DE2101450C3 - Einrichtung zum Parallelbetrieb von impulsgetasteten Rundsteuersendern - Google Patents

Einrichtung zum Parallelbetrieb von impulsgetasteten Rundsteuersendern

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Parallelbetrieb von impulsgetasteten Rundsteuersendern mit je einem Mehrphasen-Wechselrichter als Senderendstufe und einem von einer gemeinsamen Synchronisiersignalquelle geführten Gittersteuersatz, welcher eine Frequenzvervielfacherstufe und einen Zählring zur phasenrichtigen Ansteuerung der Wechselrichterventile aufweist, wobei der Zählring bei jeder Sendertastung aus seiner Ausgangs-Null-Lage in Arbeitsstellung verbringbar ist, und wobei als Frequenzvervielfacherstufe ein an sich bekannter Impulsoszillator vorgesehen ist, der mit einem Impulsformer verbindbar ist, derart, daß ein in den Signalzweig zwischen den Impulsformer und den Impulsoszillator geschaltetes UND-Glied bei \usfall der Synchronisiersignale von einem zweiten bistabilen Multivibrator eines Auslösezweiges mit einem Sperrsignal beaufschlagt, daß bei Wiederkehr der Synchronisiersignale innerhalb eines Tastimpulses das UND-Glied erst nach Beendigung des Tastimpulses ein Freigabesignal erhält, das durch Umkippen des zweiten bistabilen Multivibrators mitteis eines aus der rückwärtigen Flanke des Tastimpulses abgeleiteten Rücksetzimpulses gebildet ist, daß der Ausgang des Impulsformers mit einem Überwachungszweig verbunden ist, der den zweiten Eingang eines dem UND-Glied nachgeschalteten weiteren UND-Gliedes in der Weise mit einem Ausgangssignal beaufschlagt, daß an dem Ausgang des weiteren UND-Gliedes nur bei Gleichzeitigkeit der Ausgangssignale des Signalzweiges und Überwachungszweiges ein Synchronisierimpuls ansteht, nach Patent Nr. 20 49 830.
Da es sich in der Rundsteuertechnik als erforderlich erwiesen hat, einen phasensynchronen Parallelbetrieb der räumlich verteilten Rundsteuersender auch bei Übertragungsstörungen der von einer Zentrale zu den einzelnen Sendern übertragenen Synchronisiersignale zu gewährleisten, ist in dem Hauptpatent vorgeschlagen worden, als Frequenzvervielfacherstufe einen von den Synchronisiersignalen gesteuerten Impulsoszillator zu verwenden, der bei Ausfall der Synchronisiersignale in der Lage ist, die Ansteuerung des Zählringes der Senderendstufe bis zum Ende des betreffenden Sendertastimpulses aufrechtzuerhalten. Um bei Wiederkehr der ausgefallenen Synchronisiersignale innerhalb des gleichen Sendertastimpulses die Gefahr einer Synchronisation des Oszillators auf einer falschen Phasenlage auszuschließen, ist bei der Einrichtung nach dem Hauptpatent dem Steuereingang des Oszillators eine Schaltkreislogik vorgeschaltet, die die Synchronisiersignale bis zu Beginn des folgenden Sendertastimpulses sperrt.
Zum Betrieb der Einrichtung nach dem Hauptpatent ist es weiter erforderlich, daß die Synchronisationsimpulse zusammen mit den Sendertastimpulsen in den einzelnen Rundsteuersendern eintreffen. Da die Möglichkeit einer Phasenverschiebung zwischen den beiden genannten Impulsen jedoch nicht ganz auszuschließen ist, ist es das Ziel der Erfindung, eine zusätzliche Einrichtung vorzusehen, die einen ankommenden
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Tastimpuls so lange verzögert, bis der nächste Synchronisationsimpuls eintrifft. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, daß nach Schluß des übertragenen Impulsprogramms die Wechselrichterschaltung der Senderendstufe so abgeschaltet wird, d,;ß die Ventile phasenrichtig für das folgende Impulsprogramm bereits durchgezündet sind.
Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem Freigabetor eines zwischen dem Zählring und der Senderendstufe angeordneten UND-Gliedes ein bistabiler Multivibrator vorgeschaltet ist, dessen erster Eingang mit einem ersten Zählringausgang verbunden ist, und dessen zweiter Eingang an eine Vorbereitungsschaltung angeschlossen ist, die in Abhängigkeit von der vorderen Flanke eines Sendertastimpulses den bistabilen Multivibrator für einen Setzimpuls des ersten Zählringausgangs vorbereitet, und die in Abhängigkeit von der rückwärtigen Flanke des Sendertastimpulses und einem Zählimpuls eines zweiten Zählringausgangs den bistabilen Multivibrator zurückgesetzt sowie die Senderendstufe mit einem Schlußimpuls beaufschlagt.
Zusätzliche Vorteile ergeben sich, wenn die Vorbereitungsschaltung einen bistabilen Multivibrator enthält, dessen erster Eingang mit der Sendertastimpulsquelle und dessen zweiter Eingang mit dem zweiten Zählringausgang verbunden ist, und wenn die Vorbereitungsschaltung ferner zwei dem Ausgang des bistabilen Multivibrators parallelgeschaltete Verzögerungsglieder aufweist, wobei das erste Verzögerungsglied an den zweiten Ausgang des ersten bistabilen Multivibrators angeschlossen ist und das zweite Verzögerungsglied über ein Differenzierglied mit jeweils einem Steueranschiuß einer Einphasen-Wechselrichterstufe des Mehrphasen-Wechselrichters verbunden ist.
In vorteilhafter Weise besitzt die Zeitkonstante des zweiten Verzögerungsgliedes wenigstens den l,2fachen Wert der Zeitkonstante des ersten Verzögerungsgliedes.
Die mit der beschriebenen Einrichtung verbundenen Vorteile sind darin zu sehen, daß gleichgültig zu welchem Zeitpunkt die Tastimpulse an den Rundsteuersendern eintreffen, die Senderendstufen erst dann freigegeben werden wenn das nächste Synchronisiersignal ankommt. Ferner erfolgt die Abschaltung der Senderendstufen am Ende jedes Tastimpulses definien in der Weise, daß der Stromweg für die nachfolgende Sendertastung bereits phasenrichtig freigegeben ist, so daß Magnetisitrungsverluste der Senderendstufen vermieden werden.
Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert;
Fig. 1 ein Strom-Zeit-Diagramm der Ausgangsimpulse des Impulsoszillators,
F i g. 2 ein Strom-Zeit-Diagramm eines Sendertastimpulses,
F i g. 3 ein Blockschaltbild der beschriebenen Einrichtung,
Fig.4 einen bekannten Dreiphasen-Wechselrichter in Scott-Schaltung und
Fig.5 die Magnetisierungskennlinie einer Kommutierungsdrossel des Dreiphasen-Wechselrichters.
Die von dem Impulsoszillator jedes Rundsteuersenders erzeugten Impulse(Fig. 1) werden von den zentral ausgesandten Synchronisiersignalen in der Weise synchronisiert, daß die davon abgeleiteten Synchronisier-Impulse jeweils mit den beispielsweise der Phase R zueeordneten Oszillatorimoulsen zusammentreffen. Bei Verwendung bekannter sechs-puJsiger Wechselrichter als Senderendstufen mit den Phasen R. R', S, S'. T, T, wird jeder siebte Oszillatorimpuls synchronisiert, während bei Verwendung eines vier-pulsigen Wechselrichters in Scott-Schaltung (Fig.4) mit den Phasen R, R', S. S', jeder fünfte Osziliatorimpuls synchronisiert wird. (F ig. 1).
Tastet man nun zu einem beliebigen Zeitpunkt Ti den Rundsteuersender mit einem in Fig. 2 dargestellten
to Sendertastimpuls und trifft der Tastimpuls nicht mit einem auf der Phase R synchronisierten Oszillatorimpuls zusammen, so muß der Sendertastimpuls bis zum Eintreffen des nächstfolgenden synchronisierten Oszillatorimpulses (Zeitpunkt 7?) verzögert werden, um den
fi Rundsteuersender phasenrichtig, d.h., beginnend mit der Phase Reinzuschalten.
Ein Ausführungsbeispiel der beschriebenen Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Von einer zentralen Signalquelle 1 werden über die Leitungen 2 eines Energieversorgungsnetzes die sinusförmigen Synchronisierungssignale zu den einzelnen parallel betriebenen Rundsteuersendern übertragen. Die empfangenen Synchronisiersignale werden dort in einem Impulsformer 3 in Rechteckimpulse umgewandelt und über eine
Ji Schaltungslogik 4, die die eingangs erwähnten Überwachungsfunktionen erfüllt, dem Steuereingang eines Impulsoszillators 5 zugeführt. Der Impulsoszillator 5 schwingt je nach Verwendung einer vier- oder sechspulsigen Senderendstufe 6 mit der vier- oder
in sechsfachen Frequenz der Synchronisiersignale, so daß jeder vierte bzw. sechste Oszillatorimpuls synchronisiert wird. Die synchronisierten Oszillatorimpulse steuern einen Zählring 7 an, wobei zwischen dem Zählringeingang und dem Oszillatorausgang ein UND-
ii Glied 8 zur Sperrung der Oszillatorimpulse angeordnet ist. Das UND-Glied 8 wird von einem dem Steuereingang des UND-Gliedes 8 vorgeschalteten bistabilen Multivibrator 9 ein Freigabestempel gegeben. Hierfür muß der bistabile Multivibrator 9 aus seinem Vorzu-
4(1 stand »0« in den Zustand »L« gekippt werden, was durch einen Setzimpuls am Eingang 10 erfolgt, der mittels eines zwischen dem Ausgang des Impulsformers 3 und dem Eingang 10 angeordneten Differenziergliedes 11 von dem ersten Synchronisierimpuls abgeleitet wird.
4i Der Zählring 7 wird somit erst dann angestoßen, wenn der erste auf der Phase R synchronisierte Oszillatorimpuls an dem UND-Glied 8 anliegt.
Die Sperrung des UND-Gliedes 8 erfolgt in Abhängigkeit von der rückwärtigen Flanke des
■so Sendertastimpulses, der von einer zentralen Tastimpulsquelle 12 den Rundsteuersendern über das Energieversorgungsnetz! zugeführt wird. Mit dem Tasteingang 13 jedes Rundsteuersenders ist ein monostabiler Multivibrator 14 verbunden, der von der rückwärtigen Flanke
v> des Sendertastimpulses angestoßen wird und einen Rücksetzimpuls vorgegebener Länge auf den Eingang 15 des bistabilen Multivibrators 9 abgibt. Der bistabile Multivibrator 9 kippt dadurch von dem Vorzustand »L« in den Zustand »0« und sperrt das UND-Glied 8.
w) Gleichzeitig wird ein mit dem Ausgang des bistabilen Multivibrators 9 verbundenes Rückstellglied innerhalb des Zählrings 7 angeregt, welches den Zählring 7 in seine Ausgangslage zurückstellt.
Nach Freigabe des Zählringes 7 werden die
i.i ankommenden Oszillatorimpulse nacheinander als Zählimpulse auf die den einzelnen Ventilen der Senderendstufe 6 zugeordneten Zählringausgänge verteilt. In dem dargestellten AusführungsbeisDiel sind vier
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Zählringausgänge mit den Phasen R, R', S. S', für eine vierpulsige Senderendstufe vorgesehen. Zwischen den Zählringausgängen und den 2 · 4 Steuereingängen der Senderendstufe 6 ist ein UND-Glied angeordnet, das durch einen bistabilen Multivibrator 17 gesperrt bzw. freigegeben wird. Die Freigabe des UND-Gliedes 16 erfolgt, wenn andern mildem Ausgang R des Zählringes 7 verbundenen Eingang 18 des bistabilen Multivibrators 17 ein Zählimpuls und an dem zweiten Eingang 19 des bistabilen Multivibrators 17 ein Steuerimpuls anliegt. Der bistabile Multivibrator 17 kippt dadurch von dem Vorzustand »0« in den Zustand »L«, wodurch das Freigabetor des UND-Gliedes 16 mit einem Impuls beaufschlagt wird. Der Steuerimpuls für den zweiten Eingang 19 des bistabilen Multivibrators 17 wird von einer Vorbereitungsschaltung 20 erzeugt, die im nachfolgenden näher beschrieben wird.
Mit dem Ausgang der Vorbereitungsschaltung 20 ist über ein erstes Verzögerungsglied 21 ein bistabiler Multivibrator 22 verbunden, dessen erster Eingang 23 mit den Sendertastimpulsen beaufschlagt ist. Die vordere Flanke jedes Sendertastimpulses setzt den bistabilen Multivibrator 22 von dem Vorzustand »L« in den Zustand »0«;dadurch steht andern zweiten Eingang 19 des bistabilen Multivibrators 17 ein »0«-Signal an, so daß der bistabile Multivibrator 17 vorbereitet ist, um bei Ankommen eines Zählimpulses an seinem ersten Eingang 18 umzukippen.
Die Sperrung des UND-Gliedes 16 und damit die Abschaltung der Senderendstufe 6 erfolgt in Abhängigkeit von der rückwärtigen Flanke des Sendertastimpulses und einem Zählimpuls, der von dem Ausgang /?'des Zählringes 7 dem zweiten Eingang 24 des bistabilen Multivibrators 22 zugeleitet wird. Nach Ende des Sendertastimpulses liegt an dem ersten Eingang 23 des bistabilen Multivibrators 22 ein »0«-Signal an, das diesen jedoch nicht zu kippen vermag. Erst wenn anschließend von dem Ausgang R' des Zählrings 7 herkommend ein »L«-Signal an dem zweiten Eingang 24 des bistabilen Multivibrators 22 ansteht, kippt dieser von seinem Vorzustand »0« in den Zustand »L«. Dieses »L«-Signal erscheint nach einer durch das Verzögerungsglied 21 verursachten Verzögerungsdauer 71 am Ausgang der Vorbereitungsschaltung 20 und setzt den bistabilen Multivibrator 17 von dessen Vorzustand »L« in den Zustand »0«, wodurch das UND-Glied 16 gesperrt wird.
Es ist günstig, nach Sperrung des UND-Gliedes 16 die Senderendstufe 6 definiert abzuschalten. Dies soll anhand eines Ausführungsbeispiels der Senderendstufe 6 (Fig. 4 und 5) erläutert werden. In Fig. 4 ist die Senderendstufe 6 in Form eines bekannten vierpulsigen Dreiphasen-Wechsclrichters in Scott-Schaltung mit zwei Einphasen-Wechselrichlerslufen 25, 26 dargestellt. Jede Einphasen-Wechselrichterstufe 25, 26 weist einen Transformator 27 bzw. 28 auf, dessen Magnetisierungskennlinie in F i g. 5 dargestellt ist. Um beim Einschalten des Wechselrichters den vollen Magnetisierungshub zur Verfugung zu haben, ist es erforderlich, den Wechselrichter an den Punkt P der Magnetisierungs-Kennlinie auszuschalten. Ordnet man dem abfallenden Kcnnlinienast die Phase R' bzw. S und dem ansteigenden Kennlinienast die Phase R bzw. 5' zu, so muß zur Erzielung der genannten Forderung der Strom nach Kommutierung auf die der Phase R' bzw. S' zugeordneten Ventile 31,32 bzw. 3334 abgeschaltet und anschließend das erste Ventil 29 bzw. 35 für die Phase R bzw. S'im stromlosen Zustand durchgezündet werden.
Für die oben beschriebene definierte Abschaltung der Senderendstufe 6 weist die Vorbereitungsschaltung 20 ein Verzögerungsglied 37 auf, das mit dem Ausgang des bistabilen Multivibrators 22 verbunden ist. Die Zeitkonstante Ti des Verzögerungsgliedes 37 ist um das 1,2fache größer gewählt als die Zeitkonstante Γι des Verzögerungsgliedes 21, so daß das beim Abschalten der Senderendstufe 6 am Ausgang des bistabilen Multivibrators 22 auftretende »L«-Signal das Verzögerungsglied 37 erst dann durchlaufen hat, wenn der bistabile Multivibrator 17 auf das gleiche von dem Zeitglied 20 verzögerte »L«-Signal bereits angesprochen und das UND-Glied 16gesperrt hat.
Das um die Dauer Ti verzögerte »L«-Signal wird mittels eines dem Verzögerungsglied 37 nachgeschalteten Differenziergliedes 38 in einen Schlußimpuls umgeformt, der den Steuerleitungen der Ventile 29 und
35 zugeführt wird und diese bei abgeschaltetem UND-Glied 16 zündet. Die Ventile 29 und 35 verbleiben im durchgezündeten Zustand, bis die Senderendstufe 6 beginnend mit der Phase R wieder eingeschaltet wird.
Bei Zündung der Ventile 29 bzw. 35 werden die Ventile 32 bzw. 34 kommutiert. Da die Ventile 30 bzw.
36 nicht gezündet sind, wird der Haltestrom der Ventile unterschritten, so daß diese in den Sperrzustand zurückfallen. Der Stromfluß über den Transformator ist dann unterbrochen.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche: 21 Ol
1. Einrichtung zum Parallelbetrieb von impulsgetasteten Rundsteuersendern mit je einem Mehrphasen-Wechselrichter als Senderendstufe und einem "> von einer gemeinsamen Synchronisiersignalquelle geführten Gittersteuersatz, welcher eine Frequenzvervielfacherstufe und einen Zählring zur phasenrichtigen Ansteuerung der Wechselrichterventile aufweist, wobei der Zählring bei jeder Senderta- ι ο stung aus seiner Ausgangs-Nullage in Arbeitsstellung verbringbar ist, und wobei als Frcquenzvervielfacherstufe ein an sich bekannter Impulsoszillator vorgesehen ist, der mit einem Impulsformer verbindbar ist, derart, daß ein in den Signalzweig zwischen den Impulsformer und den Impulsoszillator geschaltetes UND-Glied bei Ausfall der Synchronisiersignale von einem zweiten bistabilen Niultivibrator eines Auslösezweiges mit einem Sperrsignal beaufschlagt ist, daß bei Wiederkehr der 2» Synchronisiersignale innerhalb eines Tastimpulses das UND-Glied erst nach Beendigung des Tastimpulses ein Freigabesignal erhält, das durch Umkippen des zweiten bistabilen Multivibrators mittels eines aus der rückwärtigen Flanke des Tastimpulses r-, abgeleiteten Rücksetzimpulses gebildet ist, daß der Ausgang des Impulsformers mit einem Überwachungszweig verbunder, ist, der den zweiten Eingang eines dem UND-Glied nachgeschalteten weiteren UND-Gliedes in der Weise mit einem Ausgangssi- «ι gnal beaufschlagt, daß an dem Ausgang des weiteren UND-Gliedes nur bei Gleichzeitigkeit der Ausgangssignale des Signalzweiges und Überwachungs zweiges ein Synchronisierimpuls ansteht, nach Patent 2049830, dadurch gekennzeich- sr, net, daß dem Freigabetor eines zwischen dem Zählring (7) und der Senderendstufe (6) angeordneten UND-Gliedes (16) ein bistabiler Multivibrator (17) vorgeschaltet ist, dessen erster Eingang (18) mit einem ersten Zählringausgang (R) verbunden ist, und -ίο dessen zweiter Eingang (19) an eine Vorbereitungsschaltung (20) angeschlossen ist, die in Abhängigkeit von der vorderen Flanke eines Sendertastimpulses den bistabilen Multivibrator (17) für einen Setzimpuls des ersten Zählringausgangs (R) vorbereitet, r. und die in Abhängigkeit von der rückwärtigen Flanke des Sendertastimpulses und einem Zählimpuls eines zweiten Zählringausganges (R') den bistabilen Multivibrator (17) zurücksetzt sowie die Senderendstufe (6) mit einem Schlußimpuls beauf- w schlagt.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorbereitungsschaltung (20) einen bistabilen Multivibrator (22) enthält, dessen erster Eingang (23) mit der Sendertastimpulsquelle (12) und v, dessen zweiter Eingang (24) mit dem zweiten Zählringausgang (R') verbunden ist, und daß die Vorbereitungsschaltung (20) ferner zwei dem Ausgang des bistabilen Multivibrators (22) parallelgeschaltete Verzögerungsglieder (21, 37) aufweist, w> wobei das erste Verzögerungsglied (21) an den zweiten Eingang (19) des ersten bistabilen Multivibrators (17) angeschlossen ist und das zweite Verzögerungsglied (37) über ein Differenzglied (38) mit jeweils einem Steueranschluß einer Einphasen- h> Wechselrichterstufe (25,26) des Mehrphasen-Wechselrichters verbunden ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitkonstante (Ti) des zweiten Verzögerungsgliedes (37) etwa den 1,2-fachen Wert der Zeitkonstante (Ti) des ersten Verzögerungsgliedes (21) besitzt
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