DE1516115B2

DE1516115B2 - Netzschwankungssimulator

Info

Publication number: DE1516115B2
Application number: DE19661516115
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing 8000 Mun chen Koerv Peter 8011 Anzing Hermes Heinz Dipl Ing 2000 Hamburg Thieme Klaus D Dipl Ing 2000 Wedel Sedlacek Herbert 2000 Hamburg Mehnert
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH, 6000 Frankfurt Messerschmitt Bolkow Blohm GmbH, 8000 München
Priority date: 1966-01-24
Filing date: 1966-01-24
Publication date: 1971-02-25
Also published as: DE1516115A1; GB1176411A; US3551893A; FR1513625A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Netzschwan- Weiterhin wird vorgeschlagen, daß bei Simulation kungssimulator zur Prüfung elektrischer Systeme bei- eines Drehstromnetzes eine Einrichtung zur Erzeuspielsweise elektrischer oder elektronischer Verbrau- gung einer fiktiven Nullpunktspannung, beispielscher eines Flugzeugbordnetzes auf deren Funktion weise dargestellt durch eine offene Dreiecksschaltung und Zuverlässigkeit. 5 und das Verhältnis zweier Impedanzen, einem Diffe-

Solche Simulatoren sind schon in zahlreichen Aus- renzverstärker und einer Überzieheinrichtung, für

führungen und für die verschiedensten Zwecke be- die den Nullpunktströmen äquivalenten Nullspan-

kanntgeworden, wie sie beispielsweise in den deut- nungen zur vektoriellen Addition zu den Phasen-

schen Patentschriften 881837, 958 317, 751692 und spannungen zugeordnet ist.

737 433 offenbart sind. io Während der Synchronisation wird die dem NuIl-

In der deutschen Auslegeschrift 1 204 745 ist je- punktstrom entsprechende Spannung vom Band kondoch eine Einrichtung zur Prüfung elektrischer und tinuierlich in eine Spannung, die mit Hilfe des Auselektronischer Geräte hinsichtlich ihres Betriebsver- gangs des dazugehörigen Verstärkers gebildet wird, haltens in Bordnetzen vorgeschlagen worden, bei der übergeführt. Bei Abschluß der Synchronisation wird mit einem Sollwert-Eingang eines Spannungsreglers 15 bezüglich des Nullpunktes die umgekehrte Verfahfür einen Generator ein Programmgeber für einen rensweise angewandt. In dem erfindungsgemäßen schwankenden Spannungsverlauf und mit einem Soll- Netzschwankungssimulator ist also eine Einrichtung wert-Eingang eines Drehzahlreglers für einen, den angeordnet, die die erzeugte Nullspannung vektoriell Generator antreibenden Motor ein Programmgeber zu den Phasenspannungen addiert. Mit Hilfe eines für eine schwankende Frequenz verbunden ist. 20 über den' Übergangswiderstand jedes Erzeugers der

Eingehende Versuche zeigten nun, daß mit all den Anordnung fließenden Nullstromes erfolgt die Nullvorerwähnten bisher bekannten und vorgeschlagenen punktanhebung am Generatorsternpunkt entspremaschinellen Ausführungen die geforderten Bedin- chend dem jeweiligen Lastzustand. Dieser Strom gungen nicht in optimaler Weise erfüllt werden wird durch die vektorielle Summe der Klemmenkönnen. So ist unter anderem eine beliebige und 25 spannungen und die nachgebildete Generatorreaktanz programmierbare Vertauschbarkeit der Zustände und dargestellt. ...

deren systemgerechte Anpassung sowie die Erzeu- Die Potentialanh'ebung der Verbraucher gegen

gung eines fiktiven systemgerechten Ntrilpunkt-Stro- Masse wird einmal -durch die in wirklicher Größe

mes zur Darstellung des Null-Systems des jeweiligen nachgebildeten Übergangswiderstände im Verbrau-

Erzeugers nicht oder nicht einwandfrei zu erzielen. 30 cherkreis und durch die sich einstellenden NuIl-

Diese Nachteile und Mängel zu beseitigen ist Auf- punktströme erreicht^ zum anderen angenähert durch gäbe der Erfindung, die dadurch gelöst wird, daß Umwandlung des ■ Erzeuger-Ubergangswiderstandes zwei oder mehrere Magnetbänder zur Aufnahme und in einer regelbaren Reaktanz, die spezifische VerVerarbeitung der Netzschwankungssignale aus Flug- braucheranhebungen nachbilden kann,
messungen und/oder Funktionsgebern mit einem 35 In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfin-Zwischenspeicher, z. B. Magnetplatte, zusammen- dung wird vorgeschlagen, daß eine Einrichtung für arbeitet, der die wahlweise Zusammenstellung von die statistische und programmierte Mischung der durch eine Kodiereinrichtung gekennzeichnete Netz- Prüfsignale definierter Länge einer Codiereinrichtung Schwankungssignale definierter Länge (Zustände) und Mitteln — beispielsweise Lochstreifenleser und durch Zwischenspeicherung ermöglicht und mit Lei- 40 Ausgabedrucker ^- zum programmierten Aufsuchen stungsverstärkern eine funktionelle und gerätemäßige eines beliebigen gekennzeichneten Zustandes und zur Einheit bildet. Erzielung von definierten Kombinationen beliebiger

Hierbei dienen die Magnetbandgeräte im Zusam- Zustände zugeordnet ist.

menhang mit dem als Zwischenglied geschalteten Diese Mischeinheit gestattet, nicht nur verschie-

Plattenspeicher einmal der Speicherung der Span- 45 dene Zustände zu mischen, sondern vorgegebene

nungszustände und zum anderen der Zusammenstel- Funktionsprogramme zwischen die einzelnen Zu-

lung eines Mischprogramms. Damit aber wird gleich- stände einzufügen. In einer besonderen Ausgestaltung

zeitig die Möglichkeit geschaffen, ein oder mehrere dieser Ausführungsform sind zusätzliche Maßnahmen

Programme zeitlich unbegrenzt abzuspielen. getroffen, die eine manuelle Mischung der Programme

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen 50 gestatteten, so daß eine bestimmte Reihenfolge von Maßnahmen ist darin zu sehen, daß für jeden be- Zuständen jederzeit neu programmiert werden kann, liebigen Flug- oder Umweltzustand eine Spannungs- Diese zusätzlichen Einrichtungen haben den Vorteil, dynamik erzeugt wird, und zwar eine sogenannte daß der durch statistische Mischung hervorgerufene Vierleiterdynamik (drei Phasen und Nulleiter). Diese Ausfall eines Prüflings rekonstruiert werden kann. Dynamik ist systemgerecht und wird aus Meßwerten 55 Weiterhin ist vorgesehen, daß für die Simulation sowohl im Flug als auch am Boden durch Programm der Schaltspannungsspitzen ein hinsichtlich Impuls, gewonnen, wobei noch besonders hervorzuheben ist, Höhe, Steilheit und Frequenz einstellbarer Impulsdaß alle Verhältnisse so erfaßt werden, wie sie über generator dient, der nach einem auf dem Magneteinen großen Zeitraum — beispielsweise 1000 Flug- band des Gerätes festgelegten Programm angesteuert stunden — auftreten können. 60 werden kann und daß ein vom Magnetband des

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß eine Überzieh- Gerätes programmierter Steuerimpulsgeber die dem einrichtung — welche wahlweise die zusammen- Aufbau und den Eigenschaften des Bordnetzes entgestellten Zustände derart ineinander überführt, daß sprechende verzögerungsfreie Zuschaltung von Samkeine Sprünge der kennzeichnenden Größen eines melschienen und Schutz- und Steuereinrichtungen elektrischen Netzes, nämlich Frequenz, Phase und 65 der Generatoren und des Bordnetzes mit Hilfe von Amplitude, welche das Verhalten des Prüflings un- Thyristoren durchführt.

zulässig verfälschen (systemgerechte Anpassung) auf- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden

treten — den beiden Bandgeräten zugeordnet ist. Magnetbandgeräte verwendet, deren Grenzfrequenz

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über die Grenzfrequenz von 20 kHz normaler Band- reihung bzw. Speicherung der ausgewählten Zu-

geräte hinausgeht. stände.

Vorzugsweise gehört in einer besonderen Aus- Die Kennzeichnung der Zustände erfolgt bei der

gestaltung der Erfindung dem Simulator ein Funk- Aufreihung und beinhaltet im allgemeinsten Fall

tionsgeber an, der die ein allgemeines elektrisches 5 auch die Speicherung der Auslösesignale für die

Netz kennzeichnende Größen definiert vorgeben hochfrequenten Schaltimpulse und die Anregung für

kann. die Thyristoren. Nach der Aufreihung der Zustände.

Ferner wird vorgeschlagen, daß die im Simulator werden nicht nur die aufgereihten Zustände übererzeugten und/oder verarbeiteten Prüfsignale defi- zogen, sondern auch die Kennzeichnungen unvernierter Länge einem Rechner als Funktionen zur io ändert mit überspielt. Vorgegebene Gleichspannungs-Analysierung, Speicherung und/oder Verarbeitung zustände aus Funktionsgebern werden ebenso wie eingegeben werden. während des Überziehvorganges mit einem definierr

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausfüh- ten Wechselspannungsanteil überlagert,

rungsbeispiel beschrieben und gezeichnet, so daß Die Zusammenstellung eines Zustandsprogramms

auch hieraus weitere Vorteile und Maßnahmen ent- 15 geht von einer Einrichtung 18 a aus, die der Vorgabe

nehmbar sind. Es zeigt der statistischen oder programmierten Mischung

Fi g. 1 das Blockschaltbild der Bausteine der erfin- dient. Hierbei wird in einer Anordnung 18 ein Lochdungsgemäßen Anlage für das Zusammenstellen Streifenprogramm zusammengestellt. Über die Eineines Zustandspeicherbandes, . richtung 19 erfolgt die automatische Vorwahl -des

Fig. 2 das Blockschaltbild für das Zusammen- 20 Code-Programms, während durch die Einrichtung

stellen eines Zustandprogramms, 14 a (Such- und Steuereinrichtung) die automatische

F i g. 3 das Blockschaltbild für das Überziehen der Steuerung für den Vor- und Rücklauf des Magnetaufgereihten Zustände und das Abspielen des Pro- bandgerätes 13 erfolgt. Stimmt beim Lesen des gramms, Timecodes vom Band der Lochstreifencode mit dem

Fig. 4 das Blockschaltbild für das Abspielen eines 25 Bandcode überein, so erhält der elektronische Schalfortlaufenden Programms bereits aufbereiteter Bän- ter 20 ein Auslösesignal, wodurch das Bandgerät 13 der, auf Wiedergabe geschaltet wird. Ohne Code wird

Fig. 5 eine Zusammenstellungszeichnung der An- dann der Zustand auf den Zwischenspeicher 7 über-

lage im Blockschaltbild. spielt. Durch das Ende des letzten Zustands auf

Mittels eines Timecode-Generators in Einrich- 30 Bandgerät 2 erfolgt die Abfrageauslösung bei 15 und

tung 1 und eines Magnetbandgerätes 2 wird die Ori- die Aufreihung des gespeicherten Zustands an dem

ginalaufzeichnung codiert. Die Zustandsauswahl er- vorangegangenen überspielten Zustand ohne Code

folgt mittels eines Oszillographen 4 und einer Abhör- auf Bandgerät 2. Nach dieser Speicherung erfolgt

einrichtung 3. Der Oszillograph 4 dient zur ersten durch den elektronischen Schalter 21 die automa-

Beurteilung und Auswahl und zur Ermittlung des 35 tische Weiterschaltung des Lochstreifens um einen

zugehörigen Timecodes nach Zustandsende, während Schritt.

eine Timecode-Such- und Steuereinrichtung 5 den Zum »Überziehen« der aufgereihten Zustände und

ausgewählten Zustand automatisch überspielt. Das zum Abspielen eines nicht fortlaufenden Programms,

Magnetbandgerät 2 oder der Funktionsgeber 6 über- erfolgt über die Anordnung 22 die systemgerechte

spielen den Zustand zusammen, mit dem Timecode 40 Einstellung des Überziehgradienten bzw. die pro-

auf einen Zwischenspeicher 7. Mit einem Oszillogra- grammierte Gradientenfolge. Von dem Magnetband-

fen8 wird eine genaue Zustandsanalysierung durch- gerät 2 werden die Zustände (Nullpunktströme und

geführt und durch eine programmierbare Löschein- Phasenspannungen) überspielt. Die Uberzieheinrich-

richtung 9 werden die nicht interessierenden Teile tung 23 und das Auslösesteuersignal für die Einrich-

gelöscht, während durch die Einrichtung 10 Steuer- 45 tung 24 zum Überziehen der den Nullpunktströmen

impulse gegeben werden, welche später für den äquivalenten Nullspannungen wird von einem elek-

Impulsgenerator 11 und die Sammelschienensteue- ironischen Schalter 21 gesteuert. Der elektronische

rung 12 zur Ansteuerung dienen (F i g. 3). Schalter 21 leitet die Auslösung zur Übernahme durch

Auf dem Magnetbandgerät 13 wird der bei 7 ge- die Überzieheinrichtung 23 und 24 ein, wobei diese speicherte Zustand an den vorherigen überspielten 5° Auslösung jeweils durch den Zustandsbeginn, d.h. Zustand ohne Code angereiht, nachdem durch die durch den Beginn der Vorlaufzeit erfolgt. Die ÜberEinrichtung 14 (Timecode-Generator) das leere Spei- zieheinrichtung 23 gibt über den elektronischen Umcherband mit einem Timecode versehen wurde und schalter 20 jeweils bis zum Ende der Überziehung die Abfrageauslösung durch das Ende des vorherigen Signale auf das Bandgerät 13. Eine Einrichtung 25 Zustands von einer Einrichtung 15 erfolgte. Eine 55 zur Nullspannungsanhebung und die vorerwähnte Anordnung 16 dient zum Lesen und Drucken des Anordnung 24 führen über einen Differenzverstärker Zustandsanfanges sowie des Zustandsendes und der 26 die vektorielle Addition der Nullspannung zu den fortlaufenden Numerierung der einzelnen Zustände. Phasenspannungen durch. Die Wiedergabe des über-Dainit ist nun ein Zustandsspeicherband zusammen- zogenen, programmierten Bandes von 13 erfolgt über gestellt. 60 die Verstärker 26 und 27.

Nach der Erfindung wird an die Anlage ein Time- Soll nun ein fortlaufendes Programm bereits aufGenerator 14 und eine programmierbare Such- und bereiteter Bänder abgespielt werden, so gibt das Steuereinrichtung 14 α gekoppelt, die mit Mitteln zum Bandgerät 2 vor dem Bandende ein automatisches automatischen Aufsuchen eines beliebigen Zustands Auslösesignal für den Hochlauf des Bandgerätes 13 und zur Erzielung von definierten Kombinationen 65 sowie ein Signal für die Übernahme durch die Überbeliebiger Zustände ausgestattet ist. Die program- zieheinrichtung 23, 24 und nach Bandende für die mierbare Such- und Steuereinrichtung 14 α ermöglicht Bandrücklaufsteuerung. Vor dem Bandende des eine folgerichtige, nahezu lückenlose Aneinander- Bandgerätes 13 wird ebenfalls ein automatisches Aus-

lösesignal gegeben, nunmehr für den Hochlauf des Bandgerätes 2, sowie ein Signal für die Übernahme durch die Überzieheinrichtung 23, 24 und nach Bandende für die Bandrücklaufsteuerung. Das Programm wird nunmehr vom Bandgerät 2 abgespielt. Von den jeweiligen Bandgeräten 2,13 bzw. der Uberzieheinrichtung 23,24 erfolgt die Ansteuerung des Leistungsverstärkers 27. Die Einrichtung 1 ist in einer speziellen Ausführungsform mit einer Einrichtung 1 α für die statistische und programmierte Mischung der Zustände versehen und weist ferner Mittel 1 b zum automatischen Aufsuchen eines beliebigen Zustandes auf.

Claims

Patentansprüche:

1. Netzschwankungssimulator zur Prüfung elektrischer oder elektronischer Verbraucher — bei-

^: spielsweise eines Flugzeugbordnetzes —, derart, .. daß die im Flugzeug herrschenden elektrischen • 'Umgebungsverhältnisse zur Feststellung der vorbestimmten Funktionen der Verbraucher unter ^: diesen Verhältnissen simuliert werden, wobei konventionelle elektronische Bauteile und Magnetbandgeräte den Simulator bilden, dadurch -gekennzeichnet, daß zwei oder mehrere Magnetbandgeräte (2, 13) zur Aufnahme und Verarbeitung der Netzschwankurtgssignale aus -'Flugmessungen und/oder Funktionsgebern mit einem Zwischenspeicher (7), z.B. Magnetplatte, ■ zusammenarbeitet, der die wahlweise Zusammenstellung von durch eine Kodiereinrichtung (1) gekennzeichnete Netzschwankungssignale definierter Langer (Zustände) durch Zwischenspei-■ cherung ermöglicht und mit Leistungsverstärkern (26, 27) eine funktionelle und gerätemäßige Einheit bildet.

2. Netzschwankungssimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,- daß eine Uberzieheinrichtung (23) — die wahlweise die zusammengestellten Zustände derart'ineinander überführt, daß keine Sprünge der kennzeichnenden Größe eines elektrischen Netzes, ' nämlich Frequenz, Phase und Amplitude, welche das Verhalten des Prüflings unzulässig verfälschen (systemgerechte Anpassung), auftreten — den beiden Bandgeräten (2,13) zugeordnet ist.

3. Netzschwankungssimulator nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet; daß bei Simulation eines Drehstromnetzes eine Einrichtung (25) zur Erzeugung einer fiktiven Nullpunktspannung, beispielsweise dargestellt durch eine offene Dreiecksschaltung und das Verhältnis zweier Impedanzen, einem Differenzverstärker (26) und einer Uberzieheinrichtung (24), für die den Nullpunktströmen äquivalenten Nullspannungen zur vektoriellen Addition zu den Phasenspannungen zugeordnet ist.

4. Netzschwankungssimulator nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (1 a) für die statistische und programmierte Mischung der Prüfsignale definierter Länge einer Kodiereinrichtung (1) und Mitteln (Ib; 16, 18 a) — beispielsweise Lochstreifenleser und Ausgabedrucker — zum programmierten Aufsuchen eines beliebigen gekennzeichneten Zustandes und zur Erzielung von definierten Kombinationen beliebiger Zustände zugeordnet ist.

5. Netzschwankungssimulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für die Simulation der Schaltspanhungsspitzen ein hinsichtlich Impuls, Höhe, Steilheit und Frequenz einstellbarer Impulsgenerator (11) dient, der nach einem auf dem Magnetband des Gerätes (13) festgelegten Programm w angesteuert werden kann.

6. Netzschwankungssimulator nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch "gekennzeichnet, daß ein vom Magnetband des Gerätes (13) programmierter Steuerimpulsgeber (10) die dem Aufbau und den Eigenschaften des Bordnetzes entsprechende verzögerungsfreie Zuschaltung von Sammelschienen (12) und Schutz- und Steuereinrichtungen der Generatoren und des Bordnetzes mit Hilfe von Thyristoren durchführt.

7. Netzschwankungssimulator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Magnetbandgeräte (2,13) verwendet werden, deren Grenzfrequenz "über die Grenzfrequenz von 20 kHz normaler Bänder hinausgeht.

8. Netzschwankungssimulator nach einem oder mehrerer der vorangegangenen Ansprüche 1, bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Simulator ein Funktionsgeber (6) zur definierten Vorgabe der ein allgemeines elektrisches Netz — speziell ein 3-Phasen-Netz — kennzeichnende Grö-: C₁ ßen — nämlich Frequenz, Phase und Amplitude als Funktion der Zeit — zugeordnet ist.

9. Netzschwankungssimulator nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß dem Simulalator erzeugten und/oder verarbeiteten Prüfsignale definierter Länge einem Rechner (17) als Funk-' tionen zur Analysierung, Speicherung und/oder Verarbeitung eingegeben werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen