DE2529742C2 - Betriebssichere Stromversorgung für Operationsverstärker und andere Schaltungsteile in einer Steuerungsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine betriebssichere Stromversorgung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-AS 21 65 904 ist eine solche betriebssichere Stromversorgung bekannt, bei der aber lediglich eine Gleichstromquelle vorhanden ist, so daß bei deren Ausfall die durch die Stromversorgung gespeiste Anlage ausfällt.

Bei der Steuerung von Tragflächenbooten werden z. B. auf der vorderen und auf der hinteren Tragfläche Steuer- und backbordseitig innere und äußere Klappen angewendet. Diese Klappen werden unabhängig voneinander gesteuert, um eine größere Sicherheit zu ermöglichen, falls eine Klappe Steuer- oder backbordseitig ausfällt. Zusätzlich werden getrennte Back- und Steuerbord-Rollkreisel eingesetzt. Die Signale aus diesen Rollkreisel steuern über getrennte Kanäle die entsprechenden Back- und Steuerbord-Klappen. Bei bestimmten Steuerungstechniken für Tragflächenboote liegen drei Signalkanäle vor, und zwar einer für die äußere Steuerbord-Klappe, ein zweiter für die äußere Backbord-Klappe und ein dritter für die beiden inneren Klappen.

Bisher wurde zur Erhöhung der Sicherheit für jeden der Signalkanäle von den Rollkreisel zur entsprechenden Steuerklappe eine getrennte Gleichstromquelle vorgesehen. Ursprünglich wurde angenommen, daß bei einem Tragflächenboot der einzig wirklich gefährliche KiDDzustand nur dann auftreten kann, wenn alle vier Heckklappen voll in der Richtung ausschlagen, in der sich ein maximales Rollmoment auf das Boot einstellt Aus diesem Grunde wurden die Rollfunktion und die automatischen Steuerungen für Tragflächenboote in zwei getrennte Rollkanäle unterteilt, die jeweils ihre eigene Stromquelle erhielten. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß auch ein Kippzustand potentiell gefährlich werden kann, zu dem nur zwei der Heckklappen beitragen, wenn eine davon eine äußere Klappe ist Ein sol-

eher Zustand kann in einer bisher angewendeten Steuerungstechnik auftreten, wenn für jeden Signalkanal eine getrennte Stromquelle vorgesehen ist Fällt also die Stromquelle für einen der Kanäle aus, so lenken mindestens zwei Klappen voll aus, wodurch ein gefährlicher Zustand herbeigeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die Betriebssicherheit einer Stromversorgung für Operationsverstärker und andere Schaltungsteile in einer Steuerungsanlage der eingangs genannten Art auf einfache

Weise zu erhöhen, um bei einem Kurzschluß in einer Gleichstromquelle schädliche Auswirkungen zu verhindern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß zum Beispiel bei der Ansteuerung eines Tragflächenbootes die Möglichkeit einer vollen Auslenkung von zwei Heckklappen und damit einer Kipplage des Tragflächenbootes verhindert wird, indem zwei oder mehr Gleichstromquellen über sämtliche Signalkanäle parallel gelegt werden, nicht jedoch — wie bei der bisher diesbezüglich angewendeten Steuerungstechnik — jeder Kanal mit einer eigenen getrennten Betriebsstromversorgung versehen wird. Im Falle des Ausfalles einer Gleichstromquelle übernimmt daher bei der vorliegenden Erfindung dann, wenn zwei Gleichstromquellen vorgesehen sind, die andere Gleichstromquelle die Stromversorgung aller Signalkanäle. Eine Redundanz dieser Art reduziert die Wahrscheinlichkeit eines Kippzustandes auf einen vernachlässigbaren Wert. Es werden zur Entkoppelung die Dioden eingesetzt, die vorteilhafterweise verhindern, daß ein Kurzschluß in einer der parallel gelegten Gleichstromquellen die Zerstörung der beiden Gleichstromquellen bewirkt.

Die erfindungsgemäße Stromversorgung kann vorteilhaft überall dort angewendet werden, wo aus Gründen der Redundanz mehrere Signalkanäle vorliegen.

Im folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Figur, die die Anwendung der vorliegenden Stromversorgung bei der Rollsteuerung für ein Tragflächenboot zeigt, näher erläutert.

Wie dies bereits erwähnt wurde, weist ein Tragflächenboot eine vordere und eine hintere Tragfläche auf, wobei die hintere Tragfläche 41 eine äußere Steuerbord-Klappe 42 und eine innere Steuerbord-Klappe 44 wie eine äußere Backbord-Klappe 46 und eine innere Backbord-Klappe 48 aufweist Jede Klappe wird unabhängig von den anderen Klappen gesteuert, um die Sicherheitseigenschaften des Tragflächenbootes zu verbessern.

Auf dem Tragflächenboot befinden sich ein Backbord-RoIlkreisel 50 und ein Steuerbord-Rollkreisel 52. Das Ausgangssignal des Backbord-Rollkreisels 50 geht auf einen ersten Differenzverstärker 54, der es mit anderen Signalen aus anderen Schaltungsteilen, die hier der Einfachheit halber nicht gezeigt sind, verknüpft. Das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 54 geht dann auf eine erste Stellvorrichtung 56, die die äußere Back-

bord-Klappe 46 betätigL

Entsprechend geht das Ausgangssignal des Steuerbord-Rollkreisels 52 auf einen zweiten Differenzverstärker 58, wo es in geeigneten Operationsverstärkern mit anderen Signalen verknüpft wird. Das Ausgangssignal des zweiten Differenzverstärkers 58 wird dann auf eine zweite Stellvorrichtung 60 gegeben, die die äußere Steuerbord-Klappe 42 betätigL Schließlich gehen die Ausgangssignale beider Rollkreisel 50,52 auf einen Mischer 62, dessen Ausgangssignal einen dritten Differenzverstärker 64 ansteuert, der es über Operationsverstärker mit anderen Signalen verknüpft und unmittelbar an eine dritte Stellvorrichtung 66 für die innere Backbord-Klappe 48 bzw. durch einen Inverter 68 invertiert an eine vierte Stellvorrichtung 70 für die innere Steuerbord-Klappe 44 anlegt Die dritte Stellvorrichtung 66 und die vierte Stellvorrichtung 70 betätigen ihrerseits die innere Backbord-Klappe 48 bzw. die innere Steuerbord-Klappe 44.

Die in der Figur gezeigte Anordnung enthält die beschriebenen drei Differenzverstärker 54, 58 und 64. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, nur zwei Differenzverstärker vorzusehen. In diesem Fall steuert der erste Verstärker 54 z. B. sowohl die innere als auch die äußere Backbord-Klappe 48, 46. Wichtig ist natürlich, daß getrennte Signalkanäle für die einzelnen Back- und Steuerbord-Klappen 42, 44, 46, 48 oder mindestens für die äußere Backbord-Klappe 46 und die äußere Steuerbord-Klappe 42 verwendet werden, um einen instabilen Rollzustand zu verhindern, wenn einer der Kanäle ausfällt.

Wie dies bereits erläutert wurde, wurden bisher bei der Steuerung für Tragflächenboote getrennte Gleichstromquellen für jeden der Signalkanäle verwendet, so daß bei Ausfall nur einer der Gleichstromquellen nur ein Signalkanal ausfiel und der Rest funktionsfähig blieb. In dieser Hinsicht war man, wie ebenfalls bereits erläutert wurde, bisher der Ansicht, daß der einzig tatsächlich gefährliche Zustand bei einem Tragflächenboot derjenige ist, bei dem sämtliche vier Heckklappen in der Riehtung voll auslenken, in der das maximale Rollmoment auf das Tragflächenboot ausgeübt wird. Es hat sich aber herausgestellt, daß auch eine volle Auslenkung nur zweier Heckklappen, insbesondere wenn eine davon eine äußere Klappe ist, ebenfalls potentiell gefährlich ist. Folglich kann der Ausfall einer der separaten Gleichstromquellen für die entsprechenden Signalkanäle einen gefährlichen Zustand bewirken.

Die vorliegende betriebssichere Stromversorgung sieht für alle der Signallkanäle in einer Steuerung mit mehreren Signalkanälen eine Vielzahl von Gleichstromquellen 72, 74 vor, die an allen Signalkanälen parallel zueinander liegen. Es sind also zum Beispiel zwei Gleichstromquellen 72, 74 vorgesehen. Die beiden Gleichstromquellen 72, 74 sind parallel mit Versorgungsleitungen 76 und 78 verbunden, die zu den Operationsverstärkern und den anderen Schaltungsteilen in den Differenzverstärkern 54, 58 und 64 führen. Diese Versorgungsleitungen 76,78 lassen sich auch an andere Schaltungsteile, wie beispielsweise an die Stellvorrichtungen 56,60,66,70, anschließen. Die positiven Ausgänge der Gleichstromquellen 72,74 sind über erste Dioden 80 und 82 an einen gemeinsamen ersten Schaltungspunkt + geführt, der mit der positiven Versorgungsleitung 78 verbunden ist. Die negativen Ausgänge der Gleichstromquellen 72, 74 sind über zweite Dioden 84, 86 an einen gemeinsamen zweiten Schaltungspunkt — geführt, der mit der negativen Versorgungsleitung 76 verbunden ist Die Dioden 80 bis 86 entkoppeln die zugehörigen Gleichstromquellen 72,74 und verhindern einen Zustand, in dem ein Kurzschluß in der Gleichstromquelle 74, 72 zu einer Überlastung der Gleichstromquelle 72,74 führt

Wenn eine der Gleichstromquellen 72 oder 74 ausfällt so spricht eine parallel zu einer Gleichstromquelle 72,74 geschaltete Ausfallwarneinrichtung 83 oder 90 an. Dann kann der normale Betrieb des Tragflächenbootes für Reparaturzwecke unterbrochen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Betriebssichere Stromversorgung für Operationsverstärker und andere Schaltungsteile in einer Steuerungsanlage mit einer Vielzahl von Gleichstromsignalkanälen, insbesondere für Tragflächenboote, Luftfahrzeuge und dergL, dadurch gekennzeichnet, daß voneinander getrennt eine erste Gleichstromquelle (72) und eine zweite Gleichstromquelle (74) vorgesehen sind, daß die jeweils ersten, das gleiche positive Potential führenden Ausgänge der beiden Gleichstromquellen (72, 74) zu einem gemeinsamen ersten Schaltungspunkt (+) und die jeweils zweiten, das gleiche negative Potential führenden Ausgänge der beiden Gleichstromquellen (72,74) zu einem gemeinsamen zweiten Schaitungspuvikt (—) geführt sind, daß die beiden Schaltungspunkte (+, —) mit den Signalkanälen verbunden sind, und daß in der Verbindung zwischen jeweils dem ersten Ausgang der beiden Gleichstromquellen (72,74) und dem ersten Schaltungspunkt (+) jeweils eine erste Diode (80,82) in Durchlaßrichtung und in der Verbindung zwischen dem jeweils zweiten Ausgang der beiden Gleichstromquellen (72, 74) und dem zweiten Schaltungspunkt (—) jeweils eine zweite, zur ersten Diode (80,82) entgegengesetzt gepolte Diode (84,86) vorgesehen sind.

2. Stromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Versorgung der Signalkanäle mehr als zwei Gleichstromquellen parallel geschaltet sind.

3. Stromversorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zu jeder der beiden Gleichstromquellen (72,74) eine Ausfallwarneinrichtung (88,90) parallel geschaltet ist.