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Vorrichtung zur Fernsteuerung einer Einrichtung mit mehreren elektrischen
Geräten Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fernsteuerung einer aus mehreren-elektrischen
Geräten bestehenden Einrichtun-, bei der die Anzahl der Verbindungen zwischen dem
ßteuerstand und der Einrichtung stark verringert ist.
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Wenn zur VerbindunEp einer Einrichtung mit dem Steuer- und Speises,tand
nur wenige Leiter erforderlich sind, so wird dadurch beispielsweise eine grössere
Anpassungsfähigkeit an den jeweiliZen Betriebsfall und eine grössere Beweglichkeit
diese:p Einrichtung ermöglicht. Für den Fall, Bass die Einrichtung unter Bedingungen
arbeiten soll, die für das Personal beispie13weise aus Gründen der Luft- oder Strahlungsverhältnisse
nicht trafl-bar sind oder unter Bedingungen, die zu ener 2chwierigen Zugänglichkeit
führen, so ißt es von Bedeutune, (lrj-"3s Jie Zinrichtungen zur Übertraß:ung der
Befeh..le und zur möglichst flexibel und lolglich rdGht aQhr zahlreieh
sind,
da die Übertragungsorgane den gegebenenfalls erforderli-CD chen Ortsveränderungen
der Einrichtung folgen müssen.
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Die Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht ausschliesslich, die
Steuerung einer Gruppe von -elektrischen Motoren, die in einem für eine normale
Bedienung unzugänglichen Raum ant-,eordnet sind, wie beispielsweise in Betrieben,
in denen chemische, metallurgische oder nukleare Vorgänge stattfinden, deren Betriebsbedingungen
den Zugang verbieten.
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-Es sind Pernsteuervorrichtungen bekannt, die mit TrägerstrÖ-men arbeiten
und bei denen die Befehlsignale auf der Speiseleitung übertragen werden. Diese Vorrichtungen
sind jedoch ausserordentlich kompliziert und teuer, da sie mit Organen zur Unterscheidung
der Befehlssij,:-nale bezüglich der Speisespannung ausgerüstet sein müssen.
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Des wIteren sind diese Eimichtungen Sregenüber Störungen empfindlich
und ihre Betriebssicherheit ist keineswegs absolut. Die Betriebssicherheit ist jedoch
ein äusserst wichtiGer F"d,-
| tor bei allen unzu'Unglichen Einrichtungen. Es kann |
| nur |
| weise sehr wichtio, sein, sich davon zu überzeugen, daso jin |
| u |
einziges Gerät auf cinmal in Botrieb ist.
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Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Fernsteuervorrichtung für
elektrische Gerätet die von einer Haupt-Spoiselcituai2; Über Schaltvorrichtumgen
gespeist sinJI die
eine sehr
| Botriebssicherheit aufweist und sehr einfach undmit geringen |
| zu fertigen |
| Herstellungskosten ist. Dies wird dadurch er- |
reicht, dass die Anzahl der Leiter der Haupt-Speiseleitung zumindest um Eins gr-Össer
ist als die Anzahl der zur Speisung der elektrischbn Einrichtungen erforderlichen
Leiter und dass die Schaltvorrichtungen jedes elektrischen Gerätes von einer Vorrichtunggesteuert
sind', die auf -ein Fehlen der Spannung zwischen zwei Leitern der Haupt-Speiseleitung
anspricht und dass zumindest einer dieser Le iter nicht zur Speisung des betreffenden
elektrischen Gerätes verwendet ist. Gemäss einer anderen Besonderheit der Erfindung
sind die Steuerungs-Hilfseinrichtungen von zumindest zwei verschiedenen Kombinationen
zweier Leiter der Hauptspeiseleitung gespeist. Diese Vorric.1-itunG ermöglicht die
Verwendung aller mÖglichen Kombinationen zweler Leit er und somit die Steuerung
einer maximalen Anzahl von Geräten für eine gegebene Leiterzahl. Gemäso einer
bevorzugten Ausführungdform der Erfindung sind die Steuerungs-HilfseinrichtunGen
von allen Kombinationen
| zweier Leiter der Hauptspeiseleitung gespeist. Dadurch ist |
| es Im Fall einer Gleicht3treMgpäifil |
| strom-Hauptßpeiseleitu4S ab Ot Ist,) mögl;Ll114 CL94.
wä121:#ge:# |
| keitsgrad beträchtlich zu vieri-im die.. |
| tunGen zu vermeiden. |
| Für den Fall, dass Sicherheit darüber bestehen soll, ob nur |
| arbeitet |
| ein Gerät auf einmal feT2#etm##, können hinter den Schalt- |
einrichtungen Sicherheitsvorrichtungen vorgesehen werden, die auf die Spannung oder
auf den Strom in der zu jedem Gerät gehörenden Speiseleitung ansprechen, wobei diese
Sicherheitseinrichtung verhindert, dass Motorwellen gespeist werden, so lange nicht
eine Spannung oder ein Strom gemessen wird. Weitere Einzelheiten und Vorteile der
Erfindung werden im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme
auf die Zeichnung erläutert; in dieser zeigen: Fig.1 ein allgemeines Schaltbild
einer erfindungsgemässen Vorrichtung, und Fig.2 ein sich auf die Speisung der Steuerungs-Hilfseinrichtun,-
,en beziehendes Schaltbild. Die Haupt-Speiseleitung wird von vier Leitern 11,12,13
und 14 gebildet. Die zu steuernde Einrichtung besteht in dem-in Fig.1 dargestellten
Beispiel aus vier Dreiphasen-Notoren M
19 M 29 M 3t M 4 von der Art der Asynchronmotoren
mit Käfigläufer. Jeder dieser Motore wird Von drei Leitern.gespeidt't diö Mit der*Haupt-Speiseleitung
verbunden sind und in denen Schaltvorrichtungen wie TIJ. und T, -angeordnet sizid4#
Jede.
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IT3
dieser Schaltvorrichtungen besteht in dem dargestellten
Beispiel aus zwei steuerbaren Gleichrichtern, die zueinander parallel und entgegengesetzt
geschaltet sind. Die Schaltvor-0 richtun-en werden von Einrichtungen gesteuert,
die in dm darzrestellten Beispiel aus einer Anordnung LjeL -IL ci
2 3
und L4 bestehen, deren Ausgänge die Steuerelektroden der steuerbaren
Gleichrichter oder Thyratrons speisen. Gemäss der Erfindung besteht die Haupt-Speiseleitung
aus einer Anzahl von Leitern, die zumindest um Eins grösser ist als die zur Speisu-n-
der Vorrichtung erforderlichen Leiter. In dem CD ci dargestellten Leispiel handelt
es sich um Drejphasengeräte mit nicht herausgeführtem Nullpunkt, und somit sind
zu ihrer Sp9isun,r- nur drei Leiter erforderlich und die Haupt-Speiseleitung
D
muss vier Leiter aufweisen. Die Steuerbefehle werden dadurch erzeugtt dass
zwei Leiter der H".)upt-Speisc,-leitunj3 an das gleiche Potential gelegt werden,
d.h. J.j#3.ss beispielsweise der Motor M 1 dadurch gesteuert wird, -.3.n.
die Leiber 11 und 12 das gleiche Potential gelegt vjird, wo-bei der Leiter
11 nicht zur Speisung des durch die Leitr,#r 12 und lj und 14 gespeisten
Motors M, dient. Das Anlec# -;n c in(-o , kleinen Potentials an die zwei
Leiter 11 und 12 wird mittolG einer auf das Fehlen der Spannung ansprechenden Vorrichtung
D, gemessent die zwischen die Leiter.geschaltet int
und auf
die Steuervorrichtung L 1 der Schaltvorrichtungen T einwirkt.
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Für den Fall, dass es sich um Motore handelt, wird die Wahl der Umdrehungsrichtung
vorteilhafterweise dadurch erreicht, dass die Phasen der den Motor speisenden Leiter
gewählt worden hÖnnen. Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung ist es somit mÖglich,
mehrere elektrische Geräte mittels einer verringerten Anzahl von Leitern zu steuern.
Die Anzahlder maximal zu steuernden Geräte ist gleich der Anzahl der Kombinationen
zweier Leiter unter allen Leitern der Haupt-Speiseleitung, und damit
, wobei n die Anzahl der Leiter der Haupt-Speiseleitung ist.
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Somit können mit drei Leitern drei Geräte gesteuert werden, die durch
zwei Drähte ges ,peist werden, wie Einphasen- oder Gleichstrommotore.
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Mit vier Leitern kÖnnen maximal sechs Geräte gosteuert werden, die
von höchstens drei Leitern gespeist sind.
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Die Anzahl dr zu steuernden Geräte steigt sehr schnell mit der Anzahl
der Leiter an. So beträgt diese Anzahl bei sechs Leiterii bereits fünfzehn Geräte.
.II
Es muss hervorgehoben-verdene dass die Übertragung der Befehle mit sehr grosser
Sicherheit erfolgt. Diese Befehle werden praktisch dadurch erhalten, dass zwei Leiter
an das gleiche Potential "elegt werden, was in der Praxis dadurch erfolgt, dass
sie mitei:nander verbunden werden. Beim Erfassen der Befehle ist praktisch keine
Empfindlichkeit ggenüber Störungen fest-p"ustellen.
I
Wenn die Ha-L#pt-Speiseleitung
nur einen einzigen Leiter mehr als die zur Speisulig der Geräte erforderlichen
Leiter aufweist, so kann nur ein Gerät auf einmal gesteuert werden. Wenn
in dem dar!-estellten Beispiel der Motor 11
1 durch die Leiter 12113 und
14 gespeist ist, die mit den drei Phasen verbunden sind, so kann der Ein-Befehl
nur dadurch erzeugt werden, dass der
CD
verbleibende Leiter #I an das Potential
einer dieser Phasen ,ele,-t wird.
Sollen mehrere Geräte gleichzeitig gesteuert zi
U
worden, so mässen ein oder
mehrere zusätzliche Leiter vo'rgesehen werden. Wenn ge"vU-Ln"£ht wird, dass Sicherheit
darÜber besteht, dasa nur
| arb-eitge--. |
| ein einziges Gerät auf einmal so können ''eher- |
| heitscinrichtungenjwie Spe=ungs- cKlet |
| e4. U |
| (len Abschaltvorrichtungen angeordnet w82?dLoll #-ge>O,
Ofie in |
| l"iri.1 mit SIIS2IS3 und S4 bezeichnet und,ihro Ausgänge
Gl,91 |
| G21G 3 und G4 sind mit Klemmer 11 von Steluervorrichtungen
ver- |
| bunden. Dabei ist die Sicherheitsvorrichtung eines Motors mit |
| den Klemmen ITI der Steuervorrichtun--en der ei:rideren 'Hotoren
ver- |
| l# |
| bunden und der Aus-an- G liegt an eine-- Klemme einer
jeden |
| U ID 1 LD |
| der SteuervorrichtunGen L 2eL3 und L 4- , d.h. an den
Klemmen ii..., |
| H- und H |
| 44 |
| Beim bLuftreteil einer Spannung oder eines Stromes an den U'lemmen |
| ZD |
| von beispielsweise S wird ein A'usgen-ssi"7ial erzeugt,
d-s zu |
| den Vorrichtungen L und L übortragren wird und diese Vor- |
| 25L3 4 |
| richtungen in der Weise blockiert, dass das Schli,-.#,ss##,n
der |
| Schaltvorrichtun.- en T 2 e T und T 4 verhindert
wil-d. |
| Die SpeisunG der Steuerun-s-Hilfseinrichtungon, d.h. d"#r loji- |
| ZD LD |
| schen Anordnungen LIL 29L5 und L4 und --esebenc--nf,-#lls
LD der Vor- |
| richtungen DI,D D D und S kann durch Leit--r |
| LZ 2 35 4 1 1 S2 S4 |
| der Haupt-Speiseleitung erfolgen. Dies ist |
| stellt, nach der ein Tranformator 17L zwischen Leiter
15 |
| und14 #reschaltet ist und eine GleichrichterbrÜc1,#e |
| deren AusZänge mit 15 und 16 bezeichnut sind.
Diese Vorrich- |
| tuns weist den Nachteil auf , dass die L'Lziz,-ihl |
| ä |
| ren Defehle um Eins verrin,-ert wird, cl,:.L di(, |
| ##D -- |
| ter auf unterschiedlichen Potentitilen bleiben |
| Dieser N"i,chteil 1-Cann dadurch vern.ioden #v,.#rden, a--ss
die Hilfs- |
| einrichtun.-eii mittcl#,- Eatterie |
| J-j- e s (j riuss von zu |
Eine beso-Liders interessante Lösun,- besteht darin, dass
zumin-CD dast zwei Kombinationen der Leiter der Haupt-Speiseleitung verwendet worden,
und dass vorzugsweise alle Kombinationen verwendet werden, wie es in der Fig.2 dargestellt
ist. Aus dieser Fisur ist
zu entnehmen, dass die Speisung mittels sechs Einrichtungen
erfolgt, die aus einem Transformator wie K 11K2
... und einer GleichrichterbrÜcke
wie R 12R2
... bestehen. Die Gleichrichterbräcken sind parallel an die Ausgänge
15 und
16
geschaltet.
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Diese Art der Speisung ist besonders vorteilhaft, wenn die an den
Klemmen 15 und 16 erhaltene Spannung eine gleichgerichtete Mehrphasenspa-u.nung
ist. Da dabei der Welligkeitsgrad genÜgend gering ist, kömen
die für einIgleichgerichtete L) ",lehrphasenspannunm erforderlichen Filterelemente
weggelassen I (D werden. Dies ist von Bedeutung, da sich die üblicherweise zur Filteri)x.LU
verwendeten Elel£-,trolyt-Kondensatoren aufheizen und viel Platz einnehmen.
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Es kann L--leichermassen an jedem Transformator wie K 1 eine
TertiUr",iieklung vorgesehen werden, welche die zwei Mige des lo-is",hon Krr--ises
wie U und V speist. Dadurch ist es möglichl, di##) Spannung zwischen den
Zweigen des logischen Kreises zu (,-rni-edri,rren un'tnsbusondere die logischen
Kreise von der Spei-s(,-1,:,i,tungspannuno zu isolieren.
Das gegebene
Beispiel betrifft nur einen speziellen i#nivendimgsfall. Es ist jedoch offensichtlich,
dass die Erfindung auch auf viele andere Vorrichtungen angewandt werden kann, wie
beispielsweise alektrochemische oder magnetische Geräte, Strahlun-sprojektoren,
Transformatoren und andere Anordnun-en. Es können auch andere Schaltorgane als Thyristoren
verwendet werden. Insbesondere können fÜr Wechselstrom elektronische Bauteile benutzt
werden, die aufgrund einer an eine Steuerelektrode anGelegten geeigneten Spannung
in beiden Richtungen leitend werden. Es ist gleichmermassen denkbar, dass elektromechanische
Vorrichtungeh verwendet werden, die das Schliessen elektrotechnischer Geräte in
bekannter Weise bewirken.
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Mit der erfindungsgemässen Vorrichtung wird bei der Übertragung der
Befehle eine sehr grosse Sicherheit erreicht, de, diese Befehle durch elektrische
Ströme mit einer EnerGie ge-,eben ZD Cj sind, deren Grösse nicht durch eventuelle
Unterschiede des Widerstandes zwischen verschiedenen Kontakten geändert worden kann.
Die Befehle werden einfach dadurch gegeben, dass die geeigneten Speisapannungen
der Notore an drei der vier Haupt-Speiseleiter gelegt werden, wobei zur Erreichung
der gewünschten Drehrichtung die Phasen in der erforderlichen Reihenfol-a angelegt
werden, und dass der vierte Leiter mit dem in geaibneter Weise unter den drei anderen
ausgewählten Leiter verbunden wird, um den Motor auszuwählen, der in Betrieb -#esotzt
Werden soll.