DE1488188B2 - Phasenueberwachungseinrichtung - Google Patents
PhasenueberwachungseinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Phasenüberwachungseinrichtung für zwei im wesentlichen rechteckförmigen
Eingangswechselspannungen, bestehend aus einem Vergleichsglied am Eingang der Einrichtung,
das zwei Sekundärwicklungen von zwei getrennten Transformatoren für die zu überwachenden Eingangswechselspannungen
gegeneinander in Reihe geschaltet enthält, einem Demodulator mit steuerbaren Gleichrichtern in »Und-Glied«-Funktion und einem
Ausgangsverstärker in Gegentaktschaltung, dessen Ausgangsstromkreis von einer Gleichstromquelle gespeist
ist.
Häufig ist es im technischen Einsatz elektronischer Anlagen sowie von Regel-, Steuer- und Stromversorgungs-Anlagen
notwendig, zwei oder mehr Spannungen oder Ströme auf Gleichphasigkeit zu regeln oder in ihrer Phasendifferenz nach Betrag und Vorzeichen
zu bestimmen.
Beispielsweise verlangt der Parallelbetrieb zweier Wechselrichter zur Erhöhung der Leistungsentnahme
eine Synchronisiereinrichtung für zwei oder mehrere Steuergeräte. Mit Hilfe dieser synchronisierten
Steuergeräte werden die steuerbaren Gleichrichter der Wechselrichter in entsprechender Übereinstimmung
gesteuert, d. h. vom Sperrzustand in den Durchlaßzustand gebracht.
Es sind Phasenüberwachungseinrichtungen für zwei Eingangswechselspannungen bekannt, bei denen
Größe und Vorzeichen der Phasendifferenz zweier Wechselspannungen mit Hilfe eines Galvanometers
direkt proportional angezeigt werden. So ist z. B. eine Phasenmeßeinrichtung mit einem Phasenvergleichsglied
am Eingang bekannt, das zwei Sekundärwickr, lungen von zwei getrennten Transformatoren für die
zu überwachenden Eingangswechselspannungen gegeneinander in Reihe geschaltet enthält; die Phasenmeßeinrichtung
weist außerdem einen Demodulator mit steuerbaren Gleichrichtern in Form von Elektronenröhren
in »Und-Glied«-Funktion auf. Im Vergleichsglied ist eine Phasenbrücke vorgesehen, mit
welcher die aus den zwei Wechselspannungen gebildete Differenzspannung zur Steuerung der Elektronenröhren
des Demodulators in der Phasenlage verschoben wird, während in den gemeinsamen Anoden-Kathodenstrompfad
der in Gegentakt geschalteten Elektronenröhren eine der beiden Wechselspannungen
als Spannungsquelle eingeprägt wird. Dieses Phasenmeßgerät mißt nur kleine Phasendifferenzen genau
(USA.-Patentschrift2 225 348). ,
Als weitere Beispiele seien hier auch zwei bekannte Schaltungsanordnungen mit einer Phasenbrücke und
einem Elektronenröhren-Ausgangsverstärker in Gegentaktschaltung mit einer Gleichstromquelle im
Ausgangsstromkreis angeführt. Bei diesen wird nicht die Phasendifferenz von zwei Wechselspannungen
festgestellt, sondern es werden aus einer Wechselspannung zwei mittels der Phasenbrücke in der
Phasenlage veränderliche Wechselspannungen erzeugt, um in dem einen Fall die Wirk- und die Blindkomponente
zu messen und in dem anderen Fall die Phasenbrücke abzugleichen (»Electronics«, Februar
1954, S. 189, Bildzeile 3, Schaltung rechts und Bildzeile 4, Schaltung links). Des weiteren sei hier eine
bekannte Phasendetektorschaltung angeführt, bei der zwei Wechselspannungen in der Phasenlage miteinander
verglichen werden, das Galvanometer im Ausgangsstromkreis jedoch nicht bei Phasengleichheit,
sondern bei einer Phasenabweichung von 90° stromfrei wird (vorstehend genannte Literaturstelle, Bildzeile
4, Schaltung rechts). Schließlich sei hier noch ein bekannter Demodulator mit einer Gegentaktschaltung
von zwei Elektronenröhren erwähnt, mit welcher zwei Wechselspannungen überlagert werden,
bei der das demodulierte Ausgangssignal der Differenzspannung aus den zwei Wechselspannungen entspricht
(letztgenannte Literaturstelle Seite 190, Bildzeile 3, Schaltung links).
ίο Die Erfindung gtht von einer Phasenüberwachungs-,
einrichtung mit den eingangs beschriebenen Merkmalen aus. Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine solche Phasenüberwachungseinrichtung derart schaltungstechnisch auszubilden, daß mit einfachen
Mitteln eine proportionale und vorzeichengerechte Anzeige der Phasendifferenz der Wechselspannungen
innerhalb eines weiten Meßbereiches erreicht wird.
Die Erfindung besteht bei einer Phasenüber-
ao wachungseinrichtung der eingangs genannten Art darin, daß an die Reihenschaltung der Sekundärwicklungen
zwei hintereinandergeschaltete ohmsche Widerstände angeschlossen und deren Teilspannungen
je einem Strompfad des Demodulators, bestehend aus einem Thyristor, einem ohmschen Widerstand und
einer gemeinsamen, an der Verbindung zwischen den Widerständen angeschlossenen Rückleitung derart zugeordnet
sind, daß jeweils der eine Thyristor in Durchlaß- und der andere in Sperrichtung beanspracht
ist, daß ferner jeder der Transformatoren eine Tertiärwicklung und ein daran angeschlossenes
Differenzierglied aus der Reihenschaltung eines Kon-
...·,■ densators und eines Widerstandes aufweist und jeder
Widerstand des Differenziergliedes mit der Steuerstrecke je eines der Thyristoren verbunden ist und
daß der Ausgangsverstärker in Gegentaktschaltung zwei Transistoren enthält, die durch die ambivalenten
Teilgleichspannungen am Ausgang des Demodulators über ohmsche Basisvorwiderstände gesteuert werden.
Mit Hilfe der Phasenüberwachungseinrichtung nach der Erfindung kann die Größe und das Vor-"■
: zeichen der Abweichung der Phasenlage der Wechselspannung
beispielsweise eines Steuergerätes von der Phasenlage der Wechselspannung eines zweiten
Steuergerätes festgestellt werden und damit ein geeignetes Stellglied so beeinflußt werden, daß eine
Synchronisierung zweier Steuerspannungen in vorbestimmter Weise möglich ist.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist parallel zu jedem der beiden mit den Thyristoren einen Strompfad
bildenden Widerstände ein Glättungskondensator angeordnet.
An Hand des in F i g. 1 gezeigten schaltungstechnischen Ausführungsbeispieles für den Aufbau einer
Phasenüberwachungseinrichtung nach der Erfindung und der an Hand der Diagramme der F i g. 2 beschriebenen
Wirkungsweise wird die Erfindung näher erläutert.
Die beiden in der Phasenlage und in dem Vorzeichen der Phasenlagedifferenz zu bestimmenden
Wechselspannungen, die beispielsweise Ausgangsspannungen von zwei Rechteckgeneratoren sein können,
sind in Phasenopposition an die Primärwicklung 1 und Γ je eines Transformators angelegt. Die
Sekundärwicklungen 11 und 11' dieser beiden Transformatoren sind hintereinandergeschaltet und
bilden mit einer Reihenschaltung von zwei Widerständen 2 und 2' einen geschlossenen Stromkreis. Zu
jedem Widerstand 2 und 2' ist jeweils über einen Thyristor 5 bzw. 5' ein Widerstand 6 bzw. 6' parallel
geschaltet. Die Elemente 5 bzw. S' und 6, 6' bilden in bezug auf den geschlossenen Sekundärkreis der
Transformatoren eine Demodulatorschaltung. Über Widerstände 8 und 8' sind an den Widerständen 6
und 6' die Steuerstrecken von zwei Transistoren 9 und 9' eines Ausgangsverstärkers angeschlossen, so
daß jeweils ein Transistor durch einen am Widerstand 2 bzw. 2' entstehenden Spannungsabfall durchgeschaltet
und der andere gesperrt wird. Den Widerständen 6 und 6' ist je ein Kondensator 7 und 7' als
Glättungskapazität parallel geschaltet. Die Widerstände 6, 6' und die Kondensatoren 7, 7' bilden die
Siebglieder der Demodulatorschaltung. Die Emitter-Kollektor-Strecken der Transistoren 9 und 9' sind
mit je einem Widerstand 21 bzw. 21' und mit einer Gleichstromquelle 22 im Gegentakt geschaltet. Die
Transformatoren haben je eine Tertiärwicklung 12 bzw. 12', die durch ein als Differenzierglied dienendes
RC-Glied 3, 4, bzw. 3', 4' überbrückt ist. An den Widerständen 3 und 3' werden die Steuerimpulse zur
Einsteuerung der Thyristoren 5 bzw. 5' abgenommen. Die Durchschaltung jeweils einer der beiden Thyristoren
5 oder 5' wird bewirkt, wenn gleichzeitig mit dem Steuerimpuls für den Thyristor derselbe auch
den am Widerstand 2 bzw. 2' entstehenden Spannungsabfall in der Durchlaßrichtung beaufschlagt
wird.
Werden nun an die Primärwicklungen 1 und 1' der beiden Transformatoren die im Diagramm I und II
der F i g. 2 dargestellten, aus der Phasenopposition phasenverschobenen rechteckförmigen Spannungen
angelegt, so ergibt sich auf Grund der gegebenen Phasenverschiebung zwischen den beiden Spannungen
im geschlossenen, gemeinsamen Sekundärkreis der Transformatoren an den Widerständen 6 und 6' ein
resultierender Spannungsabfall gemäß der Darstellung im Diagramm III der F i g. 2. Die zur Durchzündung
der Thyristoren 5 bzw. 5' an den Widerständen 3 bzw. 3' von den Tertiärwicklungen abgegriffenen Impulse
sind als schraffierte Flächen in die Spannungsdiagramme I und II eingezeichnet, Bei jedem positiven
Polaritätswechsel der im Diagramm II dargestellten Spannung ist die Gleichzeitigkeit der Durchlaßbeanspruchung
und des Anliegens eines positiven Zündimpulses an der Steuerelektrode des Thyristors
5' gegeben, der somit durchgezündet wird. Das Durchschalten des Thyristors 5' bewirkt nun, daß ein
dem Widerstandsverhältnis der Widerstände 2 und 2' entsprechender Teil der Summenspannung des geschlossenen
Sekundärkreises am Widerstand 6' liegt. Mittels eines Kondensators T wird die durchgeschaltete
Spannung geglättet, die über einen Vorwiderstand 8' den Transistor 9' aufsteuert. Dadurch wird
die Spannung der Gleichstromquelle 22 über den Transistor 9' und den Widerstand 21' an Ausgangsklemmen
χ und y mit einer entsprechenden Polarität geschaltet. Diese Polarität wird gewechselt, wenn sich
das Vorzeichen der Phasendifferenz der Wechselspannungen umkehrt, so daß nicht der Thyristor 5'
sondern der Thyristor 5, ferner nicht der Transistor 9' sondern der Transistor 9 durchgeschaltet wird. Die
Polarität der an die Ausgangsklemmen χ und y geschalteten Spannung entspricht dem Vorzeichen der
ίο Phasendifferenz der Eingangswechselspannungen und ist dieser direkt proportional.
Mittels geeigneter Stellglieder kann die Ausgangsspannung zu Veränderung der Phasendifferenz der
Eingangsspannung verarbeitet werden.
Claims (2)
1. Phasenüberwachungseinrichtung für zwei im wesentlichen rechteckförmige Eingangswechselspannungen,
bestehend aus einem Vergleichsglied am Eingang der Einrichtung, das zwei Sekundärwicklungen
von zwei getrennten Transformatoren für die zu überwachenden Eingangswechselspannungen
gegeneinander in Reihe geschaltet enthält, einem Demodulator mit steuerbaren Gleichrichtern
in »Und-Glied«-Funktion und einem Ausgangsverstärker in Gegentaktschaltung, dessen
Ausgangsstromkreis von einer Gleichstromquelle gespeist ist, dadurch gekennzeichnet,
daß an die Reihenschaltung der Sekundärwicklungen (11, 11') zwei hintereinandergeschaltete
ohmsche Widerstände (2, 2') angeschlossen und deren Teilspannungen je einem Strompfad des Demodulators,
bestehend aus einem Thyristor (5, 5'), einem ohmschen Widerstand (6, 6') und einer gemeinsamen,
an der Verbindung zwischen den Widerständen (2,2') angeschlossenen Rückleitung
derart zugeordnet sind, daß jeweils der eine Thyristor in Durchlaß- und der andere in Sperrichtung
beansprucht ist, daß ferner jeder der Transfonnatoren eine Tertiärwicklung (12, 12') und ein
daran angschlossenes Differenzierglied aus der Reihenschaltung eines Kondensators (4, 4') und
eines Widerstandes (3,3') aufweist und jeder Widerstand (3, 3') des Differenziergliedes mit der
Steuerstrecke je eines der Thyristoren (5, 5') verbunden ist und daß der Ausgangsverstärker in
Gegentaktschaltung zwei Transistoren (9, 9') enthält, die durch die ambivalenten Teilgleichspannungen
am Ausgang des Demodulators über ohmsche Basisvorwiderstände (8,8') gesteuert
werden.
2. Phasenüberwachungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel
zu jedem der beiden mit den Thyristoren (5, 5') einen Strompfad bildenden Widerstände (6, 6)
ein Glättungskondensator (7, T) angeordnet ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEL0047040 | 1964-02-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1488188A1 DE1488188A1 (de) | 1969-03-20 |
DE1488188B2 true DE1488188B2 (de) | 1971-06-03 |
Family
ID=7271863
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19641488188 Pending DE1488188B2 (de) | 1964-02-13 | 1964-02-13 | Phasenueberwachungseinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1488188B2 (de) |
-
1964
- 1964-02-13 DE DE19641488188 patent/DE1488188B2/de active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1488188A1 (de) | 1969-03-20 |
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