DE1186940B

DE1186940B - Comparison circuit for monitoring the equality of two AC voltages with the same frequency and phase

Info

Publication number: DE1186940B
Application number: DEA41371A
Authority: DE
Inventors: Fernand Joseph Finfe
Original assignee: ACEC; Ateliers de Constructions Electriques de Charleroi SA
Current assignee: ACEC; Umicore NV SA
Priority date: 1961-11-27
Filing date: 1962-10-12
Publication date: 1965-02-11
Also published as: IT675994B; FR1314469A; NL285792A; ES281700A1; BE623119A; CH387498A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. Cl.: Int. Cl .:

H02dH02d

Deutsche Kl.: 21c-68/50 German class: 21c-68/50

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:Number:
File number:
Registration date:
Display day:

A41371VIIIb/21c
12. Oktober 1962
11. Februar 1965A41371VIIIb / 21c
October 12, 1962
February 11, 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vergleichsschaltung zur Überwachung der Gleichheit von zwei Wechselspannungen gleicher Frequenz und gleicher Phase, wobei ein bestimmter Unterschied zwischen diesen Wechselspannungen den Erregungszustand eines Relais steuert.The invention relates to a comparison circuit for monitoring the equality of two AC voltages of the same frequency and phase, with a certain difference between these alternating voltages controls the state of excitation of a relay.

Derartige Anordnungen sind beispielsweise in Schaltungen erforderlich, die zur selbsttätigen Steuerung der Bremsung von Zügen dienen, wobei die Geschwindigkeit des Zuges durch eine Wechselspannung dargestellt wird. Eine unzeitige Änderung oder das Verschwinden einer solchen Spannung stellt offenbar eine Gefahr dar; man ordnet daher der betreffenden Wechselspannungsquelle eine zweite als Vergleichsgröße dienende gleiche Spannungsquelle zu und überwacht die Gleichheit der beiden Spannungen.Such arrangements are required, for example, in circuits that are used for automatic control serve to brake trains, the speed of the train being controlled by an alternating voltage is pictured. An untimely change or the disappearance of such tension apparently represents pose a danger; a second is therefore assigned to the AC voltage source in question as a comparison variable serving the same voltage source and monitors the equality of the two voltages.

Es sind Schaltungen der eingangs angegebenen Art bekannt, bei denen ein Unterschied zwischen zwei zu überwachenden elektrischen Strömen oder Spannungen eine Kippschaltung aus dem einen in den anderen Zustand bringt oder den Betrieb eines Oszillators auslöst, dessen Strom nach Gleichrichtung einen Ruhestrom kompensiert, wodurch ein Schutzrelais ausgelöst wird.There are known circuits of the type specified in which a difference between two electrical currents or voltages to be monitored a flip-flop switch from one to the brings another state or triggers the operation of an oscillator whose current is rectified compensates for a quiescent current, which triggers a protective relay.

Bei diesen bekannten Schaltungen hat ein Fehler in der Stromversorgung, eine Leitungsunterbrechung oder ein sonstiger Mangel die Folge, daß die Schutzeinrichtung überhaupt nicht anspricht. Derartige Schaltungen entsprechen daher nicht den erhöhten Sicherheitsanforderangen, wie sie im Eisenbahnbetrieb gestellt werden.In these known circuits, a fault in the power supply has a line interruption or any other defect, the consequence that the protective device does not respond at all. Such Circuits therefore do not meet the increased safety requirements as they are in railroad operations be asked.

Das Ziel der Erfindung ist daher die Schaffung einer Schaltung dieser Art, welche eine Eigensicherheit aufweist, bei der also ein beliebiger in der Schaltung selbst auftretender Fehler die gleiche Wirkung für den Erregungszustand des Relais wie ein bestimmter Unterschied zwischen den beiden zu überwachenden Spannungen hat.The aim of the invention is therefore to provide a circuit of this type which is intrinsically safe has, in which any fault occurring in the circuit itself has the same effect for the energized state of the relay like a certain difference between the two to be monitored Has tension.

Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß das Relais durch die von einem mit Transistoren bestückten astabilen Multivibrator gelieferte Spannung gespeist wird, daß der zu überwachende Spannungsunterschied einerseits zwischen den positiven Pol der den Multivibrator speisenden Stromquelle und einen mit dem negativen Pol dieser Stromquelle verbundenen Widerstand und andererseits an den Emitter-Basis-Kreis eines Transistors angelegt wird, dessen Kollektorstrom der Basis des einen der Transistoren des Multivibrators eine Vorspannung liefert, welche ihn sättigt, wenn ein Unterschied zwischen den beiden Wechselspannungen auftritt, wodurch die Schwingungen des Multivibrators unterbrochen wer-Vergleichsschaltung zur Überwachung der
Gleichheit von zwei Wechselspannungen
gleicher Frequenz und gleicher PhaseAccording to the invention, this is achieved in that the relay is fed by the voltage supplied by an astable multivibrator equipped with transistors, that the voltage difference to be monitored on the one hand between the positive pole of the power source feeding the multivibrator and a resistor connected to the negative pole of this power source and on the other hand, applied to the emitter-base circuit of a transistor whose collector current supplies the base of one of the transistors of the multivibrator with a bias voltage which saturates it when a difference between the two alternating voltages occurs, whereby the oscillations of the multivibrator are interrupted to monitor the
Equality of two alternating voltages
same frequency and same phase

Anmelder:Applicant:

Ateliers de Constructions ElectriquesAteliers de Constructions Electriques

de Charleroi (ACEC), Brüsselde Charleroi (ACEC), Brussels

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. E. Prinz, Dr. rer. nat. G. Hauser
und Dipl.-Ing. G. Leiser, Patentanwälte,
München-Pasing, Ernsbergerstr. 19Dipl.-Ing. E. Prince, Dr. rer. nat. G. Hauser
and Dipl.-Ing. G. Leiser, patent attorneys,
Munich-Pasing, Ernsbergerstr. 19th

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Fernand Joseph Finfe, Montignies-le-TilleulFernand Joseph Finfe, Montignies-le-Tilleul

(Belgien)(Belgium)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 27. November 1961 (880 178)France of November 27, 1961 (880 178)

den, und daß die Konstanten der Schaltung so gewählt sind, daß bei einem Kurzschluß, einer Unterbrechung oder einem Fehler irgendeines Teils die Schwingung durch Sättigung oder Sperrung eines der Transistoren des Multivibrators aufhört.den, and that the constants of the circuit are chosen so that in the event of a short circuit, an interruption or a failure of any part, the oscillation by saturating or blocking one of the Transistors of the multivibrator stops.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, die das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Vergleichsschaltung zeigt.An embodiment of the invention is shown in the drawing, which shows the circuit diagram of an inventive Comparison circuit shows.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die beiden zu überwachenden Wechselspannungen von zwei Generatoren 1 und 2 erzeugt werden. Diese Spannungen sind natürlich synchron und gleichphasig. Die Schaltung enthält zwei gleiche Transformatoren 3 und 4, deren Primärwicklungen mit dem Generatori bzw. dem Generator2 verbunden sind und deren Sekundärwicklungen 5 und 6 gegensinnig in Serie geschaltet sind, so daß die resultierende Spannung den Wert Null hat, wenn die von den Generatoren 1 und 2 gelieferten Spannungen gleich sind. Die beiden Wicklungen 5 und 6 liegen in Serie mit einem Widerstand 7 an einer Gleichspannungsquelle 8. Der Verbindungspunkt zwischen den Wicklungen 5, 6 und dem Widerstand 7 ist mit der Basis eines pnp-Transistors 9 verbunden, dessen Emitter über einen Widerstand 10 mit dem PluspolIn the illustrated embodiment it is assumed that the two alternating voltages to be monitored can be generated by two generators 1 and 2. These tensions are, of course, synchronous and in phase. The circuit contains two identical transformers 3 and 4, their primary windings connected to the Generatori or the Generator2 are and the secondary windings 5 and 6 are connected in opposite directions in series, so that the resulting Voltage is zero if the voltages supplied by generators 1 and 2 are the same. The two windings 5 and 6 are connected in series with a resistor 7 to a DC voltage source 8. The connection point between the windings 5, 6 and the resistor 7 is with the Base of a pnp transistor 9 connected, the emitter of which via a resistor 10 to the positive pole

509 508ß24509 508ß24

und dessen Kollektor über einen Widerstand 11 mit dem Minuspol der Spannungsquelle 8 verbunden ist. and its collector is connected to the negative pole of the voltage source 8 via a resistor 11.

Ferner sind zwei npn-Transistoren 12 und 13 vor gesehen, die zusammen einen astabilen Multivibrator bilden. Zu diesem Zweck verbinden Kondensatoren 14 und 15 die Basis des einen Transistors mit dem Kollektor des anderen und umgekehrt. In Reihe mit dem Kondensator 15 liegt ein Widerstand 16, dessen Aufgabe weiter unten erläutert ist. Die Basis des Transistors 12 ist mit dem Kollektor des Transistors 9 verbunden, der die Basisvorspannungen bestimmt. In dem Emitterkreis des Transistors 12 liegt ein Widerstand 17 und in seinem Kollektorkreis ein Widerstand 18. Furthermore, two npn transistors 12 and 13 are seen, which together form an astable multivibrator . To this end , capacitors 14 and 15 connect the base of one transistor to the collector of the other and vice versa. In series with the capacitor 15 is a resistor 16, the function of which is explained below . The base of transistor 12 is connected to the collector of transistor 9 which determines the base bias voltages. A resistor 17 is located in the emitter circuit of the transistor 12 and a resistor 18 is located in its collector circuit.

Die Basis des Transistors ist mit dem positiven Pol der Stromquelle 8 über einen Widerstand 19 verbunden. In seinem Kollektorkreis liegt ein Span nungsteiler aus zwei Widerständen 20 und 21. Der Abgriff dieses Spannungsteilers ist mit der Basis ao eines Verstärkertransistors 22 verbunden, dessen Kollektorkreis über einen Transformator 23 ein Relais 24 steuert. The base of the transistor is connected to the positive pole of the current source 8 via a resistor 19. A voltage divider consisting of two resistors 20 and 21 is located in its collector circuit. The tap of this voltage divider is connected to the base ao of an amplifier transistor 22, the collector circuit of which controls a relay 24 via a transformer 23.

Wenn die beiden zu überwachenden Wechselspannungen gleich sind, hat die Wechselspanunng in dem Emitter-Basis-Kreis des Transistors 9 den Wert Null. Die Schaltungselemente sind so bemessen, daß in diesem Fall der Transistor 9 zur Basis des Tran sistors 12 einen solchen Basisstrom liefert, daß der Multivibrator mit einer bestimmten Frequenz schwingt, z. B. 200 Hz. Die durch den Transistor 22 verstärkte Spannung des Multivibrators erregt über den Transformator 23 das Relais 24. Wenn eine be stimmte Ungleichheit zwischen den zu vergleichenden Spannungen auftritt, entsteht an den in Serie geschalteten Wicklungen 5 und 6 eine resultierende Wechsel spannung, die an die Basis des Transistors 9 angelegt wird und in diesem einen pulsierenden Kollektorstrom erzeugt, dessen Mittelwert von Null verschie den ist. Dadurch wird der Kondensator 15 aufgela- den, und die durch diesen geglättete Spannung ver größert den Basisstrom des Transistors 12, so daß dieser in die Sättigung gebracht wird. Dadurch werden die Schwingungen des Multivibrators unterbrochen, so daß das Relais 24 abfällt und die vorgesehenen Schutzeinrichtungen betätigt. Der Widerstand 16 begrenzt den Entladestrom des Kondensators 15, um eine in gewissen Fällen mögliche Zerstörung des Transistors 9 zu verhindern. If the two alternating voltages to be monitored are the same, the alternating voltage in the emitter-base circuit of the transistor 9 has the value zero. The circuit elements are dimensioned so that in this case the transistor 9 to the base of the Tran sistor 12 supplies such a base current that the multivibrator oscillates at a certain frequency , for. The amplified by the transistor 22 of the multivibrator voltage, 200 Hz. Energized via the transformer 23, the relay 24. When an inequality occurs be agreed between the voltages to be compared, is generated at the geschal ended in series windings 5 and 6, a resulting alternating voltage , which is applied to the base of the transistor 9 and generated in this a pulsating collector current, the mean value of which is the different from zero. As a result, the capacitor 15 is charged , and the voltage smoothed by this ver increases the base current of the transistor 12, so that it is brought into saturation . This interrupts the vibrations of the multivibrator, so that the relay 24 drops out and the protective devices provided are activated. The resistor 16 limits the discharge current of the capacitor 15 in order to prevent the transistor 9 from being destroyed, which is possible in certain cases.

Bei richtiger Bemessung der Schaltungselemente bewirkt offensichtlich eine Unterbrechung, ein Kurzschluß oder ein beliebiger Fehler irgendeines Schaltungsbestandteils das Aufhören der Schwingungen des Multivibrators entweder durch Sättigung oder durch Sperrung eines der Transistoren desselben.If the circuit elements are dimensioned correctly, an interruption, a short circuit, will obviously occur or any failure of any circuit component in the cessation of the oscillations of the multivibrator either by saturation or by blocking one of the transistors of the same.

Claims

Claim:

Comparison circuit for monitoring the equality of two alternating voltages of the same type Frequency and same phase, with a certain difference between these alternating voltages controls the energization state of a relay, characterized in that the relay fed by the voltage supplied by an astable multivibrator equipped with transistors is that the voltage difference to be monitored on the one hand between the positive pole the power source feeding the multivibrator

(8) and a resistor (7) connected to the negative pole of this power source and on the other hand to the emitter-base circuit of a transistor

(9) is applied, the collector current of which is the base of one of the transistors of the multivibrator provides a bias which saturates it when there is a difference between the two AC voltages occur, whereby the vibrations of the multivibrator are interrupted, and that the constants of the circuit are chosen so that in the event of a short circuit, an interruption or a failure of any part, the oscillation by saturation or blocking one of the transistors of the multivibrator stops.

Considered publications:
German Auslegeschrift No. 1117 720;
SSW publication 4585 TS 9 (SSW 426/206).

For this purpose, 1 sheet of drawings