Zentralfernateuerungaverfahren Bei allen Verfahren zur zentralen elektri schen Fernsteuerung von Schaltvorrichtungen, insbesondere in Stromverteilungsanlagen, ist man bestrebt, die zu übertragende Steuer energie möglichst klein zu halten. Grundsätz- lich ist zwischen Systemen mit und ohne die Steuerenergie verstärkenden Schaltgliedern zu unterscheiden. Die allgemein bekannten Ver stärker mit Glühelektronenröhren sind für derartige Anlagen wenig geeignet, da sie die erforderliche Betriebssicherheit bei ständiger Betriebsbereitschaft und fehlender laufender Wartung in ihren bisher bekannten Ausfüh rungen nicht gewährleisten.
Die Eigenart der Zentralfernsteuerung verlangt, nun einmal, dass die Röhren, obwohl sie nur kurzzeitig Verwendung finden, dauernd geheizt werden müssen, damit der Empfänger stets empfangs bereit ist. Bei der geringen Lebensdauer der Röhren ist ihr tatsächlicher Nutzeffekt daher äusserst gering. Neben Zentralfernsteuerungs- empfängern mit Röhrenverstärkern sind Emp fänger mit. die Steuerenergie speichernden Schaltelementen, beispielsweise Kondensatoren oder Glimmlampen, bekannt. Derartige Spei eherverstärker brauchen jedoch eine gewisse Zeit., bis sie die zur Befehlsauslösung benö tigte Energie gesammelt haben.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur zentralen elektrischen Fernsteuerung von Schaltvorrichtungen, insbesondere in Strom- verteilungsanlagen, bei dem die dem Netz auf gedrückte Steuerenergie in der Eingangs schaltung der Empfänger mit Hilfe eines Halbleiterverstärkers zur Ausführung der Be fehle verstärkt wird. In dem erfindungs gemässen Zentralfernsteuerungsempfänger ist zur Durchführung dieses Verfahrens eine Ein gangsschaltung vorhanden, die wenigstens eine Kristalltriode besitzt.
Die ankommenden Steuerbefehle im Empfänger treffen zweck mässig zunächst auf ein Kristallodensystem, also auf eine geeignete Halbleiteranordnung, in dem sie demoduliert und verstärkt werden, um dann in an sich bekannten Schaltorganen die zur Steuerung erforderlichen Schaltmass nahmen zu bewirken.
Der Vorteil von Kri- stallodensystemen, die beispielsweise aus Kri stalldioden (Detektoren) zur Demodulation und aus Kristalltrioden (Transistoren) zur Verstärkung bestehen, liegt darin, dass es eine sehr grosse Lebensdauer besitzt und keine Heizung benötigt. Diese Eigenschaften lassen Kristallodensysteme gerade für Anlagen, die dauernd in Betrieb sein müssen, ganz beson ders geeignet erscheinen.
Hinzu kommt, dass sie bei ihren äusserst kleinen Abmessungen auf kleinstem Raum unterzubringen sind, so dass die Anlagen erheblich kleiner als bisher aus geführt werden können, selbst wenn zur Erhöhung des Verstärkungsgrades mehrere Transistorstufen hintereinander geschaltet werden. Besonders geeignet für die Verwendung in Zentralfernsteuerungsanlagen sind Kristall trioden in der Form des Schichttransistors (n-p-n- oder p-n-p-Transistor), der bei seinen derzeitigen Leistungsdaten allen Anforderun gen gerecht wird.
Von den beiden Typen der Nadeltransistoren ist insbesondere der p Transistor (Kollektorkontaktspitze positiv) zur Leistungsverstärkung geeignet, während der n-Transistor (Kollektorkontaktspitze nega tiv) für die V orv erstärkung der geeignetere ist. Um den Kristalltrioden eine genügend hohe Leistung entnehmen zu können, werden sie zweckmässigerweise auf gutwärmeablei- tende, z.
B. metallische Unterlagen aufgebracht und wird das sie umschliessende Gehäuse erfor derlichenfalls mit Kühlrippen oder dergleichen versehen.
An Hand der Zeichnung, die in Fig. 1 ein Blockschaltschema und in Fig. 2 und 3 zwei verschiedene Schaltungsarten zeigt, seien Aus führungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes näher erläutert.
Von einer zentralen Steuerstelle aus wer den in Fig.1 die Steuerbefehle als ton- oder hochfrequente Impulse beispielsweise in ein Stromverteilungsnetz ausgesendet. An die Stromübertragungsleitimgen 1 ist bei 2 und 3 der Zentralfernsteuerungsempfänger ange schlossen. In einem Gleichrichterteil 4 werden zunächst nach entsprechender Transformation die zum Betrieb des Verstärkers benötigten Gleichspannungen gewonnen.
Die eigentlichen Steuerimpulse werden in dem Filterkreis 5 herausgesiebt und, wenn es erforderlich ist, in einem Demodulator 6 demoduliert. Diese De- modulation wird man im allgemeinen dann durchführen, wenn die Impulsträgerfrequenz so hoch ist, dass ihre unmittelbare Verstär kung mit Kristalloden den Verstärkungsgrad beeinträclrtig#t. Bei Schichttransistoren ist.
(las bei deren derzeitigem Entwicklungsstand bei etwa 104 Hz der Fall. Impulsträgerfrequen- zen im Tonfrequenzgebiet werden günstiger weise unmittelbar verstärkt, da Wechselstrom verstä.rker im allgemeinen einen geringeren Aufwand als Gleichstromverstärker bedingen. Die Impulse werden nun in einem als Lei- stungsverstärker benutzten Kristallodenver- stä.rkerteil 7 des Empfängers verstärkt, der die erforderlichen Betriebsspannungen aus dem Gleichrichter -I erhält.
Die verstärkten Steuerbefehle bringen, gegebenenfalls nach Gleichrichtung im Gleichriehter 8, das Relais 9 zum Ansprechen, das den Wähler 10 betä tigt, der die für die Verbraucher 1.1 befoh lenen Sehaltmassnahn ien durchführt.
In Fig. 2 ist. eine Übertragung der Steuer befehle mit irrr UKW-Bereich liegenden Fre quenzen angenommen. Bei 12 und 13 ist der Zentralferrrsteuerungsempfänger an das Stromverteilungsnetz angeschlossen.
Der aus der Kapazität 15 und der Induktivität 16 be stehende Serienresonanzkreis siebt die einem hochfrequenten; Träger aufmodulierten Steuer impulse heraus, die nach ihrer Demodulation im Demodulator 17 die Emittorseite 18 des Schiehttransistors 21 beaufschlag,en. Die zum Betrieb des Transistors erforderlichen Span nungen werden dem Stromverteilungsnetz ent nommen,
durch den Transformator 22 auf den erforderlichen Grössenbereich herabtransfor- miert und nach Gleielrriehtung im. Gleicbrich- ter 23, der beispielsweise aus Kristalldioden, vorzugsweise aus Germanium, bestehen kann, an die Basiselektrode 1.9, den Emittorkontakt 18 und den Kollektorkontakt 20 gelegt.
Die an der Ausgangsseite des Transistors ver stärkten Steuerimpulse bringen ein Relais 21 zum Ansprechen, das in Verbindung mit einem Wähler 25 über erforderlichenfalls weitere Relais 26 die befohlenen Schaltungen an (lern Verbraucher 27 ausführt.
Fig.3 zeigt ein Schaltschema, wie es bei Verwendung von Nadeltransistoren und ton frequenten Steuerimpulsen angewendet wer den kann. Der Verstärkerteil besteht in die sem Fall aus zwei Stufen, der aus einem Nadeltransistor 28 vom v-Typ bestehenden ersten Stufe und der aus einem Nadeltransistor 29 vom p-Typ bestehenden, als Leistungsver stärker geschalteten zweiten Stufe. Eine De- modulation der Steuerbefehle -, or der Verstär kung ist hierbei nicht. vorgesehen.
Die Gleich richtung der die Steuerbefehle tragenden ton- frequenten Ströme erfolgt erst nach der Ver- stärkung in dem Gleichrichter 30, der bei spielsweise wiederum aus Germaniumkristall- dioden bestehen kann. Die eigentliche Steue rung des Verbrauchers 27 über das Relais 24 und den Wähler 25 kann in der gleichen Weise wie in Fig.2 erfolgen. Die zum Be trieb der Transistoren erforderlichen Span nungen werden auch bei diesem Beispiel dem Stromverteilung netz über Transformator 22 und Gleichrichter 23 entnommen.
Statt als Kristalltrioden Transistoren zu verwenden, können auch in entsprechenden .Schaltungen Fieldistoren verwendet werden.
Zentralfernateuerungaverfahren In all methods for central electrical rule remote control of switching devices, especially in power distribution systems, the aim is to keep the control energy to be transmitted as small as possible. A basic distinction must be made between systems with and without switching elements that amplify the control energy. The well-known Ver stronger with glow electron tubes are not very suitable for such systems, as they do not guarantee the required operational reliability with constant readiness for operation and lack of ongoing maintenance in their previously known Ausfüh ments.
The peculiarity of the central remote control requires that the tubes, although they are only used for a short time, must be continuously heated so that the receiver is always ready to receive. Given the short service life of the tubes, their actual efficiency is therefore extremely low. In addition to central remote control receivers with tube amplifiers, there are also receivers. the control energy storing switching elements, such as capacitors or glow lamps, known. Such storage amplifiers, however, need a certain amount of time until they have collected the energy required to initiate the command.
The invention relates to a method for the central electrical remote control of switching devices, especially in power distribution systems, in which the control energy pressed on the network in the input circuit of the receiver is amplified with the aid of a semiconductor amplifier to execute the commands. In the fiction, according to the central remote control receiver, an input circuit is available for performing this method, which has at least one crystal triode.
The incoming control commands in the receiver expediently meet initially on a crystallode system, ie on a suitable semiconductor device in which they are demodulated and amplified, in order then to effect the switching measures required for control in known switching devices.
The advantage of crystal electrode systems, which for example consist of crystal diodes (detectors) for demodulation and crystal triodes (transistors) for amplification, is that it has a very long service life and does not require heating. These properties make crystallode systems appear particularly suitable for systems that have to be in constant operation.
In addition, with their extremely small dimensions, they can be accommodated in the smallest of spaces, so that the systems can be made considerably smaller than before, even if several transistor stages are connected in series to increase the gain. Crystal triodes in the form of a layer transistor (n-p-n or p-n-p transistor) are particularly suitable for use in central remote control systems, and with their current performance data they meet all requirements.
Of the two types of needle transistors, the p transistor (positive collector contact tip) is particularly suitable for power amplification, while the n transistor (negative collector contact tip) is the more suitable for amplification. In order to be able to extract a sufficiently high power from the crystal triodes, they are expediently placed on good heat-dissipating, e.g.
B. applied metallic documents and the enclosing housing is provided with cooling fins or the like if necessary.
Using the drawing, which shows a block diagram in FIG. 1 and two different types of circuit in FIGS. 2 and 3, exemplary embodiments of the subject matter of the invention are explained in more detail.
From a central control station from who in Figure 1, the control commands are sent out as tone or high-frequency pulses, for example in a power distribution network. The power transmission lines 1 is at 2 and 3 of the central remote control receiver is connected. In a rectifier part 4, the direct voltages required for operating the amplifier are first obtained after appropriate transformation.
The actual control pulses are filtered out in the filter circuit 5 and, if necessary, demodulated in a demodulator 6. This demodulation will generally be carried out when the pulse carrier frequency is so high that its direct amplification with crystallodes affects the degree of amplification. In the case of layer transistors.
(Read the case at about 104 Hz at their current level of development. Impulse carrier frequencies in the audio frequency range are advantageously amplified directly, since alternating current amplifiers generally require less effort than direct current amplifiers. The pulses are now used in a crystal amplifier used as a power amplifier - Strengthened part 7 of the receiver, which receives the required operating voltages from the rectifier -I.
The amplified control commands bring, if necessary after rectification in the aligning device 8, the relay 9 to respond, which actuates the selector 10, who carries out the Sehaltmassnahn ien for the consumer 1.1 befoh.
In Fig. 2 is. a transmission of the control commands with frequencies in the wrong VHF range assumed. At 12 and 13, the central remote control receiver is connected to the power distribution network.
The series resonance circuit consisting of the capacitance 15 and the inductance 16 be sieves a high-frequency; Carrier modulated control pulses out, which act upon the emitter side 18 of the switching transistor 21 after their demodulation in the demodulator 17. The voltages required to operate the transistor are taken from the power distribution network.
transformed by the transformer 22 down to the required size range and according to the Gleielrriehtung in. Equalibrator 23, which can consist, for example, of crystal diodes, preferably of germanium, is placed on the base electrode 1.9, the emitter contact 18 and the collector contact 20.
The ver at the output side of the transistor strengthened control pulses bring a relay 21 to respond, which in conjunction with a selector 25 via additional relays 26 if necessary, the commanded circuits (learn consumer 27 executes.
Fig.3 shows a circuit diagram of how it can be applied when using needle transistors and ton-frequency control pulses. The amplifier part consists in this case of two stages, the first stage consisting of a needle transistor 28 of the v-type and the second stage consisting of a needle transistor 29 of the p-type, which is connected more powerfully as a power amplifier. There is no demodulation of the control commands -, or of the amplification. intended.
The rectification of the audio-frequency currents carrying the control commands takes place only after the amplification in the rectifier 30, which can in turn consist of germanium crystal diodes, for example. The actual control of the consumer 27 via the relay 24 and the selector 25 can take place in the same way as in FIG. The voltages required to operate the transistors are also taken from the power distribution network via transformer 22 and rectifier 23 in this example.
Instead of using transistors as crystal triodes, fieldistors can also be used in corresponding circuits.