer eine  solche Polarität hat, dass er jederzeit auf das  Gleichstromnetz geschaltet werden kann.

    Wird der Umformer aus dem Gleichstrom  netz betrieben, so muss auch dafür gesorgt  werden, dass nach Behebung der     Störung    im  Wechselstromnetz die     Zusammenschaltinig     des .während der Störung aus dem Gleich  stromnetz betriebenen laufenden Umformers  mit dem Wechselstromnetz nicht zu Kurz  schlüssen führt, wenn die beiden Wechsel  spannungen aus dem Netz und aus     dein    U in  former in ihrer Phase stark verschoben sind.  



  Die Anordnung gemäss der Erfindung  kann so ausgebildet werden, dass sie diese Be  dingungen erfüllt. Soll der Umformer, wenn  er vom     Wechselspannungsnetz        angelassen     wird, an der Gleichstromseite immer eine be  stimmte Polarität liefern, so muss das Erre  gerfeld immer eine bestimmte Richtung  haben. Dies kann durch Einschaltung eines  Gleichrichters in den Erregerstromkreis oder  durch Verwendung einer zusätzlichen Erre  gung erreicht werden.

   Diese zusätzliche Er  regung wiederum kann durch eine besondere  Erregerwicklung erfolgen, die über einen  Gleichrichter aus dem Wechselstromnetz ge  speist wird oder durch einen in den Erreger  stromkreis eingeschalteten Widerstand, der  ausser vom Erregerstrom von einem zusätz  lichen, über einen     Grleichriehter    aus dein  Wechselstromnetz     abgeleiteten    Erregerstrom  der richtigen Polarität durchflossen wird. Da  bei ist es zweckmässig, den in den Erreger  stromkreis eingeschalteten Gleichrichter     oder     die zusätzliche Erregung unter Zuhilfenahme  eines erst bei Vorhandensein der richtigen    Polarität ansprechenden Relais nur während  des     Anlassens    einzuschalten.  



  Eine andere Möglichkeit zur Sicherstel  lung der richtigen Polarität ist die, dass mit  tels eines nur auf einen Strom bestimmter  Polarität ansprechenden Relais mit vorge  schaltetem Gleichrichter die Erregerwicklung  des Umformers stets nur dann eingeschaltet  wird, wenn die richtige Polarität auf der       Gleiebstromseite    des Umformers vorhanden  ist. Mit     jedem    Einschalten     unterstützt    dann  die Erregerwicklung das Einstellen der rich  tigen Polarität und führt sie schliesslich nach  ein- oder     mehrmaligem    Einschalten völlig  herbei. Auf diese Weise kann die Zusammen  schaltung von     Umformer    und Gleichstrom  netz nur bei richtiger Polarität erfolgen.  



  Eine dritte     Möglichkeit    besteht darin, dass  man den Umformer sich auf eine beliebige  Polarität einstellen lässt und durch ein Um  schaltrelais die     Zuleitungen        zuin        Gleichstrom-          nei:z    ,je nach der sieh am Umformer bildenden  Polarität so umpolt, dass die Polaritäten der       CTleiclispannuiig    des Netzes und der     Umfor-          nierspannung    übereinstimmen.  



  Für die     Zusammenschaltung    der Wech  selspannung des Netzes mit der Wechsel  spannung des     Umformers    gibt es ebenfalls       verschiedene        1löglichkeiten.    Man kann durch       Vergleich    der beiden Wechselspannungen,  gegebenenfalls über     Wandler    ein Relais     be-          t;it,igen,    das nur dann anspricht, wenn die  beiden Spannungen gerade in Phase sind und  schaltet dann schnell zusammen.

   Eine andere  Möglichkeit ist die, dass man den Umformer       zunächst    vom     Gleielistromnetz    abschaltet und  zwischen der     Wecliselstromseite    des U     mfor-          niers    und     dein    Wechselstromnetz     Strombe-          grenzungswiderstände    einschaltet und erst  nach Einschalten dieser Widerstände den  Umformer an das     -\Veeliselstromnetz    an  schliesst.

   Dann wird er vom Wechselstrom  netz aus     weiter        betrieben.    In der Zeit zwi  schen der     Abschaltung    von Gleichstromnetz  bis zur     L        mschaltung    auf das Wechselstrom  netz läuft: der Umformer als     selbsterregter     Generator und hält dadurch die     Speisung    des      ohne Schaltorgane an die     Wechselstromklem-          men    des Umformers angeschlossenen Ver  brauchers mit Wechselstrom durch seine  Schwungenergie aufrecht.

   Die     Vorwider-          stän.de    zwischen Umformer und Wechsel  stromnetz werden nach der Umschaltung auf  das Wechselstromnetz wieder kurzgeschlos  sen. Sie müssen so dimensioniert sein, dass die  Spannung am Verbraucher während der Um  schaltzeit nicht zu sehr absinkt. Die Um  schaltung selbst muss so schnell vor sich ge  llen, dass der Verbraucher während dieser Zeit  nicht ausfällt. Für die Umschaltung genügen  zum Beispiel von 100 bis 200 Millisekunden.  In manchen Fällen wird es zweckmässig sein,  am     Verbraucher    Verzögerungsmittel vorzu  sehen, um einen Ausfall des Verbrauchers  während dieser kurzzeitigen Spannungsab  senkung zu verhindern.  



  Im übrigen soll der Gegenstand der Er  findung durch einige Ausführungsbeispiele  erläutert werden, die in der Zeichnung dar  gestellt sind.  



       Fig.    1 zeigt eine Anlage mit Dauerstrom  versorgung, bei der die richtige Polarität des  Umformers auf der Gleichstromseite durch  ein Erregerfeld der entsprechenden Richtung  sichergestellt wird und bei der die Zusam  menschaltung der Wechselspannungen nach  Vergleich ihrer Phasen erfolgt. Die     Fig.    2  zeigt eine andere Schaltungsmöglichkeit für  das Vergleichsrelais und für die Erreger  wicklung.     Fig.    3 schliesslich zeigt eine An  ordnung, bei der die richtige Polarität auf  der Gleichstromseite dadurch erreicht wird,  dass die Erregerwicklung dann eingeschaltet  wird, wenn die richtige Polarität am Umfor  mer vorhanden ist.

   In     Fig.    4 ist eine Schal  tungsanordnung dargestellt, bei der die Zu  sammenschaltung des Umformers mit dem  Gleichstromnetz durch     Umpolung    der Um  formerzuleitungen erreicht wird, nämlich in  die     Wechselstromzuleitungen    während der  Umschaltungen auf     Wechselstromspeisung     kurzzeitig Widerstände eingeschaltet werden.  



  Bei der Einrichtung nach     Fig.    1 soll der       Wechselstromverbraucher        Y    ständig gespeist    sein, wobei er     entweder    direkt Energie aus  dem Netz mit der Wechselspannung     UN    er  hält oder aus dem Gleichstromnetz mit der       Gleichspannung        U"    über den     Umfarmer   <I>U</I>  gespeist wird.

   Der Umformer U läuft ständig  mit und erhält ebenfalls einmal die Energie  vom Wechselstromnetz mit der Spannung     U,o     und das andere Mal vom Gleichstromnetz mit  der     Spanung        U,    Die Wirkungsweise der  Schaltung ist folgende:

   Wird vom Betriebs  zustand ausgegangen, in welchem der Um  former im Betrieb ist und die Speisung     nies     Verbrauchers direkt aus dem Wechselstrom  netz erfolgt, so sind in diesem Falle die bei  den     Überwachungsrelais        Phl    und     Ph,    für die  Überwachung der     Spannung    angezogen, wo  mit auch das Relais     ZA    erregt ist.     Über     seinen geschlossenen Kontakt     za'    ist das Re  lais     Ff    erregt, das mit seinem Kontakt k das  Umschaltrelais D erregt hält.

   Über dessen  Kontakte d"' bis     dV    ist der Umformer an die       Wechselspannung        angeschaltet,    während über  die Kontakte<I>d'</I> und<I>d"</I> die     Gleichspannung     abgeschaltet ist. Bei Ausfall der Wechsel  spannung fallen die Relais     ZA,        K    und<I>D</I> ab,  so dass der Umformer an Gleichspannung ge  legt wird und von dort aus den Verbraucher  aus der Gleichstromquelle speist. Bei Wieder  kehr der Wechselspannung sprechen die Re  lais     Phl    und     Ph,    wieder an und schalten das  Relais     ZA    ein.

   Dieses schliesst mit     seinen     Kontakten     za'    und     za"    die Stromkreise für  die beiden     gegeneinandergeschalteten    Wick  lungen des Relais K. Die Wicklung     II    des  Relais liegt an der Gleichspannung, während  die Wicklung I in Reihe mit den beiden       Spannungswandlern        Tr,    und     Tr,    liegt, deren  Sekundärwicklungen     gegeneinandergeschaltet     sind. Durch den     Gleichrichter        Gl,    wird die  Wechselspannung an den Spannungswand  lern gleichgerichtet und der Wicklung I zu  geführt.

   Wenn die Netzwechselspannung und  die vom Umformer gelieferte Wechselspan  nung in Phase sind, heben sich die von den  Spannungswandlern     Trx    und     Tr,        gelieferten     Spannungen auf, so     da_ss    die Relaiswicklung       KI    stromlos wird und das Relais     K    über die  Wicklung     II    anspricht.

       Das        Relais        K    bringt      das     Umschaltrelais    D zum Anzug,     dass    die  Abschaltung -der Gleichspannung und die       Anschaltung    des Umformers an die     M'eobsel-          spannung    vornimmt. Nach der Umschaltung  an das Wechselstromnetz müssen Mittel vor  gesehen  -erden, damit auf der Gleichstrom  seite des Umformers dieselbe Polarität erhal  ten bleibt. Zu diesem Zweck muss der Erre  gerstrom     bezw.    das Erregerfeld eine be  stimmte Richtung haben.

   Der Erregerwick  lung E ist daher der Gleichrichter     Gl,    vor  geschaltet, durch den die Richtung des Er  regerstromes festgelegt wird. Diese Wirkung  kann noch verstärkt werden durch die Schaf  fung eines zusätzlichen Erregerfeldes mit der  Wicklung     E,,    die über den Gleichrichter<B><U>Gl.></U></B>  und die Beruhigungsdrossel     Dr    gespeist wird.

    Da diese     Einrichtungen    nur während des An  lassens gebraucht werden, können sie nach  dem Anlassen, wenn sich die richtige Polari  tät eingestellt hat, wieder abgeschaltet.     -%ver-          den.    Hierzu dient das Relais     Sy,    das     über     den Gleichrichter     GI"    nur anspricht, wenn die  richtige Polarität vorhanden ist. und beim  Ansprechen den Gleichrichter     Gl,    kurz  schliesst und den Gleichrichter     GL    abschaltet.  



  Das Ansprechen des Relais     K    ist verhin  dert, wenn keine Phasengleichheit besteht,  indem     ziveientye-,eino-esetzt        -eselialteteWich-          I        e-,        e        t'          lungen    vorgesehen sind. Eine andere Mög  lichkeit für die Schaltung des Relais     K    ist  in der     Fig.    2 dargestellt.

   Nach     Fig.    ? wird  einer Wicklung des Relais     K    die Gleichspan  nung über den Kontakt     za'    und die Diffe  renzspannung der beiden     Spannungswandler     über den Gleichrichter     Gl,    zugeführt.     Beiden     Kreisen ist der Widerstand     R,    gemeinsam,  an dem die Differenzspannung     wirksa.in    wird  und der Gleichspannung entgegenwirkt, wäh  rend bei Fortfall der     Differenzspannung    das  Relais     IL    anspricht.

   U m zu verhindern, dass  beim     Überwiegen    der     Differenzspannung    das  Relais     K    durch einen Strom entgegengesetz  ter Richtung zum Ansprechen     gebracht    wird,  ist der Gleichrichter     Glzi    vorgesehen, der die  Differenzspannung sperrt. Dadurch ist es  möglich, die Empfindlichkeit des Relais     1i     unabhängig von der Differenzspannung gross    zu machen, so dass es schnell anspricht und  die Umschaltung herbeiführt.  



  Eine andere Einrichtung ist in     Fig.    3 dar  gestellt. Das Anlassen des Umformers l' von  der     Wecliselstromseite    aus geschieht durch  Einschalten des     Motorschutzschalters        11S.     Dadurch sprechen die Relais PTT' und     T',    an.  Das Relais T', schaltet mit seinem Kontakt  T', das Relais     T'=    und das     Anlassrelais        L'3    ein.

    Das     Anlassrelais        1".,    trennt mit den Kontak  ten     tr.,'    bis     ar""'    die     Kurzschlussverbindungen     der     Widerstände    R, bis R, auf und schaltet  mit dem Kontakt     uJV    das Relais     LT,    ein. Das  Relais     LT,    hält sich über seinem Kontakt     u,V     und schaltet mit seinem Kontakt     u,VI    das       Verzögerungsrelais    T', ab, das seinerseits  wieder das     Anlassrelais        (T"    abschaltet.

   Mit  den Kontakten     tc,'    bis     u,\    wird die Wech  selspannung eingeschaltet und gleichzeitig  mit den Kontakten     u,VII    und u,VIII die  Gleichspannung abgeschaltet. Nach Abfall  des Verzögerungsrelais     T',    fällt. das Relais       LT,    ab und schliesst die     Anlasswiderstände        R,     bis     R;,    wieder kurz. Während dieser Zeit. war  auch der      'iderstand        Ri    durch den Kontakt       r_    kurzgeschlossen. so dass das Relais     PW     empfindlich eingestellt war.

   Dadurch wird  vermieden, dass bei einem Absinken der       Wechselspannung    durch die stärkere Be  lastung beim Anlassen des Umformers das  PTT-Relais abfällt und den Umformer wie  der abschaltet.  



  Während der Umschaltung muss wieder  die richtige Polarität auf der Gleichstrom  seite sichergestellt werden. Wenn die Span  nung mit der richtigen Polarität vorhanden  ist, spricht das Relais<I>An</I> über den Gleich  richter     GI"    an und schaltet mit seinem Kon  takt an' die Erregerwicklung ein, so dass die       Erregerwicklung    das Einstellen des Ankers  auf diese Polarität unterstützt und der An  ker nach einem oder mehrmaligen Anspre  chen des Relais<I>An</I> sich auf diese Polarität  einstellt.

   Die     Durchschaltung    der Gleichspan  nung auf den Umformer erfolgt erst dann,  wenn der Anker des abfallverzögerten Relais       T'.,    abfällt und den Kontakt     v3    schliesst, wo  durch das Relais     l'7    über seine Wicklung I      Strom erhält und seinen Kontakt     u7    schliesst.  Die     Durchs-chaltung    der     Gleichspannung    er  folgt also erst, wenn am Umformer eine be  stimmte Zeit lang die richtige Polarität vor  handen war.  



  Der Umformer kann auch vom Gleich  stromnetz aus angelassen werden. Durch Ein  schaltung der Gleichspannung     U,.    sprechen  die Relais PG, und     Uz    an. Dadurch wird die  Gleichspannung über den Kontakt     zu,    an den  Umformer gelegt; das Relais<I>An</I> spricht an  und     schaltet    mit Hilfe der Kontakte an' die  Erregerwicklung     E    ein. Nach Erreichen einer  bestimmten Spannung spricht das Relais     PG,     an und schliesst den     Anlasswiderstand        B6    mit  tels des Kontaktes     pg'2    wieder kurz.

   Der Um  former U speist auf der     Wechselstromseite     den Verbraucher Y.  



  Wenn der Umformer in Betrieb ist und  die Netzspannung um einen bestimmten Be  trag sinkt     bezw.    einen     bestimmten    Betrag  überschreitet, fällt das     Prtifrelais        PW    ab.  Dabei genügt zur Überwachung des Dreh  stromes im allgemeinen das eine Über  wachungsrelais zwischen zwei Phasen; für  sehr genaue Überwachung, können auch zwi  schen die andern Phasen Prüfrelais einge  schaltet sein. Die Prüfrelais sind dabei so ein  gestellt, dass bei einem etwaigen Ausfall des  Gleichstromnetzes die Spannungswerte, bei  deren Über- oder Unterschreiten die Prüf  relais ansprechen, einen grösseren Abstand  voneinander haben als bei Vorhandensein der  Gleichspannung.

   Bei Abfall des Prüfrelais       PW    fällt das Relais<I>U,</I> ab und schaltet mit  seinen Kontakten     u,VII    und     u1VIII    den Um  former auf das Gleichstromnetz, während mit  den Kontakten     zui    bis     ui"    die -Wechselspan  nung abgeschaltet wird. Das Zeitrelais     Tr     und das Relais     S    werden durch den Kontakt       pw"    eingeschaltet und über den Kontakt     tr     spricht das Relais Z an, das mit dem Kon  takt     z"    die Relais     T7-    und<B>8</B> wieder abschal  tet.

   Der Kontakt     tr    bleibt     eine    bestimmte  Zeit; z. B. eine oder mehrere Minuten, ge  schlossen und nach dieser Zeit schaltet er  wieder das Relais Z ab. Durch diese Vor  gänge wird geprüft, ob die Wechselspannung    wieder vorhanden ist. Diese Verzögerungs  zeit ist vorteilhaft, um zu vermeiden, dass bei  einer nur kurzzeitigen Wiederkehr der Wech  selspannung auf das Wechselstromnetz und  kurz danach wieder auf das     Gleichstromnetz     geschaltet werden muss.  



  Wenn nämlich nach dem Abfall des Zeit  relais<I>T. r</I> Wechselspannung wieder vorhanden  ist, sprechen die Relais     PW        und   <I>Y,</I> wieder  an. Durch das Relais U, wird der Umformer  vom Gleichstromnetz abgeschaltet und nach       Einschalten    der Widerstände     .R1    bis     R3    auf  das Wechselstromnetz umgeschaltet. Die Wi  derstände R, bis     R.1    müssen so bemessen sein,  dass auch bei falscher Phasenlage der Um  formerwechselspannung beim Umschalten  kein Kurzschluss auftritt, so dass weder das  Wechselstromnetz noch der Umformer zu  stark belastet werden.

   Nach Umschaltung auf       Wechselstromspeisung    bewirkt das Relais  An, wie bereits oben beschrieben, dass auch  die Polarität auf der Gleichstromseite rich  tig wiederhergestellt wird. Während des Um  schaltens wird die Wechselspannung für den  Verbraucher Y durch die     kinetiscbe    Energie  im rotierenden Umformer erzeugt. Durch     Di-          mensionierung    der Widerstände R, bis     R3,     die für die     Spannungsabsenkung    massgebend  sind und durch die entsprechende Umschalt  zeit der Relais<I>U,</I> und     U,   <I>-</I> muss jeweils er  reicht werden, dass die kurzzeitige Span  nungsabsenkung keine Betriebsunterbrechung  beim Verbraucher Y herbeiführt.

   Gegebenen  falls müssen beim Verbraucher Verzögerungs  mittel vorgesehen werden, die einen Ausfall  der Verbrauchergeräte während dieser- Span  nungsabsenkung verhindern.  



  In sehr seltenen Fällen kann es vorkom  men, dass das     Wechselstromnetz    kurz nach  dem Umschalten sofort wieder ausfällt, bevor  noch die richtige Polarität auf der Gleich  stromseite des Umformers hergestellt ist. In  diesem Falle ist das Relais<I>An</I> abgefallen,  so dass das Verzögerungsrelais     Y3    angezogen  ist und Wicklung I des Relais     U7    abgeschal  tet wird. Dadurch wird am Kontakt     u7    die  Zusammenschaltung mit dem Gleichstrom  netz verhindert.

   Das Relais     U7    spricht erst      an, wenn das Prüfrelais     PG_    abgefallen ist,  d. h. wenn beim Auslaufen des Umformers  die Gleichspannung auf einen kleinen Wert,  beispielsweise auf<B>15%,</B> abgesunken ist, so  dass der Umformer vom Gleichstromnetz aus  selbsttätig neu angelassen wird. Dann wird  das Relais     LT;    über die Wicklung     II    durch  den Kontakt     pg.="    eingeschaltet, so dass die  Verbindung zum Gleichstromnetz hergestellt  ist.  



  Für diesen Betriebsfall ist auch eine an  dere Lösung möglich, bei der, ähnlich wie in  der weiter unten beschriebenen Einrichtung  nach     Fig.    4, die Leitung zwischen Gleich  stromnetz und Umformer so umgepolt wird,  dass eine Unterbrechung der Wechselspan  nung nicht notwendig ist, da bei jeder Pola  rität des Umformers die Zusammenschaltung  mit dem Gleichstromnetz erfolgen kann.  



  In dem Fall,, dass das Gleichstromnetz  ausfällt, wird auch dann auf das Wechsel  stromnetz zurückgeschaltet, wenn die Wech  selspannung nicht in den vorgeschriebenen  Toleranzen liegt. Da das Relais<B>PG,</B> dann  abgefallen ist, spricht das Relais     T'1    über  den Kontakt     pg,'    an und die Empfindlich  keit des Prüfrelais     PTY    wird erheblich her  aufgesetzt, indem der     Vorwiderstand        R-,     durch den Kontakt     pg,"    kurzgeschlossen  wird.  



  Fällt das Drehstromnetz infolge eines  Kurzschlusses aus, so kann durch die Rück  speisung des laufenden Umformers in das  Netz der     Motorschutzschalter    318 auslösen.  Dieser ist dabei zweckmässig so eingestellt,  dass er schon bei Überströmen infolge Aus  falles einer Phase des Netzes anspricht. Die  ser schaltet sich selbsttätig über den Kontakt       z41IV    wieder ein, wenn die Wechselspannung       U,,    wieder vorhanden ist.  



  In     Fig.    4 ist ein Ausschnitt aus     Fig.    ss  dargestellt, bei dem jedoch die richtige Pola  rität auf der Gleichstromseite des Umformers  dadurch sichergestellt wird, dass ein Um  schaltrelais     U;,    bei nicht übereinstimmender  Polarität über den Gleichrichter     Gl.;    anspricht  und mit seinen Kontakten     u5'    und     u5"    die  Zuleitung zum Umformer umpolt. In diesem    Falle ist das     Anlassrelais   <I>An</I> so     angeschaltet,     dass es beim Lauf des Umformers sofort an  spricht und die Erregerwicklung E unabhän  gig von der sich einstellenden Polarität ein  schaltet.  



  Durch die Anordnung eines dauernd um  laufenden     Einankerumformers    wird erreicht,  dass dieser nicht. erst nach Ausfall des einen  Netzes angelassen werden muss, so dass keine  Unterbrechung in der Speisung der Geräte  eintritt. Wenn jedoch das eine Netz, z. B.  das Wechselstromnetz, häufig     bezw.    längere  Zeit ausfällt, erfordert diese Anordnung eine  verhältnismässig grosse     Batterie    zur Speisung  des     Einankerumformers    während des Aus  falles des Wechselstromnetzes. Da der Be  trieb und die Wartung grosser Batterien ver  hältnismässig grosse Kosten verursacht, sollen  die Geräte nur während einer kurzen Zeit  aus dem Reservenetz gespeist werden, bis ein  anderer Energieerzeuger, z.

   B. ein     Benzin-          oder    ein Dieselaggregat angelassen ist. Der  artige Energieerzeuger können ohne grosse  Kosten und ohne besondere Wartung ausrei  chende Energien erzeugen. Dagegen wäre es  unwirtschaftlich, sie ständig laufen zu las  sen, solange die Netzspannung zur Verfü  gung     steht.     



  Diese     Energieerzeuger    können ihrerseits  einen Generator antreiben, der die Energie  für die speisenden Geräte liefert. Zweck  mässig kann man jedoch als Generator den       Einankerumformer    selbst verwenden, der  dann als     selbsterregter    Generator betrieben  wird. In diesem Falle wird man bei Ausfall  der normalen Spannung den     Einankerumfor-          mer    zunächst aus dem Reservenetz betreiben  und gleichzeitig den andern Energieerzeuger,  z. B. ein Dieselaggregat, anlassen. Wenn der  Dieselmotor die richtige Tourenzahl erreicht  hat, wird er     zweckmässigerweise    ebenfalls  selbsttätig mit dem     Einankerumformer    ge  kuppelt.

   Gleichzeitig wird die Speisung des       Einankerumformers    vom Reservenetz aus ab  geschaltet, so dass er nun als Generator die  Speisespannung für die Geräte erzeugt. Der       Einankerumformer    wird in diesem Falle so       ditnensioniert,    dass er auch als Generator ar-           beiten    kann und er wird zweckmässig auch  dem Energieerzeuger, z. B. dem Dieselmotor,  angepasst. Er muss also zum Beispiel so di  mensioniert werden, dass er auch bei der un  gleichmässigen     Umlaufsgeschwindigkeit    des  Dieselmotors eine konstante Spannung abgibt.  



  Anderseits kann man gegebenenfalls noch  einen     Schritt    weitergehen und den ständig  umlaufenden     Einankerumformer    auch noch  als Anlasser für den Dieselmotor verwenden.  Man erhält dann ein verhältnismässig ein  faches Aggregat, das nur aus dem Diesel  motor und dem Umformer     besteht    und eine  Dauerstromversorgung der zu speisenden Ge  räte gewährleistet. In diesem Falle wird man  zweckmässig bei Ausfall der normalen Span  nung den     Umformer    auf die Batterie     um-          schalten,    so dass er zunächst aus dieser ge  speist wird und danach den Dieselmotor mit  dem Umformer kuppelt, so dass der Motor  von diesem angelassen werden kann.

   Gege  benenfalls wird man die Schwungmasse des  Umformers grösser wählen, um die notwen  dige Energie für das Anlassen zu erhalten.  Nach Wiederkehr der normalen Spannung  im Wechselstromnetz wird der Dieselmotor  wieder abgeschaltet und der Umformer wird  wieder an das Wechselstromnetz angeschlos  sen. Diese Umschaltung wird man zweck  mässig nicht sofort vornehmen, sondern erst  mit einer bestimmten Verzögerung, d. h.,  wenn die Netzspannung eine bestimmte Zeit,  z. B. 1 bis 3 Minuten, dauernd vorhanden  war. Schliesslich kann man den Umformer,  der nicht     nur    Gleichstrom in Wechselstrom  umformt, sondern auch Wechselstrom in  Gleichstrom, zur Ladung der Reservebatterie  von der Netzspannung her verwenden.  



  Durch diese Massnahmen wird es ermög  licht, mit einer verhältnismässig kleinen Bat  terie auszukommen, da die Batterie nur kurz  zeitig während des     Anlassens    des Diesel- oder  Benzinmotors verwendet wird, so dass auch  einer verhältnismässig kleinen Batterie wäh  rend dieser kurzzeitigen Belastung grosse  Stromstärken entnommen werden können.  Diese Anordnung ist naturgemäss nicht auf    Diesel- oder Benzinmotoren beschränkt,     sorn-          dern    ist immer dann zweckmässig, wenn eine  Dauerstromversorgung geschaffen werden  soll, bei der nach Ausfall des Wechselstrom  netzes die Stromlieferung durch eine Ma  schine erfolgt, die erst nach einer     Anlasszeit     betriebsfähig ist.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung in elektrischen Anlagen mit wechselstromgespeisten Geräten, insbesondere Fernmeldegeräten, die zur Sicherstellung einer dauernden Versorgung mit Wechsel strom ihre Energie entweder aus einem Wech selstromnetz oder mindestens zeitweise über einen Umformer aus einem Gleichstromnetz erhalten, dadurch gekennzeichnet, dass ein dauernd laufender Einankerumformer vorge sehen ist, der im Normalfall aus demselben Wechselstromnetz gespeist wird, wie der Ver braucher und dabei als Motor läuft, während bei einer Störung im Wechselstromnetz eine Umschaltung des Umformers auf ein vorhan denes Gleichstromnetz erfolgt,
    wobei für die Zeit der Umschaltung die Wechselstromener- gie durch den kinetischen Energieinhalt des Umformers gedeckt -wird. UNTERANSPRüCHE 1. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der ständig zu speisende Verbraucher ohne Schaltorgane an die Wechselstrom klemmen des Umformers angeschlossen ist. 2.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anlas sen des Umformers von der Drehstrom seite die richtige Polarität auf der Gleich stromseite durch nur während des An lassens in den Erregerstromkreis einge schaltete Ventile sichergestellt wird. 3. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Sicher- stellung der Polarität auf der Gleich stromseite der Einankerumformer wäh rend des Anlassens zusätzlich mit Gleich strom richtiger Polarität erregt ist. 4.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentauspruch und Unteranspriicben 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Erregung durch eine Erreger wicklung erfolgt, die über Gleichrichter aus dem Drehstromnetz gespeist wird. 5. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der zusätzlichen Erregung ein Widerstand vor der Erregerwicklung vor gesehen ist, der vom Erregerstrom und von einem über einen Gleichrichter aus dem Wechselstromnetz abgeleiteten Zu satzerregerstrom mit der richtigen Pola rität durchflossen wird. 6.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anlass- relais beim Anlassen des Umformers des sen Erregerwicklung mehrere Male dann einschaltet, wenn die richtige Polarität auf der Gleicli,tromseite des Umformers vorhanden ist. 7. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspriichen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammenschaltung von Umformer und Gleichstromnetz nur bei richtiger Polari tät erfolgen kann. B.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen l., 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verzögerungsrelais (.T'3) die Zusammen schaltung von Umformer und Gleich stromnetz erst zulässt, wenn am Umfor mer eine bestimmte Zeit die richtige Po larität vorhanden war. 9. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass ein Um schaltrelais die Zuleitungen zum Gleich stromnetz je nach der sich am Umformer bildenden Polarität so umpolt, dass die Polaritäten der Gleichspannung des Net zes und der Umformerspannung überein stimmen. 10.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Um schaltung von Drehstrom- auf Gleich stromspeisung durch Relais ausgeführt wird, die bei Über- oder Unterschreiten bestimmter Spannungen des Drehstromes ansprechen. 11. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wechselstromzuleitung Vorwiderstände vorgesehen sind, die während des Anlas- sens von der Wechselstromseite aus zur Schwächung des Stromes eingeschaltet werden. 1?.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei etwai gem Ausfall des Gleichstromnetzes die Spannungswerte, bei deren Über- oder Unterschreiten die Überwachungsrelais für die Wechselspannung ansprechen, einen grösseren Abstand voneinander haben als bei Vorhandensein der Netz gleichspannung. 13. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Speisung des Umformers aus dein Gleichstromnetz bei Wiederkehr der Wechselspannung der Umformer erst auf diese umgeschaltet wird, wenn die Weeh- selspannung eine bestimmte Zeit einge schaltet bleibt. 14.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspru eh und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Um schaltung auf Wechselstromspeisung der Umformer vom Gleichstromnetz abge schaltet und vom Wechselstromnetz aua neu angelassen wird. 15. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Um schaltung von Gleichstrom- auf Dreh stromspeisung von einem Umschaltrelais abhängig ist, das bei Phasengleichheit de<B>r</B> Vektoren von Netzwechselspannung und U mf ormerwechselspannung anspricht. 16.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltrelais aus den gegeneinander geschalteten Sekundärwicklungen zweier Spannungswandler, die an das Wechsel stromnetz und an die Maschine ange schlossen sind, über ein Ventil gespeist wird. 17. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass erst nach Einschaltung der Widerstände die Wechselspannung an den Umformer an geschaltet wird, worauf die Widerstände wieder abgeschaltet werden.
    18. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass Verzögerungsmittel beim Verbraucher vorgesehen sind, die einen Ausfall des Verbrauchergerätes während der Span- nungssenkung durch die Widerstände verhindern.. 19. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Wechselstromleitung zum Umformer ein Motorschutzschalter liegt, der sich selbst tätig einschaltet, wenn die Wechselspan nung vorhanden ist.
    ?0. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Motorschutzschalter in der Wechselstrom leitung bei Überströmen anspricht und so eingestellt ist, dass er bei Überströmen anspricht, die durch den Ausfall einer Phasenspannung bedingt sind. 21.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dae als weitere Energieerzeuger ein Benzin- oder Diesel aggregat vorgesehen ist, das nach Um schaltung des Einankerumformers ange lassen wird und nach vollendetem Anlauf die Stromlieferung für den Verbraucher übernimmt.
    22. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Einankerumformer selbst den die elek trische Energie erzeugenden Teil des Benzin- oder Dieselaggregates bildet und nach erfolgtem Anlassen des Benzin- oder Dieselmotors als selbsterregter Ge nerator betrieben wird. 23.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1, 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Einankerumformer mit dem Benzin oder Dieselmotor gekuppelt wird, wenn dessen Drehzahl die des Einankerumfor- mers erreicht hat. 24. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mit der Kupplung des Einankerumformers mit dem Antriebs motor die Speisung des Umformers vom Reservenetz abgeschaltet wird. 25.
    Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall der normalen Spannung im Wechselstromnetz der Umformer zu nächst auf das Reservenetz umgeschaltet und danach mit dem Antriebsmotor ge kuppelt wird und letzteren anlässt.
    26. Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 21, dadurch gekennzeichnet, dass nach Wiederkehr der normalen Span nung im Wechselstromnetz der andere Energieerzeuger mit einer bestimmten Verzögerung abgeschaltet wird und der Umformer wieder an die Netzspannung angeschlossen wird. <B>27.</B> Einrichtung in elektrischen Anlagen nach Patentanspruch und L nteransprüclien 1 und \?1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Lieferung der Reservespannung eine Bat terie vorgesehen ist, welche bei Betrieb vom normalen Netz durch den Einanker umformer aufgeladen wird.
CH209438D 1937-12-31 1938-12-31 Einrichtung in elektrischer Anlage mit wechselstromgespeisten Geräten, insbesondere Fernmeldegeräten, zur Sicherstellung einer dauernden Versorgung der Geräte mit Wechselstrom. CH209438A (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1101578B (de) * 1956-07-09 1961-03-09 Licentia Gmbh Anordnung zur Stromversorgung von Wechselstromverbrauchern

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1101578B (de) * 1956-07-09 1961-03-09 Licentia Gmbh Anordnung zur Stromversorgung von Wechselstromverbrauchern

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