DE2405167C3

DE2405167C3 - Schaltungsanordnung zur Überwachung einer einphasigen sinusförmigen Wechselspannung

Info

Publication number: DE2405167C3
Application number: DE19742405167
Authority: DE
Inventors: Klaus Ing.(Grad.) 5779 Eversberg Reuschel; Horst Ing.(Grad.) 4785 Belecke Scholz
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1974-02-04
Filing date: 1974-02-04
Publication date: 1980-07-24
Also published as: DE2405167B2; DE2405167A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schallungsanordnung zur Überwachung einer einphasigen sinusförmigen Wechselspannung, mit einem eine Hilfs-Wechselspannung erzeugenden Phasenschieber aus einem Widerstand und einem Kondensator in Reihenschaltung, an der die zu überwachende Wechselspannung liegt, und einem Dreiphascngleichrichter in Brückcnschaltung, dessen erster und zweiter Wcchselspannungscingang an der zu überwachenden Wechselspannung liegen und dessen dritter Wechsclspannungseingang an dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerslandes und des Kondensators des Phasenschiebers liegt und an dessen Gleichspannungsausgang eine b-pulsigc. lückenlos pulsierende Gleichspannung als Signalspannung abnehmbar ist.

In der DE-AS 15 90 689 ist eine Notumschaltvorrichtung für Wcchselstromverbraucher beschrieben mit einer auf elektronische Schallglicdcr wirkenden UmschaltMcuerung, welche mit einer Überwachungsschaltung der oben erläuterten Art für die Spannung zur Normalstromvcrsorgung der Verbraucher verbunden ist. Mittels dieser Überwachungsschaltung wird durch Gleichrichtung und Addition der überwachten Wechsel-Spannung und ihrer zeitlichen Ableitung eine vierpülsigc, das heißt eine mit der vierfachen Frequenz in Bezug auf die überwachte Wechselspannung pulsierende Signalglcichspannung dargestellt.

Es ist ferner in der Zeitschrift »Orbit« 5 (1970), Nr. 6, Seile 29 ein Schaltungsentwurf für die Erzeugung von Steuersignalen bei Netzausfall dargelegt. Hiernach wird die überwachte Netzwechselspannung mittels eines Netztransformators auf zwei parallelgeschaltete Reihen-flC-GJieder übertragen, durch welche die Netz-Wechselspannung um ±45 el phasenverschoben wird. Die zwei um +45° und —45" el phasenverschobenen Spannungen werden über einen Zweiweggleichrichter dem Eingang eines Schaltverstärker zugeführt. Die gleichgerichtete Signalspannung ist hier ebenfalls vierpulsig. Mit Hilfe dieser bekannten Überwachungsschaltung und Schaltung für die Erzeugutg von

ίο Steuersignalen bei Netzausfall wird jedenfalls eine mehrpulsige lückenlos pulsierende Signalgleichspannung dargestellt, an deren Verlauf zu jeder Zeit ein Ausfallen der überwachten Spannung sofort erkennbar ist.

is Des weiteren ist eine Schaltungsanordnung zur Schnellabschaltung einer Gleichspannung, die aus einer Wechselspannung mittels Gleichrichter und Siebkette erzeugt wird, mit einer Überwachungsschaleing bekannt, welche die eingangs angegebenen Merkmale ausschließlich aufweist (DE-AS 22 20 460). Es wird damit eine 6-pulsige Signalgleichspannung dargestellt, die zwar ebenfalls lückenlos ist und ?ur verzögerungsarmen Signalisierung eines Ausfalls der Wechselspannung verwendbar ist, jedoch ist diese Signalgleichspannung

>5 zeitlich und ungleichmäßig pulsierend. Infolgedessen muß der Spannungspcgel, bei dessen Unterschreitung die Abschaltung der aus der überwachten Wechselspannung erzeugten Gleichspannung gesteuert wird, entsprechend tiefer liegen, so daß die Signalisierung eines

in Ausfalls der Wechselspannung in jedem Fall und damit die Abschaltung länger verzögert wird als bei Verwendung einer gleichmäßig pulsierenden Signalgleichspannung. Außerdem ist diese bekannte Überwachungsschaltung nicht potcntialfrei an eine zu überwarf chcnde Netzwechselspannung angeschlossen, was meßicchnisch unerwünscht ist und die Verwendung von .Schutzwiderständen im Stcuerkrcis des für die Abschaltung vorgesehenen Schaltclcmentes (Transistor) erfordert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Überwachungsschaltung der eingangs beschriebenen Art und mit Potentialtrcnnung von der zu überwachenden Wechselspannung anzugeben, mittels welcher eine regelmäßig pulsierende Signalgleichspannung mit

f» einem möglichst ccringcn Bauelementeaufwand erzeugt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs angegebenen Merkmale, und zwar dadurch, daß bei der eingangs

V) angegebenen Schaltungsanordnung der Widerstand und der Kondensator des Phasenschiebers derart bemessen sind, daß die Hilfs-Wechselspannung bezüglich der zu überwachenden Wechselspannung um 60° el phasenverschoben ist und daß diese Wcchselspannungen

Ά jeweils gleich große Amplituden und die gleiche Kurvenform haben, daß der Widerstand und der Kondensator des Phasenschiebers in Reihe mit der Sekundärwicklung eines Übertragers geschaltet sind, dessen Primärwicklung die zu überwachende Wechscl-

u) spannung zugeführt ist, und daß der erste und der zweite Wechselspannungscingang des Dreiphasepgleichnchters miteinander über eine Hälfte der Sekundärwicklung des Übertragers verbunden sind.

Mit Hilfe des vorerwähnten Übertragers wird nicht

b> nur die in der oben dargelegten Aufgabe geforderte Potentialtrennung bewirkt, sondern es wird auch die Darstellung einer gleichmäßig mit gleichen Amplituden pulsierenden 6-pulsigen Signalgleichspannung erzielt.

In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das nachstehend erläutert ist. Die Zeichnung zeigt eine Schaltung für die Überwachung einer einphasigen sinusförmigen Wechselspannung.

Der Schaltung wird die zu überwachende Wechselspannung u über einen Übertrager Ü mit einer Primärwicklung w\ und einer Sekundärwicklung \V2 zugeführt, deren Mittelpunkt Oherausgeführt ist.

Die Sekundärwicklung wo ist mit einem Phasenschieber verbunden, welcher aus einer die zwei Wicklungsenden 1 und 3 der Sekundärwicklung wi verbindenden Reihenschaltung eines Widerstandes R und eines Kondensators C besteht. Hiervon bilden der Mittelpunkt O und ein Wicklungsende 1 der Sekundärwicklung Wz des Übertragers Ü sowie ferner die Verbindung 2 des Widerstandes R und des Kondensators C Wechselstromeingänge 0, 1, 2 eines Dreiphasengleichrichters in Brückenschaltung G mit sechs Gleichrichterdioden η i bis η 6.

Zwischen dem Wicklungsende 1 der Sekundärwick- _>o lung If₂ und dem Mittelpunkt O liegt die überwachte Wechselspannung u\, welche gleiche Phasenlage wie die zu überwachende Wechselspannung u aufweist. Ferner liegt zwischen dem Wicklungsende 1 (Punkt 1) und der Verbindung 2 (Punkt 2) des Widerstandes R und des Kondensators Ceine in Bezug auf die Wechselspannung u\ phasenverschobene voreilende Wechselspannung ui-EssinddieGrößenwerie von /?und Cso gewählt, daß ui in Bezug auf u\ um 60° el voreilt.

Zwischen den Punkten 0 und 2 liegt eine Wechselspannung Us, welche die Vektordifferenz u>— U| darstellt. In der Zeichnung sind diese Wechselspannungen als Spannungsquellen symbolisiert. u\ und ti2 sind zwischen den Punkten 0 und 2 über den Punkt I in Reihe geschaltet und bilden die Spannung üj. Die Punkte 0,1,2 bilden einen dreiphasigen Wechselstromeingang eines Dreiphasengleichrichters G in Brückenschaltung. Der Gleichstromausgang 5, 4 der Dreiphasengleichrichterbrücke ist durch einen ohmschen Widerstand Rl belastet, an welchem eine sechspulsige Gleichspannung abnehmbar ist, die als Signalspannung LZ₁ für die zu überwachende Wechselspannung ο dient.

Eine in einem beliebigen Zeitpunkt auftretende nichtstationäre Veränderung der Wechselspannung ;; stellt sich in dem zeitlichen Verlaufe der Signalgleichspannung U_s bei dem betreffenden Zeitpunkt nahezu unverzögert dar. Mit der Signalgleichspannung läßt sich ein elektronischer Schaltverstärker oder eine elektronische Relaisschaltung oder sonst eine geeignete bekannte Schallvorrichtung 5 ansteuern, bei welcher ein Ansprechwert in einer gewünschten Spannungshöhe vorgegeben ist. Eine solche, am Gleichstromausgang von G mit oder ohne Widerstand Ri. oder mit einem als Eingangspotenliomeier ausgeführten Widerstand Ri angeordnete Schaltvorrichtung 5 kann z. B. zum Abschalten einer beliebigen Stromversorgungsanlage von einer Stromquelle, deren Spannung mittels der beschriebenen Schaltung überwacht wird, verwendet werden, wenn immer die Spannung den Ansprechwert unter- oder überschreitet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Schaltungsanordnung zur Überwachung einer einphasigen sinusförmigen Wechselspannung, mit einem eine Hilfs-Wechselspannung erzeugenden Phasenschieber aus einem Widerstand und einem Kondensator in Reihenschaltung, an der die zu überwachende Wechselspannung liegt, und einem Dreiphasengleichrichter in Brückenschaltung, dessen erster und zweiter Wechselspannungseingang an der zu überwachenden Wechselspannung liegen und dessen dritter Wechselspannungseingang an dem gemeinsamen Verbindungspunkt des Widerstandes und des Kondensators des Phasenschiebers liegt und an dessen Gleichspannungsausgang eine 6-pulsige, lückenlos pulsierende Gleichspannung als Signalspannung abnehmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand (R) und der Kondensator (C)aes Phasenschiebers derart bemessen sind, daß die Hilfs-Wechselspannung (ui) bezüglich der zu überwachenden Wechselspannung (u) um 60° el phasenverschoben ist und daß diese Wechselspannungen jeweils gleich große Amplituden und die gleiche Kurvenform haben, daß der Widerstand R und der Kondensator C des Phasenschiebers in Reihe mit der Sekundärwicklung (W₂) eines Übertragers (Ü) geschaltet sind, dessen Primärwicklung (w\) die zu überwachende Wechselspannung zugeführt ist, und daß der erste und der zweite Wechselspannungseingang des Dreiphasenglcichrichters IG) miteinander über cine HaIfIe(O, I) der Sekundärwicklung des Übertragers (O) verbunden sind.