DE1161791B

DE1161791B - Warn- und/oder Sicherheitseinrichtung zum Anzeigen von Fehlern mittels eines Hilfsstromes in mit Wechselstrom arbeitenden Signal-uebertragungssystemen

Info

Publication number: DE1161791B
Application number: DEB56839A
Authority: DE
Inventors: Paul Franklin Bechberger
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1959-02-27
Filing date: 1960-02-26
Publication date: 1964-01-23
Also published as: US3038150A; FR1247273A

Description

Warn- und/oder Sicherheitseinrichtung zum Anzeigen von Fehlern mittels eines Hilfsstromes in mit Wechselstrom arbeitenden Signalübertragungssystemen Es sind elektrische, mit Wechselstrom arbeitende Signalübertragungssysteme bekannt, in denen der Sender und der Empfänger je mehrere Wicklungen enthalten, die über eine entsprechende Zahl von Leitungen verbunden sind. Tritt in einem derartigen System ein Fehler auf, entweder in den Wicklungen des Senders, des Empfängers oder in den Verbindungsleitungen, so ist es möglich, daß dieser Fehler von dem Benutzer des Systems nicht bemerkt wird, da weiterhin elektrische Energie über die nicht gestörten Verbindungsleitungen vom Sender zum Empfänger übertragen wird. Da dann aber das vom Empfänger empfangene Signal nicht mehr genau dem vom Sender ausgesendeten Signal entspricht, können leicht weitere Störungen oder gar Gefahrenzustände auftreten, besonders, wenn ein derartiges System in der automatischen Steuerung eines Flugzeuges verwendet wird.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Warn- und/oder Sicherheitseinrichtung für ein derartiges System zu schaffen, die die Arbeitsweise. des Systems nicht beeinträchtigt und jeden Fehler, sei es eine Unterbrechung oder ein Kurzschluß, in einem beliebigen Teil des Übertragungssystems anzeigt.
Es ist bereits bekannt, Gleichstrom-Signalübertragungskreise mit Hilfe von Brückenschaltungen zu überwachen. Weiter ist es bekannt, über Signalkreise Gleich- und Wechselstrom gleichzeitig zu übertragen. Es ist jedoch keine befriedigende Lösung für die genannte Aufgabe bekannt.
Bei der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Warn- und/oder Sicherheitseinrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Kapazität dauernd in einen der Leiter des Systems eingeschaltet und dieser Kapazität eine abgeglichene elektrische Schaltung mit einer Gleichstromquelle parallel geschaltet ist, die, sobald sie auf Grund eines Fehlers in dem System aus dem Gleichgewicht gerät, ohne jeden mechanischen Schaltvorgang die Warn- und/oder Sicherheitsanordnung betätigt.
Der durch die- in einer Verbindungsleitung liegende Kapazität dem übertragenen Wechselstrom entgegengesetzte Widerstand kann ebenso vernachlässigt werden wie der Einfuß der von der Gleichspannungsquelle in der abgeglichenen elektrischen Schaltung herrührenden, den Wechselströmen in dem übertragungssystem überlagerten Gleichstromkomponente.
Die abgeglichene Schaltung ist vorzugsweise eine Wheatstonesche Brücke, von der ein Zweig durch den Gesamtwiderstand des Übertragungssystems zwischen den beiden Anschlüssen der Kapazität gebildet ist. Gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung enthält die abgeglichene Schaltung mindestens eine temperaturabhängige Impedanz, die einen Zweig der Wheatstoneschen Brücke bildet und denselben Temperaturänderungen ausgesetzt wird wie ein ausgewählter Teil des Übertragungssystems, vorzugsweise der Empfänger, um die genannten Temperaturänderungen zu kompensieren.
Diese und weitere Kennzeichen der Einrichtung nach der Erfindung seien jetzt an Hand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel zeigt, näher erläutert: In dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht der Sender aus einer Synchronmaschine 10, deren einzige Rotorwicklung 12 durch ein Einphasensystem erregt wird. Die drei in Stern geschalteten Ständerwicklungen 14, 16, 18 des Senders sind über drei Verbindungsleitungen mit den Wicklungen 22, 24, 26 der Empfänger-Synchronmaschine 20 verbunden. Die ebenfalls einzige Rotorwicklung 28 des Empfängers 20 ist mit dem Eingang 30 eines Verstärkers 31 verbunden, dessen Ausgang eine der beiden Phasenwicklungen eines Zweiphasenmotors 33 speist, dessen zweite Phasenwicklung 34 von dem Einphasensystem gespeist wird. Dieser Motor 33 verstellt über eine Transmission 35 den Rotor 28 des Empfängers 20 so lange, bis das Eingangssignal des Verstärkers 31 gleich Null ist. Der Rotor des Empfängers wird so in eine Stellung gezwungen, die der des Rotors im Sender 10 genau entspricht: Übertragungssysteme wie das soeben beschriebene sind bereits seit langem bekannt und werden in großem Umfange benutzt! Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die erfindungsgemäße Einrichtung zur Anzeige von Fehlern durchaus nicht auf ein derartiges System beschränkt ist, sondern sich in beliebigen elektrischen Signal-übertragungssystemen verwenden läßt, in denen der Sender und der Empfänger über mehrere Leitungen miteinander verbunden sind.
In eine der drei Verbindungsleitungen des Übertragungssystems, beispielsweise die Leitung CC, die die äußeren Enden der Statorwicklungen 18, 26 miteinander verbindet, ist ein Kondensator 42 eingeschaltet, dessen beide Beläge über die Leitungen 44 und 46 mit der abgeglichenen Schaltung 47 verbunden sind. Diese Schaltung besteht aus den zwischen den beiden Leitungen 44 und 46 in Serie geschalteten vierWiderständen 50, 52, 54 und 56. Der Widerstand 56 ist ein Potentiometer, dessen Schleifer 59 über die Bezugsspannungsquelle 58 und die Leitung 60 mit der Leitung 44 verbunden isst. Der Ausgang dieser Schaltung wird durch den Verbindungspunkt 64 zwischen den Widerständen 52 und 54 und die Leitung 62 gebildet. Wie leicht zu erkennen ist, bildet diese Schaltung eine Wheatstonesche Brücke, deren einer Zweig durch den Widerstand des über die Leitungen 44, 46 angeschlossenen, links und rechts vom Kondensator 42 liegenden komplexen Netzwerks des übertragungssystems gebildet wird. Der Schleifer 59 des Potentiometers 46 wird nun unter normalen Bedingungen, d. h. bei fehlerfrei arbeitendem Übertragungssystem, so eingestellt, daß die am Ausgang 62, 64 der Brücke auftretende Spannung gleich Null ist. Tritt nun in dem Übertragungssystem, entweder in den Statorwicklungen oder in den Verbindungsleitungen, ein Fehler auf, sei es eine Unterbrechung, sei es ein Kurzschluß, so ändert sich der Widerstand des durch das Übertragungssystem gebildeten Zweiges, und am Ausgang 62, 64 tritt eine Spannung auf.
Diese Spannung wird über einen Verstärker 65 und die Leitung 66 einem kleinen Motor oder einer anderen elektromagnetischen Vorrichtung 67 zugeführt, die dann gegen eine Spiralfeder 69 eine Anzeigefahne 68 verstellt.
Die Einfügung des. Kondensators 42, der einen Teil der Warneinrichtung darstellt, in einen Leiter des Systems kann zwei Fehlermöglichkeiten zur Folge haben: Einmal kann der Kondensator 42 durchschlagen. Dieser Fehler wird nicht angezeigt, das Übertragungssystem arbeitet einwandfrei weiter. Andererseits kann die Verbindung des Kondensators 42 mit der Leitung sich lösen, in die er eingeschaltet wurde. Dadurch wird die Übertragungseinrichtung aus dem Gleichgewicht gebracht. Da einer der Zweige der Meßbrücke geöffnet ist, arbeitet diese nicht mehr ordnungsgemäß. Hierzu muß jedoch bemerkt werden, daß in diesem Falle das Übertragungssystem im höchsten Maße gestört ist, da es jetzt nur noch auf zwei anstatt auf drei Phasen überträgt, so daß erwartet werden kann, daß diese Störung schnell auch ohne eine besondere Warneinrichtung festgestellt wird.
Einer der Brückenwiderstände, z. B. der Widerstand 54, der einen Brückenzweig bildet, wird in vorteilhafter Weise als Temperaturkompensationswiderstand ausgebildet und den gleichen Temperaturänderungen ausgesetzt wie ein bestimmter Teil des Übertragungssystems. Im allgemeinen wird der Kompensationswiderstand in der Nähe des Empfängers 20 angeordnet, da der Ohmsche Widerstand einer Empfänger-Synchronmaschine das Mehrfache des entsprechenden Widerstandes einer Sender-Synchronmaschine beträgt und somit Änderungen dieses Widerstandes einen entsprechend größeren Einfluß haben. Der Temperaturkoeffizient und die Größe des Kompensationswiderstandes 54 werden so gewählt, daß der durch die Änderung des bestimmten Teiles des Übertragungssystems (hier Empfänger 20) in Abhängigkeit von der Temperatur auf den Gesamtwiderstand des Übertragungssystems zwischen den beiden Anschlüssen des Kondensators 42 ausgeübte Einfluß annähernd kompensiert ist. Falls erforderlich, ist es natürlich auch möglich, mehrere Kompensationswiderstände in verschiedenen Teilen des übertragungsr systems anzuordnen.

Claims

Patentansprüche: 1. Warn- und/oder Sicherheitseinrichtung zum Anzeigen von Fehlern mittels eines Hilfsstromes in einem elektrischen, mit Wechselstrom arbeitenden Signalübertragungssystem, das je einen mit mehreren Leitern verbundenen Sender und Empfänger umfaßt, durch Betätigen einer Warn- und/ oder Sicherheitsanordnung beim Auftreten von Fehlern in einem der Leiter des Systems, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kapazität (42) dauernd in einen der Leiter des Systems eingeschaltet und dieser Kapazität eine abgeglichene elektrische Schaltung (47) mit einer Gleichstromquelle (58) parallel geschaltet ist, die, sobald sie auf Grund eines Fehlers in dem System aus dem Gleichgewicht gerät, ohne jeden mechanischen Schaltvorgang die Warn- und/oder Sicherheitsanordnung (65, 67, 68) betätigt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeglichene Schaltung (47) eine Wheatstonesche Brücke ist, von der ein Zweig durch den Gesamtwiderstand des Übertragungssystems zwischen den beiden Anschlüssen der Kapazität (42) gebildet ist.
3. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die abgeglichene Schaltung (47) mindestens eine temperaturabhängige Impedanz (54) enthält, die einen Zweig der Wheatstoneschen Brücke bildet und denselben Temperaturänderungen ausgesetzt ist, wie ein ausgewählter Teil des Übertragungssystems, vorzugsweise der Empfänger (20), um die genannten Temperaturänderungen zu kompensieren.
4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung in einem selbstsynchronisierenden übertragungssystem, in dem der Sender (10) und der Empfänger (20) Drehmelder sind.