DE1812759A1

DE1812759A1 - Gleichstromschutz- und Regelfeld

Info

Publication number: DE1812759A1
Application number: DE19681812759
Authority: DE
Inventors: Eisenstadt David Leo
Original assignee: Lear Siegler Inc
Current assignee: Lear Siegler Inc
Priority date: 1967-12-04
Filing date: 1968-12-04
Publication date: 1969-07-10
Also published as: DE1812759C3; DE1812759B2; US3546532A; FR1596800A; GB1253983A

Description

Gleichstromschutz- und Hegelfeld.

Die Erfindung bezieht sich auf Regelung und Schutz von Gleichstromgeneratoren der Bauart, die in Parallelbetrieb in der elektrischen Anlage von Luftfahrzeugen betrieben werden. Beim Betreiben solcher Generatoren und Generatorensysteme ist eine Regelung der örtlichen ueneratorausgangsspannung, eine Ausgleichung der Belastung unter den verschiedenen Generatoren in der Leitung und ein Schutz gegen Stromfluß von der Leitung zum Generator vorgesehen.

Bisher arbeiteten Regelkreise für Gleichstromgeneratoren mit Regel- und Meßelementen, die zur Verwendung in der Luftfahrt ziemlich groß und schwer sind. Eine Spannungsregelung eines Gleichstromgenerators wird z.B. üblicherweise durch einen Kohlensäurenregler erreicht, der so geschaltet ist, daß er die" Generatorfelderregung steuert. Diese Art von Regler ist schwer und arbeitet relativ langsam. Darüberhinaus ist sie wenig wirkungsvoll, da erhebliche Leistung im Widerstand verlorengeht.

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In ähnlicher Weise werden die üblichen Regelungen ..tür einen Belastungsausgleich, einen Überspannungsschutz, einen Differentialschutz und die Hauptschütizregelung normalerweise durch große, teuere, langsam, wirkende Spezielrelais erreicht.

Beispielsweise wird der Anschluß des Lokalgenerators eines Parallelgeneratorsystems an die Hauptbelastungsschiene im allgemeinen durch ein Hauptleitungsschütz erreicht.. Bevor ein örtlicher oder lokaler Generator an die Leitung jedoch geschaltet wird, sollte eine unerwünschte Spannungsdifferenz zwischen der Hauptlastsammelleitung und dem örtlichen Generator nicht vorhanden sein. Vird der örtliche Generator mit der Hauptsammeischiene verbunden, so ist es notwendig, die Strömung irgendeines Umkehrstromes zum örtlichen Generator zu messen und anzugeben, wobei angegeben werden muß, daß dieser zu einer Belastung des Parallelsystems geworden ist, anstatt sich an dessen Aufbau zu beteiligen. Bekannte Vorrichtungen zu diesem Zweck waren teuer, schwer und kompliziert aufgebaut.

Auch bestehen die Einrichtungen sum Trennen des örtlichen Generators vom Parallelfcystem bei einer Überspannung oder bei Störung durch Erdschluß irgendeiner Art üblicherwätiee aus einem Spezialrelais, das so ausgebildet 1st, daß es die Überspannung oder Differenz im Strom bei den verschiedenen Teilen des Systems mißt, die durch"die Strung durch Erdschluß hervorgerufen wurde. Solch ein Relais ist normalerweise auch schwer, teuer und kompliziert aufgebaut.

In begrenztem Ausmaß wurden die Nachteile von Größe und Gewicht, die mit den elektromechanischen Regeleinrichtungen der obengenannten Art zusammenhängen, durch die Verwendung elementarer Feetkörpereinrichtungen wie Leistungstransistoren, siliciumgesteuerte Gleichrichter und Zenerdioden vermindert. Diese Einsparungen wurden jedoch unter Aufgabe der mechanischen Einfachheit erreicht.

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'.,cnn darüberhinaus solche Festkörpereinrichtun,:en verwendet v/erden und in ihrem aktiven Lereich als Proportionalregfer "betrieben werden, müssen sie Leistung als Wärme augeben. übermäßige Wärme kann aber ein thermisches Ausreißen herbeiführen und große wärmeabsorbierende !Flächen oder Kühl einrichtungen für einen brauchbaren Betrieb erfordern. Festkörpereinrichtungen bieten somit nur eine Teillösung für einige der Probleme der elektromechanischen Einrichtungen.

!'■•ostkörpereinrichtungen der obenbeschriebenen Art können manchnal als Schalter und nicht als Proportionaleinrichtungen betrieben werden, wodurch die Größe der Leistung vermindert wird, die diese abstrahlen müssen; hierdurch wird deren Leistungsvermögen erhöht. Line Art von dieses Prinzip L-enutsenden Reglern hängt von der Fähigkeit dos Generators ab, den Jelastun^sbedingunren zu folgen und schaltet das Feld an und aus, wie erforderlich ist, um die rrewünscate Klemmenspannung aufrecht zu erhalten. Unter solchen Bedingungen wird beispielsweise ein Gleichstromgenerator geregelt, indem dessen Feld voll erregt oder entregt ist, wie dies durcn die Belastung und die Fähigkeit des Generators sich ::x\ erholen imd die Klemmenspannung zu halten, erforderlich wird. .!'Jin Hachteil dieser Art von Regler ist in der niedrigen Korrekturire queii:: su sehen, wodurch eine lionc ^eitun^swelli^keit hervorgerufen wird. Diese Welligkeit bzw. dieses Lrummen neigt da- ZVl, ein hohes Niveau an Funki^sörungen und eine Leistung niedriger „!ualitr.t su erzeugen.

Auch hat es sich gezeigt, daß diese Art der Regelung Probleme beim Regeln eines Parallelsystems von Gleichstromgeneratoren liefert, die Strom einer gemeinsamen .belastung zuführen.

Ein allgemeines Siel der Erfindung ist also darin zu sehen, einen Felderreger-Kegelkreis zu schaffen, der die Vorteile eines Proportionalreglers und eines Ein-Aus-Reglers kombiniert, um die Probleme zu lösen und den Nachteilen abzuhelfen, die bei üblichen Anwendungen von Reglern dieser beiden Bauarten auftreten.

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Eine "bevorzugte JLusführungsform der Erfindung umfaßt zusammenwirkende und in Wechselwirkung stehende Kreise, die die Arbeitsweise eines örtlichen Gleichstromgenerators regeln, der allein und in einem System parallelgeschalteter Generatoren entsprechend den vorher festgelegten Arbeitsbedingungen und in geeigneter und vorbestimmter V/eise unter Fehlerbedingungen, die im System eintreten können, arbeitet. Die Kreise umfassen einen Felderreger-Regelkreis der Ein-Aus-Bauart, in dem ein Festkörperschalter, der hernach als "Erregerschalter" bezeichnet wird, geregelt wird, um Stromimpulse bei relativ hoher Frequenz und variierenden Bandbreiten der Feldwicklung des örtlichen Generators in einer Impulsbreitenmodulierungsanordnung zuführt. Der Erregerschalter wird durch einen integrierten linear arbeitenden Verstärker, der als bistabile Einrichtung betrieben wird, geregelt. Die bistabile Einrichtung ist mit einem Differentialeingang versehen und abhängig von gemessenen und algebraisch kombinierten Anzeigen der Generatorausgangsspannung, einem Impulegabesignal relativ hoher Frequenz und einem Belastungsausgleicheignal und dem Verhältnis dieses kombinierten Signals zu einem Bezugsniveau. Ein Oszillator liefert das Impulsgabesignal bei beispielsweise 1000 Hz. Das Impulsgäbesignal dient dazu, durch Impulsgabe den Erregerschalter einmal in jeder Periode mit einem Stromimpuls zu pulsieren, dessen Dauer von dem Generatorausgangsspannungssignal und dem Belastungsausgleichssignal abhängt. Die Erregerstromimpulse werden der Feldwicklung des örtlichen Generatorsmit einer Größe zugeliefert, die durch den Oszillator bestimmt ist (1000 Hz im vorliegenden Beispiel). Obwohl die Erregung von der Ein-Ausart ist, ist die Erregergröße soviel schneller als die Ansprechzeit des Generatorfeldes und von üblichen Ein-Aus-Reglern, daß der Generator so anspricht, als ob er eine konstante proportionale Regelung aufnähme.

Entsprechend der hier beschriebenen Ausführungsform der Erfindung werden Funktionsverstärker und insbesondere Differentialeingangsintegrierungsverstärker als Meß- und Regelelemente zusammen mit Festkörperschaltelementen verwendet, um die Vorteile

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zu* erreichen und In wesentlichen die Naohteile elektromagnetischer Regeleinrichtungen vom Proportionaltyp und der Jestkörper Ein-Aus-Einriohtungen au erreichen. Durch die Verwendung der different!eilen Eingangsintegrierungsverstärker wird eine Proportionalbewertung durch Signalintegration ohne die Verwendung schwerer und teurer Speaialrelais erreioht. Diese und andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden unten näher beschrieben werden«

Die Erfindung besteht darin, daß eine Vorrichtung vorgesehen ist, die die felderregung eines Gleichstromgenerators regelt, um die Generatorausgangespannung au steuern und weist Einrichtungen auf, die eine Gleiohstronslgnalapannung liefern, die wenigstens zum Teil von der Ausgangaapannung des Generators abhängt} Einrichtungen, die eine Beaugsspannung liefern} Hinrichtungen, die ein Signal mit alternierender Wellenform liefern, dessen Frequenz hoch verglichen mit der Ansprechzeit des Generatorfeldes ist, einem Schaltkreis, un algebraiaoh die Gleiehstromsignalepannung und das Signal mit alternierender Wellenform zu kombinleren, um ein Ausgangssignal au erzeugen, das aus einer alternierenden Wellenform besteht, die der Gleiohstromsignalspannung überlagert ist, bei der das Niveau des Signals mit alternierender Wellenform mit der Gleiohstrotiflignalspannung variiert| und mit Schaltkreisen, die etatisohe Vergleioher- und Sohalteinrichtungen abhängig von den Signalausgang und, der Beaugssignalspannung aufweisen, um einen Irregerstrom an den Generator au liefern, wobei der Srregerstr6tt in Impulsen bei der Irequena des Signale mit alternierend» Wellenform geliefert wird und die Dauer der Impulse duroh das Niveau, des Ausgangaelfnale beeiglloh der. Beaugsspannung festgelegt wird, wobei die Dauer der Signal* aunimat, während der Wert der aielohetromeigns4spannung bezüglioh der Beaugsspannung abnimmt und die Dauer der Impulse abnimmt, während die Qleiohatromaignalepannung beaüglioh der Beaugaepannung zunimmt ·

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Die Erfindung ist darin au sehen_t daß ein Genex&toxrQgelsysteu der oben definierten Art vorgesehen ist, welches zvx Verwendung bei einem System mit einer Vielaahl ύ.οά Generatoren eingerichtet ist und ein oder mehrere der folgenden Elemente aufweist:

(a) einen Abschnitt zum Hegeln der Hauptschtitz®, die Jeden Generator mit dem System verbindet}

(b) einen fehlersohutsabschnitti
(o) eine Ausgleicherregelung und

(d) einen Peldrelaieauslöseregelkreis.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung sollen nun an-» hand der beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben werden, in denen

figur 1 sohematisoh ein Q-leiohstromgenerator-Parallelsystem mit eiern Regel- und Schutzsystem nach der Erfindung darstellt;

Figur 2 ist eine sohematlsohe Darstellung des Selderreger-« regelabseluiittee iuia des Parallelschaltungsabschnittes des Systems»

figur 3A bis 31 sind Diagramme der Wellenforaen der Eingangs- und Auegangeepannungf wie sie un.ter vereofeisienen, Arbeitsbedingungen im lelderregertaiis der figux· 2 auftreteni

figur 4 ist eine soheuatische Darstellung i@e automat 1 sollen Leitungslcontalct^eberreeelalisohiiittes äee Systeme ι imt

figur 5 ist eine sohematieohe Daxetellung des feldrelalslusluaeregelabsühnittte des Systems»

Eine b&vorsugte Ausftihrungsform der Kvfindungf wie ei© ftti* einen typisohen ulelohetromgenerator tmcl ein parallel gesohaltet.es Ulelohetromgenexa-fioreysteu geeignet ist, ist Ia ligaa? 1 isrgesttlit« Me Reohteoke S, 6 und 7 stellen eiae fleisslOL flotwi- Xokalgleiohstxomgen@r&toren Äari äio Eselritesks 3_B aeigttt jeweils ümi Oener&iioren augeorä£i©t'w £«gc;l« m&ä S der. !(Okalgeneratoren 5₃ 6 nad 7 sind,

©iiii ' itttipteaciielscMeiiö 1 und. durch

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Schutzfelder an eine Ausgleiehersammelschiene E angeschlossen. Da die Generatoren und deren zugeordnete Regel- und Schutzfelder einander gleich sind, sind nur der Lokalgenerator 5 und dessen zugeordnetes Feld 8 schematisch genauer dargestellt worden. Selbstverständlich kann jede beliebige Zahl solcher Generatoren sowie solcher Regel- und Schutzfelder mit der Hauptschiene L und einer Ausgleichersammelschiene E verbunden werden.

Der Lokalgenerator 5 umfaßt einen Anker 11, eine Zwischenpol- oder Wendepolwicklung 12 und eine Nebenschlußwicklung 13. Der Generator 5 ist bestückt mit Generatorklemmen 14 und 15, der Lebenschlußklemme 16 und der neutralen Klemme 17, wobei letztere geerdet ist.

Der Anker 11 ist über die Leitung 18 an einer Klemme des Hauptschützes 19 gelegt. Die andere Klemme des Schützes 19 ist mit der Hauptsammelleitung L verbunden. Das Hauptschütz 19 wird durch die Spule 21 betätigt. Bei einer typischen Anlage kann der Generator Ϊ? ein beachtliches Stück vom Hauptschütz 19 entfernt angeordnet sein.

Ein Stromwandler 82 ist induktiv der Leitung 10 so nahe dem Ilauptschütz 19 wie praktisch zugeordnet. Ein weiterer Stromwandler 23 ist so nahe wie möglich der neutealen Klemmenseite des Lokalgenerators 5 angeschlossen. Die Sekundärwicklungen der beiden StromwaÄdler 22 und 23 sind in Reihe gegeneinander geschaltet, wodurch der Fehlermeßkreis des Feldauslöseregelkreises in der vorher ausführlicher beschreibenen V/eise geerdet wird. Die anderen örtlichen Gleichstromgeneratoren 6 und 7 sind mit dea örtlichen Generator 5 parallel geschaltet.

Zusätzlich zum Hauptschütz 19 sind drei dem Generator 5 zugeordnete Schaltrelais vorgesehen; diese bestehen aus üblichen Elementen des Regel- und Schützsystemea, welches durch das gestrichelte Rechteck 8 allgemein angedeutet ist. Vorgesehen sind das Feldrelais 26, das Ausgleicherrelais 27 und dae Startfehlerrelais 28.

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Beim Feldrelais 26 handelt es eich um ein übliches Stromstoßrelais mit einer Auslösespule und einer Rückstellspule. Wird das Feldrelais 26 betätigt, so echließt es das Nebenschlußfeld 13 an seiner Erregerguelle an und liefert auch eine Einrichtung zum Erregen der Betätigungsspulen eines Hauptschützes und eines AusgleicherrelaJs 27. Wird das Feldrelais 26 ausgelöst, so wird der Q-enerator 5 entregt und vom Parallel sys tem abgeschaltet.

Das Ausgleicherrelais 26 besitzt eine Betätigungsspule 32 (Figur 4), die so geschaltet ist, daß sie durch die Hauptkontaktgeberbetätigungsspule 21 erregt wird. Das Ausgleicherrelais 27 verbindet die Klemme 15 des lokalgenerators 5 durch die Ausgleichersammelschiene E mit den entsprechenden Ankerklemmen anderer Generatoren, mit denen der Generator 5 parallel geschaltet ist. Die Zwischenverbindung der Ausgleiehersammelschiene E schafft eine Einrichtung, wodurch die relative Stromgröße, die dem Lokalgenerator 5 und den anderen an die Ausgleichersammelschiene angeschlossenen Generatoren 6 und 7 zugeführt wird. Die Generatorklemme 15 des Lokalgenerators 5 ist ein zweckmäßiger Punkt zum Messen der Größe der durch den Generator in weiter unten zu beschreibender Weise gelieferten Leistung bzw. Belastung.

Das Startfehlermeßrelais 28 liefert einen Weg, um den lokalen Erdungsfehler zu ermitteln, bevor der Lokalgenerator 5 an die' Hauptsammelleitung L gelegt und in der unten beschriebenen Weise betrieben wird.

Das System zum Regeln und Schützen eines typischen Lokalgenerators und die zugeordneten Schaltrelais, beispielsweise der Generator 5 und die Relais 26, 27 und 28 müssen eine Anzahl von Regelfunktionen erfüllen. Das Regelsystem muß die geeignete Zeit festlegen, um den Lokalgenerator an die Hauptschient anzuschließen. Um dies zu erreiche«, müssen die Regelungen festlegen, daß eine merkliohe Spannungsdifferenz zwischen der Hauptsohiene und

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dem Lokalgenerator nloht vorhanden let. Ist der Generator einmal angeschlossen, so wufi festgelegt werden, dafl der Generator Strom der Belastung liefert und nioht etwa Strom von der Belastungssohiene entnimmt. Ee muß auoh festgestellt werden, daß der Lokalgenerator seinen Anteil des von sämtlichen Generatoren der Leitung abgegebenen Stroms liefert. Bas Ausgangsspannungsnlveau des Lokalgeneratore muß auoh auf einem vorbestimmten gewllnsohten Niveau gehalten werden. Bas Regelsystem mud Fehlersustände, beispielsweise einen lokalen Brdungefehler messen) d.h. ein Srdungsfehler auf der« Oeneratorssite des zugeordneten Hauptsohtttaes, wodurch dieser mit der Hauptsammelleltung verbunden 1st. Soloh ein Fehler führt daau, dafl der Generator eine erhebliche Stromgröße sum Fehler anstatt sur Hauptsammelsohiene liefert. In ähnlloher Velee mufl ein entfernt liegender Erdungstehler an der HauptSammelleitung, der dasu führt, dafl das gesamte Generatoreyetem Strom an diesen Brdungsfehler liefert, anstatt an die rlohtige Belastung su liefern, gemessen werden und die richtige Vorsorge getroffen werden· Zahlreiche andere Bedingungen und Fehler können entstehen, die ein automatisches Ermitteln und eine Hegtlwirkung von den Regelkreisen verlangen.

Bie obenbeeohriebenen Funktionen sowie andere Funktionen werden duroh das Regel- und Sohutsfeld 0, da« weiter unten beschrieben wird, erfüllt» welches aus drei Hauptregelabsohnitten besteht, die in Wechselwirkung miteinander und mit dem lokalgenerator 5 und seinen lug^ordmeten Sohaltrelals treten. Biese Absohnitte sind der automatische lontaktgeberregler 34» der Feldearregungsregler 33 und die Feldrelaisregelung 36. Ia Figur 1 sind diese Regelabsohnitte in Bloekf orm innerhalb des Rege}·* und flohutefeldes θ dargestellt, Sie find im Betmll In andere» Figuren der Zeichnung geselgt und jeweils weiter unten beschrieben worden.

FMJ1BHRBGTOGBR1GBUR1I8 Figur a ist eine sohemtaleohe Darstellung einerbevorzugten ' !

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Aueführungsform des Felderregerregelungsabsehnittes 35 im Detail und in Verbindung mit dem in Figur 1 gezeigten und oben beschriebenen Lokalgenerator 5, Leistung für diesen Abschnitt sowie sämtliche Abschnitte des Regel- und Schutzfeldes wird durch den zugeordneten Lokalgenerator geliefert. In Figur 2 ist eine Plus-Sammeljischiene 3Θ mit der Generatorklemme 14 verbunden. Eine geerdete Sammelschiene 39 ist mit der neutralen Klemme 17 verbunden. Der Regelabschnitt 35 besteht aus einem Funktionsverstärker 40 mit Integriertem linearen Schaltkreis, der als Differentialschaltverstärker angeschlossen ist und einen summierenden Eingang 41» einen Bezugaeingang 42 und einen Ausgang 43 aufweist. Allgemein kann gesagt werden, daß der Funktionaverstärker 40 den leitenden Zustand eines Iransiatorschalters bestehend aus den Transistoren 4P, 52 und 53 regelt, welcher die Verbindung des Nebensohludf«ld«s 13 des Generator· 5 über die Generatorklemmen 14 und 15 und damit die Felderregung des Generators regelt. Der funktionaveratärker 40 tntspricht Spannungen, die an seine Eingang· in der weiter unten genauer zu beschreibenden Weise gelegt sind.

Arbeitsleistung wird einem Funktionaverstärker 40 in ttblioher Veise über nlcht-dargestellte Anschlüsse an die Sammelschiene und geerdete Sammelschienen 39 augeführt· Verstärkung und Vorspannung des JunktioneTeretärkera 40 sind derart, daß er als bistabil· linriohtung arbeitet und einen Ausgang la wesentlichen mit Reohteokwellenform liefert. Der summierend· Bingang ei 41 tat ein invertierender Bingang beattflioh des Ausgang·· 43* Der B«augBelxfang 42 ist «In nioht-invertierender Eingang, der mit einer Beaugaapannungaquelle BL wie gezeigt verbunden ist. Der funktionsterstärker 40 wird bei einem der stabilen Zustände ausgelöst und liefert eine positivere Spannung am Ausgang 43 laaier dann, wenn dl· Spannung am Summierungspunkt 41 kleiner al« dl· Spannung B_R as Beaugseingang 42 ist. Ist dl· Spannung am Sumüerungseingang 41 größer als dl· Bezugsspannung E_R am Jingang 42, ao nimmt der Verstärker 40 aelnen weniger positiven

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Ausgangezustand ein.

Der Ausgang 43 des Funktionsverstärkers 40 iet durch die Reihenkombination von Zenerdioden 44 und den Verstärker 45 an die Basis 46 des PKP-Transistors 48 gelegt. Die Basis 46 ist ebenfalls durch den Verstärker 47 an die positive Sammelschiene 48 angeschlossen. Der Emitter 49 lind der Kollektor 50 des Transistors 48 sind an die positive Sammelschiene 38 bzw. an die geerdete Schiene 39 angeschlossen, letztere durch den Widerstand

Die Nebenschlußfeldwicklung 13 des Lokalgenerators 5 wird von der Generatorklemme 14 durch den Kollektor-Emitterkreis des PNP-Tranaietors 53 des in Darlingtonschaltung liegenden Paares 52 und 53 erregt. Der Kollektor 55 des Transistors 53 ist mit dem Kontakt 56 des feldrelais 26 und damit mit der Nebenschlußklemme 16 verbunden.

Die obenbesohriebene Schaltung arbeitet so, daß sie die Nebenschlußwicklung 13 und die Generatorklemme 14 des Lokalgenerators 5 entsprechend dem durch den Funktionsverstärker 40 angenommenen stabilen Zustand anschließt oder trennt. Ist der Ausgang des Funktionsverstärkers 40 positiver (d.h. wenn der Verstärker 40 in seinem positiveren Ausgangszustand sich befindet), so wird die Leitung durch die Zenerdiode 44 geblockt und der Transistor 43 wird nicht-leitend durch das resultierende positive Spannungsniveau an seiner Basis 46 gehalten. Wird der Transistor 48 geblockt, so wird dos in Darlingtonschaltung liegende Paar 52 und 53 leitend, die Hebenschlußwioklung 13 wird von der Generatorklemme 14 des Lokalgeneratore 5 erregt« Befindet sich der FunktionsVerstärker 40 im weniger positiven Zustand, so wird die Zenerdiode 44 leitend und liefert ein niedrigeres Spannungeniveau an der Basis 46 und ermöglicht es dem Transistor 48, leitend eu werden« Wird der Transistor 48 leitend, so wird das Darlingtonpaar 52 und 53 nicht-leitend gehalten und da« Nebeneohlußfeld 1J von der Generatorklemme 14 getrennt. Eine Eückführdiode 57 ist parallel mit dem Nebeneohlußfeld 13 wie dargestellt geschaltet

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und liefert einen Weg für einen induzierten Strom, der fließt, wenn die Erregung vom Nebenschlußfeld genommen ist.

Die Spannung am Summierungspunkt 41 ist die Summe der drei über die Widerstände 58, 59 und 60 nach Figur 2 eingeführten Spannungen. Die Summe der Spannungen an diesen drei Eingängen wird festgestellt, unabhängig davon, ob das Spannungsniveau am Summierungspunkt 41 niedriger oder höher als das Niveau E_R am Bezugseingang 42 ist. Die dem Summierungseingang 41 durch die Widerstände 58 und 59 zugeführten Spannungen können vorwiegend als Spannungsregelsignale angesehen werden, während der Eingang über den Widerstand 60 ein Belastungsregelsignal ist.

Die zum Summierungseingang 41 durch den Widerstand 59 kommende Spannung wird erreicht, indem die Lokalgeneratorspannung direkt durch eine Spannungsteilereinrichtung der Widerstände 61, 62 und 63 abgetastet wird, die zwischen der positiven Schiene 38 und der geerdeten Schiene 39 liegen.

Die dem Summierungseingang 41 durch den Widerstand 58 zugeführte Spannung besitzt Sägezahnwellenform, welche vom Emitter 64 des Unijunctionstransistors 66 ^beliefert ißt. Der Unijunctionstransistor 66, der Widerstand 67 und die Kapazität 69 bilden einen Oszillator, der einen Auegang mii Sägezahnwellenform aufweist. Der Unijunctionstransistor 66 ist eine Einrichtung mitnegativem Widerstand, da über einen Teil ihres Arbeitsbereiches, wenn der Strom von dem Emitter zur Basis b. zunimmt, die Spannung vom Emitter zur Basis b^ abnimmt. Die Basis b₂ ist mit einem geregelten Spannungsliefernetzwerk verbunden, das besteht aus einem Widerstand 70 und einer Spannungsbezugsdiode 71. Im gezeigten Schaltkreis.lädt die Kapazität 69 über den Widerstand 67 von der Sammelschiene 38, bis der negative Widerstandsbereioh des Unijunctionetransistors 66 erreicht ist. An dieser Stelle wird der Unijunctionstransistor 66 leitend und die Spannung Tom Emitter zur Basis b| fällt scharf ab. Die Kapazität 69 wird dann durch den Unijunctionstransietor 66 entladen. Die durch das

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Laden und Entladen der Kapazität 69 gelieferte Wellenform wird an den summierenden Eingang 41 durch eine Spannungsteilerschaltung gelegt, die aus Widerständen 68a und 68b besteht und durch eine Kapazität 72, wodurch das Bezugsniveau entfernt wird. Die frequenz des Oszillatorausgangs hängt von der Zeltkonetanten der RC-Kombination und dem Spannungsniveau der Sohiene zusammen und ist vorzugsweise relativ groß und beträgt beispielsweise 1 Kiloherta.

Die an den Suaaierungeeingang 41 von den Transistoren 58 und 59 gelegten Signale bestehen aus einer Spannung proportional zum Ausgang des Generators 5, de« die Sägezahnwellenform, die auf Null bezogen ist, von dem Unijunctionstransistor 66 des Oszillators überlagert wird. Die negativen Teile der Sägezahnkomponente dieses kombinierten Signals lassen das Spannungsniveau am Suvmierungapunkt 41 unter das Hiveau des Bezugseingangs 42 fallen, wodurch der Vunktioneverstärker 40 auf seinem stabilen Ausgangssustand bei höherer Spannung getriggert wird. Hierduroh werden die Transistoren 52 und 53 eingeschaltet und sin Stromerregerlmpuls in die Hebenschlußwioklung 13 das Lokalgenerators 5 geθchiokt. Unter normalen Arbeitsbedingungen 1st die Ausgangsspannung des Lokalgeneraotrs 5 derart, dafl die dem Oeneratorausgang proportionale Spannung am Summierungeeingang 41 geringfügig gxöfler als die Spannung am Besugselngang 42 wird·

Sie Arbeitsweise des felderregerregelelementa das Systems unter den drei Arbeitsbedingungen let; In Ylgur 3 der Zeichnungen dargeatellt. Vigur 31 zeigt Spannungawellenformen dee Summierungseingangs 41 und dea Summierungseingangs 42 und Vigur 3B zeigt die entsprechende Spannungewellenform am Bingang 43 dea funktionsVerstärkers 40j£. In figur 3A zeigt die Linie 73 das Spannungsniveau am Beaugseingang 42, Di₉ L«it ung 42 stellt üe Ausgangsproportionale Öleiohspannung am Stmmierungspunkt 41 dar, der das Weohselstromaageaahnaignal 75 vom ünijunotionstransistorosaillator 66 überlagert. Die Ausgangaapannung des Lakaigeneratore ist im wesentlichen großer als daa Beaugsniveau

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Immer dann, wenn das Sägezahnsignal 75 unter das Bezugsniveau fällt» macht der Funktionsverstärker 40 das Darlingtonpaar 52 und 53 leitend; und, wenn das Sägezahnsignal 75 über das Bezugsniveau 73 steigt, sorgt der Funktionsverstärker 40 für ein Abschalten des Darlingtonpaareβ 52 und 53. Figur 3B zeigt die Wellenform 76 am Ausgang des Punktionsverstärkera 40, was den in figur 3A dargestellten Eingängen entspricht· Die Feldwicklung nimmt den Erregerstrom während der positiven Teile der Wellenform 76 auf.

Die Figuren 3G und 3D zeigen Wellenformen entsprechend denen in den figuren 3A und 3B, wenn jedoch die Ausgangsspannung des Lokalgeneratore fast gleich dem gewünschten oder Bezugsniveau ist. Die entsprechende Ausgangswellenform der Figur 3D zeigt, dad die Nebenschlußwicklung 13 länger Stromimpulse aufnimmt, wodurch die Erregung zum Lokalgenerator 5 gesteigert wird·

Während das durch die Leitung 74 dargestellte Spannungsniveau unter das duroh die Linie 73 angegebene Bezugsniveau fällt, überschreitet der Leistungskreis der Erregerimpulse 50 % und nähert sich dem Zustand konstanter Erregung. Die Ungangs- und Ausgangsspannungswellenformen entsprechen dieser Arbeitsbedingung und sindji in den Figuren 3E bzw. 3F gezeigt.

Der Leistungszyklus und das Erregerniveau für einen gegebenen Generator können gertgelt werden, indem Neigung und Amplitude des Sägezahnsignals 75 Verändert werden.

Duroh die Verwendung der impultbreitenmodulierten Rtgtlung der Irregtreinriohtung wird eine Spannungsregelung in verbesserter und glatter und wirkungsvoller Weise mit ein·« Minimum an Übtrflttuerung und Sohvingen odtr Pendeln der AusgangeSpannung dea LokalgeneratorB trreioht. Bei Parallelsystemen der Generatoren und Regelungen nach der Erfindung werden die Probleme des Pendtina» dtr Schwingung und der Übersteuerung erheblich vermindert, venn nicht eliminiert» vtxgllohen mit bekannten Arten der

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Ein-Aus-Regelungen, indem die Generatoren durch Stromimpulse vorzugsweise mit einer Frequenz von etwa 1000 Hz erregt werden. Die Größe der Erregung ist ^konstant und gleich für alle Generatoren und viel höher als die natürliche Ansprechfrequenz der Lokalgeneratoren.

Der dritte Eingang über den Widerstand 60 zum Summierungspunkt 41 des Funktionsverstärkers 40 ist dazu da, um die Belastung zwischen dem Lokalgenerator 5 und den anderen Generatoren in der Leitung ausfugleichen. Dieser Eingang wird durch einen Funktionsverstärker 77 geliefert, der die Differenzen in der Belastungsgröße, die dem Lokalgenerator 5 und den anderen Generatoren an de}? Leitung zugeliefert werden. Der Funktionsverstärker 77 ist als modifizierter Differentialverstärker mit einem Rückkoppelungsweg über den Widerstand 78 und einem parallel geschalteten Beipaßkondensator mit seinem invertierenden Eingang 79 verbunden. Der Widerstand 92 und der parallelgeschaltete Beipaßkondensator koppeln die Bezugssignalquelle E„ mit ihren nicht-invertierenden Eingang. Der Funktionsverstärker 77 besitzt auch einen invertierenden Eingangswiderstand 80 und einen nicht-invertierenden Eingangewiderstand 82. Die Eingänge 79 und 81 sind über ihre jeweiligen Eingangewiderstände mit entgegengesetzten Enden eines Widerstandes 83 verbunden, der in Reihe zwischen der Generatorklemme 15 und dem Lokalgenerator 5 und einer Ausgleicherschiene E liegt. Eine Verbindung mit der Ausgleicherschiene E erfolgt durch den Kontakt 84 des Ausgleicherrelais 27.

Die relativen Stromgrößen, die durch den Lokalgenerator 5 und die anderen parallel geschalteten Generatoren geliefert werden, werden festgestellt, indem die an der Klemme 15 auftretenden Spannungen mit der an entsprechenden Klemmen der anderen parallel' geschalteten Generatoren auftretenden Spannung verglichen werden. Während Steigender Strom durch die Lokalgeneratoren 5 beispielsweise an die Belastungeklerame L geliefert wird, wird die Spannung an der Generatorklemme 15 zunehmend negativ be-

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züglich der neutralen Klemme 17. Wird der Wideretand 83 mit der Generatorklemme 15 und der Ausgleichersammelßchiene E verbunden, so wird die Größe und Polarität jeder Spannungsdifferenz; zwischen der Klemme 15 und der Auegleicherschiene über den Widerstand 83 ermittelt. Der Widerstand 93 sorgt für ein Entkoppeln der Zenerdiode 85 von der Klemme 15 des Generators.

Das Spannungsniveau an der Klemme 15 des Generators befindet sich unter dem Eingangsbereich der Gemeinsambauart des Funktionsverstärkers 77. Um das gemeinsame Spannungsniveau am Wi- w derstand 83 auf das durch den Eingang des Punktionsverstärkers 77 erforderte Spannungsniveau zu heben, yfsind die Zenerdioden 85 und 86 in Reihe mit Widerständen 87 und 88 und an die positive Sammeiscliiene 38 gelegt. Die Zenerdioden 85 und 86 besitzen identische Werte an Zenerspannung, so daß die Spannung quer zum Widerstand 83 auf die Eingangswiderstände 80 und 82 der Punktionsverstärker 77 bei beibehaltener relativer Größe und Polarität überführt wird, wird ,jedoch im Niveau auf den Arbeitsbereich des Punktionsverstärkers 77 umgeformt.

Die Ausgangsspannung des PunktioneVerstärkers 77» die bei 89 auftritt und durch den PiIterschaltungsverstärker 94 und die Kapazität 95 erfolgt, besteht aus dem dritten Signal für den Summierungseingang des obenbeschriebenen Punktionsverstärkers Dieser gefilterte Ausgang wird über die Leitung 91 mit dem Eihgangswiderstand 60 am summierenden Eingang 41 verbunden. Der Ausgang an der Leitung 91 ist ebenfalls durch den Ausgleicherrelaiskontakt 90 mit A-A in Pigur 5 verbunden, wie weiter unten in Zusammenhang mit dem Schutzkreis beschrieben werden wird.

Im Betrieb wird, wenn der Lokalgenerator 5 mehr Strom als eeinen Anteil an die Belastungssammelschiene L liefert, die Spannung an der Generatorklemme 15 negativer als die Spannung an der Ausgleicherschiene E. Diese Spannungsdifferenz wird über den Widerstand 83 entwickelt und auf die Eingangewiderstände 80 und 82 des Punktionsverstärkers 77 übertragen. Die Spannung am invertie-

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renden Eingang 79 wird negativ bezüglich der Spannung am nichtinvertierenden Eingang 81, wodurch die Auegangespannung bei 89 des Funktioneveretärkere 77 positiv wird. Das bevorzugte Verhiltnis der Widerstandswerte 78 und 80 ist derart, dafi die Verstärkung der Funktioneverstärker 77 nominal Fünfzig beträgt. Bas positive, am Ausgang 69 auftretende Signal wird dann duroh den Widerstandvingang 60 an den summierenden Eingang 41 des Funktionsverstärkers 40 übertragen, wo es algebraisch mit dem Oleichstromeingang kombiniert wird, der proportional zum Lokalgeneratorauegang 5 und mit dem obenbeechriebenen Signal der Sägezahnfunktion ist. Das Qlelohstromepannungenlveau am summierenden Eingang 41 neigt dazu, positiver bezüglich der Spannung am Bezugselngang 42 zu werden, wodurch die Breite jedes Impulses des Errfgeretromes vermindert wird, weloher auf die Feldwicklung 13 in der oben bezüglich der Figuren 3A und 3? beschriebenen Weise übertragen wird. Die Erregung der Feldwicklung 13 wird so gesteigert und die durch den Lokalgenerator 5 getragene Belastung auf das Belastungsniveau vermindert, welches duroh die anderen Parallelgeneratoren getragen wird.

Ist die Spannung an der Klemme 15 des Lokalgeneratore 5 positiv bezüglich der Spannung an der Aueglelohereaanelaohlene B, so macht die am Wideretand 83 entwickelte Spannung den Invertierenden Eingang 79 dee Funktipneverstärkere 77 positiv bezüglich des nloht-invertlerenden Eingänge 81. Dae Ergebnis let, da£ der Auegang 89 dee Funk-bloneveretärkers 77 negativ wird und veranlaßt, daß dae Spannungsnlvtau am Suwierungepunkt 41 de· Funktioneveretärkere 40 negativer bezüglich dee Bezügeeingang· 42 wird. Wie oben beeohriebeui steigert eine eolohe Änderung Im Verhältnis der Niveaus des Gleichstrom- und de· Bezugseingange die Breite der Erregerlmpul··· Sie Jeldwioklung 13 nimmt längere. Stronim_r pulse bei der Frequenz von 1000 Hz auf, wodurch daa Niveau der Felderregung am Lokalgenerator 5 gesteigert wird· Der Lekalgenerator 5 versucht so, mehr Strom zur Belaatungasftueleonlne L beizutragen·

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BAD ORlGWAL

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Aus Vorstehendem zeigt sich, daß der Punkt!onsverstärker 77 und der zugeordnete Schaltkreis versuchen, die Spannungsdifferenz zwischen der Klemme 15 des lokalgenerators 5 und der Ausgleicherschiene E auf Null zu summieren*

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist in dem oben beschriebenen und in Figur 2 gezeigten Felderregungsregelkreis zu sehen. Nach diesem Merkmal sind Einrichtungen vorgesehen, die sicherstellen, daß der Lokalgenerator 5, der unter der Regelung des Felderregerkreises .steht, voll und kontinuierlich auf das Ausmaß seines Ausganges für den Fall erregt wird, daß seine Eingangespannung durch einen Fehler oder einen aüderen Grund nach unten und bis unter das Niveau gezogen wird, das zur Betätigung des Regelkreises erforderlich wird. Solange die Ausgangsspannung des Generators hoch geneug bleibt, um den Regelkreis zu betätigen, wird die Feldregelung durch den Schaltkreis in der obenbesohriebenen Weise geregelt. Soloh eine Arbeitecharakteristik ist normalerweise bei Luftfahrzeugstromgeneratoren-Leistungssystemen wie auch bei anderen Systemen zu bevorzugen.

Nach Figur 2 wird diese Versagens-Arbeitscharakteristik durch die Zenerdiode 44 geliefert, die in Reihe mit Widerständen 45 und 47 zwisohen dem Ausgang des funktioneveretärkere 40 und dem Generatorausgang geschaltet ist, wie an der positiven Sammelschiene 38 zu sehen. Wie oben beschrieben regelt der leitende Zustand der Zenerdiode 44 das Erregerfeld 13 des Generators durch Anschluß der Basis 46 des 'Transistors 48 an die Verbindungsstelle der Widerstände 45 und 47. Wird die Zenerdiode 44 leitend, so wird das Feld 13 entregt; wird die Zenerdiode 44 blockiert, so let das Feld 13 erregt. Sie Zenerdiode 44 wird leitend, wenn die au ihre Kathode vom Auegang dee Generators durch die positive Saiimeleohiene 38 und die Widerstände 45 und 47 gelegte Spannung größer wird ale die Spannung, die an die Anode durch den Funktionaveretärker 40 gelegt wird, und zwar um einen Betrag, der größtr let, ale die Zenerspannung der Diode.

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SAD ORiGINAt

Die Zenerdiode wird so gewählt, daß unter normalen Arbeitsbedingungen, wenn die Generatorausgangsspannung an oder nahe der Bezußsspannung E_R gehalten wird und keine wesentlichen Fehler vorhanden sind, die versuchen, die Ausgangsspannung zu vermindern, die Leitung der Diode durch den stabilen Zustand des Funktionsverstärkers 40 geregelt wird. Ist der Ausgang des Funktionsverstärkers 40 weniger positiv, so übertrifft die Differenz zwischen diesem und der im wesentlichen festen Generatorausgangsspannung die Zneripannung der Diode 44, die Diode wird leitend. Befindet sich der Funktionsverstärker 40 in seinem anderen stabilen Zustand, der für einen positiveren Ausgang sorgt, so ist die angelegte Spannungsdifferenz an der Zenerdiode 44 kleiner als die Zenerspannunp und es tritt eine Blockierung ein.

Unter diesen fehlerhaften Bedingungen, die die Generaotrausgangsspannung unter das Niveau senken, das erforderlich ist, um den ]?unktionsverstärker 40 und den Kegelkreis zu betätigen, liefert der Funktionsverstärker einen weniger positiven Ausgang, der normalerweise eine Entregung des Generatorfeldes oder das Gegen^il der geiiünschten Funktion unter diesen Falsohbedingungen erfogerlich macht. Während die Generatorausgangespannung durch den Fehler abgesenkt wird, wird die Differenz zwischen diesem und selbst der des Funktioneverstärkers weniger positiv, die Ausgangsspannung fällt unter die Zenerspannung der Zenerdiode 44 und das Feld 13 des Generators ist nun kontinuierlich im möglichen Ausmaß erregt, in dem der Generatorausgang abfällt oder reduziert ist. Der Vorteil dieser bevorzugten Arbeitscharakteristik für einen großen fehlerhaften Stromzustand wird erfindungsgemäß nun beispielsweise wie im Schaltkreis der Figur 2 dargestellt, geliefert .

AUTOMATISCHER LEITUNGSKONTAKTGEBERREGELKREIS

Figur 4 zeigt in schematischer Form eine bevorzugte Ausführungsform des automatischen Leitungskontaktgeberregelkreises nach der

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der Erfindung, der in Arbeitsbeziehung zum Lokalgenerator 5 angeschlossen ist. Die Funktion des automatischen Leitungskontaktgeberregelkreises besteht darin, den Stromfluß zur Leitungskontaktgeberspule 21 und der Ausgleicherrelaisspule 32 zu regeln, wodurch die Verbindung des Lokalgenerators 5 zur Belastungsschiene L und zur Ausgleicherbelastungsschiene E geregelt wird, wie schematisch in Figur 1 angegeben. Der Lokalgenerator 5 muß an die Belastungsschiene L und die Ausgleicherschiene E angeschlossen oder von dieser getrennt werden, und zwar zu verschiedenen Zeitpunkten und zu verschiedenen Gründen, wife weiter unten genauer diskutiert werden wird.

Nach Figur 4 umfaßt der automatische Leitungskontaktgeberregelkreis einen Funktionsverstärker 96, der als ein Integrator mit einer Rückkoppelungskapazität 97, invertierendem Eingang 98 und Widerstand 99 sowie einem nicht-invertierenden Eingang 100 und Widerstand 101 ausgebildet ist. Der invertierende Eingang 98 überwacht nach der Darstellung die Ausgangsspannung des Generators 5 durch die Spannungsteilerwiderstände 102 und 104, die in Reihe zwischen dem Regelpunkt und, wie gezeigt, der neutralen Klemme 17 geschaltet sind. Der nicht-invertierende Eingang 100 überwacht die Spannung zwischen der Belastungssammelschiene L und der Generatorklemme "\^lj des Lokalgenerators 5 durch Spannungsteilerwiderstände 105, 106 und 107.

Während des Aufbaues des Lokalgenerators 5 sind der Hauptkontaktgeber 19 und der Kontakt 84 (Figur 2) des Ausgleicherrelais 27 offen, wobei der Lokalgenerator 5 gegen die Belastungsschiene L und die Ausgleicherschiene E isoliert ist. Bevor der Hauptkontaktgeber 19 sich schließen kann, muß der automatische Leitungskontaktgeberregelkreis festlegen, daß die Ausgangsspannung des Lokalgenerators 5 wenigstens gleich oder in sehr ausgeprägtem Maße geringfügig kleiner als die Spannung an der Belastungsschiene L ist, so daß der Lokalgenerator 5 Strom zur Belastungeschiene L liefert, anstatt von dieser Strom aufzunehmen. Diese Feststellung wird erreicht und angegeben durch den unten beschriebenen

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JUnktionsverstärker 96.

Ist der Hauptkontaktgeber 19 offen und beliefert der Lokalgenerator S) die Belastung nicht, so liefert der Generator nur genug Strom, um die zugeordnete Regelschaltung zu erregen. Es handelt sich hierbei um einen relativ kleinen Strombetrag. Folglich wird dann die Spannung an der Klemme 15 des Lokalgenerators 5 sehr ähnlich dem Hassepotential. In diesem Fall überwacht der nichtinvertierende Eingang 100 in wirksamer Weise das Spannungeniveau oberhalb dee Maaeepotentiale der Belaetungseammelschiene L. Der invertierende Eingang 58 Überwacht die Ausgangsspannung des Lokalgenerators 5. Eine Spannung proportional zur Differenz zwischen dem Ausgang des Lokalgeneratore 5 und der Belastungsschiene L erscheint dann zwischen den invertierenden und nicht-invertierenden Klemmen 93 bzw. 100 des Funktionsverstärkers 96.

Wird die Spannung am invertierenden Eingang 98 positiv oder nur geringfügig negativ bezüglich am nicht-invertierenden Eingang 100 erscheinenden Spannung, so beginnt der FunktIonsverstärker 96 mit der Integrierung in negativer Richtung und integriert we^iter in negativer Richtung, solange dieses EingangaspannungsVerhältnis existiert. Der allmähliche Abfall des Ausgangssignals wird bestimmt durch die Zeitkonstante dee Rückkoppelungskondeneators 97 und des Invertierenden EingangsWiderstandes 99 sowie des Filterschaltungswiderstandes 11 und des Kondensators 143 und duroh die Größe der Spannungaldiferenz an den Eingängen·

Der Ausgang des Funktionsveretärkers 96 wird an den summierenden und invertierenden Eingang 109 des Fuaktionsveretärkers 110 über die Widerstände 111 und 103 gekoppelt. Der Widerstand 134 und die Diode 135 werden zur Klemme 160 des Verstärkers 161 in Figur 5 rückgeführt. Der Funktionsverstärker 110 ist so angeschlossen, daß er als btotabile Einrichtung arbeitet. Der nicht-invertierende Eingangewiderstand 113 ist mit einer Bezügespannung 114 über

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einen Widerstand 115 und mit dem Ausgang 116 des PunktionsVerstärkers 110 durch den Widerstand 117 in HüekkoppelungsbeZiehung verbunden. Der Rückkoppelungswiderstand fr Ib arbeitet so, daß er eine positive Rückkoppelung dem nicht-invertierenden Eingang liefert, wodurch das Stufenfunktions-Ausgangsansprechvermögen des Funktionsverstärkers 110 gesteigert wird. Der Ausgang 116 des Funktionsverstärkers 110 wird an die Basis des Translators 121 durch die Reihenkombination eines Widerstands 118 und die Zenerdiode 119 angeschlossen. Der Transistor 121 entspricht dem leitenden Zustand der Zenerdiode 119 in der gleichen Weise wie der Transistor 48 im oben mit Bezug auf Figur 2 beschriebenen Felderregerregelkreis. Die Basis 120 des Transistors 121 ist auch mit der Belastungeschiene L durch einen Belastungswiderstand 117a verbunden. Der Kollektor des Transistors 121 ist mit Masse durch eine Reihenschaltung aus Transistor 123 und Zenerdiode 124 verbunden. Ein Beipaß an Masse um die Zenerdiode 124 wird durch den NPN-Transistor 127 geliefert. Die Kollektoren der Transistoren 125 und 126 sind durch den Widerstand 128 an die Basis 127 bewegt, um dessen leitenden Zustand zu regeln. Der Transistor 121 ist mit dem in Darlingtonschaltung liegenden Paar von PNP-Transistoren 125 und 126 verbunden und regelt diesen.

Die Hauptsammeischiene 38 ist an die Betätigungsspule 21 des Hauptkontaktgebers 19 angeschlossen oder von dieser getrennt und durch diese durch den Schaltvorgang des PNP-Trarisietors und des Kontaktes 129 des Feldrelais 26 und des Handrtgelschalters 181 geführt. Wenn der Transistor 126 leitend wird und der Kontakt 129 und der Schalter 181 geschlossen sind, so wird die Betätigungsspule 21 des Hauptkontaktgebers 19 erregt. Sind einer oder beide Transistoren 126 und Kontakt 129 offen, so wird die Betätigungespule 21 entregt. Ein Öffnen des Handschalters 181 führt auch zur Entregung der Betätigungsspule 21 des Leitungskontaktgebers bzw. -schützes.

Die Betätigungsspule 32 des Ausgleicherrelais 27 ist direkt pa-

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rallel zur Betätigungsspule 21 und, wie gezeigt mit einer Beipaßdiode geschaltet. Me Betätigungsspule 131 des Startfehlerrelais 28 und der zugeordneten Beipaßdiode 183 ist auch parallel durch eine Blockierdiode 132 geschaltet, die mit dem Kontakt des Startfehlerrelais 28 so zur Wirkung kommt, daß die Spule des Relais 28 von der positiven Sammelschiene 38 zum Sperren gebracht wird, ohne daß die Spulen 32 und 21 erregt würden.

Wenn im Betrieb die Ausgangsspannung des Funktionsverstärkers dafür sorgt, daß das Spannunpsniveau am invertierenden Eingang 109 des Funktionsverstärkers HO ne(agtiver als das Spannungsniveau am nicht-invertierenden Eingang 112 wird, so wird der Ausgang des Funktionsverstärkers 110 zu einer positiv gerichteten Stufenfunktion, die die Benerdiode 119 blockiert, welche ihrerseits den Transistor 121 abschaltet. Wird der Transistor 121 abgeschaltet, so wird die Spannung des Kollektors des Transistors 121 weniger positiv, wodurch das Darlingtonpaar 12!; und 126 eingeschaltet wird und der Basisstrom des Transistors 125 gegen Masse durch den Widerstand 123 und die Zenerdiode 124 fließt. Wird das Darlingtonpaar 125 und 126 leitend, so läßt das an seinen Kollektoren auftretende Spannungsniveau den Transistor 127 leitend werden, wodurch die Zenerdiode -124 kurz geschlossen und abgeschaltet wird. Der Transistor 127 liefert auch einen Weg für den Basisstrom des Transistors 125, wodurch das Darlingtonpaar leitend gehalten wird. Ist das Darlingtonpaar 125 und 126 leitend, so fließt Strom durch den Kontakt 129 des Feldrelais 26, wodurch die Spule 21 des Leitungskontalctgebers 19, die Spule 32 des Ausgleicherrelais 27 und die Spule 131 des Startfehlerrelais 28 erregt werden, wobei letztere durch ihren eigenen Kontakt mitgenommen wird bzw. gespenfc wird. Das Hauptschütζ 19 und das Ausgleicherrelais 27 werden somit veranlaßt, den Lokalgenerator an die Belastungsschiene L und an die Ausgleicherschiene E anzuschließen, wenn die Generatorausgangsspannung am invertierenden Eingang 98 dee Funktionsverstärkers 96 gleich oder geringfügig weniger negativ als die Spannung der Belastungsschiene L wird, die durch einen nicht-invertierenden Eingang ermittelt wurde.

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ooDaId einmal das Hauptschütz 19 geschlossen ist und der Lokal-Generator ο mit der lielastungsschiene L verbunden ist, so liefern der Funktionsverstärker 96 und dessen zugeordneter Schaltkreis die Itonktion eines ürmittelns eines Rückstromes durch den Lokalgenerator -j. Im idealen Zustand, wenn der Lokalgenerator \> mit der lielastungsschiene L verbunden ist, existiert keinerlei Spannungsdifferenz zwischen der .Belastungsschiene L und der Ausgangsklemme H. Unter normalen Bedingungen gleicht der tfelderregerregelkreis ,jede Differenz in der Belastung aus, welche zwischen dem Lokalgenerator b und den anderen Parallelgeneratoren der Leitungen in oben beschriebener Weise aufgeteilt ist. Wird der Lokalgenerator :> zu einer Belastung an der Eelastungssammelschiene L ;jedoch, se ist es wünschenswert, diesen von der Lei tun·.-· abzunötamen. Diese Punktion wird in folgender weise erreicht.

otrou, der durch den Lokal generator I; geliefert oder entnommen wird, ruft einen entsprechenden Spannungsabfall an der Swischenpolwicklung 12 hervor, Größe und iiiehtung des gelieferten oder durch den Lokalgenerator 5 entnommenen Stroms können so durch ein Überwachen von Größe und Polarität des Spannungsniveaus festgelegt v/erden, welches an der Klemme 15 des I.okalgenerators j erscheint. ¹Jie oben beschrieben ist, wenn der 3?unktionsversti",rker 96 arbeitet, um die Spannungsdifferenz zwischen der Belarstun^ssciiiene L uiid dem Ausgang des Lokalgenerators ;i für autouatisohe Leitungsliontalitreberi-'egelung zu ermitteln, die an der K.lerr.me Vj ©rs ehe inende Spannung iti wesentlichen gleich deui Hassepotential, Bg im "/erfahren der ilückstroiaeriiiittlung sind die Spannung der Belastungsschiene L und des Lokalgenerators $j im wesentlichen einander gleich; sollte .iedoch ein Rückstrom durch die Zwischenpolwicklung 12 fließen, so wird die an der Klemme Ii; erscheinende Spannung positiv bezüglich Masse und wea?£ sorgt für einen Anstieg im Spannungsniveau am nicht-invertienanden Eingang 100 des Funktionsverstärkers 96 bezüglich des invertierenden Eingangs 98. Der Ausgang des Funktionsverstärkers beginnt dann, in der positiven Richtung in einer Größe zu, integrieren, die durch die zeitliche Konstante der Kapazität 97 und

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des Widerstandes 99, des Filterwiderstandes 111 und des Kondensators 153 sowie die Größe des Diiferentialeingangssignals bestimmt ist.

Wird die Spannung am invertierenden Anfang 109 vom Ausgang 10ü dG3 Funktionsverstärker3 96 positiver als die Bezugsspannung am nioht-invertierenden !Eingang 112 von der Bezugsspannung 114, so wird der Ausgang aus dem Punktionsverstärker 110 zu einer negativ gehenden Stufenfunktion, wodurch die Zenerdiode 119 leitend werden kann, die ihrerseits den Transistor 121 veranlaßt, durch den Transistor 127 leitend zu werden. Da3 Darlingtonpaar 125 und 12$ wird dann abgecchaltet, welches seinerseits den Transistor 127 abschaltet und die Zenerdiode dazu bringt, Strom von Transistor 121 zu leiten. Setzt das Darlingtonpaar 125 und 12G mit der Leitung aus, so wird die Betätigungsspule 21 des Hauptleitungskontaktgebers 19 und die Betätigungsspule 32·des Ausgleicherrelais 27 nicht mehr länger erregt, wodurch der Ilauptkontaktgeber 19 und das Ausgleicherrelais 27 öffnen. Der Kontakt 129 de3 Feldrelais 26 verbleibt so lange geschlossen wie das Feldrelais 26 nicht ausgelöst wird, wie weiter unten näher erläutert werden wird. Auf diese V/eise wird der Generator 5 aus der Leitung entfernt und bleibt außerhalb der Leitung, bis das gewünsohte Verhältnis zwischen der Generatorausgangs3pannung und der Belastungsschienenspannung wieder hergestellt ist.

Das Startfehlerrelais 28 wird durch seinen eigenen Kontakt 133 erregt und wird nur freigesetzt, wenn die Ausgangsspannung des Lokalgenerators 5 unterhalb dem Haltestrom der Spule 131 fällt. Die Diode 132 isoliert die Spule 21 von Hauptkontaktgeber 19 und die Spule 32 des Ausgleicherrelais 27 vom Ausgang des Lokalgenerators 5. Die Funktion des Startfehlerrelais 28 toreteht darin, eine Bahn zur Ermittlung von Lokalfehlern bezüglich Erdschluß zu ermitteln, bevor der Lokalgenerator 5 mit der Belastungsschiene L verbunden wurde, so daß solch eine Verbindung vernindert werden kann, bis der lokale Erdfehler beseitigt ist. Dieser Vorgang wird weiter unten genauer erläutert werden.

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BÄDOffiGMWL

Der summierende und invertierende Uin~ang 109 sum Arbeitsverstärker 110 besitzt einen susätalichen Einr-;an_;;; durch, den Widerstand 134 und die Diode 135 von dem Starterdungsfehler-iirmittlerteil des i'eldrelaisauslöseregelkreises (Fitair 5). Für den Pail eines lokalen Erdschlußfehlers vor dem Schließen des \-auptkontaktgebers 19, wird dieser Eingang tätig, um den Generator getrennt von der lielastungsschiene L au halten, indem das Ausgleicherrolais 27 und der Ilatiptkoiitaktgeber 19 an Sclilieien gehindert werden, wie weiter unten genauer erläutert werden wird. Es soll darauf hingewiesen v/erden, da." ei.i lokaler l-,rd~ " schlußfehler einen Stromflu£ durch, die Zwisc^.eupol- oder Wendepolwocklun:; 12 hervorruft, v/o durch der Funktionsverstärker 96 in seinen weniger positiven Zustand getrieben wird. Solch ein Ausgang sorgt seinerseits dafür, daß ein Sweitstiifen-Punktionsverstärker 110 das Darlingtonpaar 125 und 126 leitend macht rad den Ilauptkontaktgeber 19 schließt. Da es tineii-.linscht,ist, einen Lokalgenerator mit einem lokalen jJrdschlui'feder in seiner Lokal-3chaltun.{; an die Leitunc anzuschließen, ist das zusätzliche Eingangssin.^al zum invertierenden Lin,;ant: 109 von dem Lrdanschlußfehlerermittlerteil des Systems geliefert.

Es soll darauf hingewiesen v/erden, daß die Zenerdiode 119 nur "irkung kommt, um eine narrensichere Art einer Arbeitscharakteristik für den automatischen Leitungskontaktgeber-r-Regelkreis der |figur 4 zu liefern, die ähnlich der Arbeitsciiarakteristik ist, welche durch die Zenerdiode 44 in dem vorher diskutierten Pelderreger-xiegelkreis geschaffen wurde, 1st der Lokalgenerator 5 mit der Belastungssammelschiene L verbunden, so kann ein entfernt liegender Erdschlußfehler dazu führen, daß die Belastungsschienenspannung unter das für den l.ormalbetrieo der Regelkreise erforderliche liiveau sinkt. In solch einem i'all hält die Zenerdiode 119 den Transistor 121 im abgeschalteten Zustand, wodurch das Darlingconpaar 125 und 126 leitend v/ird undjÖ.en Hauptkontaktgeber 19 und das Ausgleicherrelais 27 erregt hält. Der Lokalgenerator ist so gegen die .Belastungsschiene L versperrt,

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was dasu beiträgt, daß die anderen parallel geschalteten Generatoren den entfernt liegenden Lrdscaluiifehler ausbrennen.

Die Zenerdiode 124 v/eist auch einenarrensiciiere Arbeitscharakteristik aui, _tiedoo:i nicht im entgegengesetzten l'all, "bei dem die Zenerdiode 119 arbeitet. Ist der Generator 5 von der .,;elastungssciiieiie L wegen irgendeines Dehlers abgeschaltet, so hindert die Zenerdiode 124 die in Darlingtonschaltung liegenden Transistoren 12!? und 126 da£an, leitend au werden und den Lokalyenerator 5 an die Be1astun/rsschiene L anzuschließen, bis die Ausgangsspannung des Lokalgene rat or 3 -j wenigstens gleich der Genera pannung der Zenerdiode 124 ist.

Die vorstehende Beschreibung des Schaltkreises der Leitungskontaktgeberregelunr zeigt, dafc dann, wenn die Auy^anrsspannung des Loicalgenerators L> eich unter laib der Zenerspannunc: der Zenerdioae 124 befindet, die Transistoren 12!? und 126 6uran gehindert werden, leitend au werden, weil der Jasisstromweg vom Darlingtonpaer 'IL·; und 126 fehlt, es sei denn, der Transistor 147 v.ij.'d sum Leitendwerden veianlaßt. Das Ijc.rlingtonpaar 12;: und üiu .3dooxi leiteii, um den Transistor 127 einzucchaiten. -Jas Darlinf.tonp-i.r'r 121> und 126 wird so im nicht-leitenden riu3tand ge- _;.i.alten, wodurch der Lokalgenerator ^ von der xtelastungssammel-SL'hiene 1 abgehalten wird, bis die Lokalf-eneratorausgangsspannung weni;.-.:3texis bleich der Zenerspannung der Zenerciode 124 wird.

.u sind also wenigstens zwei Betricüszustände \"or":ia.nden, denen Genüge t-etan werden muli, bevor der Lokalgenerator 'j an die Beiastungsschiene I, durch den Hauptkontaktgeber 19 angeschlossen v/erden kann. Zunächst muß die Ausgangs spannung des Lokalgenerators '-j iui wesentlichen gleich der Spannung der i3elastungsschiene L sein; und zweitens muß die Ausgangsspannung de3 Lokalgenerators 5 wenigstens gleich der Zenerspannung der Zenerdiode 124 sein. Folglich halten, wenn ein spannungsreduzierender Fehler auftritt, die Zenerdioden 119 und 124 den Hauptkontaktgeber 19 in seinem Zustand zum Zeitpunkt des Fehlers und solange, bis der

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Fehler korrigiert ist. Schließlich kann der lokalgenerator 5 nicht mit der Uelastiingsschiene L verbunden werden, wenn ein lokaler Erdschlußfehl en? vorhanden ist, vorausgesetzt, das Erdschlußfehlersignal vom Funktionsverstärker 161 wird durch die Verbindung B-B zum invertierenden Eingang 109 des Zweitstufeniunktionsverstärkers 110, wie in den Figuren 4 und 5 der Zeichnungen gezeigt, geliefert.

rELDiiSIAISAÜbLÖSBREGEEKIÜBIS

Figur 5 zeigt in scheuiatischer Form eine bevorzugte Ausführungsform des Feldrelaisauslöseregelkreises nach der Erfindung in Arbeitsbeziehung zum "Lokalgenerator 5» Allgemein gesagt, die Punktion dieses Kreises besteht darin, das Feldrelais 26 iür den .!fall auszulösen, da:i eine Falscliiunktion irgendeiner Art auitritt. Das Feldrelais 26 ist sin Stromstoßrelais mit einer nicht-

dargestel] ten !äüukstellspule und einer Auslösespule 30, Der FeIc.-

relaiaauslöseregelkreis regelt die Erregung eier Feldrelaisaus-1ösespule 30, Vi rd ein i'eldrelais 26 ausgelöst, so wird die J-Te-Veni:c!ilu:,^J.i"eläwiokluri?~ 13 des Lokt-lgenerators 5 ¥on ihrer _J3rre™ eerquelle getrennt \ιγ:.Ί die üpule 21 des '-lauptkontalctgebers 13, die Spu.le 52 ·1β,3 Aus.vleioherrelais 27 un:l lie Spule 131 des Startfehlerrelais £6 (_öl,::ur 4) werden entreat, wodurch der IjS-Iial^erierator ':> völlig του i-arallelgeneratorsjstem getrennt v:i:.-;.»

...r. i¹ ic ui' 5 ist der ^^:ur.Lkruion£Te:?3tarli:er 156 als ein Integratü,:j

mit ..,.,..'iekkoppfclun-rskü.u.^c-nsator 1 'Ti ιϊΜ ^.üoLköppelua^sdiocLe 15c

sn, ;en -.hlosceii. i..it dem i:ru2it::ie:.:e.a:-eii n.3.1 invertierendeii Singang

1;":; sz rid suK&ierence -Jin^^iifeS'-'icLsrst^iide 140, 141 und 142 υθγ-

ou.üat·;-.; tuit ;iei ι nJ.oht-inYertierendei'i. üin^anü: 144 ist über fe:i

Vi'i.de:;.;;tand 14^! > eine ^e^u^^spamraiig 146 TerOuiiclen. Die JiüoIcfcGpps-

i'¹· vii_f;,yaj :: it 14'- dien".* ■:.!£ ZIceiner, die as des. Funlrbionsverstär»

ker 136 erlaub+:, .mir zL· der negativen iuicr.tuns; su iategriers.::!» ¹V": rd das ^&iim2ii~£.::,,i:'--~3-\:, \rn invesrtirrenden iiin^ang 13S ciss

■^""'.iriktion; -vei'stär-keri: 1 "⁷^ -nritiv-sr 'Ic dfis I;esussGpam-.unr;.?.-iiT -'^;.^rL

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SAO ORIGINAL

am nicht-invertierenden Eingang 144, so beginnt der Ausgang des Punktioneverstärkers 136 in der negativen Richtung zu integrieren. Bas Ausmaß der Integrierung hängt von der Zeitkonstanten des Bückkoppelungskondensators 137 und den summierenden Eingangswiderständen 140, 141 und 142 und von der Größe der Eingangsspannung ab. Ist das summierte Spannungeniveau am in vertierenden Eingang 139 weiter positiver als das Bezugsspannungsniveau am nicht-invertierenden Eingang 144, so integriert der Ausgang des Funktionsverstärkers 136 weiter in negativer Richtung, bis die an die Zenerdiode 148 angelegte Anodenspannung ausreichend abgesenkt ist, um ihre Zenerspannung zu er reichen und die Zenerdiode 148 leitend zu machen. Bückkoppelung und Zenerdiode 138 bzw. 148 definieren in wirksamer Weise die Integrationsgrenze des Punktionsverstärkers 136.

Der Ausgang 147 des Punktionsverstärkers 136 ist an die Anode der Zenerdiode 148 angeschlossen und die Kathode der Zenerdiode 143 ist mit der Kathode eines siliciumgesteuerten Gleichrichters 149 verbunden. Die Kathode ist auch durch eine sperrende Diode 150 mit einer Bezugsspannungsquelle 151 verbunden. Das Gatter des siliciumgesteuerten Gleichrichters 149 ist mit einer Quelle 151 auf der Kathodenseite der blockierenden Diode 150 verbunden. Die Anode des siliciumgesteuerten Gleichrichters ist mit der positiven Schiene 38 durch Widerstände 152 und 153 und die Auslösespmle 30 des Feldrelais, wie geseigt, verbunden. Eine Freilaufbeipaßdiode 154 ist für die Auslösespule 30 vorgesehen.

Wird die Zenerdiode 148 leitend, so fällt das Spannungsniveau an der Kathode des siliciumgesteuerten Gleichrichters (SCR) unter die Torspannung, wodurch das SCR 149 durch die Zenerdiode 148 leitend wird. Strom durch das SCR 149 erregt die Auslösespule 3ü des Feldrelais 26, öffnet dessen Kontakte 56 und 129 (siehe die Figuren 2 und 4) und trennt dadurch die i'eldwindun?: von ihrer Erregerquelle und trennt den Lokalgenerator 5 von der Jelastungsschiene L und von der Ausgleichersohiene E. i)aa FeId-

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relais 26 muß durch das Bedienungspersonal rückgestellt werden, wodurch die Rücksetzspule des Relais erregt und der Lokalgenerator 5 zurück in seinen iiormalbetrieb gebracht wird.

Die Signale, auf die der Funktionsverstärker 136 anspricht, werden durch !Transistoren HOj 141 und 142 angelegt und algebraisch am invertierenden Eingang 139 kombiniert» Der Widerstand 140 ist einstellbar mit dem Widerstand 157 einer iüeihejikombination von Widerständen 156 - 158 verbunden, die aua einem Spannungsteiler bestehen, welcher zwischen der positiven Schie- ψ ne 38 und Hasse eingeschaltet ist.

Das durch den Widerstand 140 angelegte Signal ist proportional der Aus gangs spannung des Lokalgenerators 5. Der .fotentiometerwiderstand 157 ist so eingestellt, daß äann, wenn die Ausgangsspannung des lokalgenerators 5 ein vorbestimmtes oberes ümit überschreitet, das Spannungsniveau am invertierenden Eingang positiver bezüglich der Spannung am nicht-invertierenden Eingang 144 wird, wodurcn der Ausgang des Punktionsverstärkers 136 in negativer Richtung integriert, was schließlich dazu führt, daß der Lokalgenerator 5 von der Belastungsschiene L abgeschaltet wird. Auf diese Weise mißt der 1'¹UnICt ions verstärker 136 und liefert k einen Schutz gegen. Überspannungen, die durch den Felderregungsregelkreis nicht korriegiert werden.

Ein variabler Eingangswiderstand 142 ist durch die Sperrdioäe 1/f59 mit dem Ausgleicherabschnitt des in Figur 2 dargestellten Felderregerkreises verbunden. Die Verbindung erfolgt mit dem Ausgang 89 des DifferentialfunktionsversSärkers 77 durch den Kontakt 90 des Ausgleicherrelais 27. Wie oben beschrieben zeigt ein positives gignal vom Funktionsverstärker 77 an, daß der Lokalgenerator 5 mehr als seinen Stromanteil zur Belastungssammelschiene L liefert. Unter normalen Bedingungen wird eine Belastungsregelung durch den Felderregerregelkreis erreicht» Wenn jedoch aufgrund irgendeiner Falschfunktion der FunktionsverstArker 40

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des Felderregerregelkreises die Belastung in der normalen oben beschriebenen Weise nicht regelt, so steigt die Ausgangsspannung des Funktionsverstärkers 77 weiter an, wodurch das Spannungeniveau am invertierenden Ausgang 139 des Punktionsverstärkers 136 (Figur 5) positiver wird und schließlich der Lokalgenerator 5 vom Parallelsystem getrennt wird. Im Falle einer nicht-korrigierten ifbererregung des Lokalgenerators 5 wirkt der Funktionsverstärker 136 als Hilfseinrichtung zum Schutz des Lokalgenerators.

Das Signal zum invertierenden Eingang 139 des FunktionsVerstärkers 136 durch den Widerstand 141 erfolgt, wie in Figur 5 dargestellt, vom Ausgang 160 des FunktionsVerstärkers 161, der als ein Integrator mit Rückkoppelungskondensator 162 und Eingangswiderständen 163 und 164- aa» an den invertierenden Eingang 165 bzw. den nicht-invertierenden Bezugseingang 166 angeschlossen ist. Der invertierende Eingang 165 und der Eingangswiderstand sind mit der Generatorklemme 15 des Lokalgenerators 5 durch .die Zanerrtiode 167 und Kontakte 168 des Falschstartrelais 28 und mit einer Quelle geregelter Spannung verbunden, die aus Widerstand 169 und Znerdiode 171, wie in Figur 5 gezeigt, besteht. Der nieht-invertierende Eingang 166 und der Widerstand 164 sind an Masse durch die Zenerdiode 172 und an die positive Sammelschiene 33 durch den Widerstand 173, die sämtlich in Figur 5 gezeigt sind, angeschlossen.

Die Funktion des Funktionsverstärkers 161 besteht darin, irgendeinen Erdschlußfehler zu ermitteln, bevor der Lokalgenerator 5 mit der I-elastunfrsschiene L verbunden wird. Ist solch ein Lokaler ds chlu.?iehler vorhanden, so versucht der G-enerator 5 große 3ti-οnmien-en an den Srdschlußfehler su liefern. "Die große, durch ■■'■.en Lokal.generator 5 gelieferte Strommenge laut das Spannungsuiveau an. ier Generatorklemme 15 bwzüglich Masse negativer wer- ;len. Diese Spannungsdifferenz zwischen G-eneratorklemme 15 und Lasse vrii,^ ermittelnd integriert durch den ■'•'unktionsverstär-

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ker 161. Hält dieser Zustand an, so integriert eier Ausgang des Funktionsverstärkers 161 weiter in positiver Richtung, wodurch der invertierende Eingang 139 des IMiiktioiisverstärkers 136 positiver wird, wodurch schließlich das ÜTeldrelais 26 ausgelöst wird uifi. die ITebenschlußwicklung 13 des Lokalgenerators !3 entregt wird.

In den Eingängen zum Punktionsverstärkers 161 sind vorzugsweise Zenerdioden 167 und 172 vorgesehen, die.das gemeinsame Spannungsniveau zum Art-eitseingangsniveau des Funktionsver-P stärkers 161 anheben und eine vorbestiminte Spannungsdifferenz zwischen den Eingängen schaffen, Da der Punktionsverstärker 161 in positiver Richtung immer dann, au integrieren beginnt, wenn das 3pannungsniveau zum invertierenden Eingang 1615 negativer ist als das Gpannungsniveau zum nicht-invertierenden Bezugseing&nr 166, eine, die Senerdioden 167 und 172 so gewählt, daß sie die Lieferung einer bestimmten 'Strotntnenge durch den Lolralgeiierator :.. und damit eine bestimmte Spannuiigsdifferensawisohen der Gene:es..-■terklömme 15 unä der Lasse ermöglichan, "bevor die Eingangskiquigic-

16L- negati / becü'diicu. der idingaügsklemme 166 'wird, Me Zener-

sOTiinung der Zenerdicrv ItT ist also höher als die Zenersp&nnunv der derer die de 172 cerHrl.t, und. svar "us eir-rix I

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den Hauptkontaktgeber 19 auesperren und die Verbindung des Lokalgenerators 5 mit der Belastungsschiene L im Falle einer lokalen .irdschlußbelastung verhindern.

Der Kontakt 168 (Figur 5) ist ein normalerweise geschlossener Kontakt des Startfehlerrelais 28, das, wie vorher offenbart, mit der Hauptkontaktgeberspule erregt wird. Wird der Hauptkontaktgeber 19 durch den automatischen Leitungskontaktgeber-Regelkreis (Figur 4) betätigt, so wird das Startfehlerrelais 28 betätigt, wodurch der Kontakt 168 (Figur 5) öffnet, so daß der Punktionsverstärker 161 nicht mehr geeignet ist, auf die Spannungsdifferenz zwischen Generatorklemme 15 und Hasse anzusprechen.

Da der Funktionsverstärker 161 nicht mehr einen lokalen Erdschlußfehler ermittelt, wenn der Lokalgenerator 5'mit der Belastungsschiene L verbunden ist, so wird diese Funktion nun durch die Stromwandler 22 und 23 und deren zugeordnetem Schaltkreis durchgeführt. Bei einer typischen Verwendung des hier diskutierten Generatorsystems kann jeder Lokalgenerator 5 physikalisch um ein erhebliches Stück von der Stelle angeordnet sein, wo er durch den Hauptkontaktgeber 19 mit der Belastungssammelschiene L verbunden ist, so daß eine beträchtliche Länge schweren Kabels erforderlich wird. Das Kabel kann einen Kurzschluß entwickeln und/oder an irgendeiner Stelle längs seines Verlaufes durch eine Keihe von Gründen geerdet werden. Um dieses Kabel auf solche lokale Fehler hin zu überwachen, sind Stromwandler 22 und 23 induktiv in der dargestellten Weise zugeordnet, wobei der Generatorstromweg an unter weitem Abstand angeordneten Stellen voneinander gezeigt ist und hierdurch eine ge-Gc'riützte Zone zwischen diesen geschaffen wird. In Figur 5 der Zeichnungen ist die gezeigte Verbindung der Transformatoren durch das gestrichelte Symbol zu den Sekundärwicklungen der Stromwandler 22 und 23 zusammen mit den Pfeilen angedeutet, die die Richtung des Stromflusses in dem Primär- oder Belastungsstromleiter

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angeben. Der Stromwandler 23 ist so angeordnet, daß er eine Änderung im Strom im Rückführweg zum Lokalgenerator 5 mißt,, während der Stromwandler 22 so angeordnet^ ist, daß er eine Änderung im Generatorstrom an einer Stelle im Kabel so nahe wie möglich des Leitungskontaktgebers 19 ermittelt. Beide Stromwandler 22 und sollten den gleichen Betrag der Änderung messen. Hat sich jedoch ein gewisser lokaler Fehler in der durch die Stromwandler 22 und 23 geschützten Zone eingestellt, so tritt eine Stromänderung in einea Teil der Leitung auf, die durch eine entsprechende Stromänderung im anderen Teil der Leitung nicht ausgeglichen wird. Dieser nicht-ausgeglichene Zustand wird durch die Stromwandler ermittelt und in eine Differentialspannung umgewandelt, die am Widerstand 17j entwickelt wird. Der Widerstand 17!5 ist über eine Gleichrichterbrücke 176 gelegt, die ihrerseits ein Tor- mder Gattersignal sum SOR 177 liefert. Die Kathode des SCH 177 ist an Masse gelegt. Ihre Anode ist durch die Zenerdiode 173 an die Auslösespule 30 des Feldrelais 26 gelegt« Eine Differentialspannung einer der beiden Polaritäten, die am Widerstand 175 auftritt, wird durch die Brücke 176 als positives Signal zum Tor des SCR 177 geleitet. Ist das Signal von ausreichender Größe, so wird das SCR 177 aufgetastet, das Feldrelais 26 ausgelöst und der Lokalgenerator 5 vom Parallelsystem getrennt. Der Wideretand 179 und der Kondensator 180 dienen als Geräuschfilter und verhindern das Einschalten des 3GR 177 durch ein Vagabundierendes Geräuschsignal.

Die vorstehende Beschreibuni· einer bevorzugten Ausführungsform wurde nur zu Zwecken einer übirsichtlichen Darstellung in Abschnitte unterteilt. Verschiedene Abschnitte oder Unterkombinationen arbeiten jedoch zusammen bzw. können zusammen als integriertes Ganzes betrieben werden, sind aber auch getrennt brauchbar.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1.) Vorrichtung zum Regeln der Felderregung eines Gleichstromgenerators unter Steuerung der Generatorausgangsspannung, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die eine Gleichstromfehlersignalspannung abhängig wenigstens zum Teil von der Ausgangsspannung des Generators liefern, Einrichtungen zum Liefern einer Bezugsspannung; Einrichtungen zum Liefern eines Signals mit alternierender Wellenform, dessen Frequenz hoch verglichen mit der Ansprechzeit des Generatorfildes ist; durch einen Kreis zum algebraischen Kombinieren der Gleichstromsignalspannung und dee Signals von alternierender Wellenform zur Lieferung eines Ausgangssignals bestehend aus der Gleichstromsignalspannung mit überlagernder alternierender Wellenform, wobei das Niveau des Signals mit alternierender Wellenform mit der Gleichstromsignalspannung variiert; und durch Schaltkreiseinrichtungen mit statischen Vergleichs- und Schalteinrichtungen, abhängig vom Ausgangssicnal und von der Bezugssignalspannung zur Lieferung eines Erre^erstrocis an den Generator, wobei der Erregerstrom in Impulsen bei der Frequenz des Signals mit alternierender Wellenform geliefert v;iid und wobei die Dauer der Impulse durch das Niveau des Aue gan.;-G Signals bezüglich der Bezugs spannung festgelegt vtrd , und wouei die Dauer der Impulse zunimmt, während der Wert der Sleichstromsicnalspannung bezüglich der Bezugsspannung abnimmt uni die Dauer der Impulse abnimmt, während die Gleiciistromsignalspaiinung bezüglich der Bezugs spannung abnimmt.

2.) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da£ die statische Vergleicher- und Schalteinrichtung aus einem Punktionsverstärker besteht, wobei ein statischer Leistungsschalter direkt den Stromfluß vom Ausgang des geregelten Generators zur Feldwicklung regelt; daß ein statischer Kegelschalter mit dem Ausgang des Funktionsverstärkers verbunden ist und im Hegelverhältnis zu dem statischen Leistungsschalter angeschlossen

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ist, wobei der Funktionsverstärker mit einem 'Eingang mit dem Aus gangs si gnal -und mit einem anderen Eingang mit der Be zugspannung verbunden ist und wobei ein Ausgang positive und negative Rechteckwellenausgangssignale abhängig vom Verhältnis zwischen dem Ausgangssignal und der ^ezugsspannung liefert, daß der Regelschalter von dem Ausgang des Punktionsverstärkers abhängig ist, wodurch der Regelschalter leitend wird, wenn der Ausgang vom Punktionsverstärker von einer Polarität ist und gesperrt ist, wenn der Ausgang des Punktionsverstärkers von der anderen Polarität ist, und daß der Leistungsschalter vorn Zustand des Kegelschalters abhängt, wodurch der Leistungssch&lter-Erregerstrom zur Feldwicklung leitet, wenn der Hegelsehalter gesperrt ist und den. ilirregerstrom zur Feldwicklung, wenn der Regelschalter leitend wird, sperrt.

3.) Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dal? die Leistungserfordernisse des Punktionsverstärkers vom Ausgang des Gleichstromgenerators geschaffen sind, daß betriebssichere Hinrichtungen vorgesehen sind, um die Erregung des Gleichstromgenerators für den Pail sicherzustellen, daß dessen Ausgangsspannung unter die Erfordernisse des Punktionsverstärkers fällt, vo bei die betriebssicheren Einrichtungen eine Zenerdiode auiweisen, deren Anode mit dem Ausgang des Punktionsverstärkers und dessen Kathode mit dem E.e ^eIs ehalt er und eiern Ausgang des Gleichstromgenerators verbunden sind, wodurch die Zenerdiode gesperrt iüt und die Ausganpsspannung des Gleichstr.Regenerators den „ece·- sehalter abschaltet, wodurch der Leistungsschalter eingeschaltet ixt; und ein ^rrecerstrom zTiiJ^eldwickliUif·: geliefert wird, v:\nn :ier !''unlctionsverstarkerauEfjang positiv ist und wodurch die Zenerdiode leitend v:ij.d und hiordureh die Gleichstromgensratoran;3;::c:..n,::Gm:)ejiiiuii.r; e.r ,;u3S,d.i£lte.u o.ec ke.i;el,3ca.alters hindert und ij.:.'oi\^:v.roli den I;'?istmi_;-s£caeltsr abs ehalt st und verhindert, da:;- ^!■i-e-ercrjrov; ::>::.:.- :V:^:.-jI:lunf/ rlie:Lt, we>:.r. ein i'unlctionsverstärkeri iii:;:¹.";-;,!!,:-- negativ ir^t.

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4.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens zwei dieser Gleichstromgeneratoren parallel zu einer Hauptbelastungsschiene zueinander und untereinander durch eine Ausgleicherschiene liegend, gekennzeichnet durch einen Schaltkreis zum ^Modifizieren der Felderregung einer der Gleichstromgeneratoren unter Steuerung seines proportionalen Anteils an der Gesamtbelasturig, wobei der Schaltkreis Einrichtungen zum Ermitteln des Stromflusses zwischen dem geregelten Generator und dem Ausgleicher aufweist, durch die ein Ausgleichersammelschienen-bpannungssignal proportional hierzu geliefert wird; und durch einen Schaltkreis zum Kombinieren des Ausgleicherschienenspannungssignals mit einem Spannungssignal proportional zur Generatorausgangsspannung, wodurch die Gleichstromsignalspannung geliefert wird.

5.) Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit wenigstens zwei Gleichstromgeneratoren, die parallel zu einer Hauptschiene und zueinander durch eine Ausgleicherschiene geschaltet sind, und mit einem automatischen Leistun.crskontaktgeber und einem Umkehrströmungsmeßinstrument zum liebeln von Trennung oder Anschluß jedes Gleichstromgenerators mit der Hauptschiene und der Ausgleicherschiene.

6.) Vorrichtung nach Anspruch L>, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die sicherstellen, daß jeder Leitungskontakt&eber erst dann geschlossen wird, wenn der Gleichstromgeneratorausgang ein vorbestimmtes Niveau erreicht hat, wobei diese Einrichtungen bestehen aus: einer Zenerdiode mit einer Zenerspannung im Kreis mit dem tiegelschalter und dem Leistungsschalter und dem Ausgang des Generators, wobei die Ausbildung so getroffen ist, daß der Leistungsschalter am Leitendwerden gehindert wird, wenn die Ausgangs spannung des Generators kleiner als die Zenerspannung der Zenerdiode ist.

7.) In Kombination mit einem Gleichstromgenerator, der mit

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anderen Gleichstromgeneratoren parallel an eine Hauptschiene und parallel untereinander durch eine Ausgleicherschiene gelebt ist, einem automatischen Leitungskontaktgeber und einem Rück™ stromflußerraittlungselement sum Regeln von Verbindung und !Drennung des Gleichstromgenerators mit der Hauptschiene und der Ausgleicherschiene, v/ouei der Gleichstromgenerator einen Anker, cine mit einer oeite des Ankers verbundene Ausganii-sklemme, eine geerdete Klemme, eine Wendepolwicklung aufweist, die mit dem einen Ende an die andere Seite des Ankers an einer Yerbindunpsklemiae angeschlossen ist und das andere Ende mit der geerdeten Klemme

ψ verbunden ist, einer Peldwiclcliitigsklemme nml einer Feldwindung, deren eines Ende mit der Übergangsklemme und eieren anderes Ende mit der I'eldwioklungslclemtne verbunden ist, wobei den Gleichstromgenerator ein iiauptkontakt geber mit Betätigunesspule augeordnet ist, derart, daß der Generator an die ^lauptschiene angeschlossen und von dieser getrennt wird» und mit eine ta Ausgleicherrelais mit Betätigun^nspule, durch die die übergang- oder Yerbindun^sklemme des Generators an die Ausgleichersc.iene gelegt und von dieser getrennt wird, wobei der Schaltkreis besteht aus: einer Bezugsspanriun^squelle» einem ersten i'unktionsvex-stärfcer, der als Integrator angeschlossen ist und einen invertierenden und einen nicht-invertierenden Eingang aufweist, eineω Ausgang zum Liefern eines Aus gangs signals, ersten Spannmi^steilereinriohtungen, dia zwischen Gleiclistromgeneratorausgaiig und Erde mit einer Abzapfung zum invertierenden Eingang verbunden ist. um einen Spannungseingang proportional der Ausgangsspannung des Gleichstromgenerators zu liefern, zweiten Spannungsteilereinrichtungen, die zwischen der "evuptschiene und der Vercindun .^klemme des Gleiclistromgenerc-tors und oiit einer Anzapfun~ zum nicht-invertirrenden Eingang zum Liefern eines Spannun/iscin^angs proportional zur Ausgangsspannung der Hauptschiene ausgestattet ist, wodurch, wenn der Leitun^skontaktgeber offen ist, durch !rennen des Gleichstrota;;enerxoors von der Jauptscliiene der Aus-.'-ar^ des ersten Punktioji-sverstjlrkers in positiver liichtun^ integriert, v;enn das liiveau des liauOtsoLieneiicpannungseir^-angs größer als a:z : iveau

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des Generatorausgangsspannungseingangs ist und in einer negativen Richtung integriert, wenn das Niveau des .'lauptschienenspannungseingangs kleiner als das Niveau des Generatorausgangsspannungseingangs ist und wobei, wenn der Leitung3kontaktgeber geschlossen ist, der Gleichstromgenerator an die Hauptschiene anschließbar ist und die Spannungsteiler zusammen den Spannungsabfall an der Wendepolwicklung aufgrund des Stromdurchflusses hierdurch ermitteln, wobei der Ausgang des ersten Funktionsverstärkers in einer positiven Richtung integreirt, wenn das Niveau der invertierenden Eingangs spannung kleiner als das Niveau der nicht-invertierenden Eingangsspannung ist, wodurch ein Umkehrstromfluß durch den Gleichstromgenerator angezeigt wird und in einer negativen Richtung integriert, wenn das Niveau der invertierenden ^ingangsspannung größer als das Niveau der nicht-invertierenden Eingangsspannung ist, welche einen normalen Vorwärtsstrouifluß durch den Gleichstromgenerator anzeigt; einen sweiten Funktionsverstärker mit einem invertierenden und einem nicht-invertierenden Eingang, die an den Ausgang des ersten FunktionsVerstärkers und an die Bezugsspannungsquelle angeschlossen sind; und ein Ausgang zum Liefern eines Ausgangssignals, wobei der zweite Funktionsverstärker als bistabiler Schalter angeschlossen ist, der positive und negative Rechteckwellenausgangs signale liefert, wenn das invertierende Eingangsniveau kleiner bzw. größer als das nicht-invertierende Eingangsniveau Ist; einen statischen Leistungsschalter, der direkt den Stromxlui: vom Ausgang des Gleichstromgeneratorausgang regelt und die Spulen des Hauptkontaktgebers und das Ausgleicnerrelais betätigt, einen stauischen, mit dem Ausgang des zweiten Funktionsverstärkers verbundenen Regelschalter, der in iiegelveriiältnis mit dem statischen Leistungsschalter steht, wobei der statische Regelsciialter abhängig vom Ausgang des zweiten Funktionsverstiirkers ist; derart, da^ der Regelschalter leitend wird, wenn der Ausgang des zweiten Funktionsverstärkers negativ wird und sperrt, wenn der Ausgang des Funktionsverstärkers positiv ist, und wobei der leistungsschalter abhängig von Zustand c:es ilegelschalters

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ist, wodurch der Leicitunrsschalter leitend wird und Strom an den jjetätigun&sspulen des Leitun^i-skonto-kt--obers und dec ausc-leLüJierrelais erregt, worin der Regelschalter sperrt und den i'Jrregerstrom zu den ßetätigungsspulen des Leitungskontaktpebers und zum Ausgleicherrelais sperrt, wenn der JIe^eI ε ehalt er leitend v.'ird.

t>.) Schaltkreis nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, da:3 die zweiten !''unl-itionsverstärkerleistungüeriOrdernisse vom Ausgang des Gleichstromgenerators zusammen mit "betriebssicheren Einrichtungen geliefert werden, die sicherstellen, daß die kontinuierliche Drregunf, der Lei^tungskontaktgeoer und des Ausgleicherrelais im Gleichstromgenerator an der Leitung für den ü'all eines entfernt erfolgenden l^rdschlußfehlers halten, der die bystemspannung unter die zweiten Arbeitsverstärker-Leistungsaniorderungen fallenläßt, wobei die betriebssicheren Kittel eine Zenerdiode aufweisen, deren Anode mit dem Ausgang des zweiten Funktionsverstärkers und deren Kathode mit dem Eegelschalter und dem Ausgang des Gleichstromgenerators verbunden sind, wobei die Zenerdiode sperrt und die Gleichstromgeneratorausgangsspannung den Regelschalter abschaltet, wodurch der Leistungssehalter eingeschaltet wird und die Betätigungsspulen des Leitungskontaktgebers und des Ausgleicherrelais betätigt werden, wenn der zweite Funktionsverstärkerausgang positiv wird, und wodurch die Zenerdiode leitend wird und die Gleichstromgeneratorspannung · daran hindert, den Eegelschalter abzuschalten, wodurch der Leistungsschalter abgeschaltet wird und die Erregung der Betätigungsspulen des Leitungskontaktgebers und des Ausgleicherrelais verhindert werden, wenn der zweite Yerstärkerausgang negativ wird und, wodurch die Zenerdiode eine feste Größe entsprechend ihrer Zenerspannung liefert, durch die die Gleichstromgeneratorspannung die zweite Punktionsverstärkerausgangsspannung überschreiten muß, um den Regelschalter leitend werden au lassen und hierdurch die Betätigungsspulen des Leitungskontaktgebers und das Ausgleicherrelais derart entregt, daJB, während die

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Gleichstromgeneratorausgangsspannung; unter die Leistungsaniorderungen des zweiten Funktionsverstärkers lallt, wodurch dessen Ausgang negativ wird, die GleicliDtrorafreneratorspannung den negativen Ausgang des zweiten FunktionsVerstärkers um weniger al3 die Zenerspannung der Zenerdiode überschreitet.

9.) In Kombination mit einem Gleichstromgenerator, der parallel mit anderen Gleichstromgeneratoren mit einer Ilauptschiene verbunden ist und die miteinander durch eine Ausgleicherschiene verbunden sind, einen Feldrelaisauslöseregellcreis zum Verhindern der Erregung des Gleichstromgenerators iür den i'all vor gewählter Fehler- und Arbeitsbedingungen, wobei der Gleichstromgenerator aufweist: einen Anker, eine mit einer Seite des Ankers verbundene Ausgangsklemme, eine geerdete Klemme, eine Wendepolwicklung, deren eines Ende mit der anderen Seite des Ankers an einer Übergangsstelle verbunden ist und deren anderes Ende mit der geerdeten Klemme verbunden ist, eine Feldwicklungsklemme, eine Feldwicklung, deren eines Ende mit der Verbindungs- oder Übergangsklemme und deren anderes Ende mit der Feldwicklungsklemme verbunden ist, wobei dem Gleichstromgenerator ein Hauptkontaktgeber mit Betätigungsspule zugeordnet ist, wodurch der Generator an die Hauptechiene angeschlossen und von dieser getrennt wird, und mit einem Ausgleicherrelais mit Betätigungospule, wodurch die Verbindungs- oder Übergangsklemme des Generators an die Ausgleicherschiene angeschaltet und von dieser getrennt wird, wobei der Schaltkreis aufweist: eine Bezugsspannungsquelle, statische Integratoreinrichtungen mit Differentialausgang, die auf die Eingangsdifferenzen anspricht und ein integriertes Ausgangssignal von den Eingangsdifferenzen liefert; Einrichtungen zum Liefern an diesen Differentialeingang des statischen Integrators eines ersten Eingangssignals proportional zum Spannungsniveau des Generatorausgangs bezüglich der generatorgeerdeten Klemme, mit einem zweiten Eingangssignal proportional zum Jpannungsniveau des Generatorausgangs bezüglich der übergangsklemme des Generators, wenn der Hauptkontaktgeber offen ist und der Gene-

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rator von üer Hauptschiene getrennt ist, vobei die statische Integratoreinrichtung ein erstes Aus gangs Gi.;±tai oroportlokal zum LJtrotnfluJJ durch die Wendepolwicklung und den Generator liefert, wenn der Generator -von der L'auptccliiene getrennt ist, statische Einrichtungen sum rlgebrairjchen Kombinieren des Generatorcpannungsauagangosipials und des Ausgangsi-jnalo den zweiten statischen Integrators und zuoi Liefern eines Ausgangs signals proportional sur Kombination, statische Yer^lei-c'iseinrio.itiuiijen und Distabile JchalteinricIibunten mit einem ersten mit der 3tatischen jiiinricatun^ verbundenen üSinranr; und einem av/eitcn, mit der 3ezugs3pannungGq.uelle verbundenen Eiiuranr und mit einem so angeschlossenen Ausgang, daß die Auslösespule des I'eldrelais die Feldwicklung vom Ausrmiv; des Generators und den Generator von der Uauptscaieiie und der Ilauptaus^leicherschiene trennt, wenn die "bistabile Schalteinrichtung von der Lauart mit av/ei stabilen Zuständen ist, vrooei die bistabile Jchalteinrichtung auf die Eingangs signale anspric.it, v/o bei die Auslösespule erregt ist, wenn das Kombinatioasaus^angssignal der statischen Einrichtung das 3eau£sniveau un eine bestimmte Größe überschreitet.

10.) Vorrichtung im wesentlichen wie hierin beschrieben und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

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