DE1488188C - Phasenuberwachungsemnchtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Phasenüber- frei wird (vorstehend genannte Literaturstelle, BiIdwachungseinrichtung für zwei im wesentlichen recht- zeile 4, Schaltung rechts). Schließlich sei hier noch eckförmigen Eingangswechselspannungen, bestehend ein bekannter Demodulator mit einer Gegentaktaus einem Vergleichsglied am Eingang der Einrich- schaltung von zwei Elektronenröhren erwähnt, mit tung, das zwei Sekundärwicklungen von zwei getrenn- 5 welcher zwei Wechselspannungen überlagert werden,, ten Transformatoren für die zu überwachenden Ein- bei der das demodulierte Ausgangssignal der Diffegangswechselspannungen gegeneinander in Reihe ge- renzspannung aus den zwei Wechselspannungen entschaltet enthält, einem Demodulator mit steuerbaren spricht (letztgenannte Literaturstelle Seite 190, Bild-Gleichrichtern in »Und-Glied«-Funktion und einem zeile 3, Schaltung links).

Ausgangsverstärker in Gegentaktschaltung, dessen io Die Erfindung geht von einer Phasenüberwachungs-Ausgangsstromkreis von einer Gleichstromquelle ge- einrichtung mit den eingangs beschriebenen Merkspeist ist. ■..-.· malen aus. Es liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

Häufig ist es im technischen Einsatz elektronischer gründe, eine solche Phasenüberwachungseinrichtung Anlagen sowie von Regel-, Steuer- und Stromversor- derart schaltungstechnisch auszubilden, daß mit eingungs-Anlagen notwendig, zwei oder mehr Span- 15 fachen Mitteln eine proportionale und vorzeichennungen oder Ströme auf Gleichphasigkeit zu regeln gerechte Anzeige der Phasendifferenz der Wechseloder in ihrer Phasendifferenz nach Betrag und Vor- spannungen innerhalb eines weiten Meßbereiches erzeichen zu bestimmen. ■■■■-. reicht wird.

Beispielsweise verlangt der Parallelbetrieb zweier Die Erfindung besteht bei einer Phasenüber-

Wechselrichter zur Erhöhung der Leistungsentnahme 20 wachungseinrichtung der eingangs genannten Art

eine Synchronisiereinrichtung für zwei oder mehrere darin, daß an die Reihenschaltung der Sekundär-

Steuergeräte. Mit Hilfe dieser synchronisierten wicklungen zwei hintereinandergeschaltete ohmsche

Steuergeräte werden die steuerbaren Gleichrichter der Widerstände angeschlossen und deren Teilspannungen

Wechselrichter in entsprechender Übereinstimmung je einem Strompfad des Demodulators, bestehend aus

gesteuert, d. h. vom Sperrzustand in den Durchlaß- 25 einem Thyristor, einem ohmschen Widerstand und

zustand gebracht. einer gemeinsamen, an der Verbindung zwischen den

Es sind Phasenüberwachungseinrichtungen für Widerständen angeschlossenen Rückleitung derart zuzwei Eingangswechselspannungen bekannt, bei denen geordnet sind, daß jeweils der eine Thyristor in Größe und Vorzeichen der Phasendifferenz zweier Durchlaß- und der andere in Sperrichtung bean-Wechselspannungen mit Hilfe eines Galvanometers 30 sprücht ist, daß ferner jeder der Transformatoren eine direkt proportional angezeigt werden. So ist z. B. eine Tertiärwicklung und ein daran angeschlossenes Phasenmsßeinrichtung mit einem Phasenvergleichs- Differenzierglied aus der Reihenschaltung eines Konglied am Eingang bekannt, das zwei Sekundärwick- densators und eines Widerstandes aufweist und jeder lungen von zwei getrennten Transformatoren für die. Widerstand des Differenziergliedes mit der Steuerzu überwachenden Eingangswechselspannungen ge- 35 strecke je eines der Thyristoren verbunden ist und geneinander in Reihe geschaltet enthält; die Phasen- daß der Ausgangsverstärker in Gegentaktschaltung meßeinrichtung weist außerdem einen Demodulator zwei Transistoren enthält, die durch die ambivalenten mit steuerbaren Gleichrichtern in Form von Elektro- Teilgleichspannungen am Ausgang des Demodulators nenröhren in »Und-Glied«-Funktion auf. Im Ver- über ohmsche Basisvorwiderstände gesteuert werden, gleichsglied ist eine Phasenbrücke vorgesehen, mit 40 Mit Hilfe der Phasenüberwachungseinrichtung welcher die aus den zwei Wechselspannungen gebil- nach der Erfindung kann die Größe und das Vordetc Differenzspannung zur Steuerung der Elektro- zeichen der Abweichung der Phasenlage der Wechselnenröhren des Demodulators.in der Phasenlage ver- spannung beispielsweise eines Steuergerätes von der schoben wird, während in den gemeinsamen Anoden- Phasenlage der Wechselspannung eines zweiten Kathodenstrompfad der in Gegentakt geschalteten 45 Steuergerätes festgestellt werden und damit ein ge-Elcktronenröhren eine der beiden Wechselspannungen eignetes Stellglied so beeinflußt werden, daß eine als Spannungsquelle eingeprägt wird. Dieses Phasen- _: Synchronisierung zweier Steuerspannuhgen in vorbemeßgerät mißt nur kleine Phasendifferenzen genau stimmter Weise möglich ist.
(USA.-Patentschrift 2 225 348). Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist parallel

Als weitere Beispiele seien hier auch zwei bekannte 50 zu jedem der beiden mit den Thyristoren einen Strom-Schaltungsanordnungen mit einer Phasenbrücke und pfad bildenden Widerstände ein Glättungskondensaeinem Elektronenröhren-Ausgangsverstärker in Ge- tor angeordnet.

gentaktschaltung mit einer Gleichstromquelle im An Hand des in Fig. 1 gezeigten schaltungstech-Ausgangsstromkreis angeführt. Bei diesen wird nicht nischen Ausführungsbeispieles für den Aufbau einer die Phasendifferenz von zwei Wechselspannungen 55 Phasenüberwachungseinrichtung nach der Erfindung festgestellt, sondern es werden aus einer Wechsel- und der an Hand der Diagramme der Fig. 2 bespannung zwei mittels der Phasenbrücke in der schriebenen Wirkungsweise wird die Erfindung näher Phasenlage veränderliche Wcchselspannungen er- erläutert.

zeugt, um in dem einen Fall die Wirk- und die Blind- Die beiden in der Phasenlage und in dem Vorzei-

komponente zu messen und in dem anderen Fall die 60 chen der Phasenlagedifferenz zu bestimmenden

Phasenbrücke abzugleichen (»Electronics«, Februar Wechselspannungen, die beispielsweise Ausgangs-

1954, S. 189, Bildzeile 3, Schaltung rechts und Bild- spannungen von zwei Rechteckgeneratoren sein kön-

zeile4, Schaltung links). Des weiteren sei hier eine nen, sind in Phasenopposition an die Primärwick-

bekannte Phasendctcktorschaltung angeführt, bei der lung 1 und Γ je eines Transformators angelegt. Die

zwei Wechsdspannungcn in der Phasenlage mitein- 65 Sekundärwicklungen 11 und 11' dieser beiden

ander verglichen werden, das Galvanometer im Aus- Transformatoren sind hintereinandergeschaltet und

gangsstromkreis jedoch nicht bei Phasengleichheit, bilden mit einer Reihenschaltung von zwei Wider-

' sondern bei einer Phasenabweichung von 90° strom- ständen 2 und 2' einen geschlossenen Stromkreis. Zu

jedem Widerstand 2 und 2' ist jeweils über einen Thyristors bzw. 5' ein Widerstände bzw. 6' parallel geschaltet. Die Elemente 5 bzw. 5' und 6, 6' bilden in bezug auf den geschlossenen Sekundärkreis der Transformatoren eine Demodulatorschaltung. Über Widerstände 8 und 8' sind an den Widerständen 6 und 6' die Steuerstrecken von zwei Transistoren 9 und 9' eines Ausgangsverstärkers angeschlossen, so daß jeweils ein Transistor durch einen am Widerstand 2 bzw. 2' entstehenden Spannungsabfall durchgeschaltet und der andere gesperrt wird. Den Widerständen 6 und 6' ist je ein Kondensator 7 und 7' als Glättungskapazität parallel geschaltet. Die Widerstände 6, 6' und die Kondensatoren 7, 7' bilden die Siebglieder der Demodulatorschaltung. Die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren 9 und 9' sind mit je einem Widerstand 21 bzw. 21' und mit einer Gleichstromquelle 22 im Gegentakt geschaltet. Die Transformatoren haben je eine Tertiärwicklung 12 bzw. 12', die durch ein als Differenzierglied dienendes RC-Glied3, 4, bzw. 3', 4' überbrückt ist. An den Widerständen 3 und 3' werden die Steuerimpulse zur Einsteuerung der Thyristoren 5 bzw. 5' abgenommen. Die Durchschaltung jeweils einer der beiden Thyristoren 5 oder 5' wird bewirkt, wenn gleichzeitig mit dem Steuerimpuls für den Thyristor derselbe auch den am Widerstand 2 bzw. 2' entstehenden Spannungsabfall in der Durchlaßrichtung beaufschlagt wird.

Werden nun an die Primärwicklungen 1 und 1' der beiden Transformatoren die im Diagramm I und II der Fig. 2 dargestellten, aus der Phasenopposition phasenverschobenen rechteckförmigen Spannungen angelegt, so ergibt sich auf Grund der gegebenen Phasenverschiebung zwischen den beiden Spannungen im geschlossenen, gemeinsamen Sekündärkreis der Transformatoren an den Widerständen 6 und 6' ein resultierender Spannungsabfall gemäß der Darstellung im Diagramm III der F i g. 2. Die zur Durchzündung der Thyristoren 5 bzw. 5' an den Widerständen 3 bzw. 3' von den Tertiärwicldungen abgegriffenen Impulse sind als schraffierte Flächen in die Spannungsdiagramme I und II eingezeichnet, Bei jedem positiven Polaritätswechsel der im Diagramm II dargestellten Spannung ist die Gleichzeitigkeit der Durchlaßbeanspruchung und des Anliegens eines positiven Zündimpulses an der Steuerelektrode des Thyristors S' gegeben, der somit durchgezündet wird. Das Durchschalten des Thyristors 5' bewirkt nun, daß ein dem Widerstandsverhältnis der Widerstände 2 und 2' entsprechender Teil der Summenspannung des geschlossenen Sekundärkreises am Widerstand 6' liegt. Mittels eines Kondensators 7' wird die durchgeschaltete Spannung geglättet, die über einen Vorwiderstand 8' den Transistor 9' aufsteuert. Dadurch wird die Spannung der Gleichstromquelle 22 über den Transistor 9' und den Widerstand 21' an Ausgangsklemmen χ und y mit einer entsprechenden Polarität geschaltet. Diese Polarität wird gewechselt, wenn sich das Vorzeichen der Phasendifferenz der Wechselspannungen umkehrt, so daß nicht der Thyristor 5' sondern der Thyristor 5, femer nicht der Transistor 9' sondern der Transistor 9 durchgeschaltet wird. Die Polarität der an die Ausgangsklemmen χ und y geschalteten Spannung entspricht dem Vorzeichen der Phasendifferenz der Eingangswechselspannungen und ist dieser direkt proportional.

Mittels geeigneter Stellglieder kann die Ausgangsspannung zu Veränderung der Phasendifferenz der Eingangsspannung verarbeitet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Phasenüberwachungseinrichtung für zwei im wesentlichen rechteckförmige Eingangswechselspannungen, bestehend aus einem Vergleichsglied am Eingang der Einrichtung, das zwei Sekundärwicklungen von zwei getrennten Transformatoren für die zu überwachenden Eingangswechselspannungen gegeneinander in Reihe geschaltet enthält, einem Demodulator mit steuerbaren Gleichrichtern in »Und-Glied«-Funktion und einem Ausgangsverstärker in Gegentaktschaltung, dessen Ausgangsstromkreis von einer Gleichstromquelle gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, daß an die Reihenschaltung der Sekundärwicklungen (11, 11') zwei hintereinandergeschaltete ohmsche Widerstände (2, 2') angeschlossen und deren Teilspannungen je einem Strompfad des Demodulators, bestehend aus einem Thyristor (5, 5'), einem ohmschen Widerstand (6, 6') und einer gemeinsamen, an der Verbindung zwischen den Widerständen (2, 2') angeschlossenen Rückleitung derart zugeordnet sind, daß jeweils der eine Thyristor in Durchlaß- und der andere in Sperrichtung beansprucht ist, daß ferner jeder der Transformatoren eine Tertiärwicklung (12, 12') und ein daran angschlossenes Differenzierglied aus der Reihenschaltung eines Kondensators (4, 4') und eines Widerstandes (3,3') aufweist und jeder Widerstand (3, 3') des Differenziergliedes mit der Steuerstrecke je eines der Thyristoren (5, 5') verbunden ist und daß der Ausgangsverstärker in Gegentaktschaltung zwei Transistoren (9, 9') enthält, die durch die ambivalenten Teilgleichspannungen am Ausgang des Demodulators über ohmsche Basisvorwiderstände (8,8') gesteuert werden.

2. Phasenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu jedem der beiden mit den Thyristoren (5, 5') einen Strompfad bildenden Widerstände (6, 6) ein Glättungskondensator (7, T) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen