DE1540068A1 - Ripple control receiver - Google Patents

Ripple control receiver

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DE1540068A1 DE1965L0050847 DEL0050847A DE1540068A1 DE 1540068 A1 DE1540068 A1 DE 1540068A1 DE 1965L0050847 DE1965L0050847 DE 1965L0050847 DE L0050847 A DEL0050847 A DE L0050847A DE 1540068 A1 DE1540068 A1 DE 1540068A1
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Description

Rundsteuerempfänger Eine Rundsteueranlage besteht aus zumeist einem Sender und zahlreichen Empfängern und dient zur Uebertragung von Schaltbefehlen einer zentralen Befehlssjtelle an bestimmte Verbraueher, Verbrauchsmeseerl Alarmeinrichtungen, Steuervorrichtungen USW.-. die an ein Verteilungsnetz für elektrische Energie angeschloss-en sind und welchen einzeln oder gruppenweise je ein Rundsteuerempfänger zugeordnet ist. Die Schaltbefehle werden in Form von Impulsen einer tonfrequenten Signalspannung dem Energieverteilungsnetz überlagert und in diesem fortgeleitet.Ripple control receiver A ripple control system usually consists of a transmitter and numerous receivers and is used to transmit switching commands from a central command point to certain consumers, consumption devices, alarm devices, control devices, etc. the to a distribution network for electrical energy is closed-ene and which individually or in groups, each being associated with a ripple control receiver. The switching commands are superimposed on the power distribution network in the form of pulses of an audio-frequency signal voltage and forwarded in it.

Will man in einem Rundsteuersystem aus technischen und wirtschaftlichen Gründen mit einem sehr niedrigen Sendepegel arbeiten, so erfordert dies bei bekannten Rundsteuereinrichtungen einen verhältnismässig grossen Aufwand-an technischen Mitteln, wenn eine zuverlässige Aussnnderung der Ruridsteuer-Signal.span!.-nung aus dem in einem Energieverteilungsrietz stets vorhandenen Spektrum von Störspannunigen gewährleistet sein soll, ohne dass die für die Durchgabe eines einzelnen Rundsteuerbefehles benötigte Zeit zu lang wird, insbesondere.dann, wenn der Signalspannungspagel in-der Grössenordnuhg des Störspannungspegels liegt. In einem Rundsteuersystem lässt sich die Forderung nach kurzeÜ Durchgabezeiten je.Schaltbefehl mit einem relativ geringen technischen Aufwand gemäss einem anderen Vorschlag dann erfüllang wenn die Rundsteuerempfänger als Korrelationsempfänger vori höchster Trennschärfe ausgebildet werden, und bei der Entwicklung geeigneter Rundsteuerempfänger wurde nun gefunden, dass die in der Korrelationstechnik bekannte Anwendung des wattmetrischen Empfängerprinzips bei elektromechanischer Ausführung zu konstruktiv besonders einfachen und wirtschaftlichen Lösungen führt" Ein Rundsteuerempfänger zum Empfang und zur Auswertung von Rundsteuerbefehleng die einem Verteilungsnetz für elektrische- Energie als tonfrequente Signalspannungen überlagert sind, weist demnach in für die-vorliegende Erfindung kennzeichri#nder Weise in der Ausbildung als Korrelationsempfänger ei . nen elek- tromechanischen wattmetrischen Korrelator mit einem Eingangs- filter, einem-.Ui#lfsoszillator und einem Integrator auf. .Ein Rundsteuer-Korrelatiorsempfänger nach dem elektromechani- sehen wattmetrischen Prinzip kann aus bewährten und ausgereiften Bauelementen der Elektrizitätszählertechnik aufgebaut werden und bietet dadurch wesentliche fabrikatorische Vorteile und grösste Zuverlässigkeit.If you want to work with a very low transmission level in a ripple control system for technical and economic reasons, this requires a relatively large amount of technical means in known ripple control devices if a reliable change in the Ruridsteuer-Signal.span! .- voltage from the one Energieverteilungsrietz should always be guaranteed a spectrum of interference voltages, without the time required for the transmission of a single ripple control command becoming too long, especially when the signal voltage page is in the order of magnitude of the interference voltage level. In a ripple control system, the requirement for short transmission times for each switching command can be met with relatively little technical effort, according to another proposal, if the ripple control receivers are designed as correlation receivers with the highest degree of selectivity, and during the development of suitable ripple control receivers it has now been found that the Correlation technique known application of the wattmetric receiver principle in electromechanical design leads to constructively particularly simple and economical solutions " A ripple control receiver for receiving and evaluating Ripple control commands used in a distribution network for electrical Energy are superimposed as audio-frequency signal voltages, accordingly has in characterizing the present invention Way in training as a correlation receiver . nen elec- tromechanical wattmetric correlator with an input filter, an oscillator and an integrator. .A ripple control correlator receiver based on the electromechanical see wattmetric principle can be built from proven and mature components of electricity meter technology and thus offers significant manufacturing advantages and the greatest reliability.

Einzelheiten des hier definierten Empfängers gehen aus dem nachfolgend an Hand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiel hervor.Details of the recipient defined here can be found in the following embodiment described with reference to the drawing.

In der Figur, welche einen Rundsteuerembfänger in schematischer Darstellung zeigt, bedeuten 1 und 2 Leiter eines Verteilungsnetzes für elektrische Energie, beispielsweise den zu einem Stromverbraucher führenden Phasenleiter (R) und Nulleiter (0) eines Wechselstromnetzes mit einer Netzfrequenz von 50 Hz.In the figure, which shows a ripple control catcher in a schematic representation, 1 and 2 denote conductors of a distribution network for electrical energy, for example the phase conductor (R) and neutral conductor (0) of an alternating current network with a network frequency of 50 Hz leading to a power consumer.

An Klemmen 3, 4 der Netzleiter 1, 2 ist der Rundsteuerempfänger an das Versorgungsnetz angeschlossen. Er besitzt ein Eingangsfilter 5, bestehend aus einer Schwingkreisspule 6 und einem' Kondensator 7, wobei die Induktivität der Schwingkreisspule 6 mit der Kapazität des Kondensators 7 einen auf die Rundsteuer-Tonfrequenz abgestimmten elektrischen Reihenschwingkreis bildet. Ein Korrelator 8 des Empfängers entspricht im Aufbäu einem Ferraristriebwerk mit einem ersten Triebeisen 9, einem zweiten Triebeisen 10 sowie einer Läuferscheibe 11. Der Ausdruck Kerrelator bezeichnet hier denjenigen Teil der Empfangseinrichtung, welcher die Signalgrösse mit einer Vergleichsgrösse in Beziehung setzt.The ripple control receiver is connected to the supply network at terminals 3, 4 of the line conductors 1, 2. It has an input filter 5, consisting of an oscillating circuit coil 6 and a capacitor 7, the inductance of the oscillating circuit coil 6 and the capacitance of the capacitor 7 forming an electrical series oscillating circuit tuned to the ripple control audio frequency. A correlator 8 of the receiver corresponds in structure to a Ferrari engine with a first drive iron 9, a second drive iron 10 and a carrier plate 11. The term Kerrelator here denotes that part of the receiving device which relates the signal variable to a comparative variable.

Die Läuferscheibe 11 wird von einer Welle 12 getragen, an we.1-cher eine Spiralfeder 13 koaxial befestigt-ist. Eine Klemmschraube 14 der Spiralfeder 13 verbindet diese mit ruhenden Konstruktionsteilen und dient gleichzeitig als Stromzuführung für ein amRarde der Läuferscheibe 11 angebrachtes Kontaktstück 15, welches zusammen mit Gegenkontakten 16 und 17 einen drehrichtungsabhängigen Schaltkontakt bildet, der als Wechselkontakt Anschlussklemmen 18 und 19 aufweist.The carrier plate 11 is carried by a shaft 12, to which a spiral spring 13 is fastened coaxially. A clamping screw 14 of the spiral spring 13 connects this with stationary structural parts and at the same time serves as a power supply for a contact piece 15 attached to the rotor disk 11 , which, together with mating contacts 16 and 17, forms a direction-of-rotation-dependent switching contact that has connection terminals 18 and 19 as changeover contact.

Dem ersten Triebeisen 9 ist die Schwingkreisspule 6 als Erregerwicklung zugeordnet, während zur Erregung des zweiten Triebeisens 10 ein Permanentmagnet 20 dient, welcher in einem Luftspalt 21 des Triebeisens 10 beweglich angeirdnet und mit einer Polwechselvorrichtung 22 verbunden ist. Dem Permanentmagneten 20 mit der Polwechselvorrichtung 22 kommt die Funktion eines Hilfsoszillators zu, als dessen Antriebsorgan ein aus dem Wechselstromnetz über Leitungen 23 gespeister Synchronmotor 24 dient. Bei geeigneter Ausbildung der Teile kann der Hilfsoszillator auch durch einen an das Wechselstromnetz angeschlossenen Schwingankermotor erregt werden.The resonant circuit coil 6 is assigned to the first drive iron 9 as an excitation winding, while a permanent magnet 20 is used to excite the second drive iron 10 , which is movably attached in an air gap 21 of the drive iron 10 and is connected to a pole changing device 22. The permanent magnet 20 with the pole changing device 22 has the function of an auxiliary oscillator, as the drive element of which is a synchronous motor 24 fed from the alternating current network via lines 23. With a suitable design of the parts, the auxiliary oscillator can also be excited by a vibrating armature motor connected to the alternating current network.

Die Masse der Läuferscheibe 11 ist so bemessen, dass diese den Pulsaticnen der im Ferraristrie#werk auftretenden Drehmomente nicht merklich zu folgen vermag. Infolge ihrer Trägheit-ist die Läuferscheibe 11 mithin der Integrator des Korrelationssystemes. Gleichzeitig dient die Läuferscheibe 11 auch als Betätigungsorgan für das bewegliche Kontaktstück 15, das z.B. auch auf der Welle 12 angeordnet sein kann. Aus Gründen der Raumersparnis wird der Läuferscheibe 11 mit Vorteil eine von der Kreisform abweichende Gestalt gegeben, da ihr Drehwinke.1 nicht grösser ist, als es der Kontaktabstand des Schaltkontaktes 15t 16 bzw. 159 17 zulässt-Die-Einstellung der Spiralfeder 13 erfolgt so, dass sich diese bei stromlosem Zustand des Ferraristriebwerkes dann im ent-.spannten Zustand befindetg wenn das Kontaktstück 15 zwischen den beiden Gegenkontakten 16 und 17 eine neutrale Mittellage einnimmt.The mass of the carrier plate 11 is dimensioned such that it cannot noticeably follow the pulsations of the torques occurring in the Ferrari factory. Due to its inertia, the carrier 11 is consequently the integrator of the correlation system. At the same time, the carrier plate 11 also serves as an actuating element for the movable contact piece 15, which can also be arranged on the shaft 12, for example. For reasons of space saving of the rotor disk 11 is given with advantage a shape deviating from a circular shape because it is not greater Drehwinke.1 than the contact distance of the switching contact 15t 16 and 159 17 allows-the setting of the coil spring 13 is such, that when the Ferrari engine is de-energized, it is then in the relaxed state when the contact piece 15 between the two mating contacts 16 and 17 assumes a neutral central position.

Dem -Schaltkontakt 15, 16 bzw. 15, 17 kommt die Funktion des üblichen Empfangekontaktes zu, wenn es sich um einen Empfänger für ein Rundsteuer-System handelt, das nach dem bekannten Synchronwahlverfahren arbeitet.The switching contact 15, 16 or 15, 17 has the function of the usual receiving contact when it is a receiver for a ripple control system that works according to the known synchronous dialing method.

Wirkungsweise: Ein von einer zentralen Befehlsstelle eines Rundsteuerempfängers der beschriebenen Art aufweisenden Rundsteuersystemes ausgesandter Rundsteuerbefehl erscheint in den Netzleitern 1, 2 als tonfrequente Signalspannung in Form eines oder mehrerer Impulse von definierter Breite. Ueber die Klemmen 3 und 4 gelangt diese Signalspannung in das Eingangsfilter 59 in dessen Schwingkreisspule 6 sich sodann ein kräftiges tonfrequentes Wechselfeld ausbildet, während die Netzwechselspannung vom Eingangsfilter 5 stark gedämpft ist. Das Feld der Schwingkreisspule 6 erregt das Triebeisen 9, dessen. alternierender Magnetfluss die Läuferscheibe 11 durchsetzt. Gleichzeitig wirkt auf die Läuferscheibe 11 der Wechselfluss im Triebeisen 10. Dieser Wechselfluss wird vom Hilfaoszillator erzeugt und entsteht durch einen ständigen Polwechsel des Permanentmagneten 20 im Luftspalt 21 des Triebeisens 10, indem der Permanentmagnet 20 durch die den Synchronmotor 24 enthaltende Polwechselvorrich-%-tung 22 in eine Drehbewegung um seine neutrale Achse versetzt yl#rd. Sind die Frequenzen der Signalspannung und des vrm.Hilfsoszillator.20, 22-erzeugten Wechselflusses gleich, so entsteht im Fcrraristriebwerk bei richtiger, an der Pelwechselvorrichtung-22 durch eine einstellbare Kupplung korrigierbarer Phasenlage der korrelierten Grössen ein resultierendes Drehmoment, welches die Läuferscheibe 11 um den Betätigungsweg des Schaltkon-, taktes 15, 16 bzw. 15, 17 auslenkt und somit den durch den Rundsteuerbefehl beabsichtigten Schaltvorgang auslöst.How it works: A ripple control command sent by a central command point of a ripple control receiver of the type described appears in the power lines 1, 2 as an audio-frequency signal voltage in the form of one or more pulses of a defined width. Via the terminals 3 and 4, this signal voltage reaches the input filter 59 in the resonant circuit coil 6 of which a strong acoustic frequency alternating field is then formed, while the mains alternating voltage is strongly attenuated by the input filter 5. The field of the resonant circuit coil 6 excites the drive iron 9, whose. alternating magnetic flux penetrates the carrier plate 11. At the same time acts on the rotor disc 11, the alternating flux in the drive iron 10. This alternating flux generated by Hilfaoszillator and is formed by a permanent pole change of the permanent magnet 20 in the air gap 21 of the drive iron 10 by the permanent magnet 20 through the synchronous motor 24 Polwechselvorrich containing -% - tung 22 set in a rotary movement around its neutral axis yl # rd. Are the frequencies of the signal voltage and the vrm.Hilfsoszillator.20, 22-generated alternating flux equal, at the Pelwechselvorrichtung-22-correctable by an adjustable coupling phase position of the correlated variables a resultant torque generated in Fcrraristriebwerk with proper which the rotor disk 11 around the Actuating travel of the switching contact, 15, 16 or 15, 17 deflects and thus triggers the switching process intended by the ripple control command.

Das Virzeichen des im Ferraristriebwerk erzeugten Drehmomentes ist von der gegenseitigen Phasenlage der korrelierten Grössen abhängig, so dass durch willkürliche, senderseitig erfolgende Wahl einer Phasenlage von 0 0 oder 180 0 bestimmt werden kann, ob der Rundsteuerbefehl die Schliessung der Kontakte 159 16 oder der Xcntakte 159 17 bewirken soll. Die Phasenbeziehung zwischen Signal- und Vergleichsgrösse dient hier somit als aktives Informa«Gionselement eines Rundsteuerbefehles;-sie lässt sich jedoch auch als redundantes Informaticnselement zur weiteren Steigerung der Uebertragungssicherheit auswerten. Soll von der Phasenabhängigkeit der Drehrichtung der Läuferscheibe 11 kein Gebrauch in diesem Sinne gemacht werdeng so sind die Gegenkentakte 16 und 17 mit Vorteil parallel zu schalteng wie dies in der Pigur strichpunktiert angedeutet ist.The sign of the torque generated in the Ferrari engine is dependent on the mutual phase position of the correlated variables, so that an arbitrary selection of a phase position of 0 0 or 180 0 by the transmitter can determine whether the ripple control command closes the contacts 159 16 or the Xcntakte 159 17 should cause. The phase relationship between the signal and the comparative variable thus serves as an active information element of a ripple control command; however, it can also be evaluated as a redundant information element to further increase the transmission security. If the phase dependency of the direction of rotation of the carrier plate 11 is not to be used in this sense, the counter-clocks 16 and 17 are advantageously to be connected in parallel, as indicated by dash-dotted lines in Pigur.

Aus der Beschreibung und der Zeichnung ist zu erkennen, dass die einzelnen Punktionsgruppen des Empfängers, nämlich das Eingangsfilter 5, der Kor-relator 8, der Hilfooszillator 209 22, d er als läuferscheibe 11 ausgebildete Integrator und ferner der Schaltkontakt 159 169 17 jeweils einige Teile gemeinsam habent so dass der Resamte ZmpZ#Unge:p.,qi4(I Leschlossene Baueinheit bildet und daher einen an Einfachheit bisher nicht übertroffenen Aufbau besitzt. Naturgemäss liegt die Trennschärfe eines Empfängers der beschriebenen Art aussertrdentlich hoch, während die Ansprechdauer nur Bruchteile einer Sekunde beträgt. Dies'er Empfänger eignet sich daher sowohl für Rundsteuersysteme, welche nach dem Mehtfrequenzprinzip arbeiten, als auch -für Einfrequenzsysteme mit Synchronwahl und Impulskodierung.From the description and the drawing it can be seen that the individual puncture groups of the receiver, namely the input filter 5, Kor relator 8, the Hilfooszillator 209 22, he d as a rotor disk 11 formed integrator and also the switching contact 159 169 17 respectively some parts they have in common so that the total ZmpZ # Unge: p., qi4 (I forms a closed structural unit and therefore has a structure that has never been surpassed in terms of simplicity. Naturally, the selectivity of a receiver of the type described is extremely high, while the response time is only a fraction of a second This receiver is therefore suitable both for ripple control systems that work according to the multi-frequency principle and for single-frequency systems with synchronous selection and pulse coding.

Claims (2)

2 A T E N T A N S P R U E 0 E E 1. Rundsteuerempfänger zum Empfang und zur Auswertung von Rundsteuerbefehlen, die einem Verteilungsnetz fÜr elektrische Energie als tonfrequente Signalspannungen überlagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass er in der Ausbildung als Korrelationsempfänger einen elektromechanischen wattmetrischen Korrelator (8) mit einem Eingangsfilter (5), einem Hilfsoszillator (20,22) und einem Integrator (11) aufweist.- 2 A T E N T A N S PR UE 0 E E 1. Ripple control receiver for receiving and evaluating ripple control commands that are superimposed on a distribution network for electrical energy as audio-frequency signal voltages, characterized in that it is an electromechanical wattmetric in training as a correlation receiver Correlator (8) with an input filter (5), an auxiliary oscillator (20,22) and an integrator (11) . 2. Runds teuerempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetg dass das Eingangsfilter (5)9 der-Korrelator (8)p der Integrator (11) und der Hilfsoszillator (20,22) eine Baueinheit bilden. 3. Rundsteuerempfänger nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die-Baueinheit ein Ferraristriebwerk ist. 4. Rundsteuerempfänger nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingkreisspule (6) eines auf die Frequeftz der Signalspannung abgestimmten elektrischen Schwingungs-. kreiseß (6,7) als Erregerwicklung eines ersten Triebeisens (9) des Ferraristriebwerkes dient. 5. Rundsteuerempfänger nach Ansprüchen 1 und 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass-zur Erregung eines zweiten Triebeisens (10) des Ferraristriebwerkes*ein von einer mit einem ..Antriebsorgan versehenen Pelwechselvorrichtung (22) bewegter Zermamentmagnet (20) angeordnet-ist. 6. Rundsteuerempfänger nach Ansprüchen 1 und 5, daiturch gekennzeichnet, daso der Permamentmagnet (20) auf einer von einEman der Spannung und Frequenz des Energieverteilungsnetzes (1,2) betriebenen Synchronmotor (24) angetriebenen Welle befestigt und in einem Luftspalt (21) des zweiten Triebeisens (10) drehbar angeordnet ist. 7. Rundsteuerempfänger nach Ansprüchen 1 und 5, dadur oh gekennzeichnet, dass als Antriebsorgan der Polwechselvorrichtung (22) ein an der Spannung und Frequenz des Energieverteilungsnetzes (1,2) betriebener Schwingankermotor vorgesehen ist. 8. Rundsteuerempfänger nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferscheibe (11) des Ferraristriebwerkes als Integrator dient, wozu diese eine solche Masse aufweist, dass sie den Pulsationen des auf die Läuferscheibe (11) ausgeübten Drehmomentes nicht folgt. 9. Rundsteuerempfänger nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferscheibe (11) des Ferraristriebwerkes als Antriebsorgan eines von der Drehrichtung der Scheibe abhängigen Schaltkontaktes (15,16,17) dient. 10. Rundsteuerempfänger nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkentakt (15916,17) ein Wechselkontakt mit einem beweglichen Kontaktstück (15) mit neutraler Mittellage und zwei festen Gegenköntakten (16.17) ist. 11. Rundsteuerempfänger nach Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Läuferscheibe (11) des Ferraristriebwerkes eine von der Kreisform abweichende Formgebung aufweist. 12. Rundeteuerempfänger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenlage der Signalspannung bezüglich einer vom Hilfooszillator (20,22) erzeugten Wechselgrösse als aktives Informationselement eines empfangenen Rundeteuerbefehles ausgewertet wird. 13. Rundeteuerempfänger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Polwechselvorrichtung (22) und ihrem Antriebeorgan (24) eine einstellbare Kupplung angeordnet ist.2. Runds expensive receiver according to claim 1, characterized in that the input filter (5) 9 the correlator (8) p, the integrator (11) and the auxiliary oscillator (20,22) form a structural unit. 3. ripple control receiver according to claims 1 and 2, characterized in that the structural unit is a Ferrari engine. 4. Ripple control receiver according to Claims 1 and 3, characterized in that the resonant circuit coil (6) has an electrical oscillation which is matched to the frequency of the signal voltage. circle (6,7) serves as the excitation winding of a first drive iron (9) of the Ferrari engine. 5. ripple control receiver as claimed in claims 1 and 3 or 4, characterized in that-for the Ferrari engine * a-disposed by a provided with a ..Antriebsorgan Pelwechselvorrichtung (22) moving Zermamentmagnet (20) energizing a second motor iron (10). 6. Ripple control receiver according to claims 1 and 5, characterized in that the permanent magnet (20) is mounted on a synchronous motor (24) driven by one of the voltage and frequency of the power distribution network (1,2) and in an air gap (21) of the second Drive iron (10) is rotatably arranged. 7. ripple control receiver according to claims 1 and 5, dadur oh characterized in that a vibrating armature motor operated at the voltage and frequency of the energy distribution network (1,2) is provided as the drive element of the pole changing device (22). 8. Ripple control receiver according to claims 1 and 3, characterized in that the rotor disk (11) of the Ferrari engine serves as an integrator, for which purpose it has such a mass that it does not follow the pulsations of the torque exerted on the rotor disk (11). 9. Ripple control receiver according to Claims 1 and 3, characterized in that the rotor disc (11) of the Ferrari engine serves as a drive element of a switching contact (15,16,17) which is dependent on the direction of rotation of the disc. 10. ripple control receiver according to claim 9, characterized in that the switching clock (15916,17) is a changeover contact with a movable contact piece (15) with a neutral central position and two fixed counter clocks (16.17) . 11. Ripple control receiver according to claims 1 and 3, characterized in that the rotor disc (11) of the Ferrari engine has a shape deviating from the circular shape. 12. Round control receiver according to claim 1, characterized in that the phase position of the signal voltage with respect to an alternating variable generated by the auxiliary oscillator (20, 22) is evaluated as an active information element of a received round control command. 13. Round trip receiver according to claim 5, characterized in that an adjustable clutch is arranged between the pole changing device (22) and its drive member (24).
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