DE2459978A1 - Einrichtung zur parallelankopplung fuer tonfrequenz-rundsteuersendeanlagen in bandfilterausfuehrung - Google Patents
Einrichtung zur parallelankopplung fuer tonfrequenz-rundsteuersendeanlagen in bandfilterausfuehrungInfo
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Description
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-^ »>■-, >..·- * Tel. 47 51 5.1
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f LANDJS & GYR J LANDIS & GYR AG CH-6301 Zug, Schweiz
Einrichtung zur Parallelankopplung für Tonfrequenz-Rundsteuersen'deanlagen
in Bandfilterausführung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Parallelankopplung für Tonfrequenz-Rundsteuersendeanlagen in Bandfilterausführung,
wobei das Bandfilter aus zwei im wesentlichen auf eine von Netzharmonischen freie Tonfrequenz abgestimmten,
miteinander magnetisch gekoppelten, galvanisch getrennten Resonanzkreisen besteht, von denen der netzseitige
als Serien-Resonanzkreis ausgebildet ist.
Einleitung
Rundsteueranlagen dienen dazu, von einer Kommandostelle aus über das elektrische Versorgungsnetz Schaltbefehle an alle
Verbraucherstellen des Netzes zu senden, sei es zur Ein- oder Ausschaltung von Verbrauchern oder zur anderweitigen
Steuerung von Schaltern. Hierzu werden in der Kommandostelle tonfrequente Impulse in das Netz eingespeist und die zu
steuernden Verbraucher weisen Empfänger auf, die auf vorbestimmte Kommandos ansprechen und die befohlenen Schaltfunk- .
tionen ausführen. *
·/■ PA 1829
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ORIGINAL INSPECTED
Zur selektiven üebertragung der Tonfrequenz auf das auszusteuernde
Netz und zur galvanischen Trennung des Netzes vom
Tongenerator dienen Ankopplungsfilter, die grundsätzlich als
Serienankopplung oder Parallelankopplung geschaltet sein können.
Die Art der Ankopplung richtet sich nach der verwendeten
Tonfrequenz, sofern nicht zusätzliche Massnahmen getroffen werden. In der Regel wird für Tonfrequenzen über etwa 300 Hz
eine Parallelankopplung eingesetzt.
Stand der Technik
Bekannte Parallelankopplungen für Tonfrequenz-Rundsteuersendeanlagen
bestehen für jede Phase je aus einem netzseitigen Serienkreis, der vom Tongenerator in der Sendeanlage über
einen Transformator (Isoliertransformator) mit der Tonfrequenzenergie
beliefert wird. Solche, vom technischen Aufwand her
gesehen, einfache Ankopplungen befriedigen indes nicht, da sie bedeutende Netzrückwirkungen auf die Tongeneratorseite
zur Folge haben. Es wurde deshalb vorgeschlagen, diese schädlichen
Einflüsse durch einen tongenercTforseitig parallel zur
Primärwicklung des Isoliertransformators geschalteten Reaktanzzweipol,
vorzugsweise in Form eines auf die Netzfrequenz abgestimmten Serienkreises mit vorzugsweise zusätzlich parallel
dazu angeordneter für die Tonfrequenz kompensierender Kapazität zu vermindern, wie dies bei der Serienkopplung üblich
ist.
Bei einer weiterent bekannten Parallelankopplung werden aus
ähnlichen Gründen zwei Serien-Resonanzkreise, einer auf der Netzseite und einer auf der Tongeneratorseite verwendet, deren Reaktanzdrosseln miteinander transformatorisch, vorzugsweise
überkritisch gekoppelt, aber galvanisch getrennt waren. Es wurde damit eine bemerkenswerte Sicherheit gegenüber Netzrückwirkungen
auf den Tongenerator, zusammen mit vergrösserter Bandbreite, eine Anhebung der dem Netz aufgeprägten Tonfrequenzspannung
in der Umgebung der Resonanzfrequenz, grössere
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Dämpfung der Grundschwingung und benachbarter Harmonischer
der Netzfrequenz bei netzgeführter Tonfrequenz und eine passive
Schutzwirkung bei offenem Tastschutz des Tongenerators erzielt. Diese Schaltung bot sich daher besonders im Zusammenhang mit
der Verwendung von lastgeführten statischen Wechselrichtern im
Tongenerator an.
Aufgabenstellung
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Einrichtung zur Parallelankopplung für Tonfrequenz-Rundsteuersendeanlagen
der eingangs genannten Art mit' kleinem Aufwand zu schaffen, die unter Beibehaltung der vorgehend genannten
Vorteile eine grössere Unabhängigkeit gegen durch Aenderungen der Netzimpedanz, vornehmlich gegen durch extreme
Lastschaltungen oder Veränderungen im Schaltzustand des Netzes bedingte Tonfrequenz-Spannungsänderungen aufweist.
Kennzeichen der Erfindung
Die Erfindungsaufgabe wird dadurch gelöst, dass die Kapazität
des tongeneratorseitigen Resonanzkreises des eisenlosen Kopplungstransformators parallel zum Tongenerator und zur
Kopplungsinduktivität geschaltet ist.
Beschreibung der Zeichnungsfiguren ·
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer
Zeichnung näher dargelegt. Darin bedeuten;· Fig. 1 ein Schema einer Parallelankopplung
Fig. 2 ein Ersatzschaltbild von Fig. 1
In der in Fig. 1 der Einfachheit halber einphasig gezeichneten Parallelankopplung bedeutet 1 den Tongenerator, der grund-
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sätzlich beliebiger Art sein kann. Er speist einen Vierpol in
Gestalt eines Parallel-Resonanzkreises mit der Induktivität
L. und der Kapazität C1 einesteils direkt, anderenteils über
einen Zweipol in Form eines Serien-Resonanzkreises mit der
Induktivität L und der Kapazität C . Die Induktivität L-1 des
SSj
Parallel-Resonanzkreises stellt die Primärwicklung eines eisenlosen Kopplungstransformators mit der Sekundärwicklung
Lp dar. Diese ist zur Parallelankopplung an das auszusteuernde
Netz mit einer Kapazität Cp in Reihe geschaltet. Die Impedanz
des auszusteuernden Netzes wird durch den Widerstand 2 dargestellt.
In der Ersatzschaltung nach Fig. 2 für eine Einrichtung nach
dem Schema der Fig. 1 ist mit U1 die Ausgangsspannung des Tongenerators und mit I1 der entsprechende Strom bezeichnet. C
und L sind die Ersatzimpedanzen des tongeneratorseitigen Serien-Resonanzkreises mit dem zugehörigen Verlustwiderstand
R in der einen Zuleitung zum Vierpol des aus den Impedanzen C1, L1-M, dem Verlustwiderstand R1, der Gegeninduktivität M,
den Impedanzen Cp, Lp-M mit dem dazugehörigen Verlustwiderstand
Rp bestehenden Vierpols. U2 ist die an der Netzlast 2
abfallende Tonfrequenzspannung. Die Erweiterung und Anwendung auf den Dreiphasenbetrieb versteht sich von selbst.
Wirkungsweise der Schaltung
Bei Verwendung eines Tonfrequenzgenerators des elektrodynamischen,
rotierenden Typs oder eines statischen, zwangskommutierten Wechselrichters sind die Schwingkreise C , L , C1,
L1, Cp und Lp der Figur 1 auf die Tonfrequenz abgestimmt. Der
Strom I1 erzeugt an der Kapazität C1 des Vierpols die Eingangsleerlaufspannung
U (siehe Fig. 2) und an der nicht zu vernachlässigenden Gegeninduktivität M der Induktivitäten L1
und Lp des Ersatzschemas der Fig. 2 der Zeichnung die Ausgangsleerlaufspannung
U , wenn der Tongenerator in Betrieb und auf die Resonanzkreise durchgeschaltet ist. Aufgrund der
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Impedanzverhältnisse infolge des Parqllekreises C.., L1 fliesst
in diesem ein, wesentlich grösserer, als der. in der Netzimpedanz 2- fliessenden Strom -I . Dadurch wird die Ausgangsleerlaufspannung
U- , die-an der Gegeninduktivität M auftritt, nur
unwesentlich durch-die Netzimpedan.z .2 . beeinflusst. Die Gegeninduktivität
M kann durch die Bemessung bedeutend.kleiner.als, die Induktivität Lp des netzseitigen Serienresonanzkreises C~-,
Lp gehalten werden.. Somit-wird der Verlauf der an.der Netzimpedanz
2.auftretenden Spannung Up in erster Linie durch den
Spannungsabfall am Verlustwiderstand Rp dieses,Serien-Resonanzkreises bestimmt. Durch eine geeignete Wahl der Induktivität
Lp und deren Güte kann dieser Spannungsabfall an Rp sehr
gering gehalten werden. .-;.--. ■
Die ,Gesamtimpedanz X des tongeneratorseitigen Serien-Resonanzkreises und die Gesamtimpedanz X. des Parallel-Resonapzkreises
müssen bei,lastgeführten Wechselrichtern in einem be-.·
stimmten Verhältnis stehen. Dieses, soll in den Grenzen ■
X = 0,3 X bis 1 X. liegen.
s ρ ρ
s ρ ρ
Die Resultate von Berechnungen und praktische Versuche haben %
erwiesen, dass auch im.Serien-Resonanzkreis, selber die Impe- ■
danzen aufeinander abgestimmt sein müssen. Eine untere Grenze, für die einwandfreie Funktion des lastgeführten Wechselrichters
hat sich bei einem Verhältnis von
X : X. : X- = 1 : 2 : 3 S Ls s
ergeben. Eine wirtschaftliche Grenze für optimale Ergebnisse,
liegt bei ■ . . . :.-. .·"· . .. : -, ■ ■ ...-. ;,
Xc : X. " -. Xn =1 : 3 : 4 ' · ■-
Der tongeneratorseitige Serien-Resonanzkreis C . L kann bei
der Verwendung von rotierenden Umformern oder von Zwangs- ·' kommutierten Wechselrichtern auch durch eine einzelne Serienkdpazität
C ersetzt werden. Gegebenenfalls kann auch jeder '
tongeneratorseitige Serieh-Resonanzkreis ganz entfallen.
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Bei Verwendung von lastgeführten Wechselrichtern im Tongenerator
können die einzelnen Resonanzkreise C , L und/oder C1 L1, derart verstimmt werden, dass deren resultierende
Impedanz für die verwendete Tonfrequenz kapazitiv wird. Dadurch kann unter allen statischen und dynamischen Netzbedingungen ein sicheres Arbeiten der lastgeführten Wechselrichter
sichergestellt werden. · . , ■ ■ :
Die Anwendung einer Kapazität parallel zur tongeneratorseitigen
Wicklung ist bei einem Parallelankopplungstransformator
bekannt, dessen netzseitige Wicklung mittels einer Serienkapazität an das Netz gekoppelt ist. Diese besondere Ausfuhr *"'
rungsart betrifft jedoch einen Tongenerator, dessen Transformator einen Eisenkern aufweist und dessen tongeneratorsei-r ■
tige Wicklung ein integraler Bestandteil des statischen Tongenerators bildet, wobei zudem die erzeugte Tonfrequenz durch
Vervielfachen der Netzfrequenz entsteht. Beim Parallelankopplungskreis nach dem vorliegenden Erfindungsgegenstand
besteht dagegen keine Integration in den Tongenerator. Es
kann ein beliebiger Tongenerator mit diesem Ankopplungskreis versehen werden.
Vorteile
Der vorstehend beschriebene Parallelankopplungskreis erlaubt
praktisch eine vollständige Rückwirkungsfreiheit des Tongenerators
von der Netzseite her., unabhängig von den im Netz auftretenden Veränderungen. Es können Tongeneratoren beliebiger
Herkunft mit dessen Hilfe an das Netz angepasst werden. Der Ankopplungskreis erlaubt durch einfache Verstimmung auch das
einwandfreie Arbeiten, von lastgeführten, statischen Wechselrichter-Tongeneratoren.
pa 1829 S09827/0373
Claims (7)
- PATENTANSPRUECHE\. Iy Einrichtung zur Parallelankopplung für Tonfrequenz-Rundsteuersendeanlagen in Bandfilterausführung, wobei das Bandfilter aus zwei im wesentlichen auf eine von Netzharmonischen freie Tonfrequenz abgestimmten, miteinander magnetisch gekoppelten, galvanisch getrennten Resonanzkreisen besteht, von denen der netzseitige als Serien-Resonanzkreis ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität des tongeneratorseitigen Resonanzkreises des eisenlosen Kopplungstransformators parallel zum Tongenerator und zur Kopplungsinduktivität geschaltet ist.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass schen den Tongenerator und den
eine Kapazität geschaltet ist.zwischen den Tongenerator und den Parallel—Resonanzkreis C. - 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Tongenerator und den Parallel-Resonanzkreis C1 L. ein Serien-Resonanzkreis C L geschaltet ist.5 S
- 4. Einrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch .gekennzeichnet, dass die Impedanz der Serien-Kapazität oder des Serien-Resonanzkreises C L bei Verwendung von lastgeführten Wechselrichtern zu derjenigen des Parallel-Resonanzkreises X im VerhältnisX = O,3 X bis X steht, s ppPA 1829609827/0373
- 5. Einrichtung nach Anspruch 1 und den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Impedanzen des Serien-Resonanzkreises zwischen dem Parallel-Resonanzkreis und dem Tongenerator Impedanzverhältnisse zwischenX : X, : X0 = 1 : 2 : 3 undS SX : X. : X_ =1:3:4 s s saufweisen.
- 6. Einrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Parallel-Resonanzkreis und/oder die zwischen diesem und dem Tongenerator in Reihe geschalteten Impedanzen bei Verwendung von elektrodynamischen rotierenden Tongeneratoren oder von zwangskommutierten Wechselrichtern auf die Tonfrequenz abgestimmt sind.
- 7. Einrichtung nach dem Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Parallel-Resonanzkreis und/oder die zwischen diesem und dem Tongenerator in Reihe geschalteten Impedanzen bei Verwendung von lastgeführten Wechselrichtern im Tongenerator derart leicht verstimmt sind, dass deren resultierende Impedanz für die verwendete Tonfrequenz kapazitiv wird.PA 1829609827/0373
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ID=4411233
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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