DE2256251A1

DE2256251A1 - Elektrische schaltung zur ununterbrochenen stromversorgung eines verbrauchers

Info

Publication number: DE2256251A1
Application number: DE19722256251
Authority: DE
Inventors: Frederic Da Silva
Original assignee: LEPAUTE CIE GLE ELEC IND
Current assignee: LEPAUTE CIE GLE ELEC IND
Priority date: 1971-11-18
Filing date: 1972-11-16
Publication date: 1973-05-24
Also published as: ES408771A1; IT975771B; FR2161253A5; NL7215567A; BE791178A; GB1401488A

Description

DR. MÜLLER-BORE OIPL-PHYS. DR. MANITZ dipl.-chem. DR. DEUFEL

DlPL-ING. FINSTERWALD DIPL.-ING. GRÄMKOW 2256251

PATENTANWÄLTE

^Γ1β. NOV. 1972

C 2647

COMPAGNIE GENERALE D'ELECTRONIQUE INDUSTRIELLE LEPAUTE
63, boulevard Bessieres, 75017 Paris / Frankreich

Elektrische·Schaltung zur ununterbrochenen Stromversorgung eines Verbrauchers

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Schaltung zur ununterbrochenen Versorgung eines Verbrauchers mit Wechselstrom.

Eine bekannte Schaltung weist zu dem gleichen Zweck eine erste Stromquelle für die normale Speisung des Verbrauchers auf, sowie eine zweite Stromquelle, die die Versorgung des Verbrauchers beim Ausfall der ersten Stromquelle gewährleistet. Eine dieser Stromquellen kann als Gleichstromerzeuger ausgebildet sein und etwa aus einer Akkumulatorenbatterie bestehen, die den Verbraucher über einen Wechselrichter mit Wechselström versorgt; als zweite Stromquelle kann ein Stromversorgungsnetz vorgesehen sein. Bei einer solchen elektrischen · Schaltung ist es ausschlaggebend, daß dann, wenn-die eine

Dlpl.-Ing. Grämkow

7 Stuttgart-Bad Cannttatt, Marktotrae· Telefon (0711)587281

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Stromquelle die Stromversorgung bewirkt, die andere Stromquelle sofort eingeschaltet werden kann, wenn die erste Stromquelle ausfällt, aber auch nur dann, wenn wirklich ein Ausfall eintritt. Ferner ist es erforderlich, eine Speisung der zweiten Stromquelle aus der ersten Stromquelle über den Verbraucher zu vermeiden, wenn die erste Stromquelle den Verbraucher speist.

Bei einem bekannten Aufbau für eine derartige Schaltung wird die normale Speisung des Verbrauchers aus der Akkumulatorenbatterie über einen Wechselrichter vorgenommen und das Stromversorgungsnetz an den Verbraucher über ein statisches Schütz mit zwei antiparallel geschalteten Thyristoren vorgenommen, die während der normalen Versorgung des Verbrauchers aus der Batterie periodisch Zündimpulse erhalten, aber durch eine Sperrvorspannung gesperrt gehalten werden, die an die Elektroden der Thyristoren gegeben wird. Bei einer derartigen Schaltung wird der Wechselrichter mit Schaltmitteln kombiniert, die ihn synchron und phasengleich zu dem Netzstrom arbeiten lassen» Die Zündvorrichtung der Thyristoren wird durch das Netz gesteuert; es liefert zu Beginn jeder Halbperiode des Netzstroms einen Zündimpuls an den Thyristor, der diesen ansprechen lassen kann. Die Sperrung des Thyristors erfolgt durch die Wechselrichterspannung, die auf einen etwas über der Netzspannung liegenden Wert geregelt und dem statischen Schütz derart zugeleitet wird, daß die Thyristoren invers polarisiert sind. Trotz der, den Thyristoren zugeführten Zündimpulse werden auf diese Weise die Thyristoren, so lange die Speisung in ausreichender Weise aus der Batterie erfolgt, nicht durchlässig. Wenn jedoch plötzlich die Stromversorgung aus der Batterie ausbleibt, wird die Wechselrichterspannung niedriger

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als die Netzspannung, die inverse Polarisierung der Thyristoren wird abgebaut und diese .sprechen unter der Wirkung des Zündimpulses an und werden durchlässig»

Eine derartige Schaltung weist jedoch Nachteile insofern auf» als der von dem Wechselrichter gelieferte Strom synchron und in Phase mit dem Netzstrom verlaufen muß; ausserdem muß die Wechselrichterspannung auf einen über der Netzspannung liegenden Wert geregelt werden, um die inverse Polarisation der Thyristoren des statischen Schützen herbeizuführen» Ferner ist zu beachten, daß bei einer solchen Schaltung lediglich die an den Wechselrichter geschaltete Batterie durch das Stromversorgungsnetz ersetzt werden kann, während der entgegengesetzte Austausch nicht möglich ist.

Die Erfindung gibt eine elektrische Schaltung an, bei der eine ununterbrochene Versorgung eines Verbrauchers möglich ist und die die genannten Nachteile nicht aufweist,,

Die Erfindung stellt ein Verfahren zum Steuern der ununterbrochenen Versorgung eines Verbrauchers durch Umschalten von einer Wechselstromquelle auf eine andere dar und ist-dadurch gekennzeichnet, daß ein gleichzeitig auftretendes Nicht-Leiten der möglichen Leitungswege, die jede der Stromquellen mit dem Verbraucher verbinden können, ermittelt wird, indem die Spannungen an den Anschlußstellen jedes dieser möglichen Leitungswege und an den Anschlußstellen dieses Verbrauchers überwacht werden, und daß die Umschaltung nur.dann zugelassen wird, wenn alle Spannungen an den möglichen Leitungswegen mindestens gleich einer vorgegebenen Bezugsspannung sind oder wenn die Spannung an den Anschlußstellen des Verbrauchers während eines ein vorgegebenes Zeitintervall übersteigenden Zeitabschnitte unter der genannten Bezugsspannung

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bleibt.

Die Erfindung stellt ausserdem eine elektrische Schaltung für die ununterbrochene Versorgung eines Verbrauchers mit Wechselstrom dar, bei der Wechselstromquellen vorgesehen sind, die auf voneinander unabhängigen Wegen zur Versorgung des Verbrauchers aus jeweils einer dieser Stromquellen an den Verbraucher schaltbar sind, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß auf den genannten Leitungswegen ein Umschalter vorgesehen ist, der von einem äusseren, Befehle für die Umschaltung der Stromquellen ausgebenden Organ gesteuert wird, daß ferner ein die Steuerbefehle bestätigender Kreis vorgesehen ist, der Prüforgane für die Spannungen an den Anschlußstellen jedes der möglichen Leitungswege des Umschalters und an den Anschlußstellen des Verbrauchers aufweist, ferner Vergleicherkreise, die die ermittelten Spannungen mit einer vorgegebenen Bezugsspannung vergleichen und eine logische Schaltung, die die von den genannten Vergleicherkreisen abgegebenen Informationen aufnimmt und ein Freigabesignal für die Umschaltung der Stromquellen abgibt, wenn die genannten Spannungen an den möglichen Leitungswegen gleichzeitig grosser als die genannte Bezugsspannung sind oder wenn die genannte Spannung an den Anschlußstellen des Verbrauchers unterhalb der genannten Bezugsspannung während eines Zeitabschnitts bleibt, der grosser ist als ein vorgegebenes Zeitintervall, das durch die Höhe der genannten Bezugsspannung, den Nennwert der Versorgungsspannung und die Frequenz des WechseIstroms bestimmt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung und anhand der Zeichnungen, die folgendes darstellen:

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Fig. 1 ein das Arbeitsprinzip der Erfindung verdeutlichendes Blindschaltbild;

Fig. 2 eine Ausführungsmöglichkeit für eine zur Ausübung der Erfindung geeignete Schaltung;

Fig. 3 ein Schema zur Darstellung der logischen Schaltung nach den Fig. 1 und 2;

Fig. 4 die Arbeitsweise der logi'schen Schaltung nach Fig. 3 erläuternde Diagramme;

Fig, 5 eine Ausführungsform für die Schaltung, die das Signal überträgt, das einen der möglichen Leitungswege nach Fig, 3 für die Leitung freigibt.

Die in Fig. 1 dargestellte elektrische Schaltung, die dazu dient, einen Verbraucher 1 ständig und ohne Unterbrechung mit Wechselstrom zu versorgen, enthält zwei Wechselstromquellen 2 und 3, die über eine gesteuerte Umschaltvorrichtung 4 an den Verbraucher 1 angeschlossen sind. Die Umschaltvorrichtung 4 zeigt zwei mögliche Leitungswege - den gestrichelt gezeichneten Leitungsweg 41 und den ausgezogen gezeichneten Leitungsweg 42 -, die die eine der beiden Stromquellen 2 und 3 mit dem Verbraucher 1 verbinden. Die gesteuerte Umschaltv'orrichtung 4 soll die schnelle Umschaltung von einer Stromquelle auf die andere herbeiführen, wenn ein Umschaltbefehl gegeben wird, der entweder willkürlich erteilt oder durch einen Ausfall -verursacht sein kann, etwa durch einen Spannungsabfall oder eine gleichartige Unregelmässigkeit der Arbeitsweise, welcher Ausfall in dem Verbraucher nicht erscheinen darf uuci der durcii ein aussenlLegendes Organ festgestellt wurde.

BAD CRiGSNAL

Die genannte elektrische Schaltung ist zu diesem Zweck mit einer logischen Schaltung 5 für die Bestätigung eines aufgenommenen Umschaltbefehls versehen, die dem Umschalter ein Steuersignal für die Vertauschung der den Verbraucher speisenden Stromquellen liefert, vorausgesetzt, dafi/liese Umschaltung ausgeführt werden kann. Diese Schaltung enthält ausserdem ein erstes, an die Anschlußstellen des Leitungsweges 41 des gesteuerten Schützen geschaltetes Spannungsmeßorgan 6, ein zweites, an die Anschlußstellen des Leitungsweges 4 2 des gesteuerten Umschalters 4 geschaltetes Spannungsmeßorgan 7 und ein drittes, an die Anschlußstellen des Verbrauchers 1 geschaltetes Spannungsmeßorgan 8. Die Spannungsmeßorgane 6, 7 und 8 sind mit den Eingangsanschlüssen der logischen Schaltung 5 verbunden. Bezeichnet man den Ausgangsanschluß des Schützen 4 mit A, die Eingangsanschlüsse des Schützen mit B und C und die Anschlußstelle des Verbrauchers 1 an den Nulleiter der beiden Wechselstromquellen 2 und 3 mit D, so untersucht die logische Schaltung 5 die Absolutbeträge der Spannungen V„ - V-, V_c - V. und V^ - V,, Diese logische Schaltung stellt fest, daß einer der Leitungswege nicht frei ist,wenn die Spannung an den Anschlußstellen dieses Leitungsweges mindestens gleich einem vorgegebenen Sollwert ist, der in Abhängigkeit von der Art der Elemente gewählt ist, die den Schützen bilden. Die Untersuchung der Spannung | V_D - V_A| in der logi-< sehen Schaltung 5 ermöglicht die Feststellung, daß die beiden möglichenLe itungswege 41 und 4 2 des Schützen 4 nicht durchlässig sind, wenn diese Spannung jV_Q - V- j unterhalb des genannten Sollwerts während einer Zeit t bleibt, die grosser ist als ein vorgegebenes Zeitintervall t , wobei t von der effektiven Nennspannung V der Wechselstromquellen 2 und 3 abhängt und gegeben ist durch die Gleichung

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V = V_n y2 sin6>t,

worin V den vorgegebenen Sollwert und U) die Kreisfrequenz des von den Stromquellen 2 und 3 gelieferten Wechselstroms bedeutet.

Die logische Schaltung liefert ein Steuersignal für die Umschaltung der Stromquellen auf den Verbraucher, vorausgesetzt, daß die beiden möglichen Leitungswege 41 und 42 als nicht durchlässig erkannt wurden, d.h., daß die Spannungen V~ - V. und Vp - V. mindestens gleich dem Sollwert sind, oder vorausgesetzt, daß die Spannung an den Verbraucheranschlüssen V_n - V. unter dem genannten Sollwert während einer Zeitspanne liegt, die grosser ist als das vorgegebene Zeitintervall t .

In Fig. 2 sind Schaltungselemente, die mit denen nach Fig. 1 übereinstimmen, mit den gleichen Bezugszeichen wie dort gekennzeichnet. Der Umschalter bestellt aus einem statischen Schütz und die beiden möglichen Verbindungswege 11 und 42, die die Versorgung des Verbrauchers 1 aus den Stromquellen 2 und 3 sichern, bestehen jeweils aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren, Die Thyristoren des Leitungsweges 41 sind mit 43 und 44 bezeichnet, die Thyristoren des Leitungsweges 42 mit 45 und 46. Die Spannungsmeßkreise 6,7 und 8 aus Fig. 1 enthalten

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jeweils einen Widerstand 6 3, 7 3 oder 83 sowie zwei Zenerdioden 61 und 6 2, 71 und 7 2 oder 81 und 82, die zur Begrenzung der an den Meßpunkten auftretenden Spannung dienen. Die Spannungsabnähme für jeden Meßkreis erfolgt zwischen dem Widerstand und den Zenerdioden, ch an den Punkten D¹, C und I)¹, wahrend bai der

BAD ORIGINAL

logischen Schaltung zum Feststellen der Durchlässigkeit der Leitungswege 11 und 4 2 der Nullpunkt der Elektronik das Potential V. hat. Beim Eintreffen eines Befehls zum Umschalten der Stromquellen wird ein Löschbefehl für die Thyristoren des durchlässig gewesenen Leitungsweges gegeben; die logische Schaltung 5 muß dann eine Freigabe für die Zündung der Thyristoren des anderen Leitungsweges geben,

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsmöglichkeit für die logische Schaltung 5, die nach Maßgabe der Prüfung der begrenzten Spannungen V_ßf- V. und Vp₁- V. und V_D,- V. gegenüber einer Bezugsspannung ein Bestätigungssignal für den Steuerbefehl für die Zündung der Thyristoren eines der Leitungswege Hl und *42 abgibt. Der Nullpunkt der Elektronik der logischen Schaltung 5 hat das Potential V.; als Eingänge empfängt sie die von den Anschlußstellen B¹, C¹ und D' der Fig, 2 ausgehenden Spannungen. Die logische Schaltung 5 umfaßt einen ersten Inverter-Gleichrichter-Kreis, der die Spannung an der Anschlußstelle B¹ empfängt und aus einem Rechenverstärker 64 und zwei Rücklaufschleifen mit jeweisl einer Diode 6 5 oder 6 6 besteht, wobei die Dioden 6 5 und 66 mit Bezug auf den Ausgang des Rechenverstärkers 64 in entgegengesetzten Durchlaßrichtungen geschaltet sind. Die am Punkt E verfügbare Spannung ist demnach - Vg|- V.. Diese Spannung wird einem Vergleicherkreis zugeführt, der aus einem Rechenverstärker 67 besteht, dem u.a, die Sollspannung V zugeführt wird.

In entsprechender Weise umfaßt die logische Schaltung einen zweiten Inverter-Gleichrichter-Kreis, der die Spannung an der Anschlußstelle C empfängt und aus einem Rechenverstärker 74 und zwei Rücklaufschleifen mit jeweils einer Diode 75 und 76 besteht; diese Dioden 75 und 76

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sind mit Bezug auf den Ausgang des Rechenverstärkers 74 in entgegengesetzten Durchlaßrichtungen geschaltet. Die am Punkte F des Inverter-Gleichrichter-Kreises verfügbare Spannung -Vp, - V. und die Sollspannung V werden einem durch einen Rechenyerstärker 77 gebildeten Vergleicherkreis zugeführt.

Die Ausgänge der beiden Vergleicherkreise 67 und 77 werden an die Eingänge der logischen UND-NICHT-Schaltung 51 geführt. Diese UND-NICHT-Schaltung 51 liefert ein logisches Signal 0, wenn die beiden auf die Eingänge der Schaltung gegebenen Signale den logischen Wert 1 haben, erhalten für Vg,- V. V und Vp₁-V/, V, d.h. wenn die Spannungen zwischen dem jeweiligen Eingangsanschluß und dem gemeinsamen Ausgangsanschluß der beiden Leitungswege 41 und 42 (Fig. 1 und 2) mindestens gleich einem gegebenen Schwellenwert sind, bei dem die Leitungswege 41 und 4 2 nicht-durchlässig sind.

Die logische Schaltung 5 enthält ausserdem einen dritten Inverter-Gleichrichter-Kreis, dessen Eingang an die Anschlußstelle D¹ in Fig. 2 angeschlossen ist und der aus einem Rechenverstärker 84 besteht, der zwei Rücklauf^ schleifen mit jeweils einer Diode 85 und 86 aufweist, die bezüglich des Ausgangs des Verstärkers 84 entgegengesetzt geschaltet sind. Ein Vergleicherkreis, der aus einem Rechenverstärker 87 besteht, ist an den Ausgang des Inverter-Gleichrichter-Kreises 84, 85 und 86 angeschlossen und nimmt unter anderem die Sollspannung V auf. Dieser Vergleicher 87 gibt ein Signal der logischen Grosse 1 ab, wenn die am Punkte G des Inverterkreises abgegebene Spannung mindestens gleich der'Sollspannung ist, d,h, wenn Vf,,- V. V; ein Signal mit der logischen Grosse Q wird von dem Vergleicher im entgegengesetzten Fall abgegeben. Das von dem Vergleicher 87 ausgehende Signal wird

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über einen Inverterkreis 88 einerseits einem ersten Eingang eines UND-iJICHT-Gliedes 5 2 und andererseits über ein Verzögerungsglied 8 9, das beispielsweise als monostabile Kippschaltung ausgebildet sein kann, einem zweiten Eingang des UMD-NICHT-Gliedes 5 2 zugeführt. Der Ausgang des UMD-NICHT-Gliedes 5 2 und der Ausgang des UMD-NICHT-Gliedes 51 werden den Eingängen eines UND-NICHT-Gliedes 53 zugeleitet, dessen Ausgang ein Bestritigungssignal für den Steuerbefehl der Zündung des Thyristoren eines der Leitungswege auf Grund der Prüfung der vorgenannten Spannungen gibt oder nicht gibt. Wenn die Spannungen V„,- V. und Vp,- V. mindestens gleich der Sollspannung V sind, wird ein logisches Signal 0 auf den entsprechenden Eingang des UND-NICHT-gliedes 53 gegeben. Wenn die Spannung V-,- V. niedriger ist als die Spannung V, wird ein logisches Signal 0 am Ausgang des Vergleichers 87 abgegeben, und ein logisches Signal 1 erscheint am Ausgang des Inverters 88, Am Ausgang der monostabilen Kippschaltung erscheint nach Ablauf der Zeitspanne t das logische Signal 1, Wenn am Ausgang des Inverters das logische Signal 1 während der Zeitspanne t , die etwa 1 ms betärgt und durch die monostabile Kippschaltung 89 festgesetzt wird, bestehen bleibt, empfängt das UND-NICHT-Glied als Eingang zwei logische Signale 1 und sein Ausgang zeigt 0, Am Ende einer Zeitspanne t, die langer ist als t , zeigt der Ausgang der monostabilen Kippschaltung das logische Signal 1, Wenn die Spannung V_D,- V. grosser als V wird, gibt das UND-NICHT-Glied 5 2 ein logisches Signal 1 ab, das dem UND-NICHT-Glied 5 3 zugeführt wird. Das UND-NICIIT-Glied 5 gibt dann ein logisches Signal 1 ab, um dieSteuerung der Zündung der Thyristoren desjenigen Leitungsweges, der zuvor nicht durchlässig war, freizugeben, sobald mindestens einer seiner Eingänge den logischen Pegel 0 besitzt, d.h. wenn | V_ß,-V_A| und |V_C,-V_A|^V oder

IV^₁-V. ViV während einer Zeitspanne t>t . ^{D A} 3098-21/08A3 °

Die logische Schaltung 5 muß ausserdem eine Umsehaltfreigabe für die Stromquellen für den Fall des Ausfalls eines der Versorgungswege des Verbrauchers liefern, was eine ständige Spannung Mull anflen Anschlußstellen des Verbrauchers zur Folge hat.

Der Einbau des Verzögerungsgliedes 89 in die Prüf- schaltung für die Spannung an den Anschlußstellen des Verbrauchers ist. deswegen erforderlich, weil die Spannung an den Verbraucheranschlüssen bei jeder .Halbwelle durch Null geht, welcher Nulldurchgang nicht als Freigabe für den Durchgang eines Umschaltbefehls für die Stromquellen angesehen werden soll, Wenn eine der Stromquellen, etwa die Stromquelle 2, ausfällt, muß sie durch die Stromquelle 3 durch Vertauschen der Leitungswege ersetzt werden» Bei Fortfall der Stromquelle 2 nimmt die Spannung V_ßl-V_A den Wert V_ßt-V_A = V_D,-V_A = 0 an.

Die Prüfung der¹ Spannung V_{ß f}- V, in der logischen Schaltung 5 kann in diesem Fall zum Feststellen der Durchlässigkeit des Leitungsweges 41 führen und von dort aus das Einschalten des Leitungsweges 42 für die Speisung des Verbrauchers aus der Stromquelle 3 unterbinden.

Die Bedeutung der monostabilen Kippschaltung wird anhand von. Fig,,4rerläutert. Die Kurve 4a in Fig. 4 zeigt die Spannung Vg in Form einer begrenzten und gleichgerichteten Sinuskurve und die Bezugsspannung -V, die hier kleiner ist als Vg» Das in Kurve 4b dargestellte Ausgangssignal des Inverters 8.8 hat den logischen Wert 0, ausser denn I Vq J ^V. Beim Erscheinen eines Signals 1 am Ausgang des Inverters 88 kippt die monostabile Kippschaltung Das Ausgangssignal der monostabilen Kippschaltung nimmt den logischen Wert 1 am Ende einer Zeitspanne t ^ t an (Kurve 4c). Im Hinblick auf Fig. 4, nach der V„ grosser

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als V gewählt ist, ergibt sich, daß, nachdem die beiden Eingänge des UND-i^liICliT-Gliedes 5 2 niemals gleichzeitig den logischen Wert 1 zeigen, das an seinem Ausgang abgegebene Signal immer den logischen Wert 1 besitzt.

Wenn während einer Zeit t > t der Betrag |Vpj<V wird, hat das Signal am Ausgang des UMD-NICHT-Gliedes 5 2 den logischen Wert 0, In diesem Fall zeigt der Ausgang des UNü-NICHT-Gliedes 53, unabhängig von der durch das UND-iJICHT-Glied 51 gelieferten Information, den logischen Wert 1, und der Steuerbefehl für die Zündung der Thyristoren in dem Leitungsweg, der bisher nicht durchlässig war, wird freigegeben oder bestätigt.

Die Schaltung 5 weist ausserdem eine Übertragungsschaltung für das Bestätigungssignal für den Steuerbefehl für die Zündung der Thyristoren mit galvanischer Isolierung der Schaltungen auf. Diese Übertragungsschaltung ist in Fig. 5 dargestellt; sie nimmt die Information auf, die von dem UND-NIChT-Glied 5 3 nach Fig. 3 ausgegeben wird. Die Übertragungsschaltung weist einen Eingangstransformator 9 auf, auf dessen Primärwicklung 91 hochfrequente Rechtecksignale von etwa 20 kHz gegeben werden, die ein Oszillator 92 erzeugt. Dieser Transformator 9 wird an das Nullpotential der Elektronik geschaltet. Die Trägerfrequenz von 20 kHz wird verwendet zur Aussendung der Information über die Leitung der Leitungswege Hl und "+2 (Fig. 1 und 2). Der Transformator besitzt eine erste Sekundärwicklung 93, die an einen ersten Eingang eines UND-NICHT-Gliedes 54 angeschlossen ist, das an seinem zweiten Eingang die von dem UHD-NICHT-Glied 5 3 (Fig. 3) abgegebene logische Information aufnimmt. Wenn die logische Schaltung nach Fig. 3 eine Leitung feststellt, wird die Trägerfrequenz von 20 kHz nicht durch das

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UND-NICHT-Glied 54 übertragen. Stellt die logische Schaltung nach Fig, 3 eine NICIIT-Leitung der Leitungswege 41 und 42 (Fig. 1 und 2) fest ,gibt d^is UND-NICHT-Glied 5 3 ein logisches Signal 1 ab. In diesem Fall wird die Trägerfrequenz von 20 kHZ in der Schaltung mit den Transistoren 55 und 5 6 verstärket und auf die Primärwicklung 57 eines Ausgangstransformators 58 gelenkt; an den Anschlüssen 47 und 48 der Sekundärwicklung 5 9 findet sich somit eine Spannung mit 20 kHz, die das Freigabesignal für die Zündung der Thyristoren für den bisher nicht leitend gewesenen Leitungsweg darstellt.

Diese Übertragungsschaltung für die Freigabe der Zündung der Thyristoren der Leitungswege 41 und 4 2 gestattet ferner die. Gewinnung der Speisespannung der Elektronik der Schaltung 5. Dazu erhält der Transformator 9 eine zweite Sekundärwicklung 95, deren Mitte am Nullpunkt der Elektronik liegt und die mit ihren Enden an eine Gleichrichterbrücke 96 geschaltet ist. Die an den Ausgängen · der Gleichrichterbrücke 96 abgenommene Spannung wird so geregelt, daß sich die Werte -V und +V der Bezugsspannung ergeben.

In analoger Weise ist die Sekundärwicklung 9 3 an eine Gleichrichterbrücke 94 angeschlossen. Die gleichgerichtete Spannung U wird danach so geregelt, daß eine Spannung geliefert wird, die den logischen Pegel der Spannungssignale fixiert, welche den verschiedenen Torgliedern der Schaltung 5 zugeführt werden.

Bei der Beschreibung der Erfindung ist die Speisung eines Verbrauchers 1 mit einphasigem Wechselstrom vorausgesetzt. Natürlich kann die Erfindung auch angewendet werden, wenn der Verbraucher 1 mit mehrphasigem Wechsel-

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strom zu versorgen ist, in welchem Fall jeder Wechselstromquelle ein Leitungsweg je Phase zugeordnet wird. Ein Nachweis für Nicht-Leitung eines Leitungsweges oder ein Nachweis eines Spannungsausfalls an den Anschlüssen des Verbrauchers bewirkt eine Vertauschung der Versorgungsquellen. Bei einer Ausführungsform kann eine der Stromquellen 2 und 3 von einer mit einem Wechselrichter versehenen Gleichstromquelle gebildet werden, die andere durch das Stromversorgungsnetz,

Die Erfindung läßt sich auch anwenden, wenn mehr als zwei Wechselstromquellen vorliegen, wobei jede Quelle an den Verbraucher über einen gesteuerten Weg angeschlossen ist und ein einzelner der möglichen Leitungswege durchlässig sein muß, um die Speisung des Verbrauchers durch die zugeordnete Stromquelle zu gewährleisten.

Paten tansprüche:

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Claims

atentan,Sprüche

Verfahren zum Steuern der ununterbrochenen Versorgung eines Verbrauchers durch Umschalten von einer WechseIstromquelle auf eine andere, dadurch' gekennzeichnet, daß ein gleichzeitig auftretendes Nicht-Leiten der möglichen Leitungswege, die jede der Stromquellen (2_S 3) mit dem Verbraucher (1) verbinaen können, ermittelt wira, indem "die Spannungen an den Anschlußstellen (B, C) jedes dieser möglichen Leitungswege (Ul, 42) und an den Anschlußstellen dieses Verbrauchers (1) überwacht werden, und daß die Umschaltung nur dann zugelassen wird, wenn alle Spannungen an den möglichen Leitungswegen (4-1, 42) mindestens gleich einer vorgegebenen Bezugsspannung sind oder wenn aie Spannung an den Anschlußstellen des Verbrauchers (1) während eines ein vorgegebenes Zeitintervall übersteigenden Zeitabschnitts unter der genannten Bezugsspannung bleibt.

2. Elektrische Schaltung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur ununterbrochenen Versorgung eines Verbrauchers mit Wechselstrom, mit Wechselstromquellen, die über voneinander unabhängige Leitungswege an den Verbraucher zur Versorgung des Verbrauchers. durch eine dieser Stromquellen angeschlossen werden können, wobei jeder Leitungsweg zwei antiparallel geschaltete Thyristoren (4 3, 44; 45, 46) aufweist, deren

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Zündung durch ein äusseres, Umschaltbefehle aussendendes Organ gesteuert wird, sowie ausserdein eine Schaltung für die Bestätigung der Umschaltbefehle, mit Organen zum Ermitteln der Spannungen an den Anschlußstellen jedes Leitungsweges des Umschalters und an den Anschlußstellen des Verbrauchers, dadurch gekennzeichnet, daß ausserdem Vergleicherkreise vorgesehen sind, die die ermittelten Spannungen mit einer vorgegebenen Bezugsspannung vergleichen, sowie eine logische Schaltung (5), die die'von den genannten Vergleicherkreisen abgegebenen Informationen aufnimmt und ein Freigabesignal für die Umschaltung da? Stromquellen (2, 3) abgibt, wenn die genannten Spannungen an den Anschlußstellen (B, C) der Leitungswege (Ul, 42) gleichzeitig grosser als die genannte Bezugsspannung sin-d oder wenn die genannte Spannung an den Anschlußstellen des Verbrauchers (1) unterhalb der genannten Bezugsspannung während eines Zeitabschnitts bleibt, der grosser ist als ein vorgegebenes Zeitintervall, das durch die Höhe der genannten Bezugsspannung, den Nennwert der Versorgungsspannung und die Frequenz des Wechselstroms bestimmt ist.

3, Elektrische Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor jedem Vergleicherkreis ein Gleichrichterkreis vorgesehen ist.

Elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang des Vergleicherkreises(87), der den Wert der genannten Spannung an den Anschlußstellen des Verbrauchers (1) mit der genannten Bezugsspannung vergleicht, und die penann-

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te logische Schaltung (5) ein Verzögerungsglied (89) geschaltet ist.

5. Elektrische Schaltung nach Anspruch H, dadurch gekennzeichnet, daß die logische Schaltung (5) ein erstes UND-NICHT-Glied (51) aufweist, das als Eingangsgrössen Signale mit den logischen Werten 0 oder 1 empfängt, welche Signale von den Werten der Signale abhängen, die von den Vergleicherkreisen geliefert werden, die die Spannungswerte an den, Anschlußstellen jeweils eines der beiden möglichen Leitungswege mit der genannten Bezugsspannung vergleichen, sowie ein zweites UND-NICHT-glied (5 2, das als Eingangsgrössen einerseits ein logisches Signal 0 oder 1 empfängt, das von dem Wert des Signals abhängt, das von dem den Wert der Spannung an den Anschlußstellen des Verbrauchers mit der genannten Beζugsspannung vergleichenden Vergleicherkreis (87) geliefert wird, und andererseits das gleiche, über das genannte Verzögerungsglied (89) geleitete Signal, und schlfeßlich ein drittes UND-NICHT-Giied (53), dessen beide Eingänge an die Ausgänge der genannten beiden UND-NICHT-Glieder (51, 5 2) angeschlossen sind.

6. Elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ausserdem eine Schaltung für die Übertragung des Bestätigungssignals für die Ums chaltung mit galvanischer Isolierung der Schaltungen' vorgesehen ist, bestehend aus einem Hochfrequenzsignalgenerator (92), einem Eingangstransformator (9), der

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die genannten Hochfrequenzsignale auf einen ersten Eingang eines vierten UND-NICHT-Gliedes (54) überträgt, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang der genannten logischen Schaltung (5) verbunden ist, und einem Ausgangstransformator (58), dessen Sekundärwicklung (5 9) an ihren Enden Leitungssteuersignale für den einen der Leitungswege des Umschalters liefert.

7, Elektrische Schaltung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Eingangstransformator (9) mindestens eine Sekundärwicklung (93, 95) aufweist, an deren Enden eine Gleichrichterschaltung (94, 96) und eine Regelschaltung vorgesehen sind, um die genannte Bezugsspannung und eine Spannung zu liefern, die den logischen Pegel der Eingangssignale der genannten logischen Schaltung (5) festlegt.

8, Elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schaltung zum Begrenzen jeder der an den Anschlußstellen der möglichen Leitungswege (41, 42) und an den Anschlußstellen des genannten Verbrauchers (1) ermittelten Spannungen vorgesehen ist.

9, Elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Nullstelle der Elektronik jedes Vergleicherkreises sich auf dem Potential der Verbindungsstelle zwischen dem genannten

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Umschalter und dem genannten Verbraucher be findet.

10, Elektrische Schaltung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet,daß jeder Gleichrichter-. kreis aus zwei Dioden (65, 66; 75, 76; 85, 86) besteht, die mit bezüglich des Verstärkerausgangs entgegengesetzter Durchlaßrichtung in zwei Rücklauf schleifen' eines Rechenverstärkers (6'M-; 74; 84) liegen, dem ihm zugeordnete, gemessene Spannungen zugeführt werden.

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