DE1613740A1

DE1613740A1 - UEberwachungsstromkreis

Info

Publication number: DE1613740A1
Application number: DE19671613740
Authority: DE
Inventors: Oesterle Adolph Gustav
Original assignee: Singer General Precision Inc
Current assignee: Singer General Precision Inc
Priority date: 1966-04-07
Filing date: 1967-03-03
Publication date: 1971-04-08
Also published as: GB1135532A; US3427607A; FR1514766A

Description

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Munchsn 27, Ρ»_{(12βηο wSfc 2 1c1}

General Precision Inc., 50 Prospect Avenue, Tarrytown,

New York, U.S.A.

" Ü B ^ R ν/ A G H U N G S S T R O M KREIS"

Dio Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Stromkreis zum Überwachen der Ausgänge einer Vielzahl von Sparii. ..l-^sär.aerur.o'svorriohtuLgeii, viie etwa Servo*-Verstärkern.

h'jr »jtroifikreis Xxach der Järfindurig umfaßt zwei in Serie ver-ο·-ί-dfji.-e Widerntändo, die mit Endklemmen für eine Gleichntro.'ijzulei tur.c verbunden sind, einen Ausgang zu einem der gcriianntot- V/iderstände, eine Vielzahl von Schaltern paral-IuI i:ij t dom genannten einen v/iderstand und mit einem arideron, und eirο Vielzahl von Eingängen, von denen jeder zu '31LaUi der gonunrten Schalter gehört, wobei die Anordnung go Ist, daß jeder Schalter bei Erhöhung der Spannung an

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ihrem dazugehörigen Eingang über einen vorher bestimmten Wert leitet.

In Betrieb sind die Ausgänge der Spanr.ungsänderungsvorrichtungen mit den entsprechenden Eingängen des Stromkreises verbunden, und eine Gleichstromzuleitung ist mit den beiden Widerständen verbunden. Sollte irgendeine der Sparinungsänderungsvorrichtungen abnormal arbeiten, so daß ihre Ausgangsspannung zunimmt, dann leitet einer der Schalter, so daß die Spannung an dem einen Widerstand, und daher der Ausgang des Stromkreises, fällt und damit anzeigt, daß eine der Spannungsveränderungsvorrichtungen nicht richtig arbeitet.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung gehört ein Paar Schalter zu jedem Eingang und ist so angeordnat, daß bei Anlegen einer Wechselspannung mit einer Amplitude über einem vorher bestimmten Viert an dem Eingang die Schalter des Paares abwechselnd leiten. Dieser Stromkreis ist unempfindlich gegen jegliche Phasenunterschiede zwischen den Signalen, die an den Ausgängen der Spannungs änderungsvorrichtungen auftreten,und gegen jegliche Veränderung der Phase davon.

Vorzugsweise wird der Stromkreis in Kombination mit einer Alarmvorrichtung benutzt, die betätigt wird, wenn kein Strom

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durch einen Solenoid fließt, mit dem in Serie ein weite« rer Schalter geschaltet ist, der bei Verringerung der Spannung am Ausgang des genannten Stromkreises nicht leitend wird. Da der Alarm in Abwesenheit von Strom durch den Solenoid betätigt wird, ist diese Anordnung in einem gewissen Ausmaß "betriebssicher".

V/eitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung.eines in den beigefügter, schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels.

Figc 1 ist ein Funktionsschema, teilweise in Baustein- und teilweise in schematischer Form,

Fig. 2 ist ein mehr ins einzelne gehendes Funktionsdiagramm, das eine bevorzugte Stromkreisanordnung für die Überwachungsvorrichtung zeigt.

Unter Hinweis auf Fig* 1 ist klar, daß funktionell die Ausgänge der Sparmungsänderungsvorrichtungen 10, 10' und 10 N einzelnen Ausgleichspunkten 12, 12^! und 12 N zugeleitet werden. Die unterbrochene Linie zwischen dem Block 10' und 10 zeigt, daß andere Spannungsveränderungsvorrichtungen eingeschlossen werden können, so daß jede beliebige Zahl, die über zwei, hinausgeht, durch einzelne Ausgleichs Stromkreise oder Ausgleichspunkte mit Stromkreiseinheiten verbunden wer-

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den kann, die kollektiv als ein Oder-Gatter wirken, wie bei 20 dargestellt. Der Ausgang des Oder-Gatters 20 wird verstärkt, wie etwa durch einen üblichen Verstärker JO, und dann einem Verbraucher- oder Warnstromkreis zugeleitet, der durch ein Relais 40 und seine Kontakte dargestellt wird. Um eine betriebssichere Warn- oder Anzeige-Anlage zu schaffen, arbeitet der Warn-, Anzeige- oder Alarmstromkreis oder wird unter Strom gesetzt, wenn das Relais stromlos wird» Die Bausteinstromkreisanordnung nach Fig. 1 und 2 ist mit dem Relais 40 stromlos dargestellt.

Unter Hinweis auf Pig. 2 sei angenommen, daß die Bausteine 10, 10' und 10" alle gleichartige Spannurgsändsrungsvorrichtungen, wie etwa Servo-Verstärkerstrornkreise, sind, von denen jeder zu einem gemeinsamen Null-Pui.kt läuft. Der Baustein IJ zeigt Stromkreiseinzelheiten, die durch die Bausteine Ij' und IJ" dargestellt werden. Die Punkte oder Verbindungsstellen 12, 12' und 12" sind Spannungsausgleichspunkte, d.h. der Spannungsausgang, der über den Leiter 11 durch den Isolationswiderstand 14 und den Kupplungskondensator 15 angelegt wird, wird in ihrem Wert an der Verbindungsstelle 12 über die Wirkung der Spannungsteilerwiderstände 17 und l8 ausgerichtet, die zwischen einer Spannungsquelle und Erde verbunden sind. Der Wert der Span-

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nung an dem Ausgleichspunkt 12 ist so, daß der Transistor 21 auch nicht. leitend vorgespannt wird, wenn der ^Spannungs·* ausgang an der Spannungsveränderungsvorrichtung sich auf dem gemeinsamen Null-Wert befindet.

Der Kasten 20, der durch die langen und kurzen unter« brochenen Linien dargestellt wird und mit 20 bezeichnet wird, enthält insbesondere den Teil des Stromkreises, der als ein Oder-Stromkreis wirkt. Der Ausgang vom Oder-Funktionsstromkreis wird einem Empfindlichkeitssteuerungsstromkreis angelegt, der verstellbar ist und unter normalen Betriebs·* bedingungen eine Betriebsvorspannung schafft, um normaler»· weise den Transistor jH des Verstärkers j50 leitend zu halten, wodurch das Relais 40 unter Strom gehalten wird, wenn die Charakteristik oder der Wert des Spannungsausganges einer jeden Spannungsänderungsvorrichtung sich auf dem Wert "Null" befindet.

Es ist selbstverständlich, daß eine Beschreibung des Stromkreises in dem Block -O in gestrichelten Linien auoh eine Beschreibung des Stromkreises ist, der durch die Blocke 12^f und 1;/" dargestellt wird.

Es sei nun angenommen, daß der Spannungsausgang aus jeder S pannungsänderungs vorri chtung (von denen jede ein Servo«· verstärker sein kann) sich auf dem Wert "Null" befindet»

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Die Spannung, die an dem Ausgleichspunkt 12 zur Einwirkung gebracht wird, ist ein genügender Wert., um den "Transistor 21 abgeschaltet zu halten. Wenn der Transistor 21 abgeschaltet ist, dann hat der Stromkreis einschließlich der Wicklung 22 im wesentlichen keinen Strom, und es wird demgemäß in der Wicklung 2^5 kein Strom induziert (nachdem die Wicklungen 22 und 2j5 ein Teil eines Transformators sind). So dient der Transistor 21 als ein Schalter und wird wirksam geöffnet (nicht leitend gemacht) oder geschlossen (leitend gemacht) durch den Wert des Ausganges des Servo-Verstärkers (Spannungsänderungsvorrichfrung), der den Wert der eingestellten Spannung am Punkt " .12 " steuert. Wenn der Transistor 21 nicht leitend ist, 1st der Strompfad einschließlich der Wicklung 22, des JKollektois zum Emitter Stromkreis des Transistors 21 und des Widerstands 21 R offen. Unter diesen Bedingungen fließt kein Strom durch die Wicklung 22, und es wird in der Wicklung 23 kein Strom induziert, und die Transistoren 24 und 25 sind auf Abschaltung vorgespannt. Wenn die Transistoren 24 und 25 abgeschaltet sind, sind die parallelen Niederwiderstandspfade einschließlich des Kollektors zu den Emitterstromkreisen der entsprechenden Transistoren, die jeder mit einer gemeinsamen Rückleitung oder Erde über ihre entsprechenden Emitter-Klemmen verbunden sind, offen.

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Die Spannungsquelle, die durch den Widerstand 26 angelegt ist, findet einen vollständigen, verhältnismäßig hohen Widerstandspfad durch die Verbindungsstelle 27 . und den Widerstand 28 zur Erde. Die hohen Widerstands-« pfade durch die Widerstände 24 R und 25 R schaffen eine Vorspannung, die der Basis der entsprechenden Transistoren 24 und 25 zugeführt wird, wobei diese Vorspannung normalerweise die Transistoren abgeschaltet hält, es sei denn, daß diese Vorspannung durch Spannung von dem Strom überwunden.wird, der in der Wicklung 2j5 induziert wird, wie nachstehend beschrieben wird.

Wegen des Viertes des Widerstandes 28 im Verhältnis zum Wert des Widerstandes 26 ist die Spannung an dem verstellbaren Arrnkontakfc 29 verhältnismäßig hoch und von genügendem Wert, um eine Vorspannung 2U*entwicMn_a um den Transistor pl normalerifeise leitend zu halten₀ Wenn der Transistor J>1 leitet, wird das Relais 40 unter Strom gehalten. Die Ladung im Kondensator J2 wird im wesentlichen konstant gehalten durch. Einstellen des Armes 29 auf dem Widerstand 28, wenn, die Transistoren 24 und 25 abgeschaltet sind.

Es sei nun angenommen, daß der Spannungsausgang, der über die Leitimg 11 zur Anwendung gebracht wird, genügend über den Null*«Wert hinausgeht, um die Spannung an der. Ver-

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bindungssteile 12 zu erhöhen, um so zu bewirken, daß der Transistor 21 leitet. (Die folgende Beschreibung und Wirkung tritt ein, wenn irgendeiner oder alle Spannungsausgähge über den Null-Wert zunehmen).

Wenn er leitend ist, dann schließt der Transistor 21 elektrisch einen Stromkreis, um Strom durch die Wicklung 22 laufen zu lassen. Dann wird Strom in der Wicklung 2^ induziert, deren Mittelabzapfung mit Erde verbunden ist. Die äußeren Endklemmen der Wicklung 2Ji sind gekuppelt, um eine Antriebsvorspannung zur Basis der Transistoren 24 und 25 zu leiten, die die normale Abschaltvorspannung überwindet, so daß die Transistoren abwechselnd auf entgegengesetzten Hälften des Wechselstromes Jeiten, der in der Wicklung 2;5 induziert wird.

Dadurch wird im wesentlichen ein Vollwellengleichrichterstromkreis geschaffen, da ein Transistor, beispielsweise 24, angetrieben wird, um während einer Hälfte des Wechselstromausschlags zu leiten, der in der Wicklung 2^3 induziert wird, während der andere Transistor, beispielsweise 25, abgeschaltet gehalten wird, und der andere Transistor,beispielsweise 25 , so getrieben wird, daß er während der anderen Hälfte des Wechselstromausschlages leitet, der in den Wicklungen 2J induziert wird, während

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der Transistor 24 abgeschaltet gehalten wird· So werden abwechselnde parallele Niederwiderstandspfade elektrisch hergestellt, um den Hochwiderstandspfad einschließlich des Widerstandes 28 im Nebenschluß zu umgehen, wodurch die Verbindungsstelle 27 auf im wesentlichen Erdspannung verringert wird und der Spannungsabfall durch den Widerstand 28 auf im wesentlichen Null verringert wird. Wenn der Spannungsabfall durch den Widerstand 28 auf im wesentlichen Null verringert ist, wird die Spannung am verstellbaren Arm 29 im wesentlichen auf die Spannung an der Verbindungsstelle 27 verringert oder im wesentlichen auf Erdspannung, und die Antriebs« vorspannung, die vorher an der Basis des Transistors Jl angewendet war, fällt, so daß der Transistor Jl abschaltend wird. Die Diode 55 stellt sicher, daß der Transistor 51 selbst dann abschaltet, wenn die Spannung durch den Widerstand 28 etwas über Erdspannung, aber unter der Spannung bleibt, die normalerweise über den Widerstand 28 zur Anwendung gebracht wird,- wenn die Transistoren 24 und 25 nicht leitend sind.

Me RC-Zeitkonstante des Widerstandes der Widerstände 26 und 2d und des Kondensators 5² ist so, daß die Ladung im Kondensator Vd normalerweise konstant ist und das Abschalten des TraiiSißtors jn im Falle augenblicklicher Spannungsänderung am Ausgang der üpanriungsänderurigsvorrichtung verhütet oder, falls Sparmungsniveauschwankurigen durch LeitungsspannurigsschwarJkur.gen verursacht werden.

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Der betriebssichere Warnstromkreis umfaßt ein normaler« weise unter Strom gesetztes Relais 40, das die Kontakte 41-42 geschlossen hält, wenn es unter Strom gesetzt ist Wenn es keinen Strom führt, schließen sich die Kontakte und betätigen einen Warn- oder Alarmstromkreis.

So let klar, daß jeder der Blöcke 135, 13¹ und 13" ein Signalausgleichsstromkreisnetz, einen Verstärker, ein Vollwellengleichrichterstromkreisnetz und eine Verbindung zu einer Stromquelle durch einen Additionswiderstand wie etwa den Widerstand 26 enthält, wobei der Vollwellengleichrichter im wesentlichen abwechselnde Pfade zu einer gemeinsamen Rückleitung zur Verfügung stellt.

Der Stromkreis, der die Primärwindung 22 des Transformators enthält, und der Vollwellengleichrichterstromkreis einer jeden Überwachungseinheit sind mit ihrem Ausgang mit einer gemeinsamen Verbindungsstelle gekuppelt und arbeiten als ein Oder-Stromkreis.

Da der Gleichrichter ein Vollwellengleichrichter ist, ist die Überwachungseinheit unempfindlich für die Phase des Ausgangssignäls, das der Verbindungsstelle 12 zugeleitet wird.

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Claims

Patentansprüche :

1«) Elektrischer Stromkreis zum Überwachen der Leistung von und zum Warnen bei Versagen irgendwelcher einer Vielzahl von Spannungsänderungsvorrichtungen, wie etwa Servo-Verstärkern, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsänderungsvorrichtungen (ΙΟ) durch eine Vielzahl von Eingängen (11) mit einer Vielzahl von Schale tern (24, 25) gekuppelt sind, die parallel zueinander liegen, und die bei Erhöhung der Spannung an den entsprechenden Eingängen (11) über einen vorher bestimmten Wert leiten, und daß die genannten Schalter ,(24, 25) parallel mit einem von zwei in Serie geschalteten Widerständen (26, 2S) liegen, denen eine Gleiehstromspannung zugeleitet wird, wobei der genannte eine Widerstand (28) mit dem Ausgang (29) des Stromkreises verbunden ist.

2.) Elektrischer Stromkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang (ll) mit einem Paar der genannten Schalter (24, 25) gekuppelt ist, die so angeordnet sind, daß bei Anwendung auf den Eingang (ll) eines Wechselstromes mit einer Amplitude über einen vorher bestimmten Wert die Schalter (24, 25) des Paares abwechselnd leiten. "- ■

5.) Elektrischer Stromkreis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Transformatoren

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(22,, 27)) mit ihren Primärwicklungen (22) mit den Eingängen verbunden sind, und daß die Schalter (24., 25) eines jeden Paares im Ansprechen auf das Auftreten von Spannung über einen vorher bestimmten Wert ar; entgegengesetzten Enden der Sekundärwicklung 2j5 des dazugehörigen Transformators (22, 2J) leiten.

4.) Elektrischer Stromkreis nach Anspruch J₃ dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schalter (24, 25) eine Röhre ist, wobei die Röhren eines jeden Paares mit ihren leitenden Elektroden mit dem genannten einen Widerstand (2o) verbunden sind und ihre Steuerelektroden mit entgegengesetzten Enden der Sekundärwicklung (25) des Transformators (22,

5.) Elektrischer Stromkreis nach den Ansprüchen ^ oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang (11) die Steuerelektrode einer weiteren Röhre (21) umfaßt, von der die leitenden Elektroden in Serie mit der Transformatorprimärwicklung (22) liegen, an der eine Gleichstromspannung angelegt wird.'

6.) Elektrischer Stromkreis nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß jeder Eingang (ll) weiter einen Spannungsteiler (l4, 18) aufweist, mit dem die Steuerelektrode

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der genannten weiteren Röhre (21) verbunden ist.

7.) Elektrischer Stromkreis nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Alarmvorrichtung (4j) aufweist, die betä»* tigt wird, wenn kein Strom durch einen Solenoid (,40) fließt, mit dem in Serie ein weiterer Schalter (j5l) ge-* schaltet ist, der nicht leitend wird, wenn die Spannung in dem einen Widerstand (28) zurückgeht.

8.) Elektrischer Stromkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Ausgang (29) des Stromkreises eine bewegliche Anzapfung auf dem genannten einen Widerstand (28) umfaßt.

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