DE2049830C3 - Einrichtung zum Parallelbetrieb von impulsgetasteten Rundsteuersendern - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifit eine Einrichtung zum Parallelbetrieb von impulsgetasteten Rundsteuersendern mil je einem Mehrphasen-Wechselrichter als Senderendstufe und einem von einer gemeinsamen Synchronisiersignalquelle geführten Gittersteuersatz, welcher eine Frequenzvervielfacherstufe und einen Zählring zur phasenrichtigen Ansteuerung der Wechselrichterventile aufweist, wobei der Zählring bei jeder Sendertastung aus seiner Ausgangs-Nullage in Arbeitsstellung verbringbar ist.

In der Rundsteuertechnik werden bekanntlich die zu sendenden Impulsprogramme an räumlich getrennten Stellen des elektrischen Energieversorgungsnetzes über parallelbetriebene Rundsteuersender eingespeist Die gesendeten Impulsprogramme sind aus einer Vielzahl einzelner Tasiimpuise mit Impulslängen und -abständen von einigen Sekunden zusammengesetzt, wobei jeder Tastimpuls aus einer endlichen Folge von mehrphasigen, sinusförmigen Rundsteuersignalen besteht. Um innerhalb des vermaschten Energieversorgungsnetzes Schwebungen bzw. Auslöschungen der von den einzelnen Rundsteuersendern eingespeisten Rundsteuersignale zu vermeiden, ist ein phasensynchroner Parallelbetrieb der Rundsteuersender erforderlich.

Eine Einrichtung der eingangs genannten Art ist bereits bekannt (DT-OS 14 38 407), wobei die als fremd geführte Wechselrichter ausgebildeten Endstufen der Rundsteuersender über Ringzähler angesteuert werden, die von einer gemeinsamen Signalquelle synchronisiert sind. Als Übertragungswege für die Synchronisiersignale von der zentralen Signalquelle zu den einzelnen Rundsteuersendern werden bekanntlich die Hochspannungsleitungen des Energieversorgungsnetzen verwendet, die indessen den Nachteil aufweisen, daß die Übertragung der Synchronisiersignale infolge atmosphärischer Störungen kurzzeitig verzerrt oder unterbrochen sein kann. Bei einem kurzzeitigen Ausfall der Synchronisation erfahren die parallel eingespeisten Rundsteuersignale gegenseitige Phasenabweichungen bis zu 20° el, so daß bei einer Wiederkehr der Synchronisiersignale Fehlsynchronisationen auftreten. Die durch Übertragungsverzerrungen verursachten Veränderungen der Periodendauer der Synchronisiersignale bewirken ebenfalls Fehlsynchronisationen, da die bei Nulldurchgang der Synchronisiersignale erfolgende Synchronisation in ungleichmäßigen Zeitabständen erfolgt.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung der zuvor bezeichneten Art anzugeben, die Fehlsynchronisationen bei Übertragungsstörungen der Synchronisiersignale vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Frequenzvervielfacherstufe ein an sich bekannter Impulsoszillator vorgesehen ist, der mit einem Impulsformer verbindbar ist, derart, daß ein in den Signalzweig zwischen den Impulsformer und den Impulsoszillator geschaltetes UND-Glied bei Ausfall der Synchronisiersignale von einem zweiten bistabilen Multivibrator eines Auslösezweiges mit einem Sperrsignal beaufschlagt ist, daß bei Wiederkehr der Synchronisiersignale innerhalb eines Tastimpulses das UND-Glied nach Beendigung des Tastimpulses ein Freigabesignal erhält, das durch Umkippen des zweiten bistabilen Multivibrators mittels eines aus der rückwärtigen Flanke des Tastimpulses abgeleiteten Rücksetzimpulses abgebildet ist, daß der Ausgang des Impulsformers mit einem Überwachungszweig verbunden ist, der den zweiten Eingang eines dem UND-Glied nachgeschalteten weiteren UND-Gliedes in der Weise mit einem Ausgangsimpuls beaufschlagt, daß an dem Ausgang des weiteren UND-Gliedes nur bei Gleichzeitigkeit der Ausgangssignale des Signalzweiges und des Überwachungszweiges ein Synchronisierimpuls ansteht.

Dadurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß bei Störungen der Synchronisiersignale während einer Tastung des gesendeten Impulsprogramms die Synchronisation des Impulsoszillators abgeschaltet und erst nach Wegfall der Verzerrungen bzw. bei vorangegangenem Ausfall der Synchronisiersignale erst wieder mit Beginn des folgenden Tastimpulses eingeschaltet wird, so daß

Fehlsynchronisationen des Impulsoszillators vermieden werden.

Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß zur Ableitung des Rücksetzimpulses für den zweiten bistabilen Multivibrator ein mit der Tastimpulsquelle verbundener zweiter monostabiler Multivibrator vorgesehen ist, der ferner über einen ersten bistabilen Multivibrator auf den Zählring in der Weise einwirkt, daß der Zählring nach Beendigung jedes Tastimpulses durch Umkippen des ersten bistabilen Multivibrators von dem Impulsoszillator abgeschaltet und in seine Ausgangslage zurückgestellt wird.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen näher erläutert; es zeigt '

F i g. 1 ein Zeitdiagramm eines gesendeten Impulsprogramms,

F i g. la ein Zeitdiagramm eines einzelnen Tastimpulses aus dem Impulsprogramm,

F ig. 2 ein Blockschaltbild der beschriebenen Einrichtung und

F i g. 3a bis 3f Zeitdiagramme der an einzelnen Punkten des Schaltbildes nach F 1 g. 2 auftretenden elektrischen Größen.

Das zu sendende Impulsprogramm besteht aus einem Startimpuls und einer Anzahl nachfolgender Befehlsimpulse (F i g. 1). Die Tastzeit der einzelnen Impulse betrug bei einem gesendeten Impulsprogramm 1 Sekunde, wobei die Befehlsimpulse in Abständen von 1,5 Sekunden getastet wurden und nach dem Startimpuls 2.75 Sekunden gewartet wurden. Es sind jedoch auch beliebige andere Tastzeiten und -pausen möglich.

Zum besseren Verständnis sind in F i g. 1 a von zwei Sendern gleichzeitig getastete Impulse des gesendeten Impulsprogramms nach F i g. 1 dargestellt. Jeder der beiden Tastimpulse besteht aus einer endlichen Anzahl von mehrphasigen, sinusförmigen Rundsteuersignalen, beispielsweise einem dreiphasigen Signal mit den Phasen R, S, T bzw. R\ S, T. Um Phasenabweichungen zwischen Rundsleuersignalen gleicher Phasenlage zu vermeiden, werden die mehrphasigen Rundsteuersignale beider Tastimpulse synchronisiert. Fällt bei der bekannten Einrichtung die gemeinsame Synchronisation zum Zeitpunkt fi aus, so verschieben sich die nunmehr unsynchronisierten Rundsteuersignale bis zu 20° el. gegeneinander. Kehrt die Synchronisation zu Zeitpunkt η wieder, so wird der erste Nulldurchgang der beiden dreiphasigen Rundsteuersignale synchronisiert. Infolge der Phasenverschiebung bis zu 20° el kann dieser Nulldurchgang bei dem Rundsteueisigna! des ersten Senders auf eine R- Phase treffen, dagegen bei dem Rundsteuersignal des zweiten Senders auf eine S- bzw. Γ-Phase, so daß die beiden Sender asynchron arbeiten, obwohl ihre Ringzähler von Synchronisiersignalen angesteuert werden. Dieses unerwünschte Ergebnis wird bei der vorliegenden Einrichtung dadurch vermieden, daß nach Ausfall der Synchronisation zum Zeitpunkt π die Synchronisiersignale abgeschaltet werden und erst mit Beginn des nächsten Tastimpulses wieder definiert zugeschaltet werden, so daß die zum Zeitpunkt η wiederkehrenden Synchronisiersignale zu keiner Fehlsynchronisation führen können.

Ein Ausführungsbeispie! für die schaltungstechnische Verwirklichung ist in F i g. 2 dargestellt. Die parallel betriebenen Rundsteuersender, von denen lediglich die f>5 Senderendstufe 1 eines der Rundsieuersender dargestellt ist, werden von einer gemeinsamen Signalquelle 2 synchronisiert. Die Synchronisiersignale, deren Frequenz der Rundsteuersignalfrequenz entspricht, wer den durch Übertragungsleitungen 3 den Gittersteuersäteen der Senderendstufen 1 zugeführt. Am Eingang jedes Gittersteuersatzes ist ein Impulsformer 4 angeordnet, der die sinusförmigen Synchronisiersignale in Rechteckimpulse gleicher Periodendauer umwandelt. Als Impulsformer 4 kann beispielsweise ein sogenannter Schmitt-Trigger oder ein sättigbarer Impulstransformator vorgesehen werden. Der Ausgang des Impulsformers 4 ist über einen Signalzweig 5 mit dem Steuereingang einer Frequenzvervielfacherstufe 6 verbunden, wobei die Rechteckimpulse des Impulsformers 4 durch ein in den Signalzweig 5 geschaltetes Differenzierglied 7 in Nadelimpulse umgewandelt sind.

Als Frequenzvervielfacherstufe 6 ist ein elektronischer Impulsoszillator vorgesehen, wie er beispielsweise in Fig. 4.9 des General Electric Handbuches »Controlled Rectifier Manual«. J. Aufl., S. 52, dargestellt ist. Die Anzahl der von dem Impulsoszillator während einer Synchronisiersignalperiode abgegebenen Impulse richtet sich nach der für die Senderendstufe 1 gewählten Wechselrichterschaltung. Geh* man von einem dreiphaisgen Rundsteuersignal aus. so sind zur Ansteuerung der Ventile bekannter sechspulsiger Wechselrichterschaltungen sechs Ausgangsimpulse des Impulsoszillators 6 pro Synchronisiersignalperiode erforderlich, während bei Verwendung eines vierpulsigen Wechselrichters in sogenannter Scottschaltung vier Ausgangsimpulse benötigt werden. Die Synchronisation der Ausgangsimpulse des Impulsoszillators 6 erfolgt bei Ansteuerung des ers!en Ventils der Senderendstufe 1. Zur Ansteuerung der Steuerelektroden der Ventile in der richtigen Phasenfolge ist zwischen dem Impulsoszillator 6 und der Senderendstufe 1 ein Zählring 3 angeordnet, der ausgangsseitig gesondert mit jeder Steuerelektrode verbunden ist. Zur Tastung der Ventile gemäß dem Impulsprogramm ist den Steuerelektroden ein gemeinsames UND-Glied 9 vorgeschaltet, dessen Tasteingang mit einer für alle Gittersteuersätze gemeinsamen Tastimpulsquelle 10 verbunden ist. Das UND-Glied 9 wird bei Anliegen eines Tastimpulses freigegeben, so daß die Ventile der Senderendstufe 1 nur innerhalb der Tastdauer durchgeschaltet werden. Gleichzeitig mit Anliegen eines Tastimpulses an dem UND-Glied 9 wird der erste Eingang eines ersten bistabilen Multivibrators 11 mit dem Tastimpuls beaufschlagt, wodurch dieser aus seiner Ausgangslage »On in die Lage »Z.« kippt. Infolge des Umkippens des bistabilen Multivibrators 11 wird ein zwischen den Impulsoszillator 6 und den Zähliing 3 geschaltetes UND-Glied 12 freigegeben, so daß der Zählring 3 mit den Ausgangsimpulsen des Impulsoszillators beaufschlagt wird und in Arbeitsstellung läuft.

Bei der beschriebenen Einrichtung kommt es darauf an, bei Wegfall der Synchronisiersignale den Signalzweig 5 bis zu Beginn des folgenden Tastimpulses gesperrt zu halten. Zu diesem Zweck ist das Differenzierglied 7 eingangsseitig mit einem UND-Glied 13 sowie ausgangsseitig mit einem weiteren UND-Glied 14 beschaltet und zwischen die nicht mit Synchronisiersignalen beaufschlagten Eingänge der UND-Glieder 13 und 14 ein Auslösezweig 15 gelegt. Der Auslösezweig 15 weist ein Integrierglied 16 und einen zweiten bistabilen Multivibrator 17 auf und wird von einem Überwachungszweig 13 gesteuert, der ein Verzögerungsglied 19 sowie einen nachgeschalteten ersten monostabilen Multivibrator 20 aufweist. Der Überwachungszweig 18 ist mit dem Ausgang des Impulsformers 4 verbunden

und beaufschlagt bei Ausfall der Synchronisiersignale bzw. der Rechteckimpulse den Eingang des Integriergliedes 16 mit einem Dauerimpuls. Das Integrierglied U spricht auf den Dauerimpuls in der Weise an, daß es d.'n mit seinem Ausgang verbundenen ersten Eingang des zweiten bistabilen Multivibrator 17 setzt und diesen von seinem Ausgangszustand »L« in den Zustand »0« kippt. Durch das Umkippen des zweiten bistabilen Multivibrators 17 wird das UND-Glied 13 gesperrt, so daß der Impulsoszillator 6 unsynchronisiert schwingt. Das UND-Glied 13 bleibt gesperrt, bis der zweite bistabile Multivibrator 17 durch einen Rücksetzimpuls an seinem zweiten Eingang in den Ausgangszustand »La zurückgekippt wird. Dieser Rücksetzimpuls wird von einem zweiten monostabilen Multivibrator 21 erzeugt, der auf den an seinem Eingang anstehenden Taslimpuls in der Weise anspricht, daß er nur von dessen rückwärtiger Flanke, nicht jedoch von dessen vorderer Flanke angestoßen wird. Der Rücksetzimpuls wird durch ein dem zweiten Eingang des zweiten bistabilen Multivibrators 17 vorgeschaltetes Verzögerungsglied 20 kurzzeitig verzögert, damit das UND-Glied 13 mit Sicherheit erst nach Ende des in der Synchronisation gestörten Tastimpulses freigegeben wird. Der von dem zweiten monostabilen Multivibrator 21 abgegebene Rücksetzimpuls beaufschlagt ferner den zweiten Eingang des ersten bistabilen Multivibrators 11, der dadurch in die Ausgangslage »O« zurückgekippt wird und über das UND-Glied 12 den Zählring 8 sperrt sowie in seine Ausgangslage zurückstellt.

Der Überwachungszweig 18 erfüllt neben der Ansteuerung des Auslösezweiges 17 bei Ausfall der Synchronisierimpulse noch eine zweite Überwachungsfunktion, und zwar bei Verzerrungen der Synchronisiersignale. Bei Auftreten dieser Störung gibt das Ausgangssignal des Überwachungszweiges 18, das auch an dem nicht mit Synchronisierimpulsen beaufschlagten Eingang des UND-Gliedes 14 ansteht, das UND-Glied 14 nur dann frei, wenn die Periodendauer der Synchronisiersignale bzw. der Rechteckimpulse einen festgelegten Wert nicht über- oder unterschreitet.

Zur Erläuterung dieser zweiten Funktion des Überwachungszweiges 18 sind in F i g. 3a bis 3f der zeitliche Signalverlauf am Eingang des Impulsformers 4 (Fig.3a), am Eingang des Überwachungszweiges 18 (Fig.3b), am Ausgang des Verzögerungsgliedes 17 (F i g. 3c), am Ausgang des ersten monostabilen Multivibrators 20 (F i g. 3d und 3e) sowie am Ausgang des

ίο Differenziergliedes 7 (F i g. 3f) dargestellt. Das dem Impulsformer 4 von der Synchronisiersignalquelle 2 zugeführte sinusförmige Synchronisiersignal (F i g. 3a) wird von dem Impulsformer 4 in einen Rechteckimpuls (Fig.3b) gleicher Periodendauer umgewandelt. Der am Eingang des Verzögerungsgliedes 19 anstehende Rechteckimpuls wird um die Zeitspanne td verzögert. Dieser verzögerte Impuls tastet mit seiner Vorderflanke den ersten monostabilen Multivibrator 20, der dadurch zur Abgabe eines Impulses der Dauer 7(F i g. 3c)

angestoßen wird. Die Impulsdauer Γ entspricht dabei der inneren Zeitkonstante des ersten monostabilen Multivibrators 20 und kann innerhalb vorgegebener Grenzen verstellt werden. Dem Ausgang des monostabilen Multivibrators 20 ist ein nicht dargestellter Inverter vorgeschaltet, der den Impuls nach F i g. 3d in einen inversen Impuls nach F i g. 3e umwandelt. Dieser inverse Impuls liegt zusammen mit dem von dem Differenzierglied 7 aus dem Rechteckimpuls nach F i g. 3b erzeugten Nadelimpuls (F i g. 3f) an den Eingängen des

UND-Gliedes 14, so daß das UND-Glied 14 nur dann durchschaltet, wenn der Nadelimpuls nach F i g. 3f innerhalb der Dauer des inversen Ausgangsimpulses des zweiten monostabilen Multivibrators 20 liegt. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß bei einer Verzerrung des

Synchronisiersignals und der damit verbundenen Veränderung der Nadelimpulsfolge die Synchronisation des Impulsoszillators 6 unterbleibt, so daß Fehlsynchronisationen vermieden werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Parallelbetrieb von impulsgetasteten Rundsteuersendern mit je einem Mehrphasen-Wechselrichter als Senderendstufe und einen: von einer gemeinsamen Synchronisiersignalquelle geführten Gittersteuersatz, welcher eine Frequenzvervielfacherstufe und einen Zählring zur phasenrichtigen Ansteuerung der Wechselrichterventile aufweist, wobei der Zählring bei jeder Sendertastung aus seiner Ausgangs-Nullage in Arbeitsstellung verbringbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Frequenzvervielfacherstufe ein an sich bekannter Impulsoszillator (6) vorgesehen ist, der mit einem Impulsformer (4) verbindbar ist, derart, daß ein in den Signalzweig (5) zwischen den Impulsformer (4) und den Impulsoszillator (6) geschaltetes UND-Glied (13) bei Ausfall der Synchronisiersignale von einem zweiten bistabilen Multivibrator (17) eines Auslösezweiges (15) mit einem Sperrsignal beaufschlagt ist, daß bei Wiederkehr der Synchronisiersignale innerhalb eines Tastimpulses das UND-Glied (13) erst nach Beendigung des Tastimpulses ein Freigabesignal erhält, das durch Umkippen des zweiten bistabilen Multivibrators (17) mittels eines aus der rückwärtigen Flanke des Tastimpulses abgeleiteten Rücksetzimpulses gebildet ist, daß der Ausgang des Impulsformers (4) mit einem Überwachungszweig (18) verbunden ist, der den zweiten Eingang eines dem UND-Glied (13) nachgeschalteten weiteren UND-Gliedes (14) in der Weise mit einem Ausgangsimpuls beaufschlagt, daß an dem Ausgang des weiteren UND-Gliedes (14) nur bei Gleichzeitigkeit der Ausgangssignale des Signalzweiges (5) und Überwachungszweiges (18) ein Synchronisierimpuls ansteht.

2. Einrichtung zum Parallelbetrieb von impulsgetasteten Rundsteuersendern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung des Rücksetzimpulses für den zweiten bistabilen Multivibrator (17) ein mit der Tastimpulsquelle (10) verbundener zweiter monostabiler Multivibrator (21) vorgesehen ist, der ferner über einen ersten bistabilen Multivibrator (11) auf den Zählring (8) in der Weise einwirkt, daß der Zählring (8) nach Beendigung jedes Tastimpulses durch Umkippen des ersten bistabilen Multivibrators (U) von dem Impulsoszillator (6) abgeschaltet und in seine Ausgangslage zurückgestellt wird.