DE1488190C - Statischer Rundsteuersender - Google Patents
Statischer RundsteuersenderInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen statischen Rundsteuersender zur Überlagerung von
Tonfrequenzsignalen auf ein Wechselstrom-Energieverteilungsnetz mit über eine die gleiche Arbeitsfrequenz
wie das Energieverteilungsnetz aufweisende Zündschaltung steuerbaren Gleichrichtern, die in
Antiparallelschaltung in einem unmittelbar mit Wechselspannung gespeisten Stromkreis angeordnet sind,
in dem mindestens eine Wicklung eines Ausgangstransformators Bestandteil eines einen Leistungskondensator enthaltenden Schwingkreises ist, dessen
Resonanzfrequenz identisch mit der Rundsteuerfrequenz ist.
Ein Rundsteuersender besteht im wesentlichen aus einem Tonfrequenzgenerator und einem Ankopplungsglied,
ζ . B'. einem Transformator, über den die Tonfrequenzenergie in das zu überlagernde Energieverteilungsnetz
eingespeist wird, sowie aus. einem Steuerteil für die Durchschaltung der abzugebenden
Tonfrequenzinipulse, der sogenannten Rundsteuerbefehle.
Das Befehlsprogramm wird dem Steuerteil des Rundsteuersenders von einem Kommandogerät
eingegeben.
Je nach Art einer Rundsteueranlage ist der Tonfrequenzgenerator ein rotierender Maschinensatz oder
ein elektronischer, sogenannter statischer Generator.
Gegenüber rotierenden Generatoren sind statische Tonfrequenzerzeuger einer geringen Abnutzung unterworfen
und erfordern daher weniger Wartung. Mit statischen Generatoren ausgerüstete Rundsteuersender
besitzen zudem den Vorteil einer sehr raschen Sendebereitschaft.
Es ist bereits ein statischer Rundsteuersender bekannt, der zur Erzeugung einer Tonfrequenz und zu
deren Überlagerung auf das Wechselstrom-Energieverteilungsnetz einen linearen passiven Vierpol in
Form eines Schwingkreises benutzt, der mit einem periodisch im Takt der Grundwelle des Netzes betätigten
Schältorgan zusammenarbeitet. Bei diesem Rundsteuersender liegt die Induktivität eines Schwingkreises
in Reihe mit einer Netzleitung und kann z. B. durch die Streuinduktivität eines Netztransformators
gebildet werden. Die Kapazität des Schwingkreises liegt in Reihe mit dem Schahorgan zwischen zwei
Netzleitungen bzw. zwischen einer Netzleitung und dem Spannungsmittelpunkt. Induktivität und Kapazität
des Schwingkreises liegen somit bei geschlossenem Schaltorgan in Reihe an der Netzspannung.
Es ist auch vorgeschlagen worden, daß an Stelle eines Reihenschwingkreises ein Parallelschwingkreis
verwendet wird, der durch das Schaltorgan periodisch an eine Wechselspannung mit Netzfrequenz angeschaltet
wird, so daß er zu einer quasistationären Schwingung entsprechend seiner Resonanzfrequenz
angefacht wird. Hierbei werden an das Schaltorgan besondere Anforderungen gestellt, die sich jedoch
durch die Verwendung von steuerbaren Gleichrich-, tern erfüllen lassen. Vorzugsweise besteht das Schaltorgan
aus zwei steuerbaren Gleichrichtern in Antiparallelschaltung. Die Zündung der steuerbaren
Gleichrichter darf dabei nur zu bestimmten, von der Phasenlage der Netzspannung abhängigen Zeitpunkten erfo'gcn.
Es ist hierzu bereits eine Zündschaltung bekannt, bei der eine Gleichspannung über einen durch einen
an Netzspannung liegenden Motor getriebenen Synchronschalter auf die Steuerelektrode!! der steuerbaren
Gleichrichter gegeben wird. Die Verwendung eines mechanischen Synchronschalters hat Abweichungen
vom vorgegebenen Zündzeitpunkt zur Folge; auch ist ein solcher Schalter der Abnutzung unterworfen.
Weiterhin ist der Aufbau eines solchen einstellbaren Schalters sehr kompliziert.
Diese Nachteile werden bei dem anfangs genannten
Rundsteuersender erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Zündschaltung einen Triggertransformator
mit einer an den Nulleiter und über einen
ίο regelbaren Phasenschieber an einen Phasenleiter des
Energieverteilungsnetzes angeschlossenen Primärwicklung enthält, der sekundärseitig für jeden der
steuerbaren Gleichrichter eine Zündwicklung aufweist.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung des Erfindungsgegenstandes ist der Zündschaltung ein als Schaltorgan
ausgebildeter Signalumsetzer zugeordnet, wobei dieser aus einer Relaisschaltung mit einem Eingangsrelais, einem Schaltschütz, einem Tastrelais und einem
Zeitgeber besteht. · ·
Gemäß einer weiteren Ausbildung des Erfindungsgegenstandes besteht der Signalumsetzer aus einer
Ventilschaltung mit steuerbaren Gleichrichtern, einem Eingangsübertrager und einem Zwischenübertrager,
einem Schaltschütz und einem Zeitgeber.
Einzelheiten des hier definierten Rundsteuersenders gehen aus den im folgenden an Hand der Zeichnung
beschriebenen Ausführungsbeispielen hervor. Es zeigt F i g. 1 ein Schaltbild,
F i g. 2 ein Diagramm und
Fig. 3 und 4 Varianten von Schaltungsteilen.
Im Schaltbild der Fig. 1, das einen statischen Rundsteuersender zeigt, ist ein mit Tonfrequenzsignalen zu überlagerndes Energieverteilungsnetz 1, im weiteren kurz Netz genannt, lediglich symbolisch angedeutet. Zur Ankopplung des Rundsteuersenders an das Netz 1 dient ein Ankopplungsglied, das im vorliegenden Beispiel als Ausgangstransformator 2 mit einer Primärwicklung 3, einer Sekundärwicklung 4 und einem Eisenkern 5 ausgebildet ist. Die Ankopplung kann als Reihen- oder Parallelankopplung ausgeführt sein; entsprechende Schaltungsarten sind in der Rundsteuertechnik bekannt.
Im Schaltbild der Fig. 1, das einen statischen Rundsteuersender zeigt, ist ein mit Tonfrequenzsignalen zu überlagerndes Energieverteilungsnetz 1, im weiteren kurz Netz genannt, lediglich symbolisch angedeutet. Zur Ankopplung des Rundsteuersenders an das Netz 1 dient ein Ankopplungsglied, das im vorliegenden Beispiel als Ausgangstransformator 2 mit einer Primärwicklung 3, einer Sekundärwicklung 4 und einem Eisenkern 5 ausgebildet ist. Die Ankopplung kann als Reihen- oder Parallelankopplung ausgeführt sein; entsprechende Schaltungsarten sind in der Rundsteuertechnik bekannt.
In der Regel ist das Netz 1 ein Drehstromsystem, das auf der Niederspannungsseite Phasenleiter R, S, T
und einen Nulleiter O aufweist, deren Zugehörigkeit zum Netz 1 durch eine gestrichelte Linie 6 angedeutet
ist. Die alphabetische Reihenfolge der Phasenbezeichnungen R, S und T gibt bekanntlich die Phasenfolge
der verketteten Spannungen an.
Die Primärwicklung 3 des Ausgangstransformators 2 besitzt zwei Wicklungsenden 7 und 8, zwei Anzapfungen
9 und 10 sowie eine Mittelanzapfung 11, die über eine Nullschiene 12 unmittelbar mit dem
Nulleiter Ό in Verbindung steht. An die Wicklungsenden
7 und 8 ist ein Leistungskondensator 13 angeschlossen, während von den Anzapfungen 9 und 10
Stromschienen 14 und 15 über steuerbare G^ichrichter 16 und 17 sowie über flinke Schmelzsicherungen
18 und 19 zu einem Verbindungspunkt 20 und von diesem als gemeinsame Stromschiene 21 über eine
Drosselspule 22 zum Phasenleiter R geführt sind. Die durch die Stromschienen 14, 15 und 21 sowie die
Nullschiene 12 verbundenen Schaltungselemente stellen
die in der Figur durch größere Strichbreite hervorgehobene Leistungsstufe des Rundsteuersenders
dar.
Eine Zündschaltung für die vorzugsweise als Halb-
leiterbauelemente, ζ. B. als Siliziumgleichrichter, ausgebildeten steuerbaren Gleichrichter 16 und 17 weist
einen Triggertransformator 23 auf, dessen Primärwicklung 24 einerseits in einem Schaltungspunkt 25
an die Nullschiene 12 und andererseits über einen regelbaren Phasenschieber 26 und eine Zuleitung 27
an den Phasenleiter S angeschlossen ist. Der Phasenschieber 26 besteht im einfachsten Fall aus einem
Kondensator 28 und einem veränderbaren Widerstand 29.
Ein durch eine Steuerelektrode 30 und eine Hauptelektrode (Kathode) 31 des steuerbaren Gleichrichters
16 gebildeter Zündkreis ist, allenfalls über einen Widerstand 32, an eine Zündwicklung 33 des Triggertransformators 23 angeschlossen. Parallel zum Zündkreis
30, 31 liegen ein Schutzkondensator 34 und eine Begrenzerdiode 35. Eine Reihenschaltung eines
Widerstandes 36 und eines Kondensators 37 ist dem Leistungsstrompfad des steuerbaren Gleichrichters
16 parallel geschaltet.
In schaltungstechnisch gleicher Art wie dem Gleichrichter 16 sind dem Gleichrichter 17 und
dessen Steuerelektrode 38 ein Widerstand 39, eine Zündwicklung 40, ein Schutzkondensator 41 und eine
Begrenzerdiode 42 sowie eine Reihenschaltung aus einem Widerstand 43 und einem Kondensator 44 zugeordnet.
Zwischen dem Verbindungspunkt 20 und
dem Schaltungspunkt 25 befindet sich ein Überspannungsableiter 45, der z. B. aus zwei gegeneinandergeschalteten
Zenerdioden besteht.
Der bisher beschriebenen Schaltung ist ein Signalumsetzer 46 zugeordnet, dessen Signaleingang durch
ein polarisiertes Eingangsrelais 47 mit einem Signalkontakt 48 gebildet wird. Der Signalkontakt 48 liegt
in einem vom Phasenleiter R zum Schaltungspunkt 25 führenden Leitungszug 49 elektrisch in. Reihe mit
einem ersten Umschaltkontakt 50 eines als Nockenschalter ausgebildeten Zeitgebers 51 und dessen Antriebsorgan
52, dem ein Schaltschütz 53 parallel geschaltet ist. Der Zeitgeber 51 besitzt einen zweiten
Umschaltkontakt 54, der über einen Widerstand 55 über den Leitungszug 49 unmittelbar mit dem Phasenleiter
R in Verbindung steht, während von der elektrischen Verbindung des Signalkontaktes 48 zum
ersten Umschaltkontakt 50 ein zu dem unmittelbar mit der Nullschiene 12 in Verbindung stehenden Teil
des Leitungszuges 49 führender Strompfad 56 abgezweigt ist, der. die Reihenschaltung eines Hilfskontaktes
57 des Schaltschützes 53 und der Erregerwicklung eines Tastrelais 58 enthält.
Das Schaltschütz 53 besitzt zwei in den Stromschienen
14 und 21 der Leistungsstufe angeordnete Trennkontakte 59 und 60 sowie einen Schaltkontakt
61 in der Zuleitung 27 vom Phasenleiter S zum Phasenschieber 26 der Zündschaltung.
Dem Tastrelais 58 sind zwei .Ruhekontakte 62 und 63 zugeordnet, deren erster der Zündwicklung 33 und
deren zweiter der Zündwicklung 40 des Triggertransformators 23 parallel geschaltet ist.
Auf in der Nullschiene 12 und in den Stromschienen 14 und 15 angedeutete Klemmen 64, 65 und 66
wird bei der Besprechung der Fig. 3 Bezug genommen. ■ ■ · ■
In der F i g. 1 sind alle Kontakte in ihrer Ruhelage
gezeichnet. Zur Inbetriebsetzung des Rundsteuersenders wird das Eingangsrelais 47 durch einen Startimpuls
erregt. Dabei schließt sich der Signalkontakt 48 und legt die Spannung der Phase R an das Antriebsorgan
52, das z.B. ein Synchronmotor ist, und an das Schaltschütz 53. Beim Anlauf des Antriebsorgans 52 wird der erste Umschaltkontakt 50 des
Zeitgebers 51 geöffnet und der zweite Umschaltkontakt 54 für eine vom Zeitgeber 51 bestimmte Zeitdauer
geschlossen, so daß das Antriebsorgan 52 und das Schaltschütz 53 über den Widerstand 55 erregt
bleiben, wenn der Startimpuls abgeklungen und der Signalkontakt 48 wieder geöffnet ist.
ίο Beim Erregen des Schaltschützes 53 haben sich die
diesem zugehörigen Trennkontakte 59 und 60 sowie der Schaltkontakt 61 und der Hilfskontakt 57 geschlossen.
Damit liegt Wechselspannung am Triggertransformator 23 und an den Hauptelektroden der
Gleichrichter 16 und 17. Die Dauer des erwähnten Startimpulses ist um die Anzugsverzögerungszeit des
Schaltschützes 53 langer als die Zeitdauer eines vom
Rundsteuersender abgegebenen Tonfrequenzimpulses, der den Start der im Netz 1 vorhandenen, bekannten
Rundsteuerempfänger veranlaßt. Mithin wird während der Dauer des Startimpulses auch das Tastrelais
58 erregt, welches dabei seine Ruhekontakte 62 und 63 öffnet und dadurch die Spannung der Zündwicklungen
33 und 40 an den Elektroden des Zündkreises der Gleichrichter 16 und 17 freigibt.
Die Zündschaltung bewirkt nun, ähnlich wie bei
bekannten Motorsteuerungen, eine sogenannte Zündwinkelsteuerung
der Gleichrichter 16 und 17, so daß diese, wenn sie von einer Halbwelle der Netzwechselspannung
in Durchlaßrichtung vorgepolt sind, einen nach Betrag und Dauer vom Zündwinkel abhängigen
Ladestromstoß auf den Leistungskondensator 13 gelangen lassen. Jeder der Gleichrichter 16 bzw. 17
löscht bei jedem auf den Zündzeitpunkt folgenden Nulidurchgang der Netzwechselspannung selbsttätig.
Aus dem Schaltbild der Fig. 1 ist ersichtlich, daß bei allen positiven Halbwellen der Netzwechselspannung
der eine und bei allen negativen Halbwellen der andere Gleichrichter während einer durch den Zündwinkel
vorgegebenen Zeitdauer leitend ist und daß infolge der gewählten Gegentaktschaltung jeder der
dabei entstehenden Ladestromstöße den Leistungskondensator 13 mit der gleichen Polarität auflädt.
Die Induktivität des Ausgangstransformators 2 bildet zusammen mit der Kapazität des Leistungskondensators 13 ein schwingungsfähiges System, dessen Eigenschwingungszahl zur Frequenz der Netzwechselspannung harmonisch ist. Beispielsweise beträgt die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 3, 13 das Vierfache der Netzfrequenz; ist die Netzfrequenz dabei 50 Hz, so entsteht über der Sekundärwicklung 4 des Ausgangstransformators 2 eine Tonfrequenzspannung mit einer Frequenz von 200 Hz. Diese dient zur Übertragung der Rundsteuersignale und erfährt dabei eine Dämpfung durch die angeschlossene Netzlast. Bei hoher Güte des Schwingkreises 3, 13 ist die Leerlaufdämpfung gering; auch gelingt es durch geeignete Auslegung des Ausgangstransformators 2, eine Verstimmung des Schwingkreises 3, 13 fast vollständig zu vermeiden, wenn das Netz 1 kapazitiv oder induktiv zurückwirkt.
Die Induktivität des Ausgangstransformators 2 bildet zusammen mit der Kapazität des Leistungskondensators 13 ein schwingungsfähiges System, dessen Eigenschwingungszahl zur Frequenz der Netzwechselspannung harmonisch ist. Beispielsweise beträgt die Resonanzfrequenz des Schwingkreises 3, 13 das Vierfache der Netzfrequenz; ist die Netzfrequenz dabei 50 Hz, so entsteht über der Sekundärwicklung 4 des Ausgangstransformators 2 eine Tonfrequenzspannung mit einer Frequenz von 200 Hz. Diese dient zur Übertragung der Rundsteuersignale und erfährt dabei eine Dämpfung durch die angeschlossene Netzlast. Bei hoher Güte des Schwingkreises 3, 13 ist die Leerlaufdämpfung gering; auch gelingt es durch geeignete Auslegung des Ausgangstransformators 2, eine Verstimmung des Schwingkreises 3, 13 fast vollständig zu vermeiden, wenn das Netz 1 kapazitiv oder induktiv zurückwirkt.
Das Diagramm der Fig. 2 veranschaulicht die hier
beschriebenen Zusammenhänge. In der F i g. 2 bedeutet /„ eine Grundwelle der Netzwccliselspannung
mit der Frequenz/«, während ein We!lenzug/S die
. Rundsteuer-Signalspannung mit der Tonfrequenz /s
darstellt. Auf der Zeitachse Z des Diagrammes ist der schon erwähnte Zündwinkel mit n\ bezeichnet;
entsprechend deuten schraffierte Flächen 67 bzw. 68 in der Grundwelle /„ den leitenden Zustand der
Gleichrichter 16 bzw. 17 an.
Man sieht aus der F i g. 2, daß bei /s = 4 /„ der
Schwingkreis 3, 13 in der ersten Halbwelle jeder zweiten Periode der Tonfrequenzspannung/s neu angestoßen
wird und die an sich geringfügige Dämpfung nur in wenigen auf einen Anstoß folgenden Halbwellen der Tonfrequenzspannung wirksam werden
kann. Auch läßt sich aus der F i g. 2 ablesen, daß der Zündwinkel w im vorliegenden Beispiel 135° beträgt.
Bei einer Phasenverschiebung von 120° zwischen den Spannungen in den PhasenleiternR und 5 (Fig. 1)
sind demnach vom Phasenschieber 26 noch 15° Nacheilung zu erzeugen. Entsprechende Überlegungen
gelten für Rundsteuer-Signalspannungen, deren Frequenz /s. ein anderes Vielfaches der Netzfrequenz fn
beträgt.
Mit der Schaltungsanordnung nach der F i g. 1 lassen sich vorzugsweise solche Tonfrequenzspannungen
erzeugen, deren Frequenzen /s ein geradzahliges Vielfaches der Netzfrequenz /„ betragen und die
wegen des bekannten Oberwellenspektrums eines Energieverteilungsnetzes besonders gut als Rundsteuer-Signalspannungen
geeignet sind. Zur Erzeugung von üngeradzahligen Vielfachen der Netzfrequenz
/„ dient andererseits mit Vorteil die Schaltungsvariante nach der Fig. 3.
In der Fig. 3, in der für gleiche Teile wie in der Fig. 1 gleiche Bezugszahlen verwendet sind, bedeutet
wiederum 2 den Ausgangstransforrhator mit seiner Primärwicklung 3, der Sekundärwicklung 4 und dem
Eisenkern 5. Ebenfalls ist der Leistungskondensator 13 zu erkennen, der hier in Reihe mit einer Spule 69
an den Wicklungsenden 7 und 8 liegt und mit dieser einen über die Primärwicklung 3 geschlossenen
Reihenschwingkreis bildet. Bei Wegfall der Spule 69 und entsprechender Auslegung kann der Leistungskondensator 13 natürlich auch mit der Primärwicklung
3 einen Parallelschwingkreis bilden. Die Wicklungsenden 7, 8 der Primärwicklung 3 sind auf Klemmen
70 und 71 geführt; mit der Klemme 71 ist eine weitere Klemme 72 unmittelbar verbunden.
Die beschriebene Schaltungsanordnung nach der Fig. 3 kann an die Stelle des in der Fig. 1 gezeichneten
Ausgangstransformators 2 und des Leistungskondensators 13 gesetzt werden. Zu diesem Zweck
sind die drei Verbindungen zu den Anzapfungen 9, 10 und 11 an den Klemmen 64, 65 und 66 abzutrennen.
Die Schaltungsvariante nach der F i g. 3 wird sodann an die Nullschiene 12 und an die Stromschienen 14 und 15 (Fig. 1) durch Verbinden der Klemmen
64 und 70, 65 und 72 sowie 66 und 71 angeschlossen.
Bei den im obigen mitgeteilten Einzelheiten über die Wirkung der Schaltungsanordnungen nach den
F i g. 1 bzw. 1 und 3 wurde davon ausgegangen, daß am Eingangsrelais 47 ein Startimpuls anliegt, und es
ist nunmehr einzusehen, daß dieser Startimpuls die Aussendung eines Rundsteuersignals in Form einer
Tonfrequenzspannung in das Netz 1 zur Folge hat.
Der Zeitgeber 51 hält sich und damit auch das Schaltschütz 53 für die Dauer der Durchgabe eines
vollständigen Rundsteuer-Befehlsprogramms erregt. Nach dem Abklingen des Startimpulses öffnet das
Eingangsrelais 47 den Signalkontakt 48, wobei das Tastrelais 58 abfällt und seine Ruhekontakte 62 und
63 schließt. Damit wird eine weitere Zündung der Gleichrichter 16 und 17 verhindert, so daß die Tonfrequenzspannung
im Ausgangstransformator 2 abklingt.
Treffen nun innerhalb eines Befehlsprogramms Befehlsimpulse am Eingangsrelais 47 ein, so bewirken
diese vermittels des Signalkontaktes 48, des Tastrelais 58 und der Ruhekontakte 62 und 63 eine
erneute öffnung der Gleichrichter 16 und 17, so daß diese Befehlsimpulse in der bereits beschriebenen
ίο Weise als Tonfrequenzimpulse in das Netz 1 eingespeist
werden.
Einige sehr einfache Maßnahmen dienen dem Schutz der Gleichrichter 16 und 17 vor Überlastungen und vor Rückwirkungen des Netzes 1 auf den
Rundsteuersender.
Unerwünschte Stromspitzen werden durch die Drossel 22 aufgefangen; diese wirkt als Siebglied,
wodurch die Ausbildung einer sinusförmigen Tonfrequenzspannung begünstigt wird.
Die superflinken Sicherungen 18 und 19 schalten unzulässige Überströme in der Leistungsstufe ab.
Schnelle Spannungsänderungen an den Gleichrichtern 16 und 17, die z. B. beim Schließen der Trennkontakte
59, 60 oder bei kurzer Netzunterbrechung und Wiedereinschaltung während einer Rundsteuersendung
entstehen, werden durch die .RC-GIieder 36,
37 bzw. 43, 44 aufgefangen, während die Schutzkondensatoren 34 bzw. 41 die Zündkreise der Gleichrichter
16 und 17 vor eingestreuten Hochfrequenzspannungen schützen. Die Begrenzerdioden 35 bzw.
42 dienen als Ableiter für Rückwärtsspannungen in den Zündkreisen der Gleichrichter 16 bzw. 17.
Die Freigabe bzw. Sperrung der von den Zündwicklungen 33 und 40 gelieferten Zündspannung
durch die Ruhekontakte 62 und 63 bietet den Vorteil . einer prellungsfreien und kontaktpotentialfreien Zuschaltung, so daß definierte Zündwinkel w erzielt
werden. Natürlich ist eine rein elektronische Ausbildung des Tastrelais 58 und seiner Kontakte möglich,
wobei rein elektronische Schaltkontakte allenfalls auch als Arbeitskontakte entsprechend eingesetzt sein
können.
Zum weiteren Schütze der Gleichrichter 16 und 17
dient der Überspannungsableiter 45; im übrigen ist der Rundsteuersender mit Ausnahme des Signalumsetzers
46 in Sendepausen mittels der Trennkontakte 59 und 60 und des Schaltkontaktes 61 von den
speisenden Phasenleitern R und S abgetrennt.
Um zu vermeiden, daß bei Kurzschlüssen im Netz 1 in die Primärwicklung 3 des Ausgangstransformators
2 Überspannungen induziert werden, was bei Reihenankopplung des Rundsteuersenders der Fall
sein kann, wird der Eisenkern 5 in der Nähe der magnetischen Sättigung betrieben.
Die Schaltungsart der Primärwicklung 3 in Verbindung mit dem Leistungskondensator 13 und den Anzapfungen 9, 10, 11 ermöglicht eine günstige Dimensionierung des Leistungskondensators 13.
Die Schaltungsart der Primärwicklung 3 in Verbindung mit dem Leistungskondensator 13 und den Anzapfungen 9, 10, 11 ermöglicht eine günstige Dimensionierung des Leistungskondensators 13.
Es ist denkbar, dem Ausgangstransformator 2 mit Leistungskondensator 13 an den Klemmen 64,65 und
66 eine gleichartige Einheit parallel zu schalten, wenn die Ausgangsleistung erhöht werden soll und die
übrige Dimensionierung der Leistungsstufe dies zuläßt.
fi5 Von besonderer Bedeutung ist die Möglichkeit,
mehrere Rundsteuersender der beschriebenen Art an verschiedenen Speisepunkten gleichzeitig auf das
gleiche Netz 1 arbeiten zu lassen, da solche Rund-
Steuersender die Rundsteuerenergie zwangläufig synchron und phasengleich einspeisen. Damit läßt sich
eine Abflachung der Signalpegelverteilung über dem gesamten Rundsteuerbezirk gewinnen.
Selbstverständlich kann der im vorliegenden Beispiel einphasig beschriebene Rundsteuersender sowohl
auf der Speiseseite (R, S, T, O) als auch im Ankopplungsglied 2 mehrphasig ausgeführt sein; die
grundsätzliche Wirkungsweise bleibt dabei die gleiche.
An die Stelle des im Beispiel der F i g. 1 als Relaisschaltung mit dem polarisierten Eingangsrelais 47
ausgeführten Signalumsetzers 46 kann auch ein Signalumsetzer nach der Fig. 4 treten, wobei die geschilderten
vorteilhaften Eigenschaften des Rundsteuersenders in vollem Maße erhalten bleiben.
Man denke sich zunächst den Leitungszug 49 (Fig. 1) vom Phasenleiter R und vom SchaHungspunkt
25 abgetrennt und den Signalumsetzer 46 samt den Ruhekontakten 62 und 63 aus der Schaltung
103 zur Leitung 82 führt, und eine untere Klemme
104 auf, die über einen Widerstand 105 mit der Spannungsschiene 83 und von dieser über einen
Kondensator 106 mit der oberen Klemme 101 verbunden ist.
Elektrisch zwischen der Spannungsschiene 83 und
der Leitung 82 liegt ein weiterer steuerbarer Gleichrichter 107, dessen Zündelektrode 108 an die untere
Klemme 104 angeschlossen ist. Ferner verbindet ein Überspannungsableiter 109, z. B. eine Zenerdiode,
die Spannungsschiene 83 mit der Leitung 82.
Die zuletzt beschriebene Ventilschaltung setzt an der Primärwicklung 89 des Eingangsübertragers 85
auftretende Gleichstromimpulse, also z. B. den Startimpuls und die Befehlsimpulse des (nicht gezeichneten)
Kommandogerätes der Rundsteueranlage,, in Wechselstromimpulse praktisch gleicher Zeitdauer
um. Die Wechselstromfrequenz ist dabei mit der Frequenz /„des die Ventilschaltung über den Phasen
nach der F i g. 1 entfernt. Ferner ist die Zuleitung 27 20 leiter S speisenden Netzes identisch.
vom Phasenleiter S abzuklemmen und an eine Ausgangsklemme 73 des Signalumsetzers· nach der F i g. 4
anzuschließen, während eine Nullklemme 74 desselben mit dem Schaltungspunkt25 (Fig. 1) und eine
Phasenklemme 75 mit dem Phasenleiter 5 verbunden werden muß.
Der Signalumsetzer nach der F i g. 4 enthält zunächst einige Teile, die ,bereits in der Fj g. 1 nach
Anordnung und Wirkung besprochen worden und Solange an der Primärwicklung 89 keine Signalspannung
anliegt, sind die beiden Ferritkerne 87 und 88 infolge des positiven Durchlaßstromes der Dioden
95 und 103 zunächst gesättigt. Die Spannung an den Widerständen 92 und 105 wird dabei durch geeignete
Wahl der Spannungsteilung so niedrig gehalten, daß die steuerbaren Gleichrichter 98 und 107 nicht
zünden. .
Beim Auftreten eines Gleichstromsignals über der
daher in der F i g. 4 gleichartig benannt, zur Unter- 30 Primärwicklung 89 wird der Ferritkern 87 während
scheidung jedoch mit anderen Bezugszahlen versehen . der Sperrperiode der Diode 95 entsättigt und dadurch
die Sekundärwicklung 90 hochohmig. Zu Beginn der nächstfolgenden Durchlaßperiode der Diode 95 entsteht
daher über der Sekundärwicklung 90 eine hohe sprünglich dem Schaltschütz 53 angehörigen Kon- 35 Spannung, welche den Kondensator 96 auflädt, bis
takte 59, 60 und 61 (Fig. 1) in gleicher Weise und der Ferritkern 87 wiederum gesättigt ist, worauf sich
der Kondensator 96 über die Sekundärwicklung 90 entlädt und dabei über dem Widerstand 92 einen so
großen Spannungsabfall hervorruft, daß der steuer-
Der Umschaltkontakt 78 ist an eine Leitung 82 an- 40 bare Gleichrichter 98 gezündet wird und während der
geschlossen, welche mit der Ausgangsklemme 73 positiven Halbwelle der speisenden Wechselspannung
unmittelbar in Verbindung steht, während von der Strom führt. Dieser Strom durch den steuerbaren
Phasenklemme 75 eine Spannungsschiene 83 ausgeht, Gleichrichter 98 löst am Zwischenübertrager 86 und
die allenfalls einen Widerstand 84 enthalten kann. an den diesem zugeordneten Schaltungselementen die
Der Signalumsetzer nach der F i g. 4 ist im wesent- 45 gleiche Wirkung aus, wie das Eingangsgleichstromlichen
eine Ventilschaltung mit magnetischen Über- signal am Eingangsübertrager 85. Mithin ist jeder der
beiden steuerbaren Gleichrichter 98 und 107 während der entsprechenden Halbwellen der speisenden Wechselspannung
durchlässig, solange ein Gleichstrom-Eingangssignal, a'so ein Befehlsimpuls, an der Primärwicklung
89 anliegt. Dabei wird der Triggertrans-
sind. Man erkennt einen Zeitgeber 76 mit Antriebsorgan. 77 und Umschaltkontakten 78 und 79 und
außerdem ein Schaltschütz 80, dem nunmehr die urunter Beibehaltung ihrer bisherigen Funktion zugeordnet
sind. Ebenfalls ist ein Widerstand 81 im Haltestromkreis des Zeitgebers 76 zu erkennen.
tragungsgliedern, nämlich einem Eingangsübertrager 85 und einem Zwischenübertrager 86, deren Ferritkerne
87 bzw. 88 eine Rechteckcharakteristik aufweisen.
Eine Primärwicklung 89 des Eingangsübertragers 85 dient als Gleichstrom-Signaleingang analog zum
Eingang des polarisierten Relais 47 der F i g. 1, während eine Sekundärwicklung 90 mit einer ersten
Klemme 91 über einen Widerstand 92 mit der Leitung 82 und mit einer zweiten Klemme 93 über einen zweiten
Widerstand 94 und eine Diode 95 mit der Spannungsschiene 83 verbunden ist. Zwischen der zweiten
Klemme 93 und der Leitung 82 liegt außerdem ein formator 23 (Fi g. 1) erregt, und die Zündung der
steuerbaren Gleichrichter 16 und 17 setzt ein. Der weitere Funktionsablauf ist der gleiche, wie unter der
F i g. 1 bereits erläutert.
Eine elektronische Ausführung des Signalumsetzers läßt sich, wie aus dem gezeigten Beispiel hervorgeht,
mit Hilfe von magnetischen Übertragern verhältnismäßig einfach und betriebssicher gestalten. Die An
Kondensator 96. Eine Primärwicklung 97 des Zwi- 60 Wendung einer derartigen Ventilschaltung bei einem
schenübertragers 86 ist in Reihe mit einem steuerbaren Gleichrichter 98, dessen Steuerelektrode 99 mit
der ersten Klemme 91 des Eingangsübertragers 85 in Verbindung steht, an die Leitung 82 und die Spannungsschiene
83 angeschlossen.
Eine Sekundärwicklung 100 des Zwischenübertragers 86 weist eine obere Klemme 101, von der ein
Strompfad über einen Widerstand 102 und eine Diode Rundsteuersender der hier beschriebenen Art bringt
überdies den Vorteil einer wesentlichen Raumeinsparung mit sich.
Claims (10)
1. Statischer Rundsteuersender zur Überlagerung von Tonfrequenzsignalen auf ein Wechselstrom-Energieverteilungsnetz
mit über eine die
109 631/94
gleiche Arbeitsfrequenz wie das Energieverteilungsnetz aufweisende Zündschaltung steuerbaren
Gleichrichtern, die in Antiparallelschaltung in einem unmittelbar mit Wechselspannung gespeisten
Stromkreis angeordnet sind, in dem mindestens eine Wicklung eines Ausgangstransformators
Bestandteil eines einen Leistungskondensator enthaltenden Schwingkreises ist, dessen Resonanzfrequenz
identisch mit der Rundsteuerfrequenz ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zündschaltung einen Triggertransformator (23) mit einer an den Nulleiter (O) und über einen
regelbaren Phasenschieber (26) an einen Phasenleiter (S) des Energieverteilungsnetzes (1) angeschlossenen
Primärwicklung (24) enthält, der sekundärseitig für jeden der steuerbaren Gleichrichter
(16; 17) eine Zündwicklung (33; 40) aufweist. . - ·.
2. Rundsteuersender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündschaltung ein als so
Schaltorgan ausgebildeter Signalumsetzer zugeordnet ist, wobei dieser aus einer Relaisschaltung
mit einem Eingangsrelais (47), einem Schaltschütz (53), einem Tastrelais (58) und einem Zeitgeber
(51) besteht. as
3. Rundsteuersender nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die sekundärseitigen Zündwicklungen (33; 40) des Triggertransformators
(23) durch je einen Ruhekontakt (62; 63) des Tastrelais (58) überbrückt sind.
4. Rundsteuersender nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in einem der einen
steuerbaren Gleichrichter (z.B. 16) enthaltenden Strompfade und in der gemeinsamen Stromschiene
(21) beider steuerbarer Gleichrichter je ein Trennkontakt (59; 60) des Schaltschützes (53) angeordnet
ist.
5. Rundsteuersender nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zündschaltung ein als
Schaltorgan ausgebildeter Signalumsetzer zügeordnet ist, der eine Ventilschaltung mit steuerbaren Gleichrichtern (98; 107), einen Eingangsübertrager
(85) und einen Zwischenübertrager (86), ein Schaltschütz (80) und einen Zeitgeber
(76) enthält.
6. Rundsteuersender nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingangsübertrager (85)
und der Zwischenübertrager (86) Ferritkerne (87; 88) mit Rechteckcharakteristik aufweisen.
7. Rundsteuersender nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung
(89) des Eingangsübertragers (85) als Gleichstrom-Signaleingang dient und die Sekundärwicklung
(90) desselben einerseits mit einer ersten Klemme (91) über einen Widerstand (92) mit
einer Leitung (82) und andererseits mit einer zweiten Klemme (93)' über einen zweiten Widerstand
(94) und eine Diode (95) mit einer an einen zweiten Phasenleiter (S) des Energieverteilungsnetzes
(1) angeschlossenen Spannungsschiene (83) verbunden ist, während zwischen der Leitung (82)
und der zweiten Klemme (93) ein Kondensator (96) liegt, und daß die Primärwicklung (97) des
Zwischenübertragers (86) in Reihe mit einem steuerbaren Gleichrichter (98), dessen Steuerelektrode
(99) mit der ersten Klemme (91) des Eingangsübertragers (85) verbunden ist, an die
Leitung (82) und die Spannungsschiene (83) angeschlossen ist, wobei die Sekundärwicklung (100)
deß Zwischenübertragers (86) mit ihrer unteren Klemme (104) in Reihe mit einem Widerstand
(105) an der Spannüngsschiene (83) und mit ihrer oberen Klemme (101) einerseits über einen Kondensator
(106) an der Spannungsschiene (83), andererseits in Reihenschaltung eines weiteren
Widerstandes (102) und einer Diode (103) an der Leitung (82) angeschlossen ist, während außerdem
ein weiterer steuerbarer Gleichrichter (107) zwischen der Leitung (82) und der Spannungsschiene (83) liegt und dessen Zündelektrode (108)
mit der unteren Klemme (104) in Verbindung steht, und daß ferner die Leitung (82) über einen
Überspannungsableiter (109) mit der Spannungsschiene (83) verbunden ist.
8. Rundsteuersender nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
steuerbaren Gleichrichter (16; 17; 98; 107) Halbleiterbauelemente sind.
9. Rundsteuersender nach einem der Ansprüche
1 bic 8, dadurch gekennzeichnet, daß den Zündkreisen der in Antiparallelschaltung angeordneten
steuerbaren Gleichrichter (16; 17) je ein Schutzkondensator (34; 41) parallel geschaltet ist.
10. Rundsteuersender nach ejnem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß den
Zündkreisen der in Antiparallelschaltung angeordneten steuerbaren Gleichrichter (16; 17) je eine
Begrenzerdiode (35; 42) parallel geschaltet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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