DE1243721B - Elektronische Schaltanordnung zum Ein- und Ausschalten der Wechselstromversorgung eines Verbrauchers - Google Patents

Description

DEUTSCHES MW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT Deutsche Kl.: 21 al - 36/18

Nummer: 1 243 721

Aktenzeichen: B 82564 VIII a/21 al

J 243 721 Anmeldetag: 25.Juni 1965

Auslegetag: 6. Juli 1967

Die Erfindung bezieht sich auf Schaltanordnungen zum Ein- und Ausschalten der Wechselstromversorgung eines Verbrauchers in der Nähe des Spannungsnullpunktes der Speisewechselspannung und auf Stromversorgungsumschaltvorrichtungen, mit denen einmal die Stromversorgung eines Wechselstromverbrauchers ein- und ausgeschaltet und zum anderen die Stromversorgung eines Verbrauchers von einer Wechselstromquelle auf eine andere umgeschaltet werden kann.

Wenn ein bestimmter Verbraucher an eine Wechselstromquelle angeschlossen oder von der Wechselstromquelle abgeschaltet wird, entstehen beim Öffnen und Schließen der Steuerschalter elektrische Störungen in Form von Störimpulsen, es sei denn, das Öffnen oder Schließen erfolgt im Zeitpunkt des Nulldurchgangs der Versorgungsspannung. Ferner ergibt sich beim Einschalten induktiver Verbraucher ein starker Stromstoß, wenn die Stromversorgung mit entgegengesetzter Phase eingeschaltet wird, als sie zuletzt ausgeschaltet wurde. Die Wahrscheinlichkeit, daß die Versorgungsspannung bei wahllosem Ein- und Ausschalten mit Hilfe eines herkömmlichen Schalters gerade im Schaltaugenblick durch Null geht, ist sehr gering, so daß das Öffnen und Schließen der Schalter in einer Wechselstromanlage im allgemeinen Störsignale erzeugt und zur Zerstörung der gewöhnlich mechanischen Schalterkontakte führt.

Vor allem in Flugzeuganlagen sind die durch das öffnen und Schließen der Schalter erzeugten Störimpulse besonders unerwünscht. Derartige Störungen treten besonders dann auf, wenn die Stromversorgung eines Flugzeugs von einem Bodengerät auf das interne Stromversorgungsgerät eines Flugzeugs umgeschaltet wird. Zur Zeit ist es in der Luftverkehrstechnik üblich, Flugzeuge am Boden eigens von einer Boden-Stromversorgungseinheit mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch brauchen nicht ständig ein oder mehrere Triebwerke des Flugzeugs in Betrieb zu sein, während sich das Flugzeug auf dem Boden befindet und startklar gemacht wird. In der derzeitigen Luftfahrttechnik ist es nicht ungewöhnlich, ein Flugzeug vor dem Start während einiger Stunden mit elektrischer Energie zu versorgen. Wenn das Flugzeug startklar ist. stellt sich jedoch heraus, daß die sich bei der Unterbrechung der sinusförmigen Speisespannung durch das Umschalten der Stromversorgung auf das interne Stromversorgungsgerät ergebenden Störimpulse viele Probleme ver- Ursachen. Ein derartiges Problem ist, daß bei diesem Umschalten verschiedene Rechenanlagen in Betrieb Elektronische Schaltanordnung zum Ein- und
Ausschalten der Wechselstromversorgung eines
Verbrauchers

Anmelder:

The Boeing Company, Washington, D. C.
(V.StA.)

Vertreter:

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

Als Erfinder benannt:

Edward Star Baker, Washington, D. C. (V. St. A.) Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 26. Juni 1964 (378 377),
vom 14. September 1964
(398 829)

sind, die empfindlich auf Stromversorgungsstörimpulse ansprechen. Nur wenn die Stromversorgungsumschaltung von der Boden-Stromquelle auf die Flugzeugstromquelle so erfolgt, daß die beiden Stromquellen bei der Umschaltung im wesentlichen in Phase sind und die Umschaltung unter geringer oder gar keiner Störung erfolgt, werden Rechner und andere elektronische Geräte des Flugzeugs in ihrem Normalbetrieb nicht gestört. Andernfalls müßten die verschiedenen Geräte im Flugzeug vor dem Start wieder neu eingestellt und korrigiert werden, wodurch kostbare Wartezeit bei laufenden Triebwerken verlorengeht.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Entwicklung eines Schalters, mit dem es möglich ist, einen Verbraucher in den Zeitpunkten von einer Wechselstromquelle abzuschalten bzw. an eine Wechselstromquelle zu schalten, wenn die Spannung der Stromquelle durch Null geht.

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Es sind bereits Schaltanordnungen mit Stromtoren zum Ein- und Ausschalten der Wechselstromversorgung eines Verbrauchers in der Nähe des Spannungsnullpunktes der Speisewechselspannung bekanntgeworden, diese haben jedoch den Nachteil, daß sie wegen der natürlichen Zündverzögerung von Stromtoren nicht weit genug in der Nähe des Spannungsnullpunktes schalten.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Verbraucher in Reihe mit der Wechselstromquelle in den Wechselstromkreis einer Gleichrichterschaltung geschaltet ist, deren Gleichstromkreis von einem Hauptstromtor nach Betätigung des Auslöseschalters in der Nähe des nächsten Nulldurchgangs der Speisewechselspannung kurzgeschlossen oder unterbrochen wird, indem der Anode eines Hilfsstromtores, die über eine Diode mit dem Steueranschluß des Hauptstromtores und über den Auslöseschalter mit dem Steueranschluß des Hilfsstromtores verbunden ist, die Speisewechselspannung gleichgerichtet und ungeglättet über einen hochohmigen Widerstand zugeführt wird, und daß die Kathoden der beiden Stromtore miteinander verbunden sind und zwischen Steueranschluß und Kathode beider Stromtore ein Vorspannungswiderstand geschaltet ist.

Das heißt, gemäß der Erfindung ist das Hauptstromtor, z. B. ein steuerbarer Leistungs-Siliciumgleichrichter (SCR), zwischen die Wechselstromquelle und den Verbraucher geschaltet. Das Hauptstromtor wird vorzugsweise mit Hilfe eines Vollweggleichrichters in den Verbraucherkreis geschaltet, so daß es von der Wechselstromquelle mit gleichgerichtetem Strom versorgt wird. Das Hauptstromtor ist so mit einer Steuerschaltung verbunden, daß es leitend oder nicht leitend wird, wenn die Spannung der Wechselstromquelle durch Null geht. Gemäß einer Ausführung der Erfindung erfolgt die Steuerung des Hauptstromtores durch ein Hilfsstromtor, z.B. ein leistungsschwacher SCR, der zum Hauptstromtor parallel geschaltet, aber zu dem eine Strombegrenzungsimpedanz in Reihe geschaltet ist. Das Hilfsstromtor begrenzt oder hält das Potential der Steuerelektrode des Hauptstromtores ungefähr auf Kathodenpotential, so daß das Hauptstromtor nicht leitend werden kann. Wenn das Steuerelektrodensignal des Hilfsstromtores entfernt wird, wird das Hilfsstromtor in der Nähe des nächsten Nulldurchgangs der Spannung der Stromversorgungsquelle nichtleitend. Dadurch wird die Begrenzerwirkung des Hilfsstromtores aufgehoben, so daß das Hauptstromtor ein Zündsignal erhält, sobald die Spannung der Stromquelle von Null abweicht. Dies hat zur Folge, daß die sich normalerweise beim Schließen eines Wechselstromkreises ergebenden Stromstöße und Störimpulse vermieden werden. Wenn das Hilfsstromtor wieder ein Zündsignal erhält, wird das Hilfsstromtor in der Nähe des nächsten Nulldurchgangs der Speisespannung wieder durchgesteuert und das Hauptstromtor gesperrt. Somit werden die sich normalerweise beim öffnen eines Schalters in einem So Wechselstromkreis ergebenden Störimpulse verhindert, da ein steuerbarer Gleichrichter gesperrt wird, wenn seine Speisespannung annähernd Null ist. Durch die Parallelschaltung des Hilfsstromtores zum Hauptstromtor in Verbindung mit der Steuerelektroden-Vorspannungsschaltung des Hauptstromtores wird gewährleistet, daß, ohne Rücksicht darauf, wann der Schalter für das Hilfsstromtor betätigt

wird, die Stromzufuhr zum Verbraucher nur nahe dem Augenblick eingeschaltet oder unterbrochen wird, in dem die Spannung der Wechselstromquelle durch Null geht.

Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung wird das Zündsignal für das Hauptstromtor mit Hilfe eines Transformationsvorgangs aus der Wechselstromquelle gewonnen. Wenn man diese Anordnung verwendet, kann man feststellen, daß der für die Steuerelektrode der beiden Stromtore zur Verfügung stehende Strom erhöht und somit die Gesamtwirkung der Schaltung verbessert wird. Außerdem vermeidet diese Vorrichtung, daß dem Verbraucher ein Reststrom zugeführt wird, und sie ermöglicht eine einfache Einstellung des Einschalt-Zeitpunktes der Stromversorgung eines Verbrauchers in bestimmten Anwendungsfällen, wie später noch beschrieben wird. Da es genügt, der Steuerelektrode des Hilfsstromtores Schwachstromsignale zuzuführen, um die Stromabgabe der Wechselstromquelle in der Nähe des Spannungsnulldurchgangs ein- und auszuschalten, kann der erfindungsgemäße Schalter zusammen mit einem Abtastglied zum weitestgehend störfreien Schalten verwendet werden. Somit wird gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Temperaturfühler in den Steuerelektrodenkreis des Hilfsstromtores geschaltet, so daß eine geringfügige Änderung der Ausgangsgröße des Abtastgliedes eine ziemlich große, dem Verbraucher zugeführte Leistung steuern kann, wobei der Verbraucher in dem Zeitpunkt angeschlossen wird, in dem die Ausgangsspannung der Stromquelle annähernd Null ist. Diese verbesserte Überwachungsschaltung kann deshalb besonders in Flugzeugen mit Vorteil verwendet werden, da dort die Erzeugung von Störsignalen, z.B. die normalerweise beim öffnen und Schließen von Schaltern in einer Wechselstromanlage auftretenden Störimpulse vermieden werden müssen.

Wenn Stromtore, z. B. steuerbare Siliciumgleichrichter, zur Steuerung von starken Strömen in einer Wechselstromanlage verwendet werden, hat sich herausgestellt, daß beim Durchsteuern der Stromtore in jedem Nulldurchgang der Speisespannung die geringfügige Zeitverzögerung bis zum Durchzünden der Stromtore einen extrem hohen HF-Rauschpegel und starke Störimpulse mit doppelter Frequenz der Speisespannung verursacht. Da dieser durch das wiederholte Ein- und Ausschalten der Stromtore verursachte Störpegel ziemlich groß ist, sind zur Vermeidung dieser Störimpulse gemäß der Erfindung die Zündsignale, die den Steuerelektroden der beiden Stromtore zugeführt werden, so in ihrer Phasenlage eingestellt, daß sie der Anodenspannung der Stromtore vorauseilen. Dadurch wird die Zündung jedes Stromtores vorbereitet, und man hat gefunden, daß dadurch das Hochfrequenzrauschen nahezu beseitigt wird, das durch die Notwendigkeit, an die Stromtore eine bestimmte Vorspannung in Durchlaßrichtung anlegen zu müssen, hervorgerufen wird. Wenn auch beim ersten Einschalten der Stromversorgung des Verbrauchers ein einziges Störsignal erzeugt wird, so ist doch danach die Stromversorgung des Verbrauchers im wesentlichen störfrei, und zwar insbesondere frei von den sich normalerweise beim Einschalten (Zünden) der Stromtore ergebenden Störimpulse. Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn es sich um einen induktiven Verbraucher, z. B. einen Transformator, handelt. Es läßt sich nämlich zeigen,

daß beim Einschalten der Stromversorgung des Transformators in einem Zeitpunkt, in dem das Änderungsmaß des Stroms aus der Stromquelle Null oder minimal ist, der extrem hohe Stromstoß vermieden wird, der normalerweise mit dem Einschalten in einer Phase eines Transformators verbunden ist, der zuletzt in der entgegengesetzten Phase ausgeschaltet wurde. Bei einer Ausführung der Erfindung kann der erste Einschaltpunkt der Stromversorgung wählbar so eingestellt werden, daß beim anschließenden Durchzünden der Stromtore hochfrequente Störimpulse vermieden werden.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Stromversorgungsumschaltvorrichtung geschaffen, die von einem Phasendetektor Gebrauch macht, dem gleichzeitig aus zwei Wechselstromquellen Signale zugeführt werden. Die Erfindung wird an Hand einer Vorrichtung beschrieben, mit der die Stromversorgung eines Flugzeugs von einem Boden-Stromversorgungsgerät auf das interne Stromversorgungsgerät eines Flugzeugs umgeschaltet werden kann. Bei derartigen Vorrichtungen ist man bestrebt, die Frequenz des Boden-Stromversorgungsgerätes im Flugzeug ungefähr gleich zu halten. Aber in der Praxis hat sich herausgestellt, daß sich die Frequenzen der beiden Stromversorgungsgeräte oftmals um 2 oder 3 Hz unterscheiden. Somit ändern sich die Phasenbeziehungen der beiden Geräte ständig.

Der Phasendetektor hat die Aufgabe, durch ein Steuersignal anzuzeigen, wann die beiden Strom-Versorgungsgeräte ungefähr in Phase sind, damit in diesem Zeitpunkt die Stromversorgung von dem Boden-Stromversorgungsgerät auf das Stromversor- ~ungsgerät des Flugzeugs umgeschaltet wird. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Null-Schalters wird das Flugzeug-Stromversorgungsgerät eingeschaltet, wenn die von diesem gelieferte Spannung die Nullinie schneidet. Dieses Einschalten der Flugzeug-Stromversorgung dient dann der Erzeugung eines geeigneten Signals für eine Torschaltung des Boden-Stromversorgungsgerätes, so daß dieses, wenn die Ausgangsspannung des Boden-Stromversorgungsgerätes das nächste Mal ihre Null-Bezugsachse erreicht, ausgeschaltet wird. Demzufolge wird die Stromversorgung des Verbrauchers ohne merkliche Unterbrechung und ohne ein merkliches Störsignal von dem Boden-Stromversorgungsgerät auf das Flugzeug-Stromversorgungsgerät umgeschaltet. Der Phasendetektor in der Vorrichtung veranlaßt somit das Umschalten der Stromversorgung, wenn die beiden Stromversorgungsgeräte nahezu in Phase sind, während die Null-Schalter gewährleisten, daß die Stromversorgung in der Nähe von O Volt ein- und ausgeschaltet wird.

Bei einer speziellen erfindungsgemäßen Stromversorgungsumschaltvorrichtung werden Null-Schalter gemäß der Erfindung einmal zur Feststellung des Zeitpunktes verwendet, in dem die Ausgangsspannung des Stromversorgungsgerätes im Flugzeug durch Null geht, um die Stromversorgung des Flugzeugs einzuschalten, und zum anderen zur Feststellung des Zeitpunktes verwendet, in dem die Spannung des Boden-Stromversorgungsgerätes durch Null geht. Man hat festgestellt, daß durch Verwendung der erfindungsgemäßen Schalter in der Vorrichtung gemaß der Erfindung die Stromversorgung eines Flugzeugs von einem Boden-Stromversorgungsgerät auf das interne Stromversorgungsgerät eines Flugzeugs ohne irgendeine Störung des normalen Betriebsverhaltens von Rechnern und anderen empfindlichen elektronischen Geräten im Flugzeug umgeschaltet werden kann.

Insgesamt ergeben sich folgende Vorteile durch die Erfindung: Die erfindungsgemäße Schaltanordnung läßt sich sowohl mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom von außen steuern. Kombiniert man die Schaltanordnung mit einem Abtastglied, dann läßt sie sich so steuern, daß dem Verbraucher auf Grund eines leistungsschwachen Signals des Abtastgliedes eine verhältnismäßig hohe Leistung von dem Augenblick an zugeführt wird, in dem der Strom der Speisewechselstromquelle durch Null geht. Außerdem können mit Hilfe der Schaltanordnung Zündsignale für Stromtore erzeugt werden, die zwischen eine Wechselstromquelle und einen Verbraucher geschaltet sind, so daß die Stromtore weitgehend ohne elektrische Störimpulse wiederholt ein- und ausgeschaltet werden können. Auch kann die Wechselstromversorgung eines induktiven Verbrauchers, beispielsweise eines Transformators, zunächst in einem Zeitpunkt eingeschaltet werden, in dem das Änderungsmaß des Ausgangsstroms der Stromquelle klein ist, und dann können anschließend die Stromtore durchgesteuert werden, wenn die Spannung der Stromquelle die Nullachse schneidet. MitHilfe zweier erfindungsgemäßer Schaltanordnungen ist es schließlich möglich, die Stromversorgung eines Verbrauchers von einer Stromquelle auf eine andere umzuschalten, und zwar so, daß die dem Verbraucher von der einen Stromquelle zugeführte Leistung unterbrochen und dann von der anderen Stromquelle Leistung zugeführt wird, derart, daß diese Umschaltung ohne oder nur mit geringer elektrischer Störung des Verbrauchers erfolgt. Dabei erfolgt die Umschaltung der Stromversorgung, selbst wenn die Stromquelle etwas unterschiedliche Frequenz hat, in dem Zeitpunkt, in dem die Spannungen der beiden Stromquellen im wesentlichen in Phase sind und die Nullinie schneiden.

Die Erfindung wird nun auch an Hand der Zeichnungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen.

F i g. 1 ist ein schematisches Schaltbild eines vereinfachten Null-Schalters gemäß der Erfindung;

Fig. IA zeigt den Verlauf der Versorgungsspannung und der Spannung am Verbraucher der Fig. 1;

F i g. 2 ist ein schematisches Schaltbild eines Null-Schalters gemäß der Erfindung, der zur Erzeugung eines Zündsignals für ein Hauptstromtor, das mit dem Verbraucher in Reihe geschaltet ist, von einem Transformationsvorgang Gebrauch macht;

Fig. 2A zeigt den Verlauf der Versorgungsspannung und der Spannung am Verbraucher der F i g. 2;

F i g. 3 ist ein schematisches Schaltbild eines Null-Schalters gemäß der Erfindung, in dem außerdem dargestellt wird, wie ein Abtastglied, z. B. ein lichtempfindlicher Widerstand, zur Erzeugung der Ein- und Ausschaltsignale für einen steuerbaren Siliciumgleichrichter verwendet wird;

F i g. 4 ist ein schematisches Schaltbild einer Ausführung der Erfindung, in dem die Zündsignale für zwei Hauptstromtore so gesteuert werden, daß sie der Speisespannung eines Verbrauchers so weit voreilen, daß die sich beim Einschalten dieser Stromtore erge-

benden Störsignale im wesentlichen vermindert werden;

Fig.4A zeigt den zeitlichen Verlauf der Steuerelektroden- und Anoden-Spannungen zweier Hauptstromtore (steuerbare Siliciumgleichrichter, SCRs), die in F i g. 4 gezeigt sind, und auch der Anodenspannung eines SCR im Zündkreis sowie des Verlaufs zweier Steuerelektrodenspannungen des SCR im Zündkreis;

F i g. 5 ist ein Gesamtblockschaltbild, in dem die verschiedenen Baugruppen einer Stromversorgungsumschaltvorrichtung gemäß der Erfindung gezeigt sind;

F i g. 6 zeigt den Verlauf verschiedener Ströme und Spannungen der Stromversorgungsumschaltvorrichtung von F i g. 5, und

F i g. 7 ist ein schematisches Schaltbild der Einzelheiten einer Stromversorgungsumschaltvorrichtung, z.B. der in Fig.5 als Blockschaltbild dargestellten Vorrichtung.

In F i g. 1 ist ein Wechselstrom-Stromversorgungsgerät 10 gezeigt, aus dem ein Verbraucher, beispielsweise ein Widerstand 13, der mit dem Stromversorgungsgerät 10 verbunden ist, mit elektrischer Energie versorgt werden kann. Ein Vollweg-Brückengleichrichter, bestehend aus Dioden 14, 15, 16 und 17, ist in Reihe mit dem Verbraucher 13 an das Stromversorgungsgerät 10 angeschlossen und mit einem Stromtor in Reihe geschaltet, das als steuerbarer Siliciumgleichrichter 20 mit einer Anode 21, einer Kathode 22 und einer Steuerelektrode 23 dargestellt ist. Es ist an sich bekannt, daß ein steuerbarer Siliciumgleichrichter, wie der mit der Bezugsziffer 20 gekennzeichnete, die Eigenschaft besitzt, daß selbst bei Anlegen einer verhältnismäßig hohen Spannung zwischen Anode und Kathode des Gleichrichters kein Strom durch den Gleichrichter fließt, bevor nicht seiner Steuerelektrode ein geeignetes Signal zugeführt wird. Um das Stromtor leitend zu machen, muß ein positives Signal der Steuerelektrode zugeführt werden, wenn das Anodenpotential positiv in bezug auf das Kathodenpotential ist. Wenn der steuerbare Gleichrichter jedoch erst einmal leitet, haben nachfolgende Steuerelektrodensignale keinen Einfluß mehr auf den Steuergleichrichter, und der Stromdurchgang durch den Gleichrichter kann nur dadurch beendet werden, daß man Anoden- und Kathodenpotential gleich oder das Kathodenpotential positiv in bezug auf das Anodenpotential macht. Somit ähnelt ein steuerbarer Siliciumgleichrichter in mancher Hinsicht einem Thyratron, das, wie an sich bekannt ist, durch ein geeignetes Signal auf das Steuergitter leitend gemacht wird und anschließend leitend bleibt, unabhängig von weiteren Signalen auf das Steuergitter.

Aus der Schaltung von F i g. 1 ist zu ersehen, daß die Anode 21 mit den Kathoden der Dioden 14 und 16 verbunden ist, während die Kathode 22 mit den Anoden der Dioden 15 und 17 verbunden ist. Somit ist das Potential der Anode 21 des steuerbaren Gleichrichters 20 immer positiv in bezug auf das Potential der Kathode 22, bis die Spannung der Wechselstromquelle 10 durch Null geht. In diesem Augenblick ist das Potential der Kathode 22 und der Anode 21 gleich.

Ein zweites Stromtor 25, ebenfalls als steuerbarer Siliciumgleichrichter dargestellt, ist dem ersten SRC 20 parallel geschaltet, wobei die Anoden 21 und 26 über einen Strombegrenzungswiderstand 29 und die

Kathoden 22 und 27 direkt miteinander verbunden sind. Der zweite SCR 25 ist über einen Schalter 30 und einen Widerstand 29 mit dem positiven Pol 18 des Vollweg-Gleichrichters verbunden, der durch die Dioden 14 bis 17 gebildet wird. Der Schalter 30 kann in zwei Stellungen gebracht werden, nämlich eine »Ein«-Stellung 31 und eine »Aus«-Stellung 32. Diese Stellungen entsprechen der dem Verbraucher 13 zugeführten Leistung. Das heißt, in der Stellung 31

ίο wird dem Verbraucher 13 Strom zugeführt und in der Stellung 32 nicht.

Die Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 1 ist wie folgt. Wenn der Schalter 30 in die »Aus «-Stellung gebracht ist, wird die vollgleichgerichtete Spannung gleichzeitig beiden steuerbaren Gleichrichtern 20 und 25 zugeführt. Eine Diode 33 und ein Widerstand 34 sind zwischen der Anode 26 des SCR 25 und den Kathoden 27 und 22 beider SCRs in Reihe geschaltet. Die Steuerelektrode 23 des ersten SCR 20

so ist mit dem Verbindungspunkt der Kathode der Diode 33 und dem Widerstand 34 verbunden und deshalb wird der Eingangswiderstand der Steuerelektrode des ersten SCR 20, von der positiven Klemme 18 des Brückengleichrichters gesehen, etwas größer als der

as Eingangswiderstand des zweiten SCR 25, wenn sich der Schalter 30 in der »Aus«-Stellung befindet. Wenn die Spannung der positiven Klemme 18 von der Nullinie aus beginnend wieder positiv wird, wenn sich der Schalter 30 in der »Aus«-Stellung 32 befindet, wird der zweite SCR 25 infolge des glatten Kurzschlusses durch den Schalter 30 bevorzugt vor dem Leistungs-SCR 20 leitend, und somit liegt die Anode 26 nahezu auf gleichem Potential mit der Kathode 27, da der Brennspannungsabfall an dem SCR nur wenige Zehntel Volt beträgt. Dadurch wird das Potential der Steuerelektrode 23 des ersten SCR 20 begrenzt, d. h., die Spannung an der Steuerelektrode kann die Zündspannung des Gleichrichters 20 nicht überschreiten. Obwohl es möglich ist, eine andere Schaltung zu verwenden, um das zweite Stromtor empfindlicher zu machen als das erste, wurde festgestellt, daß dazu die Diode 33 ausreicht, da ihr Spannungsabfall in Durchlaßrichtung in der gleichen Größenordnung liegt wie der Spannungsabfall an dem SCR 25. Deshalb ist es nicht möglich, den SCR 20 durchzusteuern, solange der SCR 25 leitend ist. Es ist an sich bekannt, daß die Empfindlichkeit steuerbarer Siliciumgleichrichter streut, und deshalb ist es in einigen Fällen möglich, für den SCR 25 einen empfindlicheren SCR als für den SCR 20 zu verwenden. Dennoch gewährt die Diode 33 immer obiges Betriebsverhalten, auch wenn der SCR 20 von sich aus empfindlicher ist als der SCR 25.

Die als Widerstand 29 gezeigte Impedanz ist ziemlieh groß gewählt, so daß nur ein sehr kleiner Strom durch den SCR 25 fließt. Deshalb fließt auch in der »Aus«-Stellung 32 des Schalters 30 nur ein sehr kleiner Strom durch den Verbraucher 13. In der in F i g. 1 dargestellten Ausführung der Erfindung ist der Verbraucher 13 jedoch so beschaffen, daß dieser kleine Strom keinen Einfluß auf den Verbraucher 13 hat, z. B., wenn der Verbraucher 13 eine stromempfindliche Vorrichtung ist, die nur auf Ströme anspricht, die größer sind als der kleine Strom, der über den hochohmigen Widerstand 29 fließt.

Wenn der Schalter 30 in die »Ein«-Stellung 31 gebracht wird, ist die Steuerelektrode 28 nicht mehr mit der positiven Klemme 18 des Brückengleichrich-

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ters verbunden. Nimmt man an, daß der Schalter 30 in die »Ein«-Stellung gebracht wird, wenn das Potential der Klemme 18 seinen Maximalwert erreicht, dann wäre der SCR 25 in diesem Augenblick bereits leitend und würde deshalb auch leitend bleiben, bis das Potential der Klemme 18 wieder Null wird. Dies ist in F i g. 1A dargestellt. Im Zeitpunkt T₁ wird der Schalter 30 eingeschaltet, aber es erfolgt keine Änderung bis zum Zeitpunkt t₂. Erst dann, wenn das tung ist dann wie folgt: Solange wie das äußere Steuergerät 35 der Steuerelektrode 28 auch nur ein sehr kleines, gegenüber der Kathode 27 positives Potential zuführt, bleibt der SCR 25 leitend, und der größte Teil der Leistung aus der Wechselstromquelle 10 wird dem Verbraucher 13 nicht zugeführt. Bei einem Widerstand 29 in der Größenordnung von 68 Kiloohm und einer Speisespannung von 115 Volt wäre der Reststrom durch den Verbraucher 13 klei-

Potential der Klemme 18 in dem Zeitpunkt I₂ erneut io ner als 2 Milliampere. Wenn die kleine Ausgangs

positiv zu werden beginnt, gelangt dieses Potential über die Diode 33 auf die Steuerelektrode 23 des Hauptstromtores 20. Denn im gleichen Zeitpunkt U wird der SCR 25 gesperrt (nichtleitend) und bleibt auch gesperrt, da sich der Schalter 30 in der »Einstellung 31 befindet und der Steuerelektrode 28 kein Zündsignal zugeführt wird. Infolgedessen wird der SCR 20 leitend und wirkt nahezu wie ein Kurzschluß für den Brückengleichrichter. Somit erhält der Verbraucher 13 die volle Leistung. Man sieht, daß unabhängig davon, wann der Schalter 30 von der »Aus«- Stellung in die »Ein«-Stellung gebracht wird, der Hauptstrom zum Verbraucher 13 in dem Augenblick eingeschaltet wird, wenn die Spannung der Stromspannung des äußeren Steuergerätes 35 abgeschaltet oder so weit verringert wird, bis sie nicht mehr zur Zündung des SCR 25 ausreichen würde, wird der SCR 25 nichtleitend, wenn die Speisespannung das nächste Mal durch Null geht, und es findet der oben beschriebene Vorgang statt, wenn der Schalter 30 in die »Ein«-Stellung gebracht ist. In der Praxis hat sich bei der Anordnung von F i g. 1 gezeigt, daß 0,6 Volt bei einem Strom von 80 Mikroampere von dem äußeren Steuergerät 35 ausreichen, die Schaltung in ihrem »Aus«-Zustand zu halten. Der Kondensator 38 kann zur Stabilisierung der Schaltung verwendet werden.

Obwohl die soweit beschriebene Schaltung gemäß der Erfindung zufriedenstellend arbeitet, speziell in

quelle annähernd Null ist. Somit ergibt sich ein Schal- 25 den Fällen, wo ein geringfügiger Reststrom durch den

ter, der nahe 0 Volt einschaltet.

Jetzt sei der Ausschaltvorgang beschrieben, unter Annahme, daß sich der Schalter 30 in der »Einstellung befindet und der steuerbare Gleichrichter 20 leitend ist. Wenn der Schalter 30 im Zeitpunkt t₃ (F i g. 1 A) von der »Ein«-Stellung in die »Aus«- Stellung gebracht wird, hat das Potential der positiven Klemme 18 des Brückengleichrichters ihren Maximalwert, und somit wird der Steuerelektrode 28 Verbraucher 13 nicht störend wirkt, verhindert die Schaltung von Fig. 2 auch geringfügige Restströme. Weitere Vorteile sind: größerer Schaltstrom (Verbraucherstrom) und wählbare Einstellung der Zünd-Zeitpunkte bzw. der Zündsignale.

In F i g. 2 wurde als Verbraucher eine Impedanz 11 gewählt, die von der Wechselstromquelle 10 gespeist werden soll. Hier dient ebenfalls ein Brückengleich

richter aus vier Dioden 14 bis 17, ähnlich wie in eine positive Spannung zugeführt. Wie jedoch schon 35 Fig. 1, dessen positive und negative Klemmen ebengesagt, ist der SCR 20 in diesem Augenblick leitend, falls mit 18 und 19 bezeichnet sind, zur Zweiwegfolglich wird das Potential der Anode 21 auf dem gleichrichtung der Wechselspannung, die dann in die-Potential der Kathode 22 gehalten. Dementsprechend ser Form ein Stromtor speist, das ebenfalls als steuerkann der Steuerelektrode 28 in diesem Zeitpunkt kein barer Gleichrichter 20 dargestellt ist. Weitere Teile, ausreichendes Signal zugeführt werden, das den 40 die denen von F i g. 1 entsprechen oder ähnlich sind,

steuerbaren Gleichrichter 25 zünden würde. Somit wird der SCR 25 selbst dann nicht eingeschaltet, wenn der Schalter 30 im Maximum der Speisespannung in die »Aus«-Stellung gebracht wird, und der Gleichrichter 20 bleibt leitend. Erst im Zeitpunkt i₄, wenn die Spannung der Wechselstromquelle 10 durch Null geht, wird der SCR 20 nichtleitend. Dann findet der während der sich an den Zeitpunkt i₄ anschließenden Halbwelle der Speisespannung oben beschriesind der zweite steuerbare Gleichrichter 25, das Dioden-Widerstandsnetzwerk, bestehend aus der Diode 33 und dem Widerstand 34, der Schalter 30 und das äußere Steuergerät 35.
Als zusätzliche Bauelemente sind an sich nur ein Kondensator 44, ein Transformator 40 mit einer Primärwicklung 41 und einer Sekundärwicklung 42, ein Brückengleichrichter aus vier Dioden 43 bis 46 sowie an Stelle des Widerstandes 29 von F i g. 1 ein Wider-

bene Vorgang statt, wenn sich der Schalter 30 in der 50 stand 50 hinzugekommen. Die Primärwicklung 41

»Aus«-Stellung befindet: Der SCR 25 wird bevorzugt vor dem SCR 20 leitend und wirkt deshalb als Spannungsbegrenzer, der ein Leitendwerden des SCR 20 so lange verhindert, wie der Schalter 30 in der »Aus«- Stellung bleibt.

Um die Vielseitigkeit des Null-Schalters von Fig. 1 zu veranschaulichen, ist dort ein äußeres Steuergerät 35 gezeigt, das eine positive Ausgangsklemme 35^4 und eine negative Ausgangsklemme 352? besitzt. Die

des Transformators 40 ist dabei über den Kondensator 44 an die Wechselstromquelle 10 angeschlossen. Die Sekundärwicklung 42 ist in den Brückenzweig des Brückengleichrichters 43 bis 46 geschaltet. 55 Die positive Klemme 47 dieses zweiten Brückengleichrichters ist über den Widerstand 50 mit der Anode 26 des SCR 25 und die Anode 26 wiederum über die Diode 33 mit der Steuerelektrode 23 des SCR 20 verbunden. Wenn der Schalter 30 in die positive Klemme 35^4 ist über einen Strombegren- 60 »Aus«-Stellung gebracht ist, sieht man, daß die beizungswiderstand 36 mit der Steuerelektrode 28 ver- den Brückengleichrichter den Anoden 21 und 26 der bunden. Ferner ist zwischen die Steuerelektrode 28 SCRs 20 und 25 mit steigender Ausgangsspannung und die negative Ausgangsklemme 35 B ein Vorspan- der Wechselstromquelle 10 positive Spannungen zunungswiderstand 37 geschaltet. Es sei darauf hinge- führen. Wie bei der Ausführung von F i g. 1 wird die wiesen, daß der Schalter 30 bei der Steuerung der 6g positive Spannung von der positiven Klemme 47 Schaltung von F i g. 1 mit Hilfe des äußeren Steuer- gleichzeitig über den Widerstand 50 direkt über den gerätes 35 in die »Ein«-Stellung gebracht wird und in Schalter 30 auf die Steuerelektrode 28 und über die dieser Stellung bleibt. Die Arbeitsweise der Vorrich- Diode 33 auf die Steuerelektrode 23 gegeben. Infolge

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des geringeren Widerstandes für den Zündstrom der Steuerelektrode 28 zeigt sich, daß der SCR 25 zuerst zündet und deshalb als Spannungsbegrenzer in dem Steuerelektroden-Kathoden-Kreis des SCR 20 wirkt, solange sich der Schalter 30 in der »Aus«-Stellung befindet. Bei dieser Ausführung von F i g. 2 ist jedoch zu bemerken, daß in der »Aus«-Stellung des Schalters 30 kein Reststrom durch den Verbraucher 11 fließt, da wie bei F i g. 1 der steuerbare Gleichrichter 20 nichtleitend bleibt und außerdem die Transformatorwicklung 41 vor dem Verbraucher 13 an die Wechselstromquelle 10 geschaltet ist.

Die Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 2 ähnelt der Wirkungsweise der Schaltung von F i g. 1 nach dem Einschalten des Schalters 30 im Zeitpunkt i_x (Fig. 2A) und nach dem Ausschalten im Zeitpunkt t_a. Da aber bei der Ausführung von F i g. 2 die Zündsignale von der Anodenspannung des SCR 20 unabhängig sind, wird der Reststrom von F i g. 1 vermieden. Man sieht, daß der Verbraucherstrom nur dann eingeschaltet wird, wenn die Spannung der Stromquelle Null ist, und daß der Strom durch den Verbraucher 13 im Nulldurchgang der Sinusspannung abgeschaltet wird, unabhängig davon, wann der Schalter 30 von der einen Stellung in die andere gebracht wird.

Ein weiterer Vorteil der Schaltung von F i g. 2 ist, daß ein einstellbarer Kondensator 44 in den Primärkreis des Transformators 40 geschaltet ist. Wenn die Kapazität des Kondensators auf Null eingestellt wird oder der Kondensator ganz aus dem Kreis entfernt wird, ergibt sich die oben beschriebene Wirkungsweise. Mitunter ist es jedoch vorteilhaft — einige derartige Fälle werden noch beschrieben — den Verbraucherstrom dann einzuschalten, wenn die Spannung der Wechselstromquelle nicht Null ist und ihn dann anschließend im Nulldurchgang der Spannung wieder auszuschalten. Wenn der Kondensator 44 so eingestellt wird, daß die Zündspannung der SCRs 20 und 25 um 60° gegenüber der Speisewechselspannung voreilt, ist es möglich, den Verbraucherstrom einzuschalten, wenn sich Strom und Spannung der Wechselstromquelle 10 einem Maximalwert nähern, wobei sich in diesem Zeitpunkt das Änderungsmaß des Stromes einem Minimum nähert. Wenn der Verbraucher 11 die Primärwicklung eines Transformators ist, wird dadurch die Erzeugung der hohen induktiven Spannungsspitzen vermieden, die sich normalerweise im Einschaltaugenblick eines Transformators ergeben, dessen Magnetfeld nicht in Phase mit der Speisespannung ist. Ein weiterer Vorteil, der sich durch die Voreilung der Zündsignale vor der Speisespannung ergibt, ist eine beträchtliche Reduzierung der hochfrequenten Störimpulse, die sich bei wiederholtem Einsatz steuerbarer Siliciumgleichrichter ergeben, da der SCR 20 nach dem ersten Einschalten des Verbraucherstroms wiederholt ein- und ausgeschaltet wird.

Da die erfindungsgemäßen Null-Schalter beträchtliche Ströme schalten können und trotzdem die Erzeugung elektrischer Störimpulse verhindern, die sich normalerweise beim Öffnen und Schließen herkömmlicher Schalter ergeben, können die Lehren der Erfindung leicht auf verschiedene Steuervorrichtungen angewandt werden, bei denen ein kleines Signal zur Steuerung beträchtlicher Leistungen verwendet und dennoch die Erzeugung von Störsignalen vermieden werden muß. Deshalb ist zur Erläuterung der erfin-

dungsgemäßen Ausführung von F i g. 3 eine lichtempfindliche Impedanz, z. B. ein lichtempfindlicher Widerstand 55, zwischen die Anode 26 und die Steuerelektrode 28 des SCR 25 geschaltet. Die Schältung von F i g. 3 ähnelt der von F i g. 2 und gleiche Bauelemente sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Ein veränderbarer Widerstand 56 ist zwischen die Steuerelektrode 28 und die Kathode 27 geschaltet, um die Lichtstärke einzustellen, bei der der SCR 25

ίο leitend oder nichtleitend werden soll. Wenn kein Licht auf den Photowiderstand 55 fällt, ist sein Widerstand verhältnismäßig hoch, so daß der SCR 25 nichtleitend bleibt und dem Verbraucher 13 kein Strom zugeführt wird. Wenn Licht bestimmter Intensität auf den Photowiderstand 55 fällt, sinkt dessen Widerstand erheblich ab, was zur Folge hat, daß der Steuerelektrode 28 ein ausreichender Zündstrom zugeführt wird, den SCR 25 durchsteuert und den Verbraucherstrom einschaltet. In jedem Fall erfolgt das Ein- oder Ausschalten des Verbraucherstroms so, wie an Hand obiger Ausführungsbeispiele beschrieben, wenn die Spannung der Wechselstromquelle 10 durch Null geht. Die in F i g. 3 dargestellte Schaltung läßt sich beispielsweise zur Feststellung von Rauch verwenden. Dazu wird ein Lichtstrahl auf dem Photowiderstand 55 fokussiert und der Widerstand 55 so eingestellt, daß der SCR 25 normalerweise leitend ist. Um den Leistungsbedarf im Ruhezustand möglichst klein zu halten, wird der Begrenzungswiderstand 50 verhältnismäßig groß gewählt. Wenn dann das auf den Photowiderstand fallende Licht geringfügig geändert wird, z. B. wenn Rauch zwischen die Lichtquelle und den Photowiderstand 55 gelangt, erhöht sich der Widerstand des Photo-Widerstandes 55, und der normalerweise leitende SCR 25 wird nichtleitend. Dadurch wird die Begrenzung des Potentials der Steuerelektrode des SCR 20 aufgehoben und dem Verbraucher 11 Strom zugeführt. Der Verbraucher 11 kann dann eine Alarmvorrichtung sein, die akustisch und optisch anzeigt, daß Rauch oder ein anderer Gegenstand die Beleuchtungsstärke des lichtempfindlichen Widerstandes 55 verringert hat.

Wenn eine Wechselstromquelle sehr starke Ströme liefern soll, hat man festgestellt, daß die zur Zeit bekannten steuerbaren Gleichrichter, mit denen starke Ströme gesteuert werden können, jedesmal Störimpulse erzeugen, wenn der Gleichrichter in Phase gezündet wird. Man nimmt an, daß dies darauf zurückzuführen ist, daß die Spannung an der Steuerelektrode zur Durchsteuerung des SCR einen Wert erreicht, der über dem normalen Spannungsabfall des SCR im leitenden Zustand liegt. Bei einigen SCRs beträgt diese Zündspannung einige Volt, dagegen beträgt der Spannungsabfall (die Brennspannung) am SCR im leitenden Zustand nur einige Zehntel Volt. Demzufolge bricht die Spannung an dem SCR plötzlich zusammen, wenn der SCR in Phase gezündet wird. Dadurch können sich dem Verbraucherstrom starke Störimpulse überlagern. Da diese Störimpulse sich ständig wiederholen, bilden sie ein ernstes Problem, wenn das Gerät in einem Flugzeug verwendet wird. Wie in F i g. 2 angedeutet, kann dieses Problem mit Hilfe eines voreilenden Zündsignals in der dargestellten Weise gelöst werden.

Zur Steuerung sehr starker Ströme ist die in F i g. 4 dargestellte Ausführung der Erfindung besonders vorteilhaft. Wie noch im einzelnen beschrieben wird,

kann die in F i g. 4 beschriebene Ausführung vorzugsweise nahezu die gesamte Schaltung von F i g. 2 enthalten, um das Einsetzen des Verbraucherstroms wählbar zu steuern.

In F i g. 4 ist eine Wechselstromquelle 60 mit zwei Ausgangsleitungen 61 und 62 zur Stromversorgung eines Verbrauchers 63 vorgesehen. Zwei Leistungs-SCRs 64 und 65 sind in Antiparallelschaltung zwischen die Wechselstromquelle 60 und den Verbraucher 63 geschaltet. Ihre Steuerelektroden 66 und 67 : sind jeweils über Dioden 68 und 69 mit den Sekundärwicklungen 70 und 71 eines Zündtransformators 72 verbunden. Die Wicklungen 70 und 71 sind so gepolt, daß entweder der eine oder der andere der SCRs 64 und 65 gezündet wird, wenn Strom in der einen ι oder anderen Richtung durch die Primärwicklung 73 des Transformators 72 fließt. Ein einstellbarer Kondensator 74 ist zwischen den einen Anschluß 61 der Wechselstromquelle und den einen Anschluß 73^4 der Primärwicklung 73 geschaltet. Wenn der andere : Anschluß 73 B der Transformator-Primärwicklung 73 in der noch zu beschreibenden Weise mit Masse verbunden wird, eilen die Zündsignale der SCRs 64 und 65 deren Anodenspannungen voraus. Dies ist aus den ersten vier Spannungs-Zeitdiagrammen von Fig. 4A s deutlich zu ersehen. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind lediglich die positiven Halbwellen der Anodenspannungen der SCRs 64 und 65 dargestellt. Zur Erläuterung der Erfindung sei angenommen, daß der Kondensator 74 so eingestellt ist, daß die den Steuerelektroden 66 und 67 zugeführte Spannung der Anodenspannung der SCRs 64 und 65 um 60° vorauseilt. Man sieht also aus den ersten vier Diagrammen von Fig. 4A, daß, wenn der Anschluß 735 der Transformatorprimärwicklung 73 mit Masse verbunden ist, den Steuerelektroden 66 und 67 60° vor dem Positivwerden der zugehörigen SCR-Anode in bezug auf die jeweilige Kathode Zündstrom zugeführt wird. Deshalb ist jeder SCR in dem Augenblick, wo seine Anode positiv gegenüber der Kathode wird, bereits zur Zündung vorbereitet, so daß die normalerweise mit dem Zündvorgang verbundenen Störimpulse vermieden werden.

Mitunter ist es vorzuziehen, den Verbraucherstrom in dem Augenblick einzuschalten, wenn die Steigung der Verbraucherspannung nahezu Null ist. In anderen Fällen ist es dagegen wünschenswert, den Verbraucherstrom im Nulldurchgang der Speisespannung einzuschalten, um Störimpulse beim Einschaltvorgang zu verhindern. In beiden Fällen ist es vorteilhaft, die sich nach dem ersten Einschaltvorgang bei dem wiederholten gleichphasigen Zünden der Leistungsgleichrichter ergebenden Störimpulse zu vermeiden. Um dies zu erreichen, läßt sich die Schaltung von F i g. 2 vorteilhaft mit der soweit beschrie- 5; benen Schaltung von F i g. 4 kombinieren. Die innerhalb der gestrichelten Linie von F i g. 4 gezeigte Schaltung entspricht also im wesentlichen der Schaltung von F i g. 2 und wird zur wählbaren Steuerung des Stroms durch die Transformatorprimärwicklung 6< 73 verwendet. Der Anschluß 73 B der Primärwicklung ist mit dem aus den Dioden 14 bis 17 bestehenden Brückengleichrichter verbunden. Die anderen Bauelemente der Schaltung von F i g. 2, die in F i g. 4 verwendet werden, sind mit den gleichen Bezugs- 6; zeichen versehen und wirken im wesentlichen so, wie oben beschrieben. Man sieht also, daß der Zustand des SCR 20 den Strom durch die Primärwicklung 73

und damit auch die Erzeugung der Zündsignale für die Hauptleistungsgleichrichter 64 und 65 steuert. Zwischen den Anschluß 73^4 der Primärwicklung 73 und Masse ist ein Potentiometer 75 (im allgemeinen von einigen Tausend Ohm) geschaltet. Somit fließt auch dann, wenn der SCR 20 nicht leitet, ein kleiner Strom durch den Kondensator 24, um die gewünschte Voreilung der Anodenspannung des SCR 20 zu erzielen und um die für eine sofortige Zündung der .0 SCRs 64 und 65 erforderliche Phasenlage des Stroms durch die Primärwicklung 73 jederzeit in der oben beschriebenen Weise zu gewährleisten. Ein hochohmiger Widerstand 77 kann vorzugsweise zwischen den positiven und den negativen Pol der Dioden-.5 brücke aus den Dioden 14 bis 17 geschaltet werden, so daß ein sehr kleiner Speisestrom durch die Primärwicklung 73 fließt. Dieser Strom reicht weder zur Zündung des Gleichrichters 64 noch des Gleichrichters 65 aus. In dem vierten Diagramm von ;o Fig. 4A ist der Verlauf der Anodenspannung des SCR 20 dargestellt. Man sieht, daß diese Spannung der Speisespannung um ungefähr 60° vorauseilt. Solange, wie sich der SCR 20 im nichtleitenden Zustand befindet, erhalten die SCRs 64 und 65 keine Zündsignale, und der Verbraucher 63 erhält keinen Strom.

Wenn es sich bei dem Verbraucher 63 um einen induktiven Verbraucher, z. B. um einen Transformator, handelt, kann es wünschenswert sein, den

ο Verbraucherstrom in dem Augenblick einzuschalten, wenn die Steigung der Speisespannung ungefähr Null ist, z. B. im Zeitpunkt I₁ in Fig. 4A. Bei dieser Verwendung der Schaltung von F i g. 4 sind die Zündsignale des SCR 20 so eingestellt, daß sie der An-

5 odenspannung des SCR 20 vorauseilen. Dies ist in dem sechsten Spannungsverlauf von Fi g. 4A gezeigt. Dieser Spannungsverlauf zeigt, daß der Kondensator 44 beispielsweise so eingestellt wurde, daß die Anodenspannung des SCR 25 (die der Steuerelektrodenspannung des SCR 20 entspricht) der Anodenspannung des SCR 20 um ungefähr 60° vorauseilt. Da die Anodenspannung des SCR 20 der Speisespannung um 60° vorauseilt, kann dies auch so aufgefaßt werden, als ob die Anodenspannung des SCR 25 bzw. die Steuerelektrodenspannung des SCR 20 der Speisespannung um ungefähr 60° nacheilt (oder um 120° voreilt). Infolge der Zweiweggleichrichtung durch die Dioden 43, 45, 46 und 49 und die Dioden 14 bis 17 ergibt sich der in dem fünften und sechsten

) Diagramm von Fig. 4A dargestellte zeitliche Verlauf der Anoden- und Steuerelektrodenspannungen, wobei die Spannung der Steuerelektrode 23 des SCR 20 als voreilend gegenüber der Anodenspannung bezeichnet ist. Es sei bemerkt, daß der SCR 25, wenn sich der Schalter 30 in der »Aus«-Stellung befindet, periodisch Zündsignale erhält und deshalb (wie oben beschrieben) die Steuerelektrode des SCR 20 keine ausreichende Spannung erhält, um den SCR 20 durchzusteuern, und somit auch dem Verbraucher 63 kein

, Strom zugeführt wird.

Nimmt man an, daß der SchalterSO kurz nach dem Zeitpunkt^ (Fig. 4A) in die »Ein«-Stellung gebracht wird, dann sieht man, daß der SCR 25 bis zum Zeitpunkt t_t leitend bleibt. Erst im Zeitpunkt t_x

; wird der SCR 25 gesperrt (nichtleitend), und da die von dem Transformator 40 gelieferte Spannung von Null aus anzusteigen beginnt, erhält der SCR 20 ein Zündsignal. Da die Anode 21 in diesem Zeitpunkt

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positiv ist, wird der SCR 20 leitend. Deshalb fließt SCR 20 im Zeitpunkt T₁ leitend zu werden beginnt, Strom durch die Primärwicklung 73, und da die wird der Steuerelektrode des SCR 64 Zündstrom zuAnode des SCR 65 im Zeitpunkt t_± positiv ist, wird geführt. Gleichzeitig ist das Anodenpotential des der SCR 65 sofort leitend und dem Verbraucher 63 SCR 24 negativ und das Anodenpotential des SCR in einem Zeitpunkt Strom zugeführt, wenn die Stei- 5 65 positiv. Deshalb wird der Verbraucherstrom erst gung der Speisespannung ungefähr Null ist. Im Zeit- im Zeitpunkt T₂ eingeschaltet, wenn nämlich das punkt t₂ wird zwar die Steuerelektrodenspannung des Anodenpotential des SCR 64 positiv zu werden be-SCR 65 Null, aber da die Anode des SCR 65 noch ginnt. Da an der Steuerelektrode des SCR 64 in dem positiv ist, bleibt der SCR 65 leitend. Ausgehend vom Zeitpunkt T₂ bereits eine Zündspannung ansteht, Zeitpunkt t₂ sieht man, daß der Steuerelektrode des io zündet der SCR 64 im Zeitpunkt T₂ sofort durch, SCR 64 Strom zugeführt wird, so daß, wenn das so daß der Verbraucher 63 Strom erhält. Danach Anodenpotential des SCR 64 im Zeitpunkt t₃ positiv sieht man, daß die Voraussetzung für das periodische zu werden beginnt, da die Versorgungsspannung Ein- und Ausschalten der SCRs 64 und 65 zur Stromdurch Null geht, der SCR 64 sofort leitend wird. Die Versorgung des Verbrauchers 63 ohne Störimpulse schraffiert gezeichneten Flächen im Verlauf der 15 günstig ist.

Spannungen an den Steuerelektroden der SCRs 64 Schaltanordnungen gemäß der Erfindung können und 65 geben die Zeit wieder, während der der züge- mit Vorteil in Stromversorgungsumschaltvorrichhörige SCR Strom über die Steuerelektrode erhält, tungen verwendet werden, mit der die Stromversorbevor die Anode des zugehörigen SCR positiv wird. gung eines Verbrauchers von einer Wechselstrom-Man sieht, daß die Voraussetzungen, die für ein 20 quelle auf eine andere umgeschaltet werden kann, periodisches Zünden der SCRs 64 und 65 in der ohne daß dabei Störimpulse erzeugt werden. Als BeiNähe des Nulldurchgangs der Speisespannung er- spiel ist in Fig. 5 eine Stromversorgungsumschaltforderlich sind, dadurch gegeben sind, daß die SCRs vorrichtung zur Umschaltung der Stromversorgung 64 und 65 durch die vorzeitige Zuführung der Steuer- eines Flugzeugs von einem Boden-Stromversorgungssignale vorbereitet werden. Dadurch, daß die Steuer- 25 gerät auf ein Stromversorgungsgerät eines Flugzeugs elektrodenspannung des SCR 20 der Spannung an gezeigt. Es ist allgemein üblich, Flugzeuge, während seiner Anode 21 voreilt, wird der Verbraucherstrom sie_sjch auf dem Boden befinden, aus einem Bodenbeim ersten Mal in einem ausgewählten Zeitpunkt Stromversorgungsgerät mit elektrischer Energie zu des Verlaufs der Speisespannung eingeschaltet, un- versorgen. Dadurch braucht nicht ständig mindestens abhängig davon, wann der Schalter 30 von der 30 ein Triebwerk in Betrieb zu sein, um die verschiede- »Aus«-Stellung in die »Ein«-Stellung gebracht wird. nen Rechner und anderen elektrischen Geräte des Anschließend werden die SCRs 64 und 65 periodisch Flugzeugs mit elektrischer Energie zu versorgen, durchgesteuert, ohne daß dabei Störimpulse auf- Man hat gefunden, daß, wenn die Stromversorgung treten. später, beim Start, von dem internen Stromversor-Für andere Verwendungszwecke ist es wünschens- 35 gungsgerät des Flugzeugs übernommen werden soll, wert, den Verbraucherstrom im Nulldurchgang der die Umschaltung der Stromversorgung von dem Speisespannung unabhängig davon einzuschalten, Boden-Stromversorgungsgerät auf das Stromversorwann der Schalter 30 in die »Ein«-Stellung gebracht gungsgerät des Flugzeugs die Erzeugung elektrischer wird. Um einen solchen Fall zu erläutern, ist deshalb Störimpulse zur Folge hat. Man hat weiter festgestellt, im untersten Diagramm von Fig. 4A der Verlauf 40 daß diese Störimpulse empfindliche Geräte in dem der Steuerelektrodenspannung des SCR 20 um einige Flugzeug derart stören, daß die Stromversorgungs-Grade gegenüber der Anodenspannung des SCR 20 umschaltung von dem Boden-Stromversorgungsgerät nacheilend und voreilend gegenüber der Speisespan- auf das interne Flugzeug-Stromversorgungsgerät nung dargestellt. Diese Phasenverschiebung wird mit oftmals so rechtzeitig vor dem Start des Flug-Hilfe des Kondensators 44 eingestellt. Obwohl die 45 zeugs erfolgen muß, daß die verschiedenen Gegenaue Einstellung der Phasenverschiebung nicht räte in dem Flugzeug wieder neu eingestellt werkritisch ist, sollte die Steuerelektrodenspannung des den können, um die von den Störimpulsen bei SCR 20 doch vorzugsweise der Anodenspannung um der Umschaltung hervorgerufenen Fehler wieder zu einige Grade nacheilen und der Speisespannung um korrigieren.

einige Grade vorauseilen. Dies ist in dem untersten 50 In Fig. 5 sind die verschiedenen elektrischen Diagramm von Fig. 4A dargestellt, aus dem zu er- Geräte eines Flugzeugs in einem VerbraucherlOO sehen ist, daß die Spannung an der Steuerelektrode zusammengefaßt. Einem Boden-Stromversorgungsdes SCR 20 in irgendeinem Zeitpunkt zwischen den gerät 101 ist ein Ausgangskreis 102 nachgeschaltet, Zeitpunkten t₂ und t₃ Null wird, die jeweils den Zeit- der von einem Stromtor 103 des Boden-Stromversorpunkten entsprechen, in denen die Anodenspannung 55 gungsteils gesteuert wird, so daß Strom über die des SCR 20 Null wird und die Speisespannung durch Leitung 104 einer Verbraucherleitung 105 im Flug-Null geht. Da das Zünden der Leistungs-SCRs beim zeug zugeführt werden kann. Ein Stromversorgungsersten Mal nur in einem Zeitpunkt erfolgt, in dem gerät 106 im Flugzeug kann den Verbraucher 100 der unterste Spannungsverlauf Null ist, sieht man, im Flugzeug über Leitungen 107 und 109 mit Strom daß, unabhängig davon, wann der Schalter 30 in die 60 versorgen, wobei ein Stromtor 108 im Flugzeug zur »Ein«-SteIIung gebracht wird, der Verbraucherstrom Steuerung des Stroms vom Stromversorgungsgerät eingeschaltet wird, wenn die Speisespannung die 106 des Flugzeugs zum Verbraucher 100 in die Lei-Nullinie schneidet. Wenn der Schalter 30 beispiels- tungen 109 und 107 geschaltet ist. Mit Hilfe eines weise in irgendeinem Zeitpunkt der Halbwelle vor SchaltersllO kann eingestellt werden, welches der dem ZeitpunktT₁ eingeschaltet wird, wenn also das 6₅ beiden Stromversorgungsgeräte den VerbraucherlOO Anodenpotential von SCR 65 positiv ist, sieht man, mit Strom versorgen soll. In der Stellung 111 des daß der SCR 25 bereits leitend ist und der SCR 20 Schalters 110 ist das Boden-Stromversorgungsgerät deshalb nicht durchgesteuert wird. Wenn dann der eingeschaltet und in der Stellung 112 ist das Strom-

versorgungsger'ät im Flugzeug eingeschaltet. Das ganze Bestreben geht dahin, die Frequenz des Boden-Stromversorgungsgerätes 101 genau gleich der Frequenz des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes 106 zu machen. In der Praxis hat sich herausgestellt, daß sich bei den bisherigen 400 Hz-Stromversorgungsgeräten Frequenzabweichungen bis zu mehreren Schwingungen pro Sekunde zwischen den beiden Stromversorgungsgeräten einstellen. Um ein einwandfreies Betriebsverhalten der verschiedenen elektronischen und elektrischen Geräte im Flugzeug zu gewährleisten und Unterbrechungen der Stromversorgung zu vermeiden, wird die Stromversorgungsumschaltung nur dann vorgenommen, wenn die Ausgangsspannungen der beiden Stromversorgungsgeräte in Phase sind. Deshalb ist ein Phasendetektor 115 durch Leitungen 116 und 117 mit den Ausgängen des Boden-Stromversorgungsgerätes 101 und des Flugzeug-Strom Versorgungsgerätes 106 verbunden. Wenn die Ausgangsspannungen der Stromversor- ao gungsgeräte in Phase sind, wird die Ausgangsspannung des Phasendetektors Null und daraufhin von einem Ausgangskreis 118 des PhasendetektorsllS ein entsprechendes Signal an einen Null-Schalter 120 gemäß der Erfindung im Flugzeug gegeben, das das Stromversorgungsgerät im Flugzeug einschaltet, wenn die Ausgangsspannung des Stromversorgungsgerätes im Flugzeug durch Null geht.

Zur Beschreibung der Anlage von F i g. 5 sei davon ausgegangen, daß sich der Schalter 110 zunächst in der Stellung 11 befindet, also das Boden-Stromversorgungsgerät 101 eingeschaltet ist und den Verbraucher 100 im Flugzeug über das Stromtor 103 mit Wechselstrom versorgt. Wenn der Leistungsübertragungswahlschalter 110 in die Stellung 112 gebracht wird, wird der von dem Schalter 110 zu einem Null-Schalter 122 in dem Boden-Stromversorgungsgerät führenden Kreis 121 zur Ausschaltung des Boden-Stromversorgungsgerätes vorbereitet, aber dabei wird das Boden-Stromversorgungsgerät praktisch nicht von dem Verbraucher getrennt. Wenn sich der Schalter 110 in der Stellung 112 befindet, wird der erfindungsgemäße Null-Schalter 120 im Flugzeug-Stromversorgungsgerät auf den Empfang eines Phasensignals vom Phasendetektor 115 vorbereitet. Man sieht, daß auch die Flugzeug-Null-Detektorschaltung 120 über die Leitung 123 mit dem Ausgang des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes 106 verbunden ist. Die Schaltung ist so ausgeführt, daß, wenn die Ausgangsspannung des Stromversorgungsgerätes im Flugzeug durch Null geht und der Phasendetektor ein Signal abgibt, das Phasengleichheit zwischen beiden Stromversorgungsgeräten anzeigt, der Null-Schalter 120 die Flugzeug-Stromtorsteuerung 125 betätigt (sie ist durch die Leitung 133 mit dem Ausgang des Stromversorgungsgerätes 106 im Flugzeug verbunden), die wiederum über eine Leitung 126 ein Steuersignal an das Stromtor 108 im Flugzeug abgibt, das das Stromtor 108 leitend macht. Deshalb ist das Stromversorgungsgerät 106 des Flugzeugs in diesem Augenblick praktisch mit dem Verbraucher 100 verbunden. Es sei darauf hingewiesen, daß in diesem Augenblick beide Stromversorgungsgeräte den Verbraucher 100 mit Strom versorgen, aber, da der Phasendetektor 115 angezeigt hat, daß die beiden Geräte in Phase sind, ergibt sich keine Störung in der Stromversorgung des Verbrauchers 100, noch wird irgendein Störsignal erzeugt.

Das Einschalten der Stromtorsteuerung 125 im Flugzeug dient ebenfalls zur Erzeugung eines Durchschaltsignals auf der Leitung 127, die mit dem Null-Schalter 122 im Boden-Stromversorgungsteil verbunden ist. Der Detektor 122 ist durch die Leitung 128 mit dem Ausgang 102 des Boden-Stromversorgungsgerätes 101 verbunden, so daß, wenn die Ausgangsspannung des Boden-Stromversorgungsgerätes das nächste Mal die Nullinie schneidet, der Detektor 122 über die Leitung 129 ein Signal an die Stromtorsteuerung 130 des Boden-Stromversorgungsteils abgibt, die wiederum ein geeignetes Signal über die Leitung 131 an das Stromtor 103 abgibt, welches das Stromtor 103 sperrt. Daraufhin liefert das Boden-Stromversorgungsgerät keinen Strom mehr an den Verbraucher, und der Verbraucher ist damit von dem Boden-Stromversorgungsgerät auf das Flugzeug-Stromversorgungsgerät umgeschaltet. Gleichzeitigmit dem Öffnen des Stromtors 103 liefert die Stromtorsteuerung 130 ein Befehlssignal über die Leitung 132 an den PhasendetektorllS₃ das dessen Ausgangssignal, das der Phasendifferenz der beiden Stromversorgungsgeräte entspricht, sperrt.

Aus obigem ersieht man, daß die Stromversorgung des Verbrauchers 100 zunächst durch ein Boden-Stromversorgungsgerät erfolgte und anschließend von dem Stromversorgungsgerät des Flugzeugs übernommen wurde, ohne daß die Stromversorgung des Verbrauchers bei der Umschaltung der Stromversorgung von dem einen Stromversorgungsgerät auf das andere unterbrochen wurde. Die Vorrichtung verbindet das Stromversorgungsgerät im Flugzeug mit dem Verbraucher, wenn die Ausgangsspannung des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes durch Null geht, und schaltet das Boden-Stromversorgungsgerät aus, wenn dessen Ausgangsspannung durch Null geht. Die normalerweise mit einer solchen Stromversorgungsumschaltung verbundenen Störimpulse werden dabei vermieden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Verbindung zwischen der Flugzeug-Stromtorsteuerung 125 und dem Null-Detektor 122 ein selbsttätig interner Regelvorgang ist, der das Ausschalten der Stromversorgung durch das Boden-Stromversorgungsgerät so lange verhindert, bis das Stromversorgungsgerät im Flugzeug eingeschaltet ist. Deshalb ruft auch eine Zeitverzögerung beim Einschalten des Stromtores im Flugzeug, obwohl sie sehr klein ist und in der Größenordnung von Mikrosekunden liegt, keine Störimpulse hervor. Daraus ergibt sich, daß die beiden Stromversorgungsgeräte ungefähr für die Dauer einer Halbwelle parallel geschaltet sind, wobei dieser Parallelbetrieb bei nahezu völliger Phasengleichheit der Ausgangsspannungen der beiden Stromversorgungsgeräte auftritt.

In Fig. 6 ist der Strom des Boden-Stromversorgungsgerätes, der Strom des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes, ein der Phasendifferenz der beiden Ströme proportionales Signal und die Spannung am VerbraucherlOO aufgetragen. Aus dem linken Teil des Stromverlaufs 150 des Ausgangsstroms vom Boden-Stromversorgungsgerät ersieht man, daß der Verbraucher anfänglich von dem Boden-Stromversorgungsgerät mit Strom versorgt wird. Das Flugzeug-Stromversorgungsgerät 106 ist während der Zeit in Betrieb, während der das Boden-Stromversorgungsgerät den Verbraucher mit Strom versorgt, aber da das Stromtor 108 geöffnet (nichtleitend) ist, wird dem Verbraucher kein Strom aus dem Stromversor-

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gungsgerät des Flugzeugs zugeführt. Nimmt man an, daß der Stromversorgungsübertragungsschalter 110 im Zeitpunkti₁ in die Stellung 112 gebracht wird, dann sieht man, daß, wenn das Phasensignal 153 das Vorhandensein einer Phasendifferenz zwischen den beiden Stromversorgungsgeräten anzeigt, die Übergabe bzw. Umschaltung nicht erfolgt, obwohl die Ausgangsspannung jedes Stromversorgungsgerätes die Nullinie schneidet. Im Zeitpunkt t._z, wenn beide Stromversorgungsgeräte in Phase sind, wird das Ausgangssignal des Phasendetektors Null und betätigt somit den Null-Schalter 120 im Flugzeug, so daß, da beide Ausgangsspannungen der Stromversorgungsgeräte gleichphasig die Nullinie schneiden, der Null-Schalter 120 das Stromtor 108 durchsteuert. Somit erfolgte das Schließen des Stromtores 108 in einem Zeitpunkt, als die Phasendifferenz beider Stromversorgungsgeräte nahezu Null war, obwohl zwischen beiden ein geringfügiger Frequenzunterschied besteht. Wie aus dem Spannungsverlauf 151 am Verbraucher so zu ersehen ist, ergibt sich keine Unterbrechung der Stromversorgung des Verbrauchers 100, wenn das Stromversorgungsgerät im Flugzeug eingeschaltet wird. Der Verbraucher wird dann gleichzeitig von beiden Stromversorgungsgeräten gespeist, und zwar für die Dauer einer Halbwelle, bis der Null-Schalter 121 beim nächsten Nulldurchgang des Stroms aus dem Boden-Stromversorgungsgerät das Stromtor 103 der Boden-Stromversorgung öffnet und das Boden-Stromversorgungsgerät von dem Verbraucher abschaltet. Es sollte erwähnt werden, daß, wenn die beiden Strom-Versorgungsgeräte im Nulldurchgang (Zeitpunkt t₂) genau in Phase sind und die Leistungsdetektoren, Stromtorsteuerungen und Stromtore extrem schnell eingreifen würden, die Stromversorgungsübergabe beim Abschalten der Boden-Stromversorgung im Zeitpunkt t₂ und ohne Parallelschaltung der beiden Stromversorgungsgeräte für die Dauer einer Halbwelle erfolgen könnte. Wie jedoch noch an Hand einer bevorzugten Schaltung beschrieben wird, gewährleistet die Parallelschaltung der beiden Stromversorgungsgeräte für die Dauer einer Halbwelle, daß mit der Übergabe keine Störimpulse verbunden sind, selbst dann nicht, wenn die beiden Stromversorgungsgeräte während einiger Mikro-Sekunden im Nulldurchgang ihrer Ausgangsspannungen nicht in Phase sind.

Obwohl zur Verwirklichung der Lehre der Erfindung, wie sie in F i g. 5 dargestellt ist, nämlich zum Umschalten eines Verbrauchers von einer Wechselstromquelle auf eine andere, die verschiedensten Stromtore, z. B. Thyratrons oder steuerbare Siliciumgleichrichter, verwendet werden können, ist in F i g. 7 beispielsweise eine Schaltung gezeigt, die entsprechend der Lehre der Erfindung von F i g. 5 aufgebaut ist und von Null-Schaltern, wie sie oben beschrieben wurden, Gebrauch macht.

In Fig. 7 kann ein Verbraucher200 von einem Boden-Stromversorgungsgerät 201 oder von einem Flugzeug-Stromversorgungsgerät 206 mit Strom versorgt werden. Eine herkömmliche Sicherung 202 ist in den Ausgangskreis des Boden-Stromversorgungsgerätes 201 und in ähnlicher Weise eine herkömmliche Sicherung 203 in den Ausgangskreis des Flugzeugs-Stromversorgungsgerätes 206 geschaltet. Je einer der Schalter 204 und 205 ist ebenfalls in die Ausgangskreise der beiden Stromversorgungsgeräte geschaltet. Sie werden beide geschlossen, bevor eine

Stromversorgungsumschaltung erfolgen soll, und in Verbindung damit sind zwei Anzeigelämpchen 207 und 208 zwischen die Ausgangskreise der Stromversorgungsgeräte und Masse geschaltet, um anzuzeigen, daß oder ob das jeweilige Stromversorgungsgerät in Betrieb ist. Die Anode 211 eines als SCR 210 dargestellten steuerbaren Gleichrichters ist mit dem Ausgangskreis des Boden-Stromversorgungsgerätes 201 und dessen Kathode 212 über ein Amperemeter 213 mit dem Eingangskreis 214 des Verbrauchers 200 verbunden. In ähnlicher Weise ist die Kathode 216 eines zweiten SCR 215 mit dem Boden-Stromversorgungsgerät 201 und dessen Anode 217 mit dem Verbraucher 200 verbunden, so daß dem Verbraucher 200 die volle Wechselspannung des Boden-Stromversorgungsgerätes 201 zugeführt werden kann.

Eine ähnliche Schaltung, wie die auf Seiten des Boden-Stromversorgungsgerätes 201 vorgesehene, ist auf Seiten des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes 206 zwischen dieses und den Verbraucher 200 geschaltet. Sie enthält ebenfalls SCRs 220 und 225 in Antiparallelschaltung, so daß, wenn das Flugzeug-Stromversorgungsgerät 206 in Betrieb ist und die beiden SCRs 220 und 225 abwechselnd leitend werden, dem Verbraucher 200 beide Halbwellen der Speisespannung zugeführt werden. Ein zweites Amperemeter 213' ist zwischen den Flugzeug-Stromversorgungskreis und den Verbraucher 200 geschaltet, um den Verbraucherstrom aus dem Flugzeug-Stromversorgungsgerät 206 zu überwachen.

Die Zündung der SCRs 210 und 215 wird von einer Zündschaltung gesteuert, die die Sekundärwicklungen 230 und 231 eines Transformatocs 232 enthält, dessen Primärwicklung 233 direkt mit dem Ausgangskreis des Boden-Stromversorgungsgerätes 201 und mit einem Brückenzweigmittelpunkt 234 eines Brückengleichrichters, bestehend aus den Dioden 235 bis 238, verbunden ist. Die Sekundärwicklungen 230 und 231 sind jeweils über Dioden 239 und 240 mit den Steuerelektroden 218 und 209 der SCRs 210 und 215 verbunden, wobei die Wicklungen 230 und 231 so gewickelt sind, daß, wenn Strom in das punktierte Ende der Primärwicklung 233 fließt, Strom aus dem punktierten Ende der Wicklung 231 in die Steuerelektrode 209 des SCR 210 fließt. Ähnlich hat ein Strom aus dem punktierten Ende der Wicklung 233 einen Strom von der Wicklung 230 zur Steuerelektrode 218 des SCR 215 zur Folge. Wenn kein Strom durch die Primärwicklung 233 fließt, sieht man, daß keiner der beiden SCRs 210 oder 215 Strom führen kann. Geeignete Vorspannungsimpedanzen, dargestellt als Widerstände 241 und 242, sind jeweils zwischen Steuerelektrode und Kathode der SCRs 210 und 215 geschaltet.

Die Steuerung des Stroms durch die Primärwicklung 233 erfolgt durch den Null-Schalter des Boden-Stromversorgungsteils, der die SCRs 250 und 255 enthält, die wiederum Anoden 251 und 256, Kathoden 252 und 257 sowie Steuerelektroden 253 und 258 besitzen. Die von dem Boden-Stromversorgungsgerät 201 an den Null-Schalter gelieferte Leistung wird von einem zweiten Transformator 254 überwacht, dessen Primärwicklung 259 zwischen die Ausgangsklemmen des Boden-Stromversorgungsgerätes 201 geschaltet und dessen Sekundärwicklung 260 mit einem Vollweg-Gleichrichter 261 verbunden ist, der wiederum einen positiven Anschluß 262 und einen negativen

Anschluß 263 zur Stromversorgung des Null-Schalters hat, der die SCRs 250 und 255 enthält. Zu diesem Zweck ist der positive Anschluß 262 über einen Widerstand 264 mit der Anode 256 des SCR 255 und auch über die Diode 265 mit der Steuerelektrode 253 des SCR 250 verbunden. Geeignete Vorspannungswiderstände 266 und 267' sind zwischen die Steuerelektroden 253 und 258 der SCRs 250 und 255 und den negativen Anschluß des Vollweg-Gleichrichters 261 geschaltet.

Ein Steuerschalter 267 des Boden-Stromversorgungsgerätes kann in eine »Ein«-Stellung 268 oder eine »Aus«-Stellung 269 gebracht werden. In der »Ein«-Stellung 268 verbindet der Schalter 267 den negativen Anschluß 263 des Vollweg-Gleichrichters 261 direkt mit der Steuerelektrode 258 des SCR 255. Deshalb wird der SCR 255 in der in F i g. 7 dargestellten »Ein«-Stellung 268 des Schalters 267 normalerweise gesperrt (nichtleitend gemacht). Da der SCR 255 dadurch nichtleitend bleibt, wird das positive Potential des Vollweg-Gleichrichters 261 über den Widerstand 264 und die Diode 265 der Steuerelektrode 253 des SCR 250 geführt und somit der SCR 250 in der dargestellten Stellung des Schalters 267 in jeder Halbwelle des Boden-Stromversorgungsgerätes201 durchgesteuert. Als Folge davon fließt der Strom durch die Primärwicklung 233 des Transformators 232 weiter, so daß den Steuerelektroden der SCRs 210 und 215 die gewünschten Zündsignale zugeführt werden. Ein Zeitsteuerungskondensator 248 kann vorzugsweise in den Stromkreis der Primärwicklung 233 geschaltet sein, um Hochfrequenz-Störungen in der an Hand der F i g. 4 beschriebenen Weise zu verringern.

Der Null-Schalter im Flugzeug-Stromversorgungsteil ist ähnlich dem beschriebenen im Boden-Stromversorgungsteil und enthält die SCRs 270 und 275, deren Anoden mit 271 und 276, deren Kathoden mit 272 und 277 und deren Steuerelektroden mit 273 und 278 bezeichnet sind. Der positive Pol 280 eines aus vier Dioden bestehenden Brückengleichrichters 279 ist mit der Anode 271 des SCR 270 verbunden. Der Mittelpunkt 281 eines Brückenzweiges des Briikkengleichrichters 279 ist in ähnlicher Weise wie der Brückengleichrichter, der die Dioden 235 bis 238 des Null-Schalters im Boden-Stromversorgungsteil enthält, geerdet. Der Brückengleichrichter 279 ist mit Hilfe einer Leitung 282 über die Primärwicklung 283 eines dritten Transformators 284 mit der nicht geerdeten Seite des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes 206 verbunden. Zwei Sekundärwicklungen 285 und 286 des Transformators 284 sind jeweils über geeignete Anpassungsimpedanzen und Dioden 287 und 288 mit den Steuerelektroden 223 und 228 der Stromtore 220 und 225 im Flugzeug-Stromversorgungsteil verbunden. Der Eingangswiderstand der einzelnen Steuerelektroden wird durch zwischen die Steuerelektroden und zugehörigen Kathoden geschaltete Vorspannungswiderstände 224 und 229 verringert. Die Wirkungsweise der Schaltung ist so, daß, wenn durch die Primärwicklung 283 entweder in der einen oder in der anderen Richtung Strom fließt, der jeweilige SCR 220 und 225 leitend wird, so daß das Flugzeug-Stromversorgungsgerät 206 in jeder Halbwelle über die SCRs 220 und 225 Strom liefert. Ein zweiter Zeitsteuerkondensator 249 ist vorzugsweise in den Stromkreis der Primärwicklung 283 geschaltet, um den Zündspannungen gegenüber der Speisespannung

eine Phasenvoreilung von ungefähr 60°, wie oben beschrieben, zu erteilen.

Der SCR 270 erhält Informationen bezüglich der Phase der Flugzeug-Stromversorgungsspannung mit Hilfe eines vierten Transformators 290, dessen einzige Primärwicklung 291 zwischen die Ausgangsklemmen des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes 206 und dessen einzige Sekundärwicklung 292 in den Brükkenzweig eines Brückengleichrichters 293 geschaltet ist. Der positive Pol 294 des Brückengleichrichters 293 ist über einen Widerstand 295 mit der Anode 276 des SCR 275 und ferner über eine Diode 296 mit der Steuerelektrode 273 des SCR 270 verbunden. Der Umschalter 297, der ebenfalls in zwei Stellungen 298 und 299 gebracht werden kann, ist direkt mit der Steuerelektrode 278 des SCR 275 verbunden, während er in der Stellung 298 außerdem direkt mit der Anode 276 des SCR 275 verbunden ist. Befindet sich der Schalter 297 in der Stellung 298, dann wird das positive Potential des Brückengleichrichters 293 direkt der Steuerelektrode 278 des SCR 275 zugeführt, so daß der SCR 275 normalerweise während jeder Halbwelle der Ausgangsspannung des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes 206 leitend bleibt. Solange der SCR 275 leitend ist, wirkt er als Spannungsbegrenzer der Spannung an der Steuerelektrode 273 des SCR 270 und verhindert dadurch ein Durchzünden des SCR 270. Eine als Widerstand 300 dargestellte Impedanz ist direkt zwischen die Kathode der Diode 296 und die Kathoden der SCRs 270 und 275 geschaltet. Im allgemeinen ist der Brennspannungsabfall an einem SCR, wie dem SCR 275, kleiner als der Spannungsabfall in Durchlaßrichtung einer Halbleiterdiode aus Germanium oder ähnlichem Material, so daß derartige Dioden vorzugsweise als Dioden 296 und 265 in F i g. 7 verwendet werden.

Durch die gestrichelte Linie 301 soll angedeutet werden, daß die Schalter 267 und 297 mechanisch miteinander gekoppelt sind, so daß sie durch eine einzige Verstellbewegung umgeschaltet werden können. Um darzustellen, daß der Schalter 267 früher von dem Kontakt 268 getrennt wird als der Schalter 297 von dem Kontakt 298, ist der Kontakt 298 symbolisch etwas länger ausgezogen. Dadurch wird gewährleistet, daß der Schalter 267 früher als der Schalter 297 öffnet. DerGrund dafür ist, daß der Null-Schalter des Boden-Stromversorgungsteils gleichzeitig oder kurz vor der Inbetriebsetzung des Null-Schalters des Flugzeug-Stromversorgungsteils so vorbereitet sein sollte, daß er eine Null-Ausgangsgröße des Boden-Stromversorgungsgerätes feststellen kann.

Mit Hilfe der soweit beschriebenen Schaltung liefert das Boden-Stromversorgungsgerät 201 Strom an den Verbraucher 200, während durch den fortgesetzt leitenden SCR 275 verhindert wird, daß den Steuerelektroden 223 und 228 der SCRs 220 und 225 irgendein Zündstrom zugeführt werden kann. Man sieht auch, daß wenn die Schalter 267 und 297 jeweils in die Stellungen 269 und 299 gebracht sind, der SCR 255 unter den noch zu beschreibenden Voraussetzungen zur Zündung vorbereitet ist, während der SCR 275 so vorbereitet ist, daß er gesperrt werden kann. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß, selbst wenn die Schalter 267 und 297 in die Stellungen 299 und 269 gebracht sind, der davor nichtleitende SCR 255 nicht sofort leitend noch der zuvor leitende SCR 275 sofort gesperrt wird. Der Grund dafür ist darin zu sehen, daß der Steuerelektrode 258

des SCR 255 in diesem Augenblick kein Zündsignal zugeführt wird, das den SCR 255 durchsteuern würde. Da der SCR 275 im Schaltaugenblick des Schalters 297 leitend sein kann, bleibt er so lange leitend, bis seine Anodenspannung Null wird. Ferner ist, wie unten noch näher erläutert wird, die Phasendifferenz zwischen den beiden Stromversorgungsgeräten wichtig und dient in diesem Zeitpunkt als weitere Steuergröße. Daraus ist zu ersehen, daß das Umschalten der Schalter 267 und 297 primär lediglich eine Voraussetzung für das Umschalten der Stromversorgung ist, daß dann danach an sich selbsttätig erfolgt.

Nunmehr soll beschrieben werden, wie die Stromversorgung des Verbrauchers von dem Boden-Stromversorgungsgerät auf das Flugzeug-Stromversorgungsgerät umgeschaltet wird, und zwar unter der Annahme, daß das Gerät den Phasendetektor und die noch zu beschreibende zugehörige Steuerung nicht enthält. Angenommen, die Schalter 267 und 297 werden vor dem Zeitpunkt t₂ (F i g. 6) in die Stellungen 269 und 299 gebracht, dann wird der SCR 275 gesperrt, wenn die Ausgangsspannung des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes 206 im Zeitpunkti₂ durch Null geht. Deshalb wird das positive Potential des Brückengleichrichters 293 über die Diode 296 auf die Steuerelektrode 273 des SCR 270 gegeben, so daß der SCR 270 leitend wird und durch die Primärwicklung 283 des Transformators 284 Strom fließt. Dieser Strom induziert in einer der beiden Sekundärwicklungen 285 oder 286 eine Spannung, die dann den entsprechenden SCR 220 oder 225 während dieser Halbwelle der Speisespannung des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes durchsteuert. Deshalb liefert das Stromversorgungsgerät 206 im Flugzeug in diesem Augenblick (d. h. nach dem Nulldurchgang der Speisespannung) Strom an den Verbraucher 200. Man sieht, daß der Transformator 284 mit einer dritten Sekundärwicklung 310 versehen ist, die in den Brückenzweig eines Brückengleichrichters 311 geschaltet ist, dessen positiver Pol 312 über einen Widerstand 313 und eine Diode 314 mit der Steuerelektrode 258 des SCR 255 verbunden ist. Zwischen den positiven und den negativen Pol des Brückengleichrichters 311 ist ein Glättungskondensator 315 geschaltet. Auf Grund dieser Gesamtschaltanordnung wird der Steuerelektrode 258 des SCR 255 unabhängig von der Richtung des Stroms durch die Primärwicklung 283 ein positives Signal zugeführt. Da die Anode 256 des SCR 255 mit dem positiven Pol des Brückengleichrichters 261 verbunden ist, wird der SCR 255 leitend, wenn seiner Steuerelektrode dieses positive Signal zugeführt wird. Wie jedoch aus dem Spannungsverlauf von F i g. 6 zu ersehen ist, ist der SCR 250 in diesem Zeitpunkt bereits leitend, so daß, selbst wenn der SCR 255 sofort leitend wird, dies keinen Einfluß auf den leitenden Zustand des SCR 250 hat. Im nächsten Nulldurchgang der Ausgangsspannung des Boden-Stromversorgungsgerätes 201, im Zeitpunkt t₃, wird die Anodenspannung des SCR 250 Null, so daß der SCR 250 gesperrt wird. Da der SCR 255 nunmehr an seiner Steuerelektrode 258 von der Transformatorwicklung 310 ein positives Signal erhält, wird der SCR 255 leitend und begrenzt dadurch das Potential der Steuerelektrode 253 des SCR 250, so daß es kein positives Zündsignal erhalten kann. Als Folge davon erhalten die SCRs 210 und 215 keine weiteren Zündsignale, und das Boden-, 24

Stromversorgungsgerät wird ausgeschaltet bzw. von dem Verbraucher 200 abgeschaltet sowie die Ausgangsspannung des Boden-Stromversorgungsgerätes im Zeitpunkt i₂ (F i g. 6) Null wird.

Aus obiger Beschreibung ersieht man, daß die soweit beschriebene Schaltung die Umschaltung zwischen den beiden Stromversorgungsgeräten, sowohl das Ein- als auch das Ausschalten, bei SpannungNull bewirkt. Diese Umschaltvorrichtung enthält ferner Vorrichtungen, mit denen die Stromversorgung umgeschaltet werden kann, wenn das Boden-Stromversorgungsgerät und das Flugzeug-Stromversorgungsgerät in Phase sind. In F i g. 7 wird die Phasendifferenz zwischen dem Boden-Stromversorgungsgerät 201 und dem Flugzeug-Stromversorgungsgerät 206 mit Hilfe eines Transformators 320 überwacht, dessen Primärwicklung 321 durch eine Leitung 322 mit dem nichtgeerdeten Anschluß des Stromversorgungsgerätes 206 und durch eine Leitung 303 mit dem nichtgeerdeten Anschluß des Stromversorgungsgerätes 201 verbunden ist. Somit hängt, was an sich bekannt ist, die Amplitude der in der Sekundärwicklung 324 des Transformators 320 induzierten Spannung von der Phasendifferenz der beiden Stromversorgungsgeräte 201 und 206 ab (wobei die Amplituden der beiden Ausgangsspannungen der Stromversorgungsgeräte nahezu gleich sind). Solange die Ausgangsspannungen der beiden Stromversorgungsgeräte 201 und 206 nicht in Phase sind, fließt ein Strom durch die Primärwicklung 321, so daß in der Sekundärwicklung 324 eine Spannung induziert wird. Die Sekundärwicklung 324 liegt im Brückenzweig eines Brückengleichrichters 325, dessen positiver Pol 326 direkt mit der Anode 328 eines SCR 329 verbunden ist, dessen Kathode über Widerstände 330 und 331 sowie eine Diode 332 mit der Steuerelektrode 278 des SCR 275 verbunden ist. Ein Glättungskondensator 333 hält die Steuerelektrode 278 so lange positiv, wie ein merklicher Strom von dem Transformator 320 durch den SCR 329 fließt. Die Steuerelektrode des SCR 329 ist mit dem positiven Pol 336 eines Brükkengleichrichters 337 verbunden, in dessen Brückenzweig eine dritte Sekundärwicklung 338 des Transformators 232 geschaltet ist, dessen Primärwicklung 233, wie schon oben gesagt, von dem SCR 250 in dem Null-Schalter des Boden-Stromversorgungsteils gesteuert wird. Die Wirkungsweise der Schaltung ist folgende. Solange der SCR 250 leitend ist und durch die Primärwicklung 233 des Transformators 232 Strom fließt, wird auf die Steuerelektrode des SCR 329 ein geeignetes positives Zündsignal gegeben, so daß die Phasendetektorschaltung den SCR 275 im Null-Schalter des Flugzeugs steuern kann.

Jetzt sei angenommen, daß das Boden-Stromversorgungsgerät den Verbraucher 200 mit Strom versorgt. Dann sieht man, daß der SCR 329 wiederholt mit einem positiven Zündsignal an seiner Steuerelektrode beaufschlagt wird. Deshalb wird in der Sekundärwicklung 324, solange das Boden-Stromversorgungsgerät und das Flugzeug-Stromversorgungsgerät nicht völlig in Phase sind, eine Spannung induziert, die der Steuerelektrode 278 des SCR 275 über den SCR 329 zugeführt wird und dadurch den SCR 275 in leitendem Zustand hält, auch wenn der Schalter 297 im Zeitpunkt t_t (F i g. 6) in die Stellung 299 gebracht wird. Dann, wenn die beiden Stromversorgungsgeräte im Zeitpunkt i₂ im wesentlichen in Phase sind, wie in dem dritten Spannungsverlaufvon F i g. 6

Claims (16)

gezeigt, ist die in der Sekundärwicklung 324 induzierte Spannung auf ein Minimum reduziert. Wenn dies der Fall ist, gibt der Transformator 320 keine Zündsignale mehr an den SCR 275 ab. Da sich der Schalter 297 in diesem Augenblick in der Stellung 299 befindet, wird der SCR 275 gesperrt sowie die Ausgangsspannung des Flugzeug-Stromversorgungsgerätes 206 zum Zeitpunkt t2 durch Null geht, was auch einer Phasengleichheit der Spannungen 150 und 151 entspricht. Mit dem Ansteigen der Ausgangsspannung des Stromversorgungsgerätes 206, wird dann der SCR 270 leitend, da der SCR 275 nicht mehr als Spannungsbegrenzer wirkt, der dessen Zündung verhindert. Durch den leitenden Zustand des SCR 270 wird ein Strom durch die Primärwicklung 283 und damit auch die Erzeugung eines Zündsignals für die Leistungs-SCRs 220 oder 225 ermöglicht. Dieser Strom durch die Primärwicklung 283 erzeugt auch ein positives Signal an dem SCR 255 in dem Boden-Null-Schalter. Der Kondensator 315 sorgt für eine entsprechende Verzögerung, so daß der SCR 250 im Zündzeitpunkt des SCR 255 bereits leitend ist und die beiden Stromversorgungsgeräte in der Halbwelle zwischen den Zeitpunkten i2 und t3 parallel arbeiten, während das Boden-Stromversorgungsgerät im Zeitpunkt t3 abgeschaltet wird. Nachdem die Umschaltung der Stromversorgung erfolgt ist und das Flugzeug-Stromversorgungsgerät den Verbraucher 200 mit dem erforderlichen Strom versorgt, erzeugt der noch weiter durch die Primärwicklung 283 fließende Strom positive Zündsignale an der Steuerelektrode 258 des SCR 255, so daß der SCR 250 nicht mehr länger leitend bleibt. Auch wenn sich die Frequenz der beiden Stromversorgungsgeräte geringfügig unterscheidet, gewährleistet der Kondensator 315 ein fortgesetztes Zündsignal an der Steuerelektrode des SCR 255, während sich die Phasenlage der beiden Stromversorgungsgeräte ändert. Da der Transformator 232 keine Zündsignale an die SCRs 210 und 215 abgibt, ist damit die Stromversorgungsumschaltung beendet. Um ferner noch zu verhindern, daß der Phasendetektor die Phasendifferenz zwischen den beiden Stromversorgungsgeräten weiter überwacht und um dadurch den SCR 275 erneut durchzusteuern, wird die Ausgangsspannung des Phasendetektors unterbrochen. Da der SCR 250 im leitenden Zustand verhindert, daß weitere Spannungen in der Sekundärwicklung 338 des Transformators 232 induziert werden, erhält auch der zwischen den Brükkengleichrichter 325 und die Steuerelektrode 278 des SCR 275 geschaltete SCR 329 keine Zündsignale mehr. Somit kann der Phasendetektor den SCR 275 nicht mehr länger steuern. Obwohl die Stromversorgungs-Umschaltvorrichtung mit Bezug auf die F i g. 5 und 7 als besonders geeignet zur Umschaltung der Stromversorgung von einem Boden-Stromversorgungsgerät auf ein internes Flugzeug-Stromversorgungsgerät beschrieben wurde, ist sie jedoch auch zur Umschaltung der Stromversorgung zwischen zwei beliebigen Wechselstromquellen geeignet. Somit wird hier ein Null-Schalter offenbart, der die Fähigkeit besitzt, die Stromversorgung eines bestimmten Verbrauchers ein- und auzuschalten, wenn die Ausgangsspannung einer Wechselstromquelle durch Null geht. Ferner wird hiermit eine spezielle SchaltungzurVerminderung des Störpegels offenbart, der normalerweise mit dem wiederholten Ein- und Ausschalten steuerbarer Siliciumgleichrichter in Stromsteuerschaltungen verbunden ist. Schließlich vermeidet die offenbarte Stromversorgungsumschaltvorrichtung die bei Einschaltvorgängen üblichen Schwingvorgänge beim Umschalten der Stromversorgung von einer Wechselstromquelle auf eine andere. Patentansprüche:

1. Elektronische Schaltanordnung zum Ein- und Ausschalten der Wechselstromversorgung eines Verbrauchers in der Nähe des Spannungsnullpunktes der Speisewechselspannung nach Betätigung eines Auslöseschalters, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (13,11) in Reihe mit der Wechselstromquelle (10) in den Wechselstromkreis einer Gleichrichterschaltung (14 bis 17) geschaltet ist, deren Gleichstromkreis von einem Hauptstromtor (20) nach Betätigung des Auslöseschalters (30) in der Nähe des nächsten Nulldurchgangs der Speisewechselspannung kurzgeschlossen oder unterbrochen wird, indem der Anode (26) eines Hilfsstromtores (25), die über eine Diode (33) mit dem Steueranschluß (23) des Hauptstromtores (20) und über den Auslöseschalter (30) mit dem Steueranschluß (28) des Hilfsstromtores (25) verbunden ist, die Speisewechselspannung gleichgerichtet und ungeglättet über einen hochohmigen Widerstand (29, 50) zugeführt wird, und daß die Kathoden (22, 27) der beiden Stromtore (20, 25) miteinander verbunden sind und zwischen Steueranschluß und Kathode beider Stromtore ein Vorspannungswiderstand (34, 37) geschaltet ist.

2. Schaltanordnung nach Anspruch 1 für Wirkleistungsverbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichterschaltung ein Brückengleichrichter ist und die gleichgerichtete und ungeglättete Anodenspannung des Hilfsstromtores (25) an diesem Brückengleichrichter (14 bis 17) abgegriffen wird, so daß das Hauptstromtor (20) in der Nähe aller Nulldurchgänge der Speisewechselspannung schalten kann.

3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 für Wirkleistungsverbraucher zur Vermeidung eines Verbraucherreststroms bei gesperrtem Hauptstromtor, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenspannung des Hilfsstromtores (25) an einem Hilfsbrückengleichrichter (43, 45, 48, 49) abgegriffen wird, in dessen Brückenzweig die Sekundärwicklung (42) eines Trenntransformators (40) liegt, der primärseitig an die Wechselstromquelle (lO) angeschlossen ist.

4. Schaltanordnung nach Anspruch 1 und 3 für Wirk-, Blind- und Scheinleistungsverbraucher, dadurch gekennzeichnet, daß in den Primärkreis des Trenntransformators (40) ein veränderbarer Kondensator (44) geschaltet ist, der so eingestellt ist, daß die Anodenspannung des Hilfsstromtores (25) der Anodenspannung des Hauptstromtores (20) vorauseilt.

5. Schaltanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kondensator (44) ein veränderbarer Widerstand (76) parallel geschaltet ist.

6. Schaltanordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußeres Steuergerät (35), das eine einstellbare oder ver-

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änderliche Spannung liefert, über einen Strombegrenzungswiderstand (36) parallel zu dem Vorspannungswiderstand (37) des Hilfsstromtores (25) geschaltet ist, so daß bei geöffnetem (Stellung 31) Auslöseschalter (30) der Schaltvorgang des Hauptstromtores (20) von dem Steuergerät (35) steuerbar ist.

7. Schaltanordnung nach Anspruch 1 bis 5 zur Überwachung von Meßgrößen oder als Alarmvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorspannungswiderstand (37) des Hilfsstromtores (25) als veränderbarer Widerstand (56) ausgeführt ist und an die Stelle des Auslöseschalters (30) ein Meßumformer, Meßfühler oder Abtastglied (55) geschaltet ist.

8. Schaltanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßumformer (55) eine von der Meßgröße abhängige Impedanz, z. B. ein temperatur- oder lichtabhängiger Widerstand ist.

9. Schaltanordnung nach einem oder mehreren ao der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Verbrauchers die Primärwicklung (73) eines Zündtransformators (72) und zwischen Wechselstromquelle (60) und Primärwicklung (73) des Zündtransformators (72) ein die Phase vordrehendes Glied (74, 75) in den Brückenzweig des Hauptbrückengleichrichters (14 bis 17) geschaltet ist und der Verbraucher (63) in an sich bekannter Weise über eine Antiparallelschaltung zweier Leistungsstromtore (64, 65) direkt an der Wechselstromquelle (60) liegt, daß die Leistungsstromtore (64, 65) getrennt von zwei Sekundärwicklungen (68, 69) des Zündtransformators (72) abwechselnd im Gegentakt mit jeder Halbwelle der Speisewechselspannung gezündet und gesperrt werden, wenn das Hauptstromtor (20) gezündet ist, und daß ein verhältnismäßig hochohmiger Widerstand (77) als Grundlast dem Hauptstromtor (20) parallel geschaltet ist, der so bemessen ist, daß der Strom durch die Primärwicklung (73) des Zündtransformators (72) zur Zündung der Leistungsstromtore (64, 65) nicht ausreicht, wenn das Hauptstromtor (20) gesperrt ist, aber dennoch bei abgeschaltetem Verbraucher (63) ein phasenverschobener Strom durch die Primärwicklung (73) fließt.

10. Schaltanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das die Phase verdrehende Glied aus einem veränderbaren Kondensator (74) und einem veränderbaren Widerstand (75) besteht.

11. Schaltanordnung nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß steuerbare Gleichrichter oder ähnliche bistabile Bauelemente als Stromtor verwendet werden.

12. Schaltanordnung zur störimpulsfreien Umschaltung der Stromversorgung eines Verbrauchers von einem Wechselstromversorgungsgerät auf ein anderes unter Verwendung einer Schaltanordnung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das eine Stromversorgungsgerät (101) und den Verbraucher (100) eine normalerweise durchgeschaltete Torschaltung (103) und zwischen das andere Stromversorgungsgerät (106) und den Verbraucher (100) eine normalerweise gesperrte Torschaltung (108) geschaltet ist, daß ferner ein

Phasendetektor (115) zwischen die beiden Stromversorgungsgeräte (101, 106) geschaltet ist und die Ausgänge beider Stromversorgungsgeräte (101, 106) je an eine Torsteuerung (130, 125) und ,eine Schaltanordnung gemäß Anspruch 1 bis 11 (122, 120) angeschlossen sind, daß der Ausgang der einen Torsteuerung (130) an die eine Torschaltung (103) und der Ausgang der anderen Torsteuerung (125) an die andere Torschaltung (108) angeschlossen ist, daß die eine Schaltanordnung gemäß Anspruch 1 bis 11 (122) mit der einen Torsteuerung (130) und die andere Schaltanordnung gemäß Anspruch 1 bis 11 (120) mit der anderen Torsteuerung (125) verbunden ist, daß die eine Torsteuerung (130) auch den Phasendetektor (115) und dieser auch die andere Schaltanordnung gemäß Anspruch 1 bis 11 (120) steuert, daß die andere Torsteuerung (125) außerdem mit der einen Schaltanordnung gemäß Anspruch 1 bis 11 (122) verbunden ist und daß zwischen die beiden Schaltanordnungen gemäß Anspruch 1 bis 11 (120,122) ein Stromversorgungsgerät-Umschaltwahlschalter (110) geschaltet ist (F i g. 5).

13. Schaltanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Torschaltungen (103, 108) jeweils zwei antiparallelgeschaltete Leistungsstromtore (210, 215; 220, 225) nach Anspruch 9 enthalten, daß die Torsteuerungen (130,125) jeweils einen Zündtransformator (232, 284) nach Anspruch 9 mit einer dritten Sekundärwicklung (338, 310) und dieser nachgeschalteten Brückengleichrichter (337, 311) mit Glättungsfilter enthalten und daß die Schaltanordnungen gemäß Anspruch 9 (120, 122) Brückengleichrichtern (261, 234, 293, 279) nachgeschaltete Haupt- und Hilfsstromtorschaltungen enthalten.

14. Schaltanordnung nach Anspruch 12 und

13, dadurch gekennzeichnet, daß der Phasendetektor ein Transformator (320) mit nachgeschaltetem Brückengleichrichter (325) ist, in dessen Gleichstromkreis wiederum ein Stromtor (329) in Reihe mit einem Widerstand (330) und einem Kondensator (333) liegt, und daß die Primärwicklung des Transformators (320) zwischen die beiden Stromversorgungsgeräte (101 und 106) geschaltet ist.

15. Schaltanordnung nach Anspruch 12 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Steuerkreis des Stromtores (329) im Phasendetektor (115) die geglättete Gleichspannung des Brückengleichrichters (337) in der einen Torsteuerung (130), dem Steuerkreis des Hilfsstromtores (225) in der einen Schaltanordnung gemäß Anspruch 1 bis 11 (122) die geglättete Gleichspannung des der dritten Sekundärwicklung (310) des Zündtransformators (284) in der anderen Torsteuerung (125) nachgeschalteten Brückengleichrichters (311) und dem Steuerkreis des Hilfsstromtores (275) in der anderen Schaltanordnung gemäß Anspruch 1 bis 11 (120) die Spannung des Kondensators (333) im Gleichstromkreis des Brückengleichrichters (325) im Phasendetektor (115) zugeführt ist.

16. Schaltanordnung nach Anspruch 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Umschaltwahlschalter (110) aus den mechanisch miteinander gekoppelten Auslöseschaltern (267 und 297) der