DE1204264B - UEberwachungsanordnung mit einer Anzahl von hintereinandergeschalteten Transfluxoren - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

H03k

Deutsche KL: 21 al-36/18

Nummer: 1 204 264

Aktenzeichen: A 44941 VIII a/21 al

Anmeldetag: 7. Januar 1964

Auslegetag: 4. November 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungsanordnung.

Es ist häufig notwendig, die Ausrüstungen einer Betriebsanlage an mehreren verschiedenen Stellen zu überwachen und einen Steuer- und/oder Regel-Vorgang auszulösen, wenn an irgendeiner der überwachten Stellen die Istbedingungen zu stark von den Sollbedingungen abweichen, was eine Anzeige für einen Fehler sein kann. Dann kann es beispielsweise notwendig sein, die Ausgangsleistung einer solchen Betriebsanlage herabzusetzen oder die Betriebsanlage ganz abzuschalten.

Für diesen Zweck ist ein Transfluxor besonders gut geeignet.

Ein Transfluxor ist ein Bauelement mit einem Magnetkern aus Ferrit, der als magnetisches Netzwerk ausgebildet ist. Der Magnetkern weist ein Eingangsjoch auf, mit dem in Serie ein Ausgangsjoch liegt. Diese beiden Joche sind mit Eingangs- bzw. Ausgangswicklungen versehen. Diese Joche sind von einer Anzahl von Zwischenjochen überbrückt, von denen einige mit Steuerwicklungen ausgerüstet sind. Die ganze Anordnung ist so getroffen, daß dann, wenn der Magnetfluß in dem magnetischen Netz-Überwachungsanordnung mit einer Anzahl von hintereinandergeschalteten Transfluxoren

Anmelder:

Associated Electrical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt, Frankfurt/M. 1, Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

James Sherlock, Cropston, Leicestershire (Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:

Großbritannien vom 7. Januar 1963 (706)

brückt, so daß Ausgangssignale nicht mehr auftreten. Das Fehlen der Ausgangssignale zeigt dann an, daß irgendwo ein Fehler aufgetreten ist. Für die Länge eines Transfluxors gibt es eine

werk zurückgestellt worden ist und alle Steuerwick- 25 obere praktische Grenze, oberhalb derer der Translungen erregt sind, ein der Eingangswicklung züge- fluxor nicht mehr zufriedenstellend arbeitet. Es ist

daher häufig notwendig, mehrere Transfluxoren in Serie hintereinanderzuschalten, um zur Erfüllung der gerade anliegenden Erfordernisse die ausreichende Anzahl von Steuerwicklungen vorzusehen.

Wenn, was ebenfalls bekannt ist, die B-H-Kurve von der für das Kernmaterial charakteristischen Form abweicht — ein Grund dafür kann ein mechanischer Bruch im Kernmaterial sein — kann sich 35 der magnetische Fluß im Ausgangsjoch ändern, wenn der Rückstellimpuls endet. Diese Änderung des Magnetflusses geht in einer solchen Richtung vor sich, daß in der Ausgangswicklung Störimpulse erzeugt werden, die die gleiche Polarität wie die sollen. Solange die Betriebsanlage bzw. ihre ver- 40 üblichen Ausgangsimpulse aufweisen. Da diese schiedenen Elemente ordnungsgemäß arbeiten, Störimpulse aber auch dann entstehen, wenn die

Erregung von einer oder auch von mehreren der Steuerwicklungen abgeschaltet ist, können sie ein ordnungsgemäßes Arbeiten aller Steuerwicklungen vortäuschen, obwohl eine oder mehrere der Steuerwicklungen ausgefallen sein können.

Ziel der Erfindung ist daher eine Anordnung aus hintereinandergeschalteten Transfluxoren, in der ein Ausfall eines Steuersignales von einem Defekt in

den Betriebsanlage irgendein Fehler auftritt, derart, 50 einem der Transfiuxoren unterscheidbar ist.
daß die Erregung zumindest einer Steuerwicklung Eine elektromagnetische Schutzschaltung nach der

ausbleibt, ist das Ausgangsjoch magnetisch über- Erfindung weist eine Anzahl von Transfluxoren auf,

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führtes Signal in der Ausgangswicklung ein Signal hervorruft. Wenn aber die Erregung auch nur einer Steuerwicklung ausbleibt, kann in der Ausgangswicklung kein Signal mehr erscheinen.

Transfluxoren sind häufig in der Form von Leitern aufgebaut. Dann sind die Eingangs- und die Ausgangswicklung auf den beiden Sprossen am Ende der Leiter angebracht, und die dazwischen liegenden Joche bilden die Zwischenjoche. Wenn ein solcher Transfluxor mit einem Leiterkern in einer Überwachungsvorrichtung verwendet wird, sind die Steuerwicklungen mit den verschiedenen Elementen der Betriebsanlage verbunden, die überwacht werden

werden die Steuerwicklungen mit Signalen versorgt. Wenn aber irgendwo ein Fehler auftritt, bleiben diese Signale zumindest an einer Steuerwicklung aus.

Bei einem solchen Transfluxor treten Eingangssignale und Rückstellsignale immer abwechselnd ■auf, so daß auch die entsprechenden Ausgangssignale erzeugt werden. Wenn jedoch in der zu überwachen-

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die in einer Kaskade hintereinander angeordnet sind. Richtung der dargestellten Pfeile übereinstimmt. Die Ausgangswicklung eines jeden der Transfluxoren Der Restfluß ist also in den ungeradzahligen Sprosist (bis auf die Ausgangswicklung des letzten Trans- sen nach oben und in den geradzahligen Sprossen fluxors) mit der Rückstellwicklung oder den Rück- nach unten gerichtet. Weiterhin sei angenommen, Stellwicklungen des in der Kaskade nachfolgenden 5 daß die Steuerwicklungen eine magnetomotorische Transfluxors verbunden, so daß während des Be- Kraft in den Sprossen hervorrufen, die in der gleitriebes ein Ausgangssignal von einem Transfluxor den chen Richtung wie der Restfluß, also ebenfalls in nächstfolgenden Leiterkerntransformator zurück- Richtung der Pfeile wirkt. Wenn jetzt an die Einstellt. (Nur der erste Transfluxor wird nicht auf gangswicklung ein Signal ausreichender Stärke ansolche Weise zurückgestellt. Dafür sind besondere io gelegt wird, das auf Grund seiner Polarität die Rich-Rückstellmaßnahmen getroffen). An die Eingangs- tang des Restflusses in der Sprosse 1 ändern kann, wicklungen der ungeradzahligen Transfluxoren in der ist dieses Signal nicht in der Lage, seinen magneti-Kaskade sowie an die Eingangswicklungen der da- sehen Weg über die Sprosse 2 zu schließen, da ihm zwischenliegenden geradzahligen Transfluxoren in in dieser Sprosse die magnetomotorische Kraft entder Kaskade sind periodisch abwechselnd Eingangs- 15 gegensteht, die durch die Steuerwicklung 1 hervorimpulse anlegbar. Dabei ist die ganze Anordnung so gerufen ist. Das gleiche gilt für die Sprossen 4 und 6. getroffen, daß an dem letzten Transfluxor nur dann Die Richtung der Magnetisierung in der Sprosse 3 Ausgangsimpulse erzeugbar sind, wenn sämtliche verläuft unter den gemachten Annahmen nach oben, Steuersignale vorhanden sind. d. h. in der gleichen Richtung wie die magnetomo-

Im folgenden soll die Erfindung in Verbindung 20 torische Kraft, die von dem Eingangssignal hervormit den Zeichnungen im einzelnen beschrieben gerufen ist. Da aber die Sprosse 3 fast oder ganz werden. gesättigt ist, stellt sie eine Strecke von hohem mag-

F i g. 1 ist eine schematische Ansicht eines Trans- netischen Widerstand dar. Das gleiche gilt für die fluxors in der üblichen Form. Sprossen 5 und 7. Daraus folgt, daß der einzige

F i g. 2 zeigt schematisch eine Kaskade aus Trans- 25 Weg, über den der magnetische Kreis geschlossen fluxoren nach der Erfindung. werden kann, über die Sprosse 8 verläuft, so daß

F i g. 3 zeigt die zeitliche Lage der Impulse, die in ein Ausgangssignal erzeugt werden kann. Wenn jeder Anordnung nach F i g. 1 auftreten. doch irgendeiner der Steuerströme fehlt, also bei-In der Fig. 1 ist ein Transfluxor üblicher Bauart spielsweise der Steuerstrom 1, dann kann der von gezeigt. Der Kern ist wie eine Leiter aus Ferrit auf- 30 dem Eingangssignal hervorgerufene Magnetfluß gebaut, die Seitenholme und Sprossen aufweist, die durch die Sprosse 2 hindurchlaufen, da auf Grund längs der Seitenholme in einem gewissen Abstand des Fehlens des Steuerstromes in dieser Sprosse voneinander angeordnet sind. In der dargestellten auch keine magnetomotorische Kraft vorhanden ist, Anordnung sind acht Sprossen gezeigt. Das soll aber diese Sprosse daher einen niedrigen magnetischen nur als Beispiel dienen. Auf der ersten Sprosse ist 35 Widerstand aufweist und die Sprosse 8 magnetisch eine Eingangswicklung aufgebracht, während auf überbrücken kann.

der achten, d. h., auf der letzten Sprosse eine Aus- Daraus folgt, daß das Ausgangsjoch immer dann

gangswicklung sitzt. Auf den Sprossen 2,4 und 6 magnetisch kurzgeschlossen ist, so daß kein Aussind Steuerwicklungen angebracht, während Rück- gangssignal entstehen kann, wenn an irgendeiner Stellwicklungen auf den Seitenholmen zwischen den 40 der Steuersprossen die Erregung fehlt. Sprossen 1 und 2,3 und 4, 5 und 6 sowie zwischen wie bereits vorne erwähnt worden ist, besteht für

den Sprossen 7 und 8 sitzen. die Größe eines Transfluxors eine praktische obere

Das ist aber nur ein Beispiel dafür, wie solche Grenze. Damit ist auch die Zahl der Sprossen in Rückstellwicklungen angeordnet werden können. einem einzelnen Transfluxor begrenzt, die Steuer-Sie können auch auf andere Weise angebracht wer- 45 wicklungen tragen können und damit auch die Anden, sofern die Rückstellwicklungen in Verbindung zahl der Steuerwicklungen selber. In einem solchen mit der Wirkung der Steuerwicklungen die erforder- Fall ist es notwendig, eine Anzahl von Transfluxoren liehe Verteilung des Magnetflusses hervorrufen kön- als Kaskade hintereinanderzuschalten. nen, der zum Zurückhalten des magnetischen Rest- Weiterhin ist oben bereits erklärt worden, daß

flusses notwendig ist. ₅o durch eine Abweichung der Hysteresis-Kurve (B-H-

Es hat sich bei einer solchen Anordnung heraus- Kurve) von ihrer charakteristischen sogenannten gestellt, daß nach dem Zurückstellen des magneti- Rechteckschleife, die beispielsweise durch einen sehen Restflusses ein Signal an der Eingangswicklung mechanischen Bruch im Kern hervorgerufen werden ein Signal an der Ausgangswicklung hervorrufen kann, sich der magnetische Fluß in der Ausgangskann, sofern alle Steuerjoche des Leiterkerntrans- 55 sprosse mit Beendigung des Rückstellimpulses auf formators erregt sind. Wenn jedoch irgendeines der solche Weise ändern kann, daß als Ausgangssignal Steuerjoche nicht erregt ist, ruft ein Eingangssignal ein Störsignal entsteht, das ein richtiges Arbeiten an der Eingangswicklung in der Ausgangswicklung der Steuerwicklungen vortäuschen kann, selbst wenn kein Signal mehr hervor. eine Steuerwicklung ausgefallen ist.

Die genaue Theorie der Wirkungsweise ist ziem- 60 Die F i g. 2 zeigt eine Anordnung, in der eine lieh kompliziert und auch noch nicht restlos durch- Anzahl von Transfluxoren in einer Kaskade hinterschaubar. Der nachfolgende Beschreibungsteil kann einandergeschaltet sind. Die ungeradzahligen Transaber als eine vereinfachte Erklärung angesehen wer- fluxoren sind mit den Bezugsziffern A1, A 2, A 3... den, die zu einem Verständnis der Erfindung bei- versehen, während die geradzahligen Transfluxoren tragen kann. 6₅ <ü_e Bezugsziffern B1, B 2, B 3 ... tragen. Die Trans-

Angenommen, die Rückstellwicklungen erzeugen fluxoren sind nur schematisch dargestellt. Sie könin Verbindung mit den Steuerwicklungen einen nen auch so ausgeführt sein, wie es in der Fi g. 1 magnetischen Restfluß, dessen Richtung mit der gezeigt ist. Die Ausgangswicklung 0 eines jeden

Transfluxors ist über einen Gleichrichter oder einen Verstärker D mit der Rückstellwicklung R des nächstfolgenden Transfluxors verbunden. Die Ausgangswicklung des Transfluxors Al ist daher mit der Rückstellwicklung des Transfluxors B1 verbunden, genauso wie die Ausgangswicklung des Transfluxors Bl an die Rückstellwicklung des Transfluxors A 2 angeschaltet ist. Ein Impulsgenerator führt den Eingangswicklungen der Transfluxoren A und den Eingangswicklungen der Transfluxoren B abwechselnd Impulse zu. Außerdem gibt der Impulsgenerator an den Transfluxoren A1 noch Rückstellimpulse ab, da dem Transfluxor A1 kein weiterer Transfluxor mehr vorhergeht, von dem ein Rückstellimpuls abgenommen werden könnte. Die Ausgangswicklung des Transfluxors B 3 liefert das Ausgangssignal.

Die Fig. 3 zeigt, wie diese Impulse zeitlich angeordnet sind. Wenn man den Transfluxor Bl betrachtet und sich daran erinnert, daß der Rückstellimpuls für diesen Transfluxor aus dem Ausgangssignal des Transfluxors A1 abgeleitet ist, so folgt daraus, daß der Rückstellimpuls periodisch und gleichzeitig mit dem Eingangssignal für den Transfluxor Al und damit mit dem Eingangssignal für den Transfluxor A 2 erscheint. Wenn daher in dem Transfluxor Bl ein mechanischer Fehler vorhanden ist, der, wie es oben bereits erklärt worden ist, mit der Beendigung des Rückstellsignales einen Störimpuls hervorruft, der als Rückstellsignal an den Transformator ^4 2 angelegt wird, tritt dieser Rückstellimpuls gleichzeitig mit dem Eingangssignal für den Transfluxor A 2 auf und hat daher keinerlei Wirkung, obwohl er von kürzerer Dauer ist. Das gleiche gilt für die anderen Transfluxoren A und auch für die anderen Transfluxoren B, da ein beliebiger Störausgangsimpuls von irgendeinem der Transfluxoren A, der an die Rückstellwicklung des nachfolgenden B-Transformators angelegt ist, gleichzeitig mit dem Eingangsimpuls für diesen Trans- üuxorB erscheint.

In einer solchen Anordnung treten daher an der Ausgangswicklung des letzten Transfluxors keinerlei Ausgangsimpulse auf, die mit den Eingangsimpulsen für den letzten Transfluxor gleichphasig sind, sofern nicht alle Steuerwicklungen unter Strom stehen. Das ist unabhängig davon, ob in den Transfluxorkernen mechanische Sprünge oder andere Fehler vorhanden sind oder nicht.

Die dargestellte Ausführungsform ist nur als Ausführungsbeispiel zu werten. Es kann jede beliebige passende Anzahl von Transfluxoren in einer Kaskade hintereinandergeschaltet werden, die darüber hinaus auch nicht so aufgebaut zu sein brauchen, wie es in der F i g. 1 gezeigt ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Überwachungsanordnung mit einer Anzahl von hintereinandergeschalteten Transfluxoren, von denen jeder einen Magnetkern aufweist, die jeweils mit einem Eingangsjoch mit einer Eingangswicklung, mit einem Ausgangsjoch mit einer Ausgangswicklung sowie mit dazwischenliegenden Jochen versehen sind, von denen einige mit Steuerwicklungen versehen sind, die von den zu überwachenden Stellen oder Elementen einer Betriebsanlage aus erregt sind, und von denen jeder weiterhin mit einer Rückstellwicklung versehen ist, durch die der magnetische Restfluß in dem Ausgangsjoch zurückschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangswicklung eines jeden der Transfluxoren bis auf die Ausgangswicklung des letzten Transfluxors mit der Rückstellwicklung des nächtsfolgenden Tranfluxors in Serie geschaltet ist, daß abwechselnd an die Eingangswicklungen der geradzahligen Transfluxoren und an die Eingangswicklungen der ungeradzahligen Transfluxoren periodisch Eingangsimpulse anlegbar sind, und daß alle Transfluxoren so angeordnet sind, daß am letzten Transfluxor nur dann ein Ausgangsimpuls entsteht, wenn alle von der zu überwachenden Betriebsanlage stammenden Steuersignale anliegen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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