DE1516115C - Network fluctuation simulator - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Netzschwankungssimulator zur Prüfung elektrischer Systeme beispielsweise elektrischer oder elektronischer Verbraucher eines Flugzeugbordnetzes auf deren Funktion und Zuverlässigkeit.The invention relates to a network fluctuation simulator for testing electrical systems, for example electrical or electronic consumers of an aircraft electrical system for their function and reliability.
Solche Simulatoren sind schon in zahlreichen Ausführungen und für die verschiedensten Zwecke bekanntgeworden, wie sie beispielsweise in den deutschen Patentschriften 881837, 958317, 751692 und 737 433-offenbart sind.Such simulators have already become known in numerous designs and for the most varied of purposes, as for example in the German patents 881837, 958317, 751692 and 737 433 are disclosed.
In der deutschen Auslegeschrift 1 204 745 ist jedoch eine Einrichtung zur Prüfung elektrischer und elektronischer Geräte hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens in Bordnetzen vorgeschlagen worden, bei der mit einem Sollwert-Eingang eines Spannungsreglers für einen Generator ein Programmgeber für einen schwankenden Spannungsverlauf und mit einem Sollwert-Eingang eines Drehzahlreglers für einen, den Generator antreibenden Motor ein Programmgeber für eine schwankende Frequenz verbunden ist.However, in the German Auslegeschrift 1 204 745 a facility for testing electrical and electronic devices with regard to their operational behavior has been proposed in on-board networks with a setpoint input of a voltage regulator for a generator a programmer for one fluctuating voltage curve and with a setpoint input of a speed controller for one, the Generator driving motor is connected to a programmer for a fluctuating frequency.
Eingehende Versuche zeigten nun, daß mit all den vorerwähnten bisher bekannten und vorgeschlagenen maschinellen Ausführungen die geforderten Bedingungen nicht in optimaler Weise erfüllt werden können. So ist unter anderem eine beliebige und programmierbare Vertauschbarkeit der Zustände und deren systemgerechte Anpassung sowie die Erzeugung eines fiktiven systemgerechten Nullpunkt-Stromes zur Darstellung des Null-Systems des jeweiligen Erzeugers nicht oder nicht einwandfrei zu erzielen.In-depth experiments have now shown that with all of the previously known and proposed machine versions, the required conditions are not met in an optimal way be able. So among other things is any and programmable interchangeability of the states and their system-compatible adaptation as well as the generation of a fictitious system-compatible zero point current to represent the zero system of the respective producer cannot be achieved or cannot be achieved properly.
Diese Nachteile und Mängel zu beseitigen ist Aufgabe der Erfindung, die dadurch gelöst wird, daß zwei oder mehrere Magnetbänder zur Aufnahme und Verarbeitung der Netzschwankungssignale aus Flugmessungen und/oder Funktionsgebern mit einem Zwischenspeicher, z. B. Magnetplatte, zusammenarbeitet, der die wahlweise Zusammenstellung von durch eine Kodiereinrichtung gekennzeichnete Netzschwankühgssignale definierter Länge (Zustände) durch Zwischenspeicherung ermöglicht und mit Leistungsverstärkern eine funktionell und gerätemäßige Einheit bildet.To eliminate these disadvantages and shortcomings is the object of the invention, which is achieved in that two or more magnetic tapes for recording and processing the network fluctuation signals from flight measurements and / or function generators with a buffer, e.g. B. Magnetic disk, cooperates, the optional combination of Network fluctuation signals of defined length (states) identified by a coding device enabled by intermediate storage and with power amplifiers a functional and device-based Unity forms.
Hierbei dienen die Magnetbandgeräte im Zusammenhang mit dem als Zwischenglied geschalteten Plattenspeicher einmal der Speicherung der Spannungszustände und zum anderen der Zusammenstellung eines Mischprogramms. Damit aber wird gleichzeitig die Möglichkeit geschaffen, ein oder mehrere Programme zeitlich unbegrenzt abzuspielen.Here, the tape recorders are used in conjunction with the one connected as an intermediate link Disk storage once for storing the voltage states and on the other hand, the compilation of a mixing program. But this is at the same time created the possibility to play one or more programs indefinitely.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Maßnahmen ist darin zu sehen, daß für jeden beliebigen Flug- oder Umweltzüstand eine Spannungsdynamik erzeugt wird, und zwar eine sogenannte Viurleiterdynamik (drei Phasen und Nulleiter). Diese Dynamik ist systemgerecht und wird aus Meßwerten sowohl im Flug als auch am Böden durch Programm gewonnen, wobei noch besonders hervorzuheben ist, daß alle Verhältnisse so erfaßt werden, wie sie über einen großen Zeitraum — beispielsweise 1000 Flugstunden — auftreten können.The particular advantage of the measures according to the invention is to be seen in the fact that any In flight or environmental conditions, a tension dynamic is generated, namely a so-called Viurleiterdynamik (three phases and neutral conductor). This Dynamics are system-compatible and are made from measured values both in flight and on the ground through the program won, whereby it should be particularly emphasized that all relationships are grasped as they are above a large period of time - for example 1000 flight hours - can occur.
Weiterhin wird vorgeschlagen,, daß eine Überzieheinrichtung — welche wahlweise die zusammengestellten Zustände derart ineinander überführt, daß keine Sprünge der kennzeichnenden Größen eines elektrischen Net/es, nämlich Frec|iienz, Phase und Amplitude, welche das Verhalten des Prüflings unzulässig verfälschen (systemgerechte Anpassung) auftreten — den beiden Bandgeräten zugeordnet ist.It is also proposed, that a pull-over device - which optionally the compiled States transferred into one another in such a way that no jumps in the characteristic variables of a electrical net / es, namely frequency, phase and Amplitude that impermissibly falsify the behavior of the test object (system-compatible adaptation) - is assigned to the two tape devices.
Weiterhin wird vorgeschlagen, daß bei Simulation eines Drehstromnetzes eine Einrichtung zur Erzeugung einer fiktiven Nullpunktspannung, beispielsweise dargestellt durch eine offene Dreiecksschaltung und das Verhältnis zweier Impedanzen, einem Differenzverstärker und einer Überzieheinrichtung, für die den Nullpunktströmen äquivalenten Nullspannungen zur vektoriellen Addition zu den Phasenspannurtgen zugeordnet ist.It is also proposed that when simulating a three-phase network, a device for generating a fictitious zero point voltage, for example represented by an open delta connection and the ratio of two impedances, a differential amplifier and a pull-up device, for the zero voltages equivalent to the zero point currents for vectorial addition to the phase voltage values assigned.
ίο Während der Synchronisation wird die dem Nullpunktstrom entsprechende Spannung vom Band kontinuierlich irt eine Spannung, die mit Hilfe des Ausgangs des dazugehörigen Verstärkers gebildet wird, übergeführt. Bei Abschluß der Synchronisation wirdίο During the synchronization, the zero point current corresponding tension from the tape continuously irt a tension generated with the help of the output of the associated amplifier is formed, transferred. When synchronization is complete,
bezüglich des Nullpunktes die umgekehrte Verfahrensweise angewandt. In dem erfindungsgemäßen Netzschwankungssimuiator ist also eine Einrichtung angeordnet, die die erzeugte Nullspannung vektoriell zu den Phasenspannungen addiert. Mit Hilfe eines über den Übergangswiderstand jedes Erzeugers der Anordnung fließenden NuHstromes erfolgt die NuIlpunktanhebung am Generatorsternpunkt entsprechend dem jeweiligen Lastzustand. Dieser Strom wird durch die vektorielle Summe der Klemmen-Spannungen und die nachgebildete Generatorreaktanzthe reverse procedure is used with regard to the zero point. In the invention Network fluctuation simulator is a device arranged that vectorially the generated zero voltage added to the phase voltages. With the help of one about the contact resistance of each generator of the The zero point elevation takes place in the arrangement of flowing nutrient currents at the generator star point according to the respective load condition. This stream is determined by the vector sum of the terminal voltages and the simulated generator reactance
dargestellt: shown:
Die Potentialanhebung der Verbraucher gegen Masse wird einmal durch die in wirklicher Größe nachgebildeten Übergangswiderstände im Verbraur cherkreis und durch die sich einstellenden Nullpunktströme erreicht, zum anderen angenähert durch Umwandlung des Erzeuger-Übergangswiderstandes in einer regelbaren Reaktanz, die spezifische Verbraucheranhebungen nachbilden kann.The potential increase of the consumer against mass is once through the in real size simulated contact resistances in the consumer circuit and achieved by the zero point currents that are set, on the other hand approximated by Conversion of the generator contact resistance in an adjustable reactance, the specific consumer increases can recreate.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlageh, daß eine Einrichtung für die statistische und programmierte Mischung der Prüfsignale definierter Länge einer Codiereinrichtung und Mitteln — beispielsweise Lochstreifenleser und Ausgabedrucker — zum programmierten Aufsuchen eines beliebigen gekennzeichneten Zustandes Und zur Erzielung von definierten Kombinationen beliebiger Zustände zugeordnet ist.In an advantageous embodiment of the invention it is proposed that a device for the statistical and programmed mixture of test signals of a defined length from a coding device and means - for example a punched tape reader and output printer - for programmed searching of any marked state and to achieve defined combinations of any States is assigned.
Diese Mischeinheit gestattet, nicht nur verschiedene Zustände zu mischen, sondern vorgegebene Funktionsprogramme zwischen die einzelnen Zustände einzufügen. In einer besonderen Ausgestaltung dieser Aüsführungsform sind zusätzliche Maßnahmen getroffen, die eine manuelle Mischung der Programme gestatteten, so daß eine bestimmte Reihenfolge von Zuständen jederzeit neu programmiert werden kann. Diese zusätzlichen Einrichtungen haben den Vorteil, daß der durch statistische Mischung hervorgerufene Ausfall eines Prüflings rekonstruiert werden kann.This mixing unit allows not only to mix different states, but also predefined ones Insert function programs between the individual states. In a special embodiment In this embodiment, additional measures are taken to allow the programs to be mixed manually allowed so that a certain sequence of states can be reprogrammed at any time. These additional facilities have the advantage that the statistical mixture caused Failure of a test item can be reconstructed.
Weiterhin ist vorgesehen, daß für die Simulation der Schaltspannungsspitzen ein hinsichtlich Impuls, Höhe, Steilheit und Frequehz einstellbarer Impulsgenerator dient, der nach einem auf dem Magnetband des Gerätes festgelegten Programm angesteuert werden kann Und daß ein vom Magnetband des Gerätes programmierter Stcüerimpulsgeber die dem Aufbau und den Eigenschaften des Bordnetzes entsprechende vcrzögertingsfrcie Zuschaltung von Sammelschienen und Schutz- und Steuereinrichtungen der Generatoren Und des Bordnetzes mit Hilfe von Thyristoren durchführt.It is also provided that for the simulation of the switching voltage peaks a pulse, Height, slope and frequency adjustable pulse generator which is controlled according to a program set on the device's magnetic tape And that a pulse generator programmed from the device's magnetic tape Structure and properties of the on-board network corresponding to the delayed connection of busbars and protection and control devices of the generators and the on-board network with the help of Performs thyristors.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden Magnetbandgeräte verwendet, deren GrenzfrequenzIn a further embodiment of the invention, magnetic tape recorders are used whose cut-off frequency
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über die Grenzfrequenz von 20 kHz normaler Band- reihung bzw. Speicherung der ausgewählten Zu-over the limit frequency of 20 kHz normal band sequence or storage of the selected feed
geräte hinausgeht. . stände.equipment goes out. . stands.
Vorzugsweise gehört in einer besonderen Aus- Die Kennzeichnung der Zustände erfolgt bei derIt is preferable to include in a special The identification of the states takes place in the
gestaltung der Erfindung dem Simulator ein Funk- Aufreihung und beinhaltet im allgemeinsten Falldesign of the invention the simulator a radio line-up and includes in the most general case
tionsgeber an, der die ein allgemeines elektrisches 5 auch die Speicherung der Auslösesignale für dietion transmitter, which is a general electrical 5 also the storage of the trigger signals for the
Netz kennzeichnende Größen definiert vorgeben hochfrequenten Schaltimpulse und die Anregung fürMains characterizing variables define defined high-frequency switching impulses and the excitation for
kann. die Thyristoren. Nach der Aufreihung der Zuständecan. the thyristors. According to the ranking of the states
Ferner wird vorgeschlagen, daß die im Simulator werden nicht nur die aufgereihten Zustände übererzeugten und/oder verarbeiteten Prüfsigriaie defl- 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 definier-It is also proposed that the states not only over-generated in the simulator and / or processed test sigmaie, but also the unrecognized markings Length a calculator as functions for io changes with dubbed. Predefined DC voltage analysis, Storage and / or processing states from function generators are just like can be entered. during the pulling process with a defining
Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausfüh- ten Wechselspannungsanteil überlagert,In the following, the invention is superimposed on an alternating voltage component,
rungsbeispiel beschrieben und gezeichnet, so daß Die Zusammenstellung eines Zustandsprogrammsexample described and drawn, so that the compilation of a state program
auch hieraus weitere Vorteile und Maßnahmen ent- 15 geht von einer Einrichtung 18« aus, die der VorgabeFrom this, too, further advantages and measures are missed by a device 18 «that does not meet the specification
nehmbar sind. Es zeigt der statistischen oder programmierten Mischungare acceptable. It shows the statistical or programmed mix
F i g. 1 das Blockschaltbild der Bausteine der erfiti- dient. Hierbei wird in einer Anordnung 18 ein Loehdungsgemäßen Anlage für das Zusammenstellen Streifenprogramm zusammengestellt. Über die Eineines Zustandspeicherbandes, richtung 19 erfolgt die automatische Vorwahl desF i g. 1 the block diagram of the components that are used. Here, in an arrangement 18, a Loehdungsgemeinschaft System for putting together a strip program. About the one Status memory tape, direction 19, the automatic preselection of the
F i g. 2 das Blockschaltbild für das Zusammen- 20 Code-Programms, während durch die EinrichtungF i g. 2 shows the block diagram for the code program together while through the facility
stellen eines Zustandprogramms, 14 a (Such- und Steuereinrichtung) die automatischeset a status program, 14 a (search and control device) the automatic
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 demF i g. 3 the block diagram for pulling over the control for the forward and return of the magnet lined up States and the playback of the test device 13 takes place. Correct when reading the gramms, timecodes from the tape the punched tape code with the
F1 g. 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 wirdF1 g. 4 corresponds to the block diagram for playing a tape code, so the electronic scarf continuous receives Program already processed tapes 20 a trigger signal, whereby the tape device 13 the, * ~ - is switched to playback. Without code it will
F i g. 5 eine Zusammenstellungszeichnung der An- dann der Zustand auf den Zwischenspeicher 7 über-F i g. 5 an assembly drawing of the condition then transferred to the buffer 7
lage im Blockschaltbild. spielt. Durch das Ende des letzten Zustands auflocation in the block diagram. plays. By the end of the last state on
Mittels eines Timecode-Generators in Einrich- 30 Bandgerät 2 erfolgt die Abfrageauslösung bei 15 undBy means of a time code generator in the device 2, the query is triggered at 15 and
tung 1 und eines Magnetbandgerätes 2 wird die Ori- ' die Aufreihurig des gespeicherten Zustands an demdevice 1 and a magnetic tape recorder 2 is the Ori- 'the listing of the stored state on the
ginalaufzeichnung codiert. Die Zustandsauswahl er- vorangegangenen überspielten Zustand ohne Codeencoded. The state selection is the previous overwritten state without code
folgt mittels eines Oszillographen 4 und einer Abhör- auf Bandgerät 2. Nach dieser Speicherung erfolgtfollows by means of an oscilloscope 4 and a listening device on tape recorder 2. After this storage takes place
einrichtung 3. Der Oszillograph 4 dient zur ersten durch den elektronischen Schalter 21 die automa-device 3. The oscilloscope 4 is first used by the electronic switch 21 to automate
Beurteilung und Auswahl und zur Ermittlung des 35 tische Weiterschaltung des Lochstreifens um einenAssessment and selection and to determine the table forwarding of the perforated tape by one
zugehörigen Timecodes nach Zustandsende, während Schritt.associated timecodes after the end of the state, during step.
eine Timecode-Such- und Steuereinrichtung 5 den Zum »Überziehen« der aufgereihten Zustände unda time code search and control device 5 for "covering" the lined up states and
ausgewählten Zustand automatisch überspielt. Das zum Abspielen eines nicht fortlaufenden Programms,selected status is automatically copied. To play a discontinuous program,
Magnetbandgerät 2 oder der Funktionsgeber 6 über- erfolgt über die Anordnung 22 die systemgerechteThe magnetic tape device 2 or the function generator 6 is transferred via the arrangement 22 to the system-compatible one
spielen den Zustand zusammen mit dem Timecode 4o Einstellung des Überziehgradienten bzw. die pro-play the state together with the timecode 4o setting of the pulling gradient or the pro
auf einen Zwischenspeicher 7. Mit einem Oszillogra- grammierte Gradientenfolge. Von dem Magnetband-to a buffer 7. Gradient sequence programmed with an oscilloscope. From the magnetic tape
fen8 wird eine genaue Zustandsanalysierung durch- gerät 2 werden die Zustände (Nullpunktströme undfen8 a precise condition analysis is carried out by device 2 the conditions (zero point currents and
geführt und durch eine programmierbare Löschein- Phasenspannungen) überspielt. Die Überzieheinrich-out and overplayed by a programmable delete phase voltages). The pull-over device
richtung 9 werden die nicht interessierenden Teile tüng 23 und das Auslösesteuersignai für die Einrich-Direction 9, the parts that are not of interest are tüng 23 and the release control signal for the device
gelöscht, während durch die Einrichtung 10 Steuer- 45 tung 24 zum Überziehen der den Nullpuhktströmencleared, while by the device 10 control 45 device 24 for overshooting the zero point currents
impulse gegeben werden, welche später für den äquivalenten Nullspannungen wird von einem elek-pulses are given, which later for the equivalent zero voltages is provided by an elec-
Impulsgenerator 11 und die Sammelschienensteue- tronischen Schalter 21- gesteuert. Der elektronischePulse generator 11 and the busbar control switch 21- controlled. The electronic
rung 12 zur Ansteuerung dienen (F i g. 3). ' Schalter 21 leitet die Auslösung zur Übernahme durchtion 12 are used for control (Fig. 3). 'Switch 21 triggers the takeover
Auf dem Magnetbandgerät 13 wird der bei 7 ge- die Überzieheinrichtung 23 und 24 ein, wobei diese speicherte Zustand an den Vorherigen überspielten 50 Auslösung jeweils durch den Zustandsbeginh, d. h. Zustand ohne Code angereiht, nachdem durch die durch den Beginn der Vorlaufzeit erfolgt. Die ÜberEinrichtung 14 (Timecode-Geherator) 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 Abfrageauslösüng durch das Ende des vorherigen Signale auf das Bandgerät 13. Eine Einrichtung 25 Zustands von einer Einrichtung 15 erfolgte. Eine 55 zur Nullspahnungsanhebung und die vorerwähnte Anordnung 16 dient zürn Lesen und Drücken des Anordnung 24 führen über einen Differenzverstärker Zustandsanfanges sowie des Züstandsendes Und der 26 die vektorielle Addition der Nullspannung zu den fortlaufenden Numerierung der einzelnen Zustände. Phasenspannungen durch. Die Wiedergabe des über-Damit ist nun ein Zustandsspeicherband zusammen- zogenen, programmierten Bandes von 13 erfolgt über gestellt. 60 die Verstärker 26 und 27.On the magnetic tape recorder 13, the pull-over device 23 and 24 is inserted at 7, this being the case Stored state at the previous overridden 50 Trigger in each case by the beginning of the state, d. H. Status queued without a code after being carried out by the start of the lead time. The facility 14 (timecode generator) the empty storage device 23 gives over the electronic diverter tape was provided with a time code and switch 20 until the end of the overdraft the query triggering by the end of the previous signal on the tape device 13. A device 25 State of a device 15 took place. A 55 for raising the zero spike and the one mentioned above Arrangement 16 is used for reading and pressing the arrangement 24 lead via a differential amplifier The beginning of the state as well as the end of the state and the 26 the vectorial addition of the zero voltage to the consecutive numbering of the individual states. Phase voltages through. Playing the over-so is now a status storage tape. The programmed tape of 13 is now contracted placed. 60 amplifiers 26 and 27.
Nach der Erfindung wird an die Anlage ein Time- Soll nun ein fortlaufendes Programm bereits aiif-Generator 14 und eine programmierbare Such- und bereiteter Bänder abgespielt werden, so gibt das Steuereinrichtung 14 a 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 a ermöglicht Bandrücklaufsteuerung. Vor dem Bandcndc des eine folgerichtige, nahezu lückenlose Aneinander- . Bandgerätes 13 wird ebenfalls ein automatisches Aus-According to the invention, a time setpoint is now a continuous program already aiif generator on the system 14 and a programmable search and prepared tapes are played, so there is Control device 14 a coupled, with means to tape device 2 before the end of the tape an automatic automatic search for any state trigger signal for the start-up of the tape device 13 and to achieve defined combinations 65 as well as a signal for the takeover by those who choose States is equipped. The programming device 23, 24 and after the end of the line for the matable search and control device 14 a enables tape return control. Before the tape cndc of the a consequent, almost complete coexistence. Tape device 13 is also an automatic off
lösesignal gegeben, nunmehr für den Hochlauf des Bandgerätes 2, sowie ein Signal für die Übernahme durch die Uberzieheinrichtung 23, 24 und nach Bandende für die Bandrücklaufsteuerung. Das Programm wird nunmehr vom Bandgerät 2 abgespielt. Von den jeweiligen Bandgeräten 2,13 bzw. der Überzieheinrichtung 23,24 erfolgt die Ansteuerung des Leistungsverstärkers 27. Die Einrichtung 1 ist in einer speziellen Ausführungsförm 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.Release signal is given, now for the start-up of the tape device 2, as well as a signal for the takeover by the pulling device 23, 24 and after the tape end for the tape return control. The program is now played by tape device 2. Of the respective tape devices 2,13 and the pull-down device 23,24 is used for controlling the power amplifier 27. The device 1 is in a special α Ausführungsförm with a device 1 for statistical and programmed blend provided the states and further includes means 1 for b automatic search of any state.
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