DE1120327B

DE1120327B - Arrangement for the common thread monitoring of AC voltage-fed incandescent lamps in traffic signals

Info

Publication number: DE1120327B
Application number: DEP18829A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Eichhorn
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1957-06-29
Filing date: 1957-06-29
Publication date: 1961-12-21

Description

Anordnung zur gemeinsamen Fadenüberwachung von wechselspannungsgespeisten Glühlampen in Verkehrssignalen Die Erfindung geht aus von einer Anordnung zur gemeinsamen Fadenüberwachung von wechselspannungsgespeisten Glühlampen in Verkehrssignalen, die einzeln oder in Gruppen zu verschiedenen Zeiten eingeschaltet sind, mittels Differentialtransformatoren mit gegeneinandergeschalteten Primärwicklungen zur gleichzeitigen Überwachung der an der zugehörigen Lampe jeweils anliegenden Spannung- und des durch diese Lampe fließenden Stromes. Die Betriebsüberwachung von Glühlampen, d. h. die Feststellung, ob eingeschaltete Lampen auch wirklich leuchten, ist insbesondere bei Verkehrssignaleinrichtungen aus Sicherheitsgründen unerläßlich.Arrangement for the common thread monitoring of AC voltage fed Incandescent lamps in traffic signals The invention is based on an arrangement for common Thread monitoring of alternating voltage-fed incandescent lamps in traffic signals, which are switched on individually or in groups at different times, by means of Differential transformers with opposing primary windings for simultaneous Monitoring of the voltage applied to the associated lamp and the through this lamp of flowing current. The operational monitoring of incandescent lamps, i. H. the Determining whether lamps that are switched on actually light up is special Indispensable for traffic signal systems for safety reasons.

Rückmeldeanlagen, die den im Lampenkreis fließenden Strom zur Anzeige benutzen, sind bekannt. Ferner ist die Verwendung von lichtelektrischen Zellen zur Lampenüberwachung gebräuchlich. Auch sind Anordnungen vorgeschlagen worden, die den Elektronen- bzw. Ionenstrom, der von den leuchtenden Glühfäden ausgeht, auffangen und die Rückmeldung durchführen lassen. Letztere erfordern jedoch eine spezielle Ausführungsform der Glühlampen.Feedback systems that display the current flowing in the lamp circuit use are known. Furthermore, the use of photoelectric cells for Lamp monitoring common. Arrangements have also been proposed which capture the flow of electrons or ions emanating from the glowing filaments and have the feedback carried out. The latter, however, require a special one Embodiment of the incandescent lamps.

Handelt es sich jedoch darum, mehrere Lampen, die nicht alle gleichzeitig eingeschaltet sind, durch eine einzige gemeinsame Anzeige überwachen zu lassen, so genügt die Tatsache der Stromlosigkeit einer Lampe allein nicht mehr zum. Auslösen einer Störmeldung, ..da dies wegen der Stromlosigkeit der betriebsmäßig ausgeschalteten Lampen nicht mehr eindeutig ist. Es soll bei derartigen Anlagen nur dann eine Störmeldung erfolgen, wenn eine oder mehrere der -eingeschalteten Lampen ausfallen, d. h. nicht aufleuchten.However, if it is a question of multiple lamps, not all of them at the same time are switched on to be monitored by a single common display, so the fact that a lamp has no electricity is no longer sufficient. Trigger an error message, ... because this is due to the lack of power to the operationally switched off Lamps is no longer unique. In systems of this type, there should only be a fault message occur if one or more of the lamps that are switched on fail, d. H. not light up.

Es sind verschiedene Anordnungen bekanntgeworden, welche von Differentialrelais oder Differentialtransformatoren Gebrauch machen. So gibt es eine Lampenwechselvorrichtung, bei der sowohl die brennende Hauptlampe durch ein mit einer Wicklung an der Lampenspannung liegendes Differentialrelais, dessen zweite Wicklung vom Lampenstrom durchflossen wird, als auch in analoger Weise die nichtleuchtende; aber zu Prüfzwecken von einem Dunkelstrom durchflossene Ersatzlampe überwacht werden. Für die Überprüfung des ordnungsgemäßen Arbeitens zweier gleichartiger Stromkreise in einer Schaltung für Lichtsignale mit Doppelfädenlampen wird ein Differentialtransformator in einer Wicklung vom Stellstrom des einen Kreises, in der entgegengeschalteten zweiten Wicklung vom Steilstrom des anderen Kreises durchflossen, so daß im Normalfalle der an eine dritte Wicklung angeschlossene Störungsmelder keine induzierte Spannung erhält. Eine Rücklichtkontrolleinrichtung an Kraft oder Fahrrädern verwendet einen Differentialtransformator mit einem die Rücklichilampe speisenden ersten Teil der Primärwicklung, deren entgegengeschalteter zweiter Teil an der Spannung liegt. Ina Störungsfalle bei Fadenbruch läßt die dann in der Sekundärwicklung induzierte Spannung eine Kontrollampe aufleuchten. Diese Schaltungen sind jedoch alle nicht darauf eingerichtet, unabhängig von der wechselnden Anzahl der Betriebsmäßig eingeschalteten Glühlampen eine sichere Störungsmeldung zu geben.Various arrangements have become known, which of differential relays or use differential transformers. So there is a lamp changing device, in which both the burning main lamp by one with a winding on the lamp voltage lying differential relay, the second winding of which is traversed by the lamp current becomes, as well as in an analogous way the non-luminous; but for testing purposes from one Replacement lamp through which dark current flows are monitored. For checking the proper working of two similar circuits in one circuit for Light signals with double filament lamps becomes a differential transformer in a winding from the actuating current of one circuit, in the opposite second winding from Steep stream of the other circle flowed through, so that in the normal case the to a third The fault indicator connected to the winding does not receive any induced voltage. A taillight control device on power or bicycles used a differential transformer with a die Rücklichilampe feeding the first part of the primary winding, its oppositely connected second part is due to the tension. Ina fault trap with thread breakage then leaves voltage induced in the secondary winding a control lamp light up. These Circuits, however, are not all set up for it, regardless of the changing The number of incandescent lamps that are switched on provides a reliable fault message admit.

Es ist auch eine Anordnung bekanntgeworden, bei der die Lampenströme von wechselspannungsgespeisten Signallampen unterschiedlicher Leistungsaufnahme mit Hilfe eines Transformators mit mehreren Primärwicklungen überwacht werden. An die Sekundärseite des Transformators ist über einen Gleichrichter das Überwachungsrelais angeschlossen, das bei mindestens einer brennenden Lampe angezogen bleibt und im Störungsfalle, etwa bei Fadenbrach, abfällt. Um nun trotz unterschiedlicher Leistungsaufnahme in den einzelnen Lampenzweigen sekundärseitig immer die Anzugsspannung- des Relais zu erreichen, wird der erforderliche magnetische Fluß im Transformator durch besondere Auslegung der einzelnen Primärwicklungen aufgebracht. Ist beispielsweise der Transformator so ausgelegt, daß die in Serie mit der Lampe großen Stromverbrauchs liegende erste Primärwicklung einen für die Induktion der Anzugsspannung des Relais ausreichenden Fluß erzeugt, so liegt in Serie mit -der Lampe kleinen Stromverbrauchs eine zweite Primärteilwicklung, deren Fluß sich zu dem durch die erste- Primärteil wicklung erzeugten addiert. So wird bei allein brennender Lampe kleinen Stromverbrauchs erreicht,. daß trotz des geringeren Stromes ein für die Induktion der Anzugsspannung des Relais ausreichender magnetischer Fluß erzeugt wird. Ist umgekehrt der Transformator für den Zweig geringeren Stromverbrauchs dimensioniert, so wird in den Zweig größerer Leistungsaufnahme eine Teilwicklung eingeschleift, deren Wirkung den resultierenden Magnetfluß auf den Normalwert herabsetzt. Das Überwachungsrelais wird demnach bereits bei nur einer brennenden Signallampe angezogen. Brennen beide Lampen gemeinsam, so ist die Sekundärspannung immer ausreichend zum Anzug des Relais. Wenn jedoch eine der Lampen durch Störung ausfällt, bleibt trotzdem das Relais angezogen und die Störung unbemerkt. Es werden lediglich die Lampenströme überwacht, deren Anzeige nicht eindeutig ist, weil bereits nur eine brennende Signallampe das Überwachungsrelais zum Anzug bringt. Da in der bekannten Anordnung der Transformator nicht in dem Sinne als Differentialtransformator geschaltet ist, daß bei ungestörter Anlage die Ausgangsspannung verschwindet, ist keine eindeutige Überwachung der Signalanlage möglich.An arrangement has also become known in which the lamp currents of alternating voltage-fed signal lamps with different power consumption monitored using a transformer with multiple primary windings. At the secondary side of the transformer is the monitoring relay via a rectifier connected, which remains attracted when at least one lamp is lit and in Fault trap, for example in the case of thread breakage, falls off. To now despite different power consumption in the individual lamp branches on the secondary side always the pick-up voltage of the relay To achieve the required magnetic flux in the transformer is due to special Design of the individual primary windings applied. For example, is the transformer designed so that the first one, which is in series with the lamp, has a large power consumption Primary winding is sufficient for the induction of the pull-in voltage of the relay If a flux is generated, there is a second lamp in series with the lamp, which consumes little electricity Primary winding, whose flow is to that through the first-primary part winding generated added. Thus, when the lamp is lit alone, the power consumption is small achieved,. that despite the lower current one for the induction of the pull-in voltage sufficient magnetic flux is generated by the relay. Conversely, is the transformer dimensioned for the branch with lower power consumption, the branch becomes larger Power consumption looped in a partial winding, the effect of which the resulting Reduces magnetic flux to the normal value. The monitoring relay is therefore already attracted when only one signal lamp is lit. If both lamps burn together, so the secondary voltage is always sufficient to pick up the relay. But when If one of the lamps fails due to a fault, the relay remains picked up and the disturbance goes unnoticed. Only the lamp currents are monitored and their display is not clear, because only one lit signal lamp is the monitoring relay brings to suit. As in the known arrangement of the transformer not in the sense is connected as a differential transformer that the output voltage when the system is undisturbed disappears, no clear monitoring of the signal system is possible.

Bei Anordnungen der eingangs genannten Art werden die geschilderten Mängel dadurch beseitigt, daß gemäß der Erfindung zur Anpassung an die Phasenlage des Stromes durch die in Serie mit jeder Lampe liegende jeweilige Stromwicklung des zu dieser Lampe gehörigen Differentialtransformators vor die parallel zur Lampe liegende Spannungswicklung des Differentialtransformators ein ohmscher Widerstand geschaltet ist, daß die Sekundärwicklungen der Differentialtransformatoren an Gleichrichter angeschlossen sind und daß die Gleichstromausgänge aller Gleichrichter parallel an ein gemeinsames Überwachungsrelais angeschlossen sind.In the case of arrangements of the type mentioned above, the described Defects eliminated in that according to the invention to adapt to the phase position of the current through the respective current winding in series with each lamp of the differential transformer belonging to this lamp in front of the parallel to the lamp lying voltage winding of the differential transformer an ohmic resistance is connected that the secondary windings of the differential transformers to rectifiers are connected and that the DC outputs of all rectifiers are in parallel are connected to a common monitoring relay.

Wegen der beispielsweise durch das Schaltprogramm einer umfangreichen Straßenverkehrssignalanlage dauernd wechselnden Verhältnisse ist die Überwachung des Stromes und der Spannung jeder einzelnen Glühlampe erforderlich. Es muß daher auch jeder einzelnen Lampe ein gesonderter Differentialtransformator zugeordnet werden. Da jedoch eine etwaige Störung sowieso an Ort und Stelle beseitigt werden muß, die Überwachung meistens aber weit entfernt an einer zentralen Stelle erfolgt, kann durchaus das Aufsuchen der durchgebrannten Glühlampe an Ort und Stelle in Kauf genommen werden, wenn sich der Aufwand für die Störungsmeldung an die Zentralstelle verringern läßt. Die benötigten Differentialtransformatoren nehmen nur eine sehr geringe Leistung auf und sind in einfacher und kostensparender Weise herstellbar. Auch der Aufwand an Relais ist denkbar gering.Because of, for example, an extensive Road traffic signaling constantly changing conditions is the monitoring of the current and voltage of each individual incandescent lamp. It must therefore a separate differential transformer is also assigned to each individual lamp will. However, since any faults will be eliminated on the spot anyway must, but the monitoring usually takes place far away at a central point, can definitely buy into the search for the blown lightbulb on the spot be taken if the effort for reporting the fault to the central office can decrease. The differential transformers needed only take one very large low power and can be produced in a simple and cost-saving manner. The need for relays is also extremely low.

Eine Schaltung gemäß der Erfindung ist beispielsweise in der Abbildung aufgezeigt. Der besseren Übersicht wegen ist hierbei die Überwachungsanordnung lediglich für zwei Lampen dargestellt, jedoch läßt sich diese grundsätzliche Anordnung durch analoge Schaltmaßnahmen für beliebig viele Lampen erweitem.A circuit according to the invention is for example in the figure shown. For the sake of a better overview, the monitoring arrangement is only here shown for two lamps, but this basic arrangement can be carried out analog switching measures for any number of lamps.

In der dargestellten Schaltung sind den Lampen S 1 und S2 an sich bekannte Transformatoren Trl bzw. Tr2 zugeordnet, deren Primärseite aus jeweils zwei getrennten Wicklungen I und 11 besteht. Die Sekundärwicklungen III dieser Transformatoren sind über die ausgangsseitig parallel geschalteten Gleichrichter Gll bzw. G12 mit dem gemeinsamen Überwachungsrelais ü verbunden.In the circuit shown, the lamps S 1 and S2 are per se known transformers Trl and Tr2 assigned, their primary side from each consists of two separate windings I and 11. The secondary windings III of these transformers are connected via the rectifier Gll or G12 connected in parallel on the output side connected to the common monitoring relay ü.

Die. Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Werden die Schalter e 1 oder e 2 oder beide Schalter geschlossen, so- durchsetzt die Speisespannung jeder eingeschalteten Lampe die zu der Lampe parallel geschaltete Wicklung II des zugehörigen Transformators. Bei intakter Lampe wird die mit dieser in Reihe geschaltete Wicklung I von dem jeweiligen Lampenstrom durchflossen. Die Wicklung I ist der Wicklung 1I entgegengeschaltet, so daß die von diesen im Transformator hervorgerufenen magnetischen Flüsse einander entgegenwirken.The. This arrangement works as follows: Are the switches e 1 or e 2 or both switches closed, so the supply voltage passes through of each switched on lamp the winding II of the connected in parallel to the lamp associated transformer. If the lamp is intact, the one connected in series with it The respective lamp current flows through winding I. The winding I is the winding 1I switched in the opposite direction, so that the magnetic Rivers counteract each other.

Eine nahezu vollständige Kompensation dieser Flüsse kann. erreicht werden, wenn diese in der Stärke gleich- und in der Phase entgegengesetztgerichtet sind. Die Phasenlage des Lampenstromes ist in erster Linie durch den ohmschen Widerstand der Glühlampe bestimmt da der induktive Widerstand der Stromwicklung I hiergegen geringfügig ist.An almost complete compensation of these flows can. achieved if they are aligned in strength and opposite in phase are. The phase position of the lamp current is primarily due to the ohmic resistance of the incandescent lamp determines the inductive resistance of the current winding I against this is insignificant.

Deshalb sind der Spannungswicklung II erfindungsgemäß ohmsche Widerstände R 1 bzw. R 2 vorgeschaltet, um eine Anpassung an die Phasenlage des Stromkreises und die Gleichheit der von beiden Wicklungen erzeugten magnetischen Flüsse zu erreichen. Die so abgeglichenen Kreise der Wicklungen I und 1I führen bei Gegeneinanderschaltung derselben zu einer nahezu vollkommenen Kompensation auf der Primärseite der Transformatoren Tr 1 und Tr 2, so daß keine Spannung in die Sekundärwicklung III induziert wird. Das Überwachungsrelais Ü spricht infolgedessen nicht an.Therefore, the voltage winding II according to the invention are ohmic resistors R 1 or R 2 connected upstream in order to adapt to the phase position of the circuit and to achieve equality of the magnetic fluxes generated by both windings. The so balanced circles of the windings I and 1I lead when connected against each other the same to an almost perfect compensation on the primary side of the transformers Tr 1 and Tr 2, so that no voltage is induced in the secondary winding III. As a result, the monitoring relay Ü does not respond.

Fällt irgendeine (oder auch beide) der eingeschalteten Lampen S1 oder S2 aus, so fließt durch die Wicklung I des zugehörigen Transformators kein kompensierender Strom, und die Sekundärwickhing III erhält deshalb Spannung. Diese wird gleichgerichtet und. wirkt nun auf das Überwachungsrelais Ü ein, so daß eine Störmeldung erfolgt. Ist jedoch eine der Lampen nicht betriebsmäßig eingeschaltet, so kann auch von dieser Lampe her keine Störmeldung kommen. In diesem Falle liegt nämlich keine Spannung an der Spannungswicklung TI des betreffenden Transformators.If any (or both) of the switched on lamps S1 or S2 off, no compensating transformer flows through winding I of the associated transformer Current, and the secondary winding III therefore receives voltage. This is rectified and. now acts on the monitoring relay Ü so that a fault message is issued. However, if one of the lamps is not switched on during operation, this can also No error message come from the lamp. In this case there is no tension at the voltage winding TI of the transformer in question.

Beim Einschalten der Glühlampen tritt infolge des geringeren Widerstandes der noch kalten Glühfäden ein kurzzeitiger Stromstoß auf, der von der an den Widerstand der betriebswarmen Lampen angepaßten Wicklung 1I nicht kompensiert werden kann. Der nach einer Weiterbildung der Erfindung parallel zum Überwachungsrelais Ü geschaltete Kondensator C 1 fängt diesen Stromstoß auf und verhindert somit ein etwaiges kurzes Ansprechen des Überwachungsrelais Ü.When switching on the light bulbs occurs as a result of the lower resistance the still cold filament causes a short-term surge of electricity, that of the to the resistor the winding 1I, which is adapted to the lamps at operating temperature, cannot be compensated. The connected in parallel to the monitoring relay Ü according to a development of the invention Capacitor C 1 absorbs this current surge and thus prevents any short one Response of the monitoring relay Ü.

Es könnte der Fall auftreten, daß bei mangelhafter Kompensation noch eine Restspannung vorhanden ist. Eine Gefahr, daß solche Restspannungen bei einer Vielzahl von Lampen sich addieren, besteht nicht. Es handelt sich nämlich um parallel wirkende Gleichspannungen. Nur die höchste auftretende Restspannung wäre am Überwachungsrelais Ü wirksam. Solange diese jedoch unter der Anzugsspannung des Relais liegt, stört sie nicht.It could be the case that with inadequate compensation there is residual stress. A danger that such residual stresses in a A multitude of lamps add up does not exist. This is because it is parallel acting DC voltages. Only the highest residual voltage that occurs would be on the monitoring relay Ü effective. However, as long as this is below the pick-up voltage of the relay, it interferes they don't.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for common thread monitoring of AC-powered incandescent pumps in traffic signals which be switched on individually or in groups at different times, by means of differential transformers with opposing primary windings for simultaneous monitoring of the the voltage applied to the associated lamp and the voltage through this lamp flowing current, characterized in that for adaptation to the phase position of the current through the respective current winding in series with each lamp of the differential transformer belonging to this lamp in front of the parallel to the lamp lying voltage winding of the differential transformer an ohmic resistance is connected that the secondary windings of the differential transformers to rectifiers are connected and. that the DC outputs of all rectifiers are parallel are connected to a common monitoring relay.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the inrush current is triggered by a parallel to the monitoring relay (ü) switched capacitor (C1) is collected. Considered publications: German Patent Nos. 698 444, 731 845, 808 244, 835 306, 932 950, 933 394; German patent application H 17730 II / 63 g (published on June 2, 1955); french U.S. Patent No. 805,640.