DE1191028B - Circuit arrangement for generating a control current for a relay for connecting alternating current generators in parallel - Google Patents

Circuit arrangement for generating a control current for a relay for connecting alternating current generators in parallel

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DE1191028B
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DEC24091A
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Inventor
Pierre Turpin
Edmond Bielicki
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CIE GENERALE D ELECTRICITE SOC
Alcatel Lucent SAS
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CIE GENERALE D ELECTRICITE SOC
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H02J3/42Synchronising a generator for connection to a network or to another generator with automatic parallel connection when synchronisation is achieved

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Steuerstroms für ein Relais zum Parallelschalten von Wechselstromgeneratoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Steuerstromes für ein Relais zum Parallelschalten von Wechselstromgeneratoren, bei welcher zwei den Generatorspannungen proportionale, mittels Spannungswandler erzeugte Steuerwechselspannungen derart zusammengeschaltet werden, daß der gleichgerichtete und gegebenenfalls verstärkte Steuerstrom nur dann für die Betätigung des Relais ausreicht, wenn die Generatorspannungen annähernd gleiche Frequenz und Phasenlage aufweisen.Circuit arrangement for generating a control current for a relay for connecting alternators in parallel The invention relates to a circuit arrangement for generating a control current for a relay for parallel switching of alternators, in which two generator voltages proportional, AC control voltages generated by means of voltage converters are interconnected in this way that the rectified and possibly increased control current only then sufficient to operate the relay when the generator voltages are close to have the same frequency and phase position.

Es ist bekannt, daß bei der Parallelschaltung zweier Wechselstromgeneratoren auf ein und dasselbe Netz im Augenblick der Draufschaltung drei Bedingungen erfüllt sein müssen: 1. Gleichheit der wirksamen Spannungen, 2. Gbereinstimmung der Phasenlage und 3. gleiche Frequenz.It is known that when two alternating current generators are connected in parallel three conditions are met on one and the same network at the moment of switching on must be: 1. Equality of the effective voltages, 2. Correspondence of the phase position and 3. same frequency.

Der Schaltvorgang macht es daher erforderlich, zuerst jeden dieser drei Parameter so zu beeinflussen, daß diese drei Bedingungen gleichzeitig erfüllt sind. Die Spannungsregelung bietet keine besondere Schwierigkeit, weil die Spannungsregler, mit denen die Generatoren im allgemeinen ausgerüstet sind, ihre Spannungen automatisch auf annähernd gleiche Werte einstellen. Da diese erste Bedingung durch Vorrichtungen erfüllt wird, die keinen Teil der Erfindung ausmachen, verbleibt nur die Aufgabe, die übereinstimmung der Frequenzen und der Phasenlage zu beachten. Da die Parallelschaltung von zwei Stromquellen mit ähnlichen Charakteristiken vorgenommen werden muß, besteht die eigentliche Aufgabe darin, die günstigsten Augenblicke festzulegen, in denen die Phasen und die Frequenzen miteinander übereinstimmen. Es ist bereits eine Schaltungsanordnung bekannt, mit deren Hilfe der Zusammenschaltungsbefehl bei Anwesenheit eines von den Spannungen der beiden parallelzuschaltenden Generatoren herrührenden Schwebungsstroms erzielt wird. Der Strom wird gleichgerichtet und gefiltert. Die Generatoren arbeiten im wesentlichen bei einer Frequenz von 50 Hz. Die Schwebungsfrequenz liegt beträchtlich unterhalb 50 Hz; im Augenblick des Zusammenschaltens fällt sie normalerweise auf unter 10 Hz ab und strebt sogar auf 0 Hz zu, wenn man sich dem Synchronismus nähert. Die Gleichrichtung und Filterung von Strömen so tiefer Frequenzen ist nun außerordentlich schwierig. Die Abmessungen der in den Kreis einzuschaltenden Elemente sind bei der bekannten Schaltungsanordnung sehr hoch, woraus Kosten sowie ein Raumbedarf resultieren, die in der Praxis nicht akzeptabel sind. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art unter Beseitigung ihrer genannten Mängel im Sinne einer beträchtlichen Verkleinerung weiter zu entwickeln.The switching process therefore makes it necessary to do each of these first to influence three parameters so that these three conditions are met at the same time are. The voltage regulation does not present any particular difficulty because the voltage regulators, with which the generators are generally equipped, their voltages automatically set to approximately the same values. As this first condition through devices is fulfilled, which do not form part of the invention, the only remaining task is Pay attention to the correspondence of the frequencies and the phase position. Because the parallel connection must be made by two power sources with similar characteristics the real task is to determine the most favorable moments in which the phases and frequencies coincide with each other. It is already a circuit arrangement known, with the help of which the interconnection command in the presence of one of the voltages of the two generators to be connected in parallel is achieved. The current is rectified and filtered. The generators are working essentially at a frequency of 50 Hz. The beat frequency is considerable below 50 Hz; it is usually noticeable at the moment of connection drops below 10 Hz and even tends towards 0 Hz as synchronism is approached. The rectification and filtering of currents at such low frequencies is now extraordinary difficult. The dimensions of the elements to be included in the circle are at known circuit arrangement is very high, resulting in costs and space requirements, which are not acceptable in practice. The invention is based on the object the known circuit arrangement of the type mentioned with the elimination of their to develop further in the sense of a considerable reduction in size.

Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß in den vor der ersten Steuerwechselspannung gespeisten Betätigungsstromkreis des Relais die eine Wicklung eines mit zwei Wicklungen versehenen ferromagnetischen Kernes mit annähernd rechteckiger Hysteresisschleife eingeschaltet ist, während die andere Wicklung dieses Kernes über einen Gleichrichter mit dem Kollektor eines Transistors verbunden ist, wobei der Wicklungssinn dieser Wicklungen so gewählt ist, daß die in den Wicklungen durch die erste Steuerwechselspannung induzierten Ströme den Kern entgegengesetzt magnetisieren und daß zwischen Emitter und Basis des Transistors die zweite Steuerwechselspannung derart angelegt ist, daß der Kollektorstrom des Transistors unterdrückt wird, wenn die beiden Steuerwechselspannungen in Phasenopposition sind.The circuit arrangement according to the invention is essentially distinguished characterized in that in the actuating circuit fed before the first alternating control voltage of the relay one winding of a ferromagnetic one with two windings Kernes with an approximately rectangular hysteresis loop is switched on while the other winding of this core through a rectifier to the collector of one Transistor is connected, the winding sense of these windings selected is that those induced in the windings by the first alternating control voltage Currents magnetize the core in opposite directions and that between emitter and base of the transistor, the second alternating control voltage is applied in such a way that the collector current of the transistor is suppressed when the two alternating control voltages are in phase opposition are.

An dieser Stelle ist zu erwähnen, daß die Verwendung von Transistoren in Schaltungen zur Erzeugung eines Parallelschaltimpulses an sich bekannt ist.At this point it should be mentioned that the use of transistors in circuits for generating a parallel switching pulse is known per se.

In besonders vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an die Basis des Transistors eine polarisierende Gleichspannung angelegt, die den Kollektorstrom des Transformators aufrechterhält. Zweckmäßigerweise wird dabei die Gleichspannung durch Gleichrichtung eines Teils der ersten Steuerwechselspannung gewonnen.In a particularly advantageous further embodiment of the invention a polarizing DC voltage applied to the base of the transistor, which the Maintains the collector current of the transformer. Appropriately the direct voltage is thereby achieved by rectifying part of the first alternating control voltage won.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen F i g. 1 und 2 bevorzugte Ausführungsformen der Schaltungsanordnung nach der Erfindung.Further details, advantages and features of the invention result from the following description. In the drawing the invention is for example illustrated, namely show FIG. 1 and 2 preferred embodiments of the Circuit arrangement according to the invention.

Bei der aus F i g. 1 ersichtlichen Schaltungsanordnung wird ausgehend von der Phasendifferenz der Spannungen U1 und U, ein Strom geliefert, der indirekt eine Funktion dieser zur Steuerung eines Relais R2 erforderlichen Differenz ist.In the case of FIG. 1 apparent circuit arrangement is based on from the phase difference of the voltages U1 and U, a current is supplied which is indirect is a function of this difference required to control a relay R2.

Der dargestellte Stromkreis umfaßt im wesentlichen einen Transformator mit zwei Wicklungen 16 und 17, die auf einen aus ferromagnetischem Material mit praktisch rechteckiger Hysteresisschleife her-gestellten Kern 15 aufgewickelt sind. Der Kern 15 hat vorzugsweise die Form eines Toroids, weil man mit dieser Form die magnetische Sättigung mit einem Minimum von Amperewindungen in den Wicklungen 16, 17 erzielt.The circuit shown essentially comprises a transformer with two windings 16 and 17 which are wound onto a core 15 made of ferromagnetic material with a practically rectangular hysteresis loop. The core 15 preferably has the shape of a toroid, because with this shape, the magnetic saturation with a minimum of ampere-turns in the windings 16, achieved 17th

Es soll nun zunächst untersucht werden, was in der veranschaulichten Anordnung vor sich geht, wenn durch die Wicklung 17 überhaupt kein Strom hindurchfließt und die Wechselspannung U1 an den Klemmen 18, 19 liegt. Während der Halbperiode, in welcher U1 positiv ist, das ist also diejenige Halbperiode, während welcher das Potential 19 gegenüber dem als Bezugspotential dienenden Potential von 18 positiv ist, fließt ein gleichgerichteter Strom durch die Wicklung 16 und den Gleichrichter 21 und speist das Relais R2, zu dessen Wicklung ein Kondensator 11 mit großer Kapazität parallel geschaltet ist. Infolge der bekannten Eigenschaften der Magnetkerne mit rechteckiger Hysteresisschleife fällt der Blindwiderstand der Wicklung 16 auf einen vernachlässigbar kleinen Wert ab, sobald U1 einen kleinen Bruchteil seines maximalen Wertes erreicht hat, und es fließt ein verhältnismäßig starker, gleichgerichteter Strom durch das Relais R2 und lädt den Kondensator 11 auf. Der Kontakt K, des Relais R2 wird infolgedessen geschlossen. Der Kondensator 11 erfüllt hierbei eine doppelte Funktion, einesteils erleichtert er das Halten des Relais RE in der Stellung, in welcher der Kontakt K= geschlossen ist und vermeidet infolge der vorhandenen elektrischen Ladung ein zu rasches Abfallen dieses Relais, andererseits läßt er an seinen Klemmen eine Gleichspannung entstehen, die bestrebt ist, die Dauer des Bruchteils der Periode von U1 zu reduzieren, während welcher der Gleichrichter 21 stromleitend ist, und infolgedessen den Stromdurchgang durch den Gleichrichter 21 auf diejenigen Zeitintervalle zu beschränken, in denen U1 etwa seinen positiven Höchstwert erreicht.It will now first be examined what is going on in the illustrated arrangement when no current at all flows through the winding 17 and the alternating voltage U1 is applied to the terminals 18, 19. During the half cycle in which U1 is positive, i.e. the half cycle during which the potential 19 is positive compared to the potential of 18 serving as reference potential, a rectified current flows through the winding 16 and the rectifier 21 and feeds the relay R2, a capacitor 11 with a large capacity is connected in parallel to its winding. As a result of the known properties of the magnetic cores with a rectangular hysteresis loop, the reactance of the winding 16 drops to a negligibly small value as soon as U1 has reached a small fraction of its maximum value, and a relatively strong, rectified current flows through the relay R2 and charges the capacitor 11 on. The contact K, of the relay R2 is closed as a result. The capacitor 11 fulfills a double function, on the one hand it makes it easier to hold the relay RE in the position in which the contact K = is closed and prevents this relay from dropping too quickly due to the electrical charge present, on the other hand it leaves a relay at its terminals Direct voltage arise, which tends to reduce the duration of the fraction of the period of U1 during which the rectifier 21 is conductive, and consequently to limit the passage of current through the rectifier 21 to those time intervals in which U1 approximately reaches its positive maximum value.

Im folgenden soll nun die Rolle untersucht werden, welche die Wicklung 17 und die zu ihr gehörigen Elemente spielen, d. h. also der Gleichrichter 25, der von der Gleichspannungsquelle U, vorgespannt wird, der Transistor 24, von dem angenommen sei, daß er die Bauart n-p-n aufweise, und die an den Klemmen 22, 23, von denen die Klemme 22 unmittelbar mit 18 verbunden ist, liegende Wechselspannung UZ. Aus dem Anschluß des Gleichrichters 25 ergibt sich, daß die Wicklung 17 nur während der negativen Halbperiode von U1 von einem Strom durchflossen werden kann und dies unter der Bedingung, daß die Spannung U2 während dieser Halbperiode nicht so groß ist und einen solchen Richtungssinn aufweist, daß sie den Kollektorstrom des Transistors 24 unterdrücken kann.The following will now examine the role played by the winding 17 and the elements belonging to it, ie the rectifier 25, which is biased by the DC voltage source U, the transistor 24, which is assumed to be of the npn type have, and the alternating voltage UZ present at the terminals 22, 23, of which the terminal 22 is directly connected to 18. From the connection of the rectifier 25 it follows that the winding 17 can only have a current flowing through it during the negative half cycle of U1 and this under the condition that the voltage U2 is not so great during this half cycle and has such a sense of direction that it can suppress the collector current of transistor 24.

Wie sich aus nachfolgender Beschreibung ergibt, hängt die Wirkung der Wicklung 17 auf den Betrieb des Gleichrichters 21, der das Relais R2 speist, im wesentlichen von der relativen Phasenverschiebung zwischen U1 und U2 ab. Aus der in F i g. 1 wiedergegebenen Schaltungsanordnung ist ersichtlich, daß der maximale Speisestrom von R2 erreicht wird, wenn U1 und U2 in Phasenopposition sind. Da das Relais R2 aber nur bei Phasenübereinstimmung der Generatorspannungen einschaltbar sein soll, sind die Wicklungen der Transformatoren T1 und T2 so geschaltet, daß die Sekundärspannungen U1 und U2 bei Phasenübereinstimmung der Generatorspannungen in Phasenopposition sind.As can be seen from the following description, the effect of the winding 17 on the operation of the rectifier 21, which feeds the relay R2, depends essentially on the relative phase shift between U1 and U2. From the in F i g. 1 shows that the maximum supply current of R2 is reached when U1 and U2 are in phase opposition. Since the relay R2 should only be able to be switched on when the generator voltages match, the windings of the transformers T1 and T2 are switched so that the secondary voltages U1 and U2 are in phase opposition when the generator voltages match.

Unter der Annahme, daß U1 und U2 zunächst in exakter Phasenopposition sind, fließt dann ein Strom durch die Wicklung 16, der während der Halbperiode von U1, in welcher das Potential von 19 gegenüber dem Potential von 18 positiv ist, durch den Gleichrichter 21 und das Relais R2 fließt. Während dieser Halbperiode fließt durch die Wicklung 17 kein Strom, da die von U1 an den Gleichrichter 25 gelegte Spannung dem normalen Leitungssinn des Gleichrichters entgegengerichtet ist. Während der nun folgenden Halbperiode wechselt die Spannung U1 ihren Richtungssinn, und es fließt kein Strom mehr durch den Gleichrichter 21 und das Relais R2. Andererseits wird die Spannung U2, obwohl die Spannung U1 jetzt im Sinne der Stromleitung an dem Gleichrichter 25 liegt und obwohl diese in Phasenopposition gegenüber U1 steht, so groß, daß das Potential des Punktes 23 gegenüber demjenigen von 18 und 22 positiv wird. An der Basis des Transistors 24 liegt also jetzt eine Spannung U2, die bestrebt ist, den Kollektorstrom des Transistors 24 auf den Wert Null zu bringen. Vorausgesetzt, daß U2 genügend groß ist, fließt kein Strom durch die Wicklung 17. Der magnetische Kern 15 bleibt in demjenigen Magnetisierungszustand, in den er während der vorhergehenden Halbperiode gebracht worden war. Infolgedessen arbeitet der Stromkreis 16-21-R2 in der gleichen Weise wie zuvor, sobald U1 von neuem positiv wird.Assuming that U1 and U2 are initially in exact phase opposition, a current then flows through the winding 16, which during the half cycle of U1, in which the potential of 19 is positive compared to the potential of 18, through the rectifier 21 and the Relay R2 flows. During this half cycle, no current flows through the winding 17 , since the voltage applied by U1 to the rectifier 25 is opposite to the normal direction of conduction of the rectifier. During the half-cycle that now follows, the voltage U1 changes its direction and no more current flows through the rectifier 21 and the relay R2. On the other hand, the voltage U2, although the voltage U1 is now in the sense of the current line to the rectifier 25 and although this is in phase opposition to U1, is so great that the potential of the point 23 is positive compared to that of 18 and 22. At the base of the transistor 24 there is now a voltage U2 which tries to bring the collector current of the transistor 24 to the value zero. Provided that U2 is sufficiently large, no current flows through the winding 17. The magnetic core 15 remains in the magnetization state in which it was brought during the previous half cycle. As a result, circuit 16-21-R2 will operate in the same way as before as soon as U1 goes positive again.

Nimmt man andererseits an, daß U1 und U2 sich in Phasenübereinstimmung befinden (d. h., die Generatorspannungen befinden sich in Phasenopposition), und nimmt man ferner noch an, daß während der Zeit der Halbperiode, in welcher U1 positiv ist, sich alles so abspielt, wie in dem vorhergehenden Fall, dann ergibt sich ohne weiteres, daß sämtliche Erscheinungen während der Halbperiode, in der U1 negativ ist, tatsächlich andere sind. Die Spannung U1 sucht jetzt durch den Gleichrichter 25 und die Wicklung 17 einen gleichgerichteten Strom zu schicken, der in Richtung 25-17 so lange fließt, als die an dem Gleichrichter 25 anliegende Spannung höher als der von der Vorspannungsbatterie U, bestimmte Schwellwert bleibt, weil der Kollektorstrom des Transistors 24 nicht mehr durch die an seine Basis angelegte Spannung U2 blockiert ist, die jetzt gleichzeitig mit U1 negativ ist. Durch die Wirkung des Stromes, der die Wicklung 17 durchfließt, ändert sich der magnetische Zustand des Kernes 15 schlagartig.On the other hand, if one assumes that U1 and U2 are in phase correspondence (that is, the generator voltages are in phase opposition), and one further assumes that during the time of the half-cycle in which U1 is positive, everything happens as in the previous case, then it follows without further ado that all phenomena during the half-period in which U1 is negative are in fact different. The voltage U1 now seeks to send a rectified current through the rectifier 25 and the winding 17, which flows in the direction 25-17 as long as the voltage applied to the rectifier 25 remains higher than the threshold value determined by the bias battery U, because the collector current of transistor 24 is no longer blocked by the voltage U2 applied to its base, which is now negative at the same time as U1. Due to the effect of the current flowing through the winding 17, the magnetic state of the core 15 changes suddenly.

In der folgenden Halbperiode, in der U1 wieder positiv ist, steigt der gleichgerichtete Strom durch 21 (F i g. 1) nur unter großen Schwierigkeiten an, weil die von U1 gelieferte Energie zunächst ausreichen muß, um den magnetischen Zustand des Kernes 15 erneut zu ändern. Die Lieferung dieser Energie erfolgt über den sehr hohen Scheinwiderstand der Wicklung 16, und der tatsächlich durch den Gleichrichter 21 gehende Strom wird vernachlässigbar klein. Das Relais R, wird infolgedessen nicht mehr gespeist.In the following half-period, in which U1 is positive again, increases the rectified current through 21 (Fig. 1) only under large Difficulties arise because the energy supplied by U1 must initially be sufficient to change the magnetic state of the core 15 again. The delivery of this Energy takes place via the very high impedance of the winding 16, and that actually Current passing through the rectifier 21 becomes negligibly small. The relay As a result, R is no longer fed.

In dem viel häufigeren Fall, in welchem die beiden Spannungen U1 und U2 nicht mehr ganz genau in Phase oder in Phasenopposition stehen, bleibt die Wirkung der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ganz ähnlich derjenigen, die soeben erläutert worden ist. Nimmt man also beispielsweise an, daß U2 gegenüber U1 um einen etwas kleineren Betrag als 180° phasenverschoben ist, dann gibt es während jeder Halbperiode von U1 nur eine kleine Zeitspanne, in der die Spannung U2 die gleiche Polarität wie die Spannung U1 hat. Während der Halbperiode, in der U1 positiv ist, spielen sich diese Vorgänge genauso ab wie in dem vorliegenden Fall, weil über den Gleichrichter 25 keine Speisung der Wicklung 17 erfolgen kann. Während der Halbperiode, in der U1 negativ ist, gibt es ein kleines Zeitintervall, in welchem U2 ebenfalls negativ ist, so daß der Kollektorstrom des Transistors 24 in Erscheinung treten und der Gleichrichter 25 einen Strom in die Wicklung 17 schicken kann. Dieser Strom führt, wie bei dem vorhergehenden Beispiel, den Kern 15 in einen magnetischen Zustand über, einer Stromdurchlässigkeit am Beginn der folgenden Halbperiode, in der U1 wieder positiv geworden ist, abträglich ist. Daraus ergibt sich wie im vorhergehenden Fall, in welchem U1 und U2 phasengleich sind, daß das Relais R2 nicht mehr gespeist wird oder doch nur so schwach, daß es die Stellung einnimmt, in welcher der Kontakt K2 geschlossen wird, zumal dieser Betriebszustand nur während eines ganz kleinen Bruchteils der Periode besteht. Hieraus resultiert, daß bei entsprechender Einstellung des Relais R2 ohne weiteres zu erreichen ist, daß der Kontakt K2 nur geschlossen wird, wenn die Spannungen U1 und U2 mit einem vorbestimmten Genauigkeitsgrad in Phasenopposition sind.In the much more common case in which the two voltages U1 and U2 is no longer exactly in phase or in phase opposition, the effect remains the circuit arrangement according to FIG. 1 very similar to the one just explained has been. So if one assumes, for example, that U2 is slightly less than U1 is less than 180 ° out of phase, then there is during each half cycle from U1 only a short period of time in which the voltage U2 has the same polarity how the voltage U1 has. Play during the half-period in which U1 is positive These processes are exactly the same as in the present case, because via the rectifier 25 the winding 17 cannot be fed. During the half-period in which U1 is negative, there is a small time interval in which U2 is also negative is, so that the collector current of the transistor 24 appear and the Rectifier 25 can send a current into winding 17. This current carries as in the previous example, the core 15 in a magnetic state, a current permeability at the beginning of the following half cycle, again in the U1 has become positive is detrimental. As in the previous case, this results in in which U1 and U2 are in phase that the relay R2 is no longer fed or only so weakly that it assumes the position in which the contact K2 is closed, especially since this operating state is only for a very small fraction the period exists. As a result, with the appropriate setting of the Relay R2 can be reached easily, that the contact K2 is only closed, when the voltages U1 and U2 are in phase opposition with a predetermined degree of accuracy are.

Bisher war angenommen worden, daß die Frequenzen der Spannungen U1 und U2 identisch gleich groß waren. Man kann aber ebensogut annehmen, daß U1 und U2 Frequenzen f, und f2 haben, die ein klein wenig verschieden voneinander sind. Es ist bekannt, daß dieser Fall auf denjenigen zurückzuführen ist, bei dem sich die Phasenverschiebung in Abhängigkeit von der Zeit langsam ändert. In einem gegebenen Zeitpunkt befindet sich der Stromkreis der F i g. 1 immer in einem der vorher untersuchten Zustände. Sind die Frequenzen fast gleich groß, dann sind die Zeiträume, in denen eine Phasenopposition auftritt, lang genug, um das Relais R2 in Tätigkeit zu setzen und damit den Kontakt K2 zu schließen. Im übrigen ist es durchaus möglich, die Arbeitsgeschwindigkeit des Systems durch die Wahl des Wertes der Kapazität des Kondensators 11 zu regulieren und zu bewirken, daß er nur dann in Tätigkeit tritt, wenn die Phasenopposition während einer genügend langen Zeit anhält. Mit der Anordnung nach F i g. 1 wird also das Relais R2 nur betätigt, wenn die Spannungen U1 und U2 gleichzeitig gleich große Frequenzen oder annähernd gleich große Frequenzen haben und ihre Phasen praktisch in Opposition sind. Um die Regulierung des Systems zu erleichtern, kann man in den einen oder anderen Stromkreis, welcher die Spannung U1 oder U2 von den Generatoren liefert, einen regelbaren Phasenschieber einfügen, der es ermöglicht, das Relais R2 mit einer gewissen Voreilung gegenüber dem Zeitpunkt zu betreiben, in dem die vorstehend erläuterte Phasenlage besteht. Dies kann insbesondere. in dem Fall nützlich sein, in welchem die über den Kontakt K2 betätigten Organe relativ langsam arbeiten.It was previously assumed that the frequencies of the voltages U1 and U2 were identical in size. But one can just as well assume that U1 and U2 have frequencies f, and f2 that are slightly different from each other. It is known that this case is due to the person in whom the phase shift changes slowly as a function of time. In a given Time is the circuit of FIG. 1 always in one of the previously examined Conditions. If the frequencies are almost the same, then are the periods in which phase opposition occurs long enough to activate relay R2 and thus to close contact K2. In addition, it is entirely possible to adjust the working speed to regulate the system by choosing the value of the capacitance of the capacitor 11 and to cause it to come into action only when the phase opposition is during lasts a long enough time. With the arrangement according to FIG. So this will be 1 Relay R2 is only activated if the voltages U1 and U2 are of the same magnitude at the same time Frequencies or frequencies of approximately the same size and their phases are practical are in opposition. To make it easier to regulate the system, the one or the other circuit, which the voltage U1 or U2 from the generators supplies, insert an adjustable phase shifter that enables the relay R2 to operate with a certain lead compared to the point in time at which the phase position explained above exists. This can in particular. useful in that case in which the organs operated via the contact K2 work relatively slowly.

F i g. 2 zeigt eine gegenüber F i g. 1 abgeänderte Schaltungsanordnung, deren Zweck darin besteht, eine unerwünschte Betriebsweise des Relais R2 allein infolge -der Wirkung der Spannung U1 zu vermeiden für den Fall, daß die Spannung U2 momentan ausbleibt. Es könnte dann tatsächlich vorkommen, daß der Kollektorstrom des Transistors 24 bei einer Polarität von U1 sehr klein bleibt, die der Stromleitung durch den Gleichrichter 25 entspricht, weil die Potentialdifferenz zwischen den Klemmen 22 und 23 praktisch Null wäre; infolgedessen würde das Relais R2 den Kontakt K2 ausschließlich unter dem Einfluß der Spannung U1 schließen, obwohl die Spannung U., überhaupt nicht vorhanden ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, legt man an die Basis des Transistors 24 eine feste negative Polarisationsgleichspannung, die man von der Spannung U1 unter Zwischenschal-. tung des Gleichrichters 30, des Spannungsteilers mi; den Widerständen 31 und 32 und mit Hilfe der Widerstände 33, 34 ableitet, welche die Basis des Transistors 24 mit dem Gleichrichter 25 bzw. mit dem gemeinsamen Punkt zwischen den Widerständen 31 und 32 verbindet, wobei die Werte der Widerstände 33, 34 relativ hoch gewählt sind, um die Unabhängigkeit dieser Werte von der so erzeugten Polarisationsgleichspannung und von der an den Klemmen 22, 23 auftretenden Wechselspannung sicherzustellen. Das Vorhandensein der permanenten, negativen Gleichspannung an der Basis des Transistors 24 garantiert auf diese Weise beim Fehlen der Spannung U2 den Stromfluß durch die Wicklung 17 während der Halbperioden, in denen U1 negativ ist, wodurch verhindert wird, daß das Relais R2 schließt, wenn die Spannung U2 ausfällt.F i g. 2 shows a comparison with FIG. 1 modified circuit arrangement, the purpose of which is to avoid an undesired mode of operation of the relay R2 solely as a result of the effect of the voltage U1 in the event that the voltage U2 is momentarily absent. It could then actually happen that the collector current of the transistor 24 remains very small with a polarity of U1, which corresponds to the current conduction through the rectifier 25, because the potential difference between the terminals 22 and 23 would be practically zero; As a result, the relay R2 would close the contact K2 exclusively under the influence of the voltage U1, although the voltage U. is not present at all. In order to avoid this disadvantage, a fixed negative polarization DC voltage is applied to the base of the transistor 24, which is obtained from the voltage U1 under interconnection. device of the rectifier 30, the voltage divider mi; the resistors 31 and 32 and with the help of the resistors 33, 34, which connects the base of the transistor 24 to the rectifier 25 or to the common point between the resistors 31 and 32, the values of the resistors 33, 34 being selected to be relatively high in order to ensure the independence of these values from the direct polarization voltage generated in this way and from the alternating voltage occurring at terminals 22, 23. The presence of the permanent, negative DC voltage at the base of the transistor 24 guarantees in this way, in the absence of the voltage U2, the current flow through the winding 17 during the half-periods in which U1 is negative, which prevents the relay R2 from closing when the Voltage U2 fails.

Claims (1)

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung eines Steuerstromes für ein Relais zum Parallelschalten von Wechselstromgeneratoren, bei welcher zwei den Generatorspannungen proportionale, mittels Spannungswandler erzeugte Steuerwechselspannungen derart zusammengeschaltet werden, daß der gleichgerichtete und gegebenenfalls verstärkte Steuerstrom nur dann für die Betätigung des Relais ausreicht, wenn die Generatorspannungen annähernd gleiche Frequenz und Phasenlage aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß in den von der ersten Steuerwechselspannung gespeisten Betätigungsstromkreis des Relais (R2) die eine Wicklung (16) eines mit zwei Wicklungen versehenen ferromagnetischen Kernes (15) mit annähernd rechteckiger Hysteresisschleife eingeschaltet ist, während die andere Wicklung (17) dieses Kernes über einen Gleichrichter (25) mit dem Kollektor eines Transistors (24) verbunden ist, wobei der Wicklungssinn dieser Wicklungen (16, 17) so gewählt ist, daß die in den Wicklungen durch die erste Steuerwechselspannung induzierten Ströme den Kern (15) entgegengesetzt magnetisieren und daß zwischen Emitter und Basis des Transistors (24) die zweite Steuerwechselspannung derart angelegt ist, daß der Kollektorstrom des Transistors (24) unterdrückt wird, wenn die beiden Steuerwechselspannungen in Phasenapposition sind. 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Basis des Transistors (24) eine polarisierende Gleichspannung angelegt ist, die den Kollektorstrom des Transformators aufrechterhält. 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung durch Gleichrichtung eines Teils der ersten Steuerwechselspannung gewonnen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 689 993; britische Patentschrift Nr. 692 939; USA: Patentschrift Nr. 2 862111.Claims: 1. Circuit arrangement for generating a control current for a relay for the parallel connection of alternating current generators, in which two alternating control voltages proportional to the generator voltages and generated by means of voltage converters are interconnected in such a way that the rectified and possibly increased control current is only sufficient for the actuation of the relay when the Generator voltages have approximately the same frequency and phase position, characterized in that one winding (16) of a ferromagnetic core (15) provided with two windings with an approximately rectangular hysteresis loop is switched on in the actuating circuit of the relay (R2) fed by the first alternating control voltage, while the other winding (17) of this core is connected via a rectifier (25) to the collector of a transistor (24) , the winding sense of these windings (16, 17) being selected so that the in the windings through which it ste control AC voltage induced currents magnetize the core (15) in opposite directions and that between the emitter and base of the transistor (24) the second control AC voltage is applied in such a way that the collector current of the transistor (24) is suppressed when the two control AC voltages are in phase relationship. 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a polarizing DC voltage is applied to the base of the transistor (24) which maintains the collector current of the transformer. 3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the direct voltage is obtained by rectifying part of the first alternating control voltage. Documents considered: German Patent No. 689 993; British Patent No. 692,939; USA: Patent No. 2,862,111.
DEC24091A 1960-05-18 1961-05-10 Circuit arrangement for generating a control current for a relay for connecting alternating current generators in parallel Pending DE1191028B (en)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE689993C (en) * 1931-12-09 1940-04-11 Heinz Einhorn Dipl Ing Dr achines and networks
GB692939A (en) * 1950-08-21 1953-06-17 Electric Construction Co Improvements in automatic parallelling systems for alternators
US2862111A (en) * 1957-12-10 1958-11-25 Westinghouse Electric Corp Automatic paralleling system

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