<Desc/Clms Page number 1>
Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netzüberlagerungs-Zentralfernsteueranlagen Zentralfernsteueranlagen, auch Rundsteueranla- gen genannt, dienen bekanntlich dazu, von einer Kommandostelle aus über das elektrische Energie- verteilnetz Schaltbefehle an alle Verbraucherstellen des Netzes senden zu können, sei es zur Tarifumsteue- rung von Zählern, sei es zur Ein- und Ausschaltung von Verbrauchern, z. B. Boilern, Öfen, Strassenbeleuchtung usw., oder zur Steuerung von Schaltern.
In bekannter Weise werden hierzu an der Kommandostelle von einem Sender tonfrequente Impulse auf das Netz gegeben, und die zu steuernden Stellen weisen Empfänger auf, welche auf vorbestimmte Kommandos ansprechen und die vorgesehene Schaltfunktion durchführen.
Unter den verschiedenen bekannten Zentralfernsteuersystemen beruhen die gebräuchlichsten auf dem Zeitintervallverfahren. Bei diesem werden einem Startimpuls auf der Zeitachse eine Folge von Befehlsimpulsen zugeordnet. Diese werden im allgemeinen erzeugt durch einen Synchronwähler als Geber, welcher in bekannter Weise über eine Tonfrequenzsendeanlage auf das zu steuernde Energieübertra- gungsnetz arbeitet. Die Empfänger sind im allgemeinen mit der Netzfrequenz synchron laufende Wähler, deren Wahlkontakte kongruent den Kontakten des Synchrongebers zugeordnet sind.
Zum besseren Verständnis der im nachfolgenden beschriebenen Erfindung sei vorerst ein Beispiel einer bekannten Empfangseinrichtung anhand der Fig. 1 und 2 kurz erläutert, wobei der Kontakt h (Fig. 2) vorerst als überbrückt betrachtet wird.
Die auf einem Netz Q bei der Empfangseinrichtung eintreffenden Steuerimpulse werden vorerst durch einen für die Steuerfrequenz selektiven Eingangskreis EK verarbeitet. Dieser Eingangskreis EK kann ein einfacher, passiver Schwingkreis sein; er kann aber auch zu einem Verstärker ausgebildet sein. Dieser Eingangskreis arbeitet im allgemeinen auf ein Impulsrelais R, das den Arbeitsstrompfad für Schaltrelais K mit Hilfe seines Kontaktes r im Rhythmus der eintreffenden Steuerimpulse schliesst.
Durch einen Synchronwähler W, angetrieben durch einen Synchronmotor Sy, wobei der Anlauf mit Hilfe eines Nockens N und dessen Selbsthaltekontakt u bewerkstelligt wird, werden mittels des Wählerarmes w Segmente S den Impulsen synchron zugeordnet. Trifft z. B. auf der Stellung 3E des Wählerarmes w ein Befehlsimpuls ein und erregt die entsprechende Spule des Kipprelais K., so wird mittels der Spule- des Kipprelais K. der Schalter k3 auf E gelegt, wodurch die Last L, eingeschaltet ist. Das Kommando 4 ist beispielsweise unter der Annahme gezeichnet, dass in der Stellung 4A des Wählerarmes w ein Befehlsimpuls eintrifft.
Es ist klar, dass bei der soeben geschilderten Funktion der Impulsrelaiskontakt r unter Umständen recht beträchtliche Schaltströme ein- bzw. ausschalten muss, und zwar mit sehr grossen Schaltzahlen.
Bekanntlich werden bei der Durchgabe eines bestimmten Befehles, z. B. 4A, im allgemeinen auch alle übrigen Befehle des Programmes auf Ist-Stellung wiederholt, also bei jedem Doppelbefehl entweder E oder A. Da die Rundsteuertechnik wesentlich durch statistische Merkmale geprägt ist, ist das Verfahren der Wiederholung fundamental, auf das man nicht verzichten will.
Es ergeben sich aber hieraus für den Impulsrelaiskontakt r Schaltzahlen, die über Jahre hinaus in die Millionen gehen können. Dass dieser Kontakt aber ganz besonders sicher arbeiten muss, braucht nicht besonders unterstrichen zu werden.
Das Impulsrelais R ist indessen oft recht empfindlich und hat zahlreiche Schaltungen durchzuführen, da es bei jedem eintreffenden Impuls arbeitet. Es
<Desc/Clms Page number 2>
ist deshalb für die Lebensdauer und die Arbeitssicherheit des Impulsrelaiskontaktes r von allergrösster Wichtigkeit, denselben von unnötigen Beanspruchungen zu schützen und weitmöglichst zu entlasten. Insbesondere ist es in diesem Zusammenhang von Interesse, den Kontakt r nicht unter Strom zu schalten, vor allem nicht unter Strom auszuschalten.
Die vorliegende Erfindung befasst sich deshalb mit einem Fernsteuerempfänger für tonfrequente Netz- überlagerungs-Zentralfernsteueranlagen, der nach dem Synchronwählerprinzip arbeitet, wobei über einen für die Steuerfrequenz selektiven Eingangskreis und über ein diesem zugeordnetes Impulsrelais mittels eines Synchronwählers einem Startimpuls zeitlich zugeordnete Befehlsimpulse durch mindestens ein Schaltrelais verarbeitet werden, welcher Empfänger dadurch gekennzeichnet ist, dass in Serie mit einem Kontakt des Impulsrelais und dem Schaltrelais ein automatisch gesteuerter Hilfskontakt gelegt ist,
der die Erregungszeit des Schaltrelais gegenüber der Schliesszeit des Impulsrelaiskontaktes verkürzt, um letzteres zu schonen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Fig. 1, 2 und 3 beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 ein Impulsdiagramm, Fig. 2 eine Empfangseinrichtung, Fig. 3 eine Kontaktsteuerung, Fig. 4 Diagramme von Kontaktschliesszeiten, Fig. 5 eine weitere Empfangseinrichtung und Fig. 6 und 7 Schaltungen eines Schaltrelais.- Die grundsätzliche Funktionsweise der in der Fig. 2 gezeigten Empfangseinrichtung ist bereits einleitend erläutert worden.
In der Fig. 2 ist ein Kontakt h in Serie zum Impulsrelaiskontakt r und den Schaltrelaisspulen K gelegt, welche durch den Wählerarm w an die Segmente S sukzessive angeschlossen werden. Der Hilfskontakt h werde beispielsweise, wie in der Fig. 3 dargestellt, durch einen Nocken H gesteuert, der über zwei Zahnräder Z1, ZZ von der Synchronachse a des Wählers W aus angetrieben wird.
Die Fig. 1 zeigt in den drei Impulsdiagrammen Dl, D., und D? die Schliesszeiten der drei in Serie liegenden Kontakte r, w und h des Arbeitsstrompfades. Die Schliesszeiten t, des Impulsrelaiskontaktes r entsprechen den Steuerimpulsen, also dem Startimpuls ST und den nachfolgenden Befehlsimpulsen B, wobei die nicht schraffierten Impulse bei den Sendungen nicht durchgegeben werden. Die Befehlsimpulsreihe B ist zu sogenannten Doppelkommandos, d. h. zu sogenannten Ein-/Aus-Paaren (EIA) zusammengefasst. Das Diagramm D2 der Fig. 1 zeigt die Schliesszeiten t", des die Segmente S überstreichenden Wählerarmes w.
Aus Toleranzgründen sind die Schliesszeiten t,Y im allgemeinen grösser als die Schliesszeiten tT. Der Hilfskontakt h wird nun gemäss dem Diagramm D3 der Fig. 1 so gesteuert, dass dessen Schliesszeiten t,, kleiner sind als die Schliesszeiten t, und damit auch kleiner als die Schliesszeiten t",. Mit Hilfe des so gesteuerten Kontaktes h öffnet und schliesst also der Impuls- relaiskontakt r stromlos. Man hat hiermit den Ein- und Ausschaltvorgang auf den Kontakt h verlagert, der kräftig und robust ausgebildet werden kann.
Hierdurch ist für die Sicherheit des Impulsrelaiskontak- tes r ein bedeutender Fortschritt erzielt.
Allerdings bleibt bei jedem durchgegebenen Befehlsimpuls für den Impulsrelaiskontakt r eine Strombelastung während der Zeit t,, bestehen.
Grundsätzlich könnte die Entlastung des Impulsrelaiskontaktes r vom Ein- und Abschaltvorgang auch direkt durch eine Steuerung der Kontaktschliesszeit tS, der Segmente S erzielt werden. Diese Lösung fällt aber, da sie kompliziert, betriebsunsicher und kostspielig ist, praktisch dahin. Der gemäss der Erfindung eingeführte, gesteuerte Hilfskontakt h ist anderseits vom Standpunkt der Betriebssicherheit und Wirtschaftlichkeit aus gesehen eine vorteilhafte Lösung.
Für das Wesen der Erfindung hat es keinen Einfluss, ob jedem Doppelkommando, wie in der Fig. 2 angedeutet, ein Schaltrelais K zugeordnet ist oder ob etwa ein einzelnes Schaltrelais K auf eine synchron zugeordnete, mechanische Schaltvorrichtung arbeitet.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes, welches praktisch von besonderer Wichtigkeit ist, wird anhand der Fig. 4 bis 7 erläutert. In diesen Beispielen wird der Hilfskontakt h jeweils durch das Schaltrelais K selber gesteuert, und zwar derart, dass der Hilfskontakt h den Erregerstrompfad des Schaltrelais K unterbricht, bevor der Impulsrelaiskontakt r öffnet. Das wird insbesondere dadurch bewerkstelligt, dass das Schaltrelais K als ein einspuliges Kipprelais ausgebildet ist, wobei der Hilfskontakt h die Bereitschaft für die Rückkippung herstellt, indem er den Kontakt für den Rückkippstrom- pfad des synchron zugeordneten Rückkippimpulses schliesst.
Die Empfangseinrichtung der Fig. 5 arbeitet im Prinzip ähnlich wie die unter Fig. 2 beschriebene. Der selektive Eingangskreis EK ist hierbei für den besonders einfachen Fall dargestellt, dass er nur einen Kondensator C umfasst, der mit dem Impulsrelais R einen Serieresonanzkreis bildet. Der Eingangskreis EK kann indessen einen beliebigen anderen bekannten Aufbau aufweisen.
Der Impulsrelaiskontakt r wird entsprechend den im Diagramm D4 der Fig. 4 dargestellten Impulsen gemäss dem Diagramm D" geschlossen. Die Schliesszeiten t" der Wählerkontakte sind im Diagramm D., der Fig. 4 dargestellt.
Treffen beispielsweise entsprechend dem Diagramm D5 die Impulse 3A und 4E auf den zugeordneten Segmenten S des Wählers W in den in der Fig. 5 dargestellten Hilfskontaktstellun- gen h3, h4 ein, so wird der Schalter k. auf A und der Schalter k4 auf E gelegt, während die Hilfskontakte h. bzw. h4 mit den gleichen Schaltbewegungen der Schaltrelais K3, K4 auf E bzw. A umgelegt werden.
Die Funktionsweise derartiger einspuliger Kipprelais geht aus der Fig. 6 hervor, wo der beispielsweise Fall des Schaltrelais K4 der Fig. 5 herausgegriffen ist. Die Fig. 7 zeigt die Schaltung eines im Prinzip gleichen
<Desc/Clms Page number 3>
Relais, bei dem jedoch der Schalter k als Umschalter ausgebildet ist.
Das Diagramm D7 der Fig. 4 zeigt die Erregungszeiten t" der durch die Hilfskontakte h3, h4 für den anhand des Diagrammes D5 soeben beschriebenen Vorgang beim Eintreffen der Befehlsimpulse 3A und 4E ausgeschalteten Schaltrelais R3, R4. Die zugeordneten Diagramme zeigen, dass der Impulsrelaiskon- takt r wohl unter Strom schliesst, dass er aber zufolge des Umkippens der Hilfskontakte h stron-los öffnet.
Gegenüber dem anhand der Fig. 2 und 3 beschriebenen Beispiel erscheint die letztere, beispielsweise Lösung wegen des Einschaltens des Impulsrelaiskon- taktes r unter Strom benachteiligt. Dieser Nachteil fällt insofern nicht allzu schwerwiegend ins Gewicht, da besonders der Abschaltvorgang den Kontakt belastet. Durch die Lösung des anhand der Fig. 4 bis 7 beschriebenen Beispieles gewinnt man aber einen aussergewöhnlichen Vorteil, der den Nachteil des Einschaltens unter Strom bei weitem aufwiegt.
Dieser Vorteil liegt darin, dass, wie ein Blick auf die Fig. 5 zeigt, bei der Wiederholung auf Ist-Stellung, d. h. beim Eintreffen von Wiederholungsimpulsen, überhaupt kein Strom durch den Impulsrelaiskontakt r fliessen kann. Es soll gemäss Fig. 5 z. B. das Kommando 3E und das Kommando 4A auf Ist-Stellung wiederholt werden. Es werden dann also die Impulse gemäss dem Diagramm D4 der Fig. 4 durchgegeben. Sofern sich also die Schalter 3E bzw. 4A in der richtigen Stellung befinden, fliesst kein Strom.
Ein Strom kann bei diesem Aufbau, bei dem in Serie mit dem Impulsrelaiskontakt r geschaltete, gesteuerte Hilfskontakte in den Arbeitsstrompfad gelegt sind, also nur dann fliessen, wenn ein Schalter umgelegt werden soll, und dass somit die Wiederholung aller Kommandos auf Ist-Zustand für den Impulsrelaiskontakt r stromlos durchgeführt werden kann.
Wenn man bedenkt, dass pro Wählerumlauf im allgemeinen nur eines oder wenige Kommandos gewollt verändert werden, während für alle anderen Kommandos des Umlaufes die Wiederholung auf Ist-Zustand durchgeführt wird, und wenn man bedenkt, dass pro Tag zahlreiche derartige Programmfolgen abgewickelt werden, so wird es augenscheinlich, dass durch die Möglichkeit der stromlosen Wiederholung mit Blick auf die Millionen von Schaltungen, die sich über Jahre hinweg aufsummieren, eine gewaltige Entlastung des Impulsrelaiskon- taktes r erfolgt. Diesem letzteren Beispiel der Erfindung ist deshalb ganz besondere Bedeutung beizumessen.