DE2531897A1

DE2531897A1 - Anordnung zum uebertragen von informationen

Info

Publication number: DE2531897A1
Application number: DE19752531897
Authority: DE
Inventors: Michael William Arthur Cross; Geoffrey Fielding; Frederick Martin Gray; Leonardo Perez-Cavero
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1974-07-18
Filing date: 1975-07-17
Publication date: 1976-02-05
Also published as: AU8314375A; CH595728A5; GB1500891A; FR2279274B1; ZA754638B; FR2279274A1; SE7508239L; CA1054946A; IT1041304B; AU500793B2

Description

Patentanwälte

Dr.-lng. Wilhslm Kcichel

DipL-lng. Wcligaag Mehel
6 Frankfurt a. M. 1

Parksiraße 13 8241

THE GENERAL ELECTRIC COMPANY LIMITED, London WlA IEH,England

Anordnung zum Übertragen von Informationen

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Übertragen von Informationen in einer Wechselstromspeiseanordnung.

Bei bekannten derartigen Anordnungen wird die Information dadurch übertragen, daß man den Spitzenwert ausgewählter Perioden des Speisespannungsverlaufs vermindert. Versuche haben jedoch gezeigt, daß bei bestimmten Lastumschaltungen sich auch beträchtliche Verminderungen der Spitzenspannungen ergeben können, so daß es schwierig ist, zwischen einer Spitzenspannungsverminderung durch eine Lastumschaltung und eine Spitzenspannungsverminderung zu unterscheiden, die zum Senden von Informationen vorgenommen ist. Folglich ist die Zuverlässigkeit dieser bekannten Informationen übertragenden Anordnungen nicht ausreichend. Eine weitere Schwierigkeit liegt darin, daß die Verminderung der Spitzenspannung bei bestimmten Lasten, insbesondere bei Belastungen durch Beleuchtungskörper zu beträchtlichen Störungen führen kann.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Übertragen von Informationen in einer Wechselstrom-speiseanordnung zu schaffen, bei der die obigen Schwierigkeiten vermieden sind.

Gemäß der Erfindung ist eine Anordnung zum Übertragen von Informationen in einer Wechselstromspeiseanordnung dadurch gekennzeichnet, daß die Information dadurch übertragen wird, daß der Wert ausgewählter Perioden des Speisespannungsverlaufs in dem Bereich der Spannung 0 der ausgewählten Perioden geändert wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Anordnung nach der Erfindung wird der Wert der ausgewählten Perioden im Bereich der Spannung 0 vermindert.

Jede Änderung erstreckt sich zweckmäßigerweise über einen Zeitabschnitt, der nicht größer ist als 1/10 der Dauer einer Periode der Speisespannung.

Gemäß der Erfindung ist auch ein Sender für die obige Anordnung vorgesehen, der Einrichtungen zur Änderung des Wertes der ausgewählten Perioden des Speisespannungsverlaufs in dem Bereich der Spannung 0 der ausgewählten Perioden enthält.

Diese Einrichtungen weisen zweckmäßigerweise einen elektronischen Schalter auf, der an die Speiseanordnung angeschlossen ist und ferner Einrichtungen,um den Schalter zu einer bestimmten Zeit vor einem Nulldurchgang in einer ausgewählten Periode zu schließen. Bei einer mehrphasigen Speiseanordnung ist üblicherweise für jede Phase der Speiseanordnung ein getrennter Schalter vorgesehen.

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Die Einrichtung, durch die der Schalter zweckmäßigerweise geschlossen wird, weist eine erste Vorrichtung zur Erzeugung eines Ausgangssignals auf, das das Auftreten eines Spitzenwerts der Spannung der Speiseanordnung anzeigt; eine Taktvorrichtung, die einen Taktabschnitt entsprechend dem Ausgangssignal der ersten Einrichtung einleitet; und einen Impulsgenerator, der einen Betriebsimpuls für den Schalter entsprechend dem Ende des TaktabSchnitts, der durch die Takteinrichtung definiert ist, erzeugt. Die erste Einrichtung enthält zweckmäßigerweise eine Integrierschaltung, der eine entsprechende Spannung der Speiseanordnung zugeführt wird, und eine Quadrierschaltung, der das Ausgangssignal der Integrierschaltung zugeführt wird.

Der Schalter wird zweckmäßigerweise an die Sekundärwicklung eines Verteilungsumformers der Speiseanordnung angeschlossen«

Der Schalter enthält vorteilhafterweise einen Thyristor.

Gemäß der Erfindung ist ferner ein Empfänger zur Verwendung bei der oben beschriebenen Anordnung vorgesehen, der Einrichtungen enthält, die auf eine Änderung des Wertes einer Periode des Speisespannungsverlaufs in dem Bereich der · Spannung 0 der ausgewählten Periode anspricht.

Diese Ansprecheinrichtungen enthalten zweckmäßigerweise folgende Teile:

Eine Integrierschaltung, die eine geeignete Spannung der Speiseanordnung während einer kurzen Zeit nach dem Nulldurchgang des Verlaufs der Spannung integriert; und Einrichtungen, um eine beträchtliche Änderung des Werts der Spannung während einer Integrationszeit dadurch festzu-

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stellen, daß das Ausgangssignal der Integrierschaltung für jede Integrationszeit mit dem Ausgangssignal der Integrierschaltung für die davorliegende Integrierzeit verglichen wird.

Vorteilhafterweise weist die Feststelleinrichtung einen Kondensator auf, der so angeordnet ist, daß er sich auf den Spitzenwert des Ausgangssignals der Integrierschaltung auflädt; ferner eine Einrichtung,um den Kondensator zwischen den Integrationszeiten teilweise zu entladen; und eine Einrichtung um die Zufuhr des Ladestroms zu der Kapazität zu überwachen.

Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung zum Obertragen von Informationen in einer Wechselstromspeiseanordnung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Ersatzschaltbild der Anordnung,

Fig. 2 u. 3 Verläufe bestimmter Spannungen und Ströme, die in der Anordnung nach Fig. 1 auftreten,

Fig. 4 u. 5 Schaltbilder eines Senders zur Verwendung bei der Anordnung,

Fig. 6 Verläufe verschiedener Spannungen, die in der Schaltung nach Fig. 5 auftreten,

Fig. 7 ein Schaltbild eines Empfängers zur Verwendung bei der Anordnung und

Fig. 8 den Verlauf verschiedener Spannungen, die in der Schaltung nach Fig. 7 auftreten.

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Bei der beschriebenen Anordnung wird die erforderliche Spannungsänderung zur Informationsübertragung dadurch erreicht, daß ein Schalter auf der Sekundärseite eines Verteilungsumformers des elektrischen Versorgungssystems geschlossen wird. Der Schalter dient damit als Sender für die Informationsübertragungsanordnung.

In Fig. 1 ist ein Ersatzschaltbild der Anordnung dargestellt, wobei:

T den Schalter darstellt;

G die Hochspannungsquelle der Speiseanordnung darstellt, die eine Spannung mit dem Verlauf E sin wt bildet;

Rg den Widerstand der Speiseanordnung zwischen dem Verteilungsumformer und dem Generator G darstellt;

Xg die entsprechende Induktivität darstellt;

R_T den Widerstand des Verteilungsumformers darstellt und

X_T die entsprechende Induktivität darstellt.

Wenn der Schalter T bei einem Winkel θ des Verlaufs der Speisespannung geschlossen wird, dann fließt ein Strom i, dessen Wert durch die folgende Gleichung gegeben ist:

= I [sin (wt + θ - 0) - e ^^/L sin (0 - 0 )]

wobei Z = (Rg + R_T) + 3 (X_g + X_T) ist, d.h. gleich der Ge samt impedanz der Anordnung zwischen dem Generator G und dem Schalter T;

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R = Ro + Rm, d.h. gleich der Widerstandskomponente von

Z
X= X« + Xm, d.h. der induktiven Komponente von Z

0 = tan"^{1 X}/R,
L = ^X/w; und

t = 0 zu dem Zeitpunkt, zu dem der Schalter T geschlossen wird.

Durch den Strom i wird an den Primärklemmen des Verteilungsumformers eine Spannung ν gebildet. Man erkennt, daß diese Spannung ν an den Primärklemmen der anderen Verteilungsumformers der Speiseanordnung auftritt, wobei die Stelle, an der die Spannung ν vorliegt, im folgenden als die Stelle der gemeinsamen Verbindung (PCC) in Fig. 1 bezeichnet wird. Der Wert der Spannung ν ist durch die folgende Gleichung gegeben:

-Rt _/ΤΊ

EZ

V =

sin(wt + 0 - 0 + 0_) - sin (0-0_T)sin(O-0)e

sin φ wobei 0_T = tan"^{1 X}T/_R ist.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Gleichungen (1) und (2) von einer idealisierten Anordnung abgeleitet worden sind, bei der die Wirkungen der Kapazität vernachlässigt worden sind.

Bei der beschriebenen Anordnung enthält der Schalter einen Thyristor, so daß dann, wenn der Schalter geschlossen ist, d.h. wenn der Thyristor gezündet ist, ein Stromimpuls gebildet wird, dessen Verlauf durch die obige Gleichung (1) gegeben ist, wobei der Stromimpuls endet, wenn der Wert

(2)

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des Stroms i zum ersten mal auf null zurückgeht, nachdem der Thyristor gezündet worden ist.

Je eher der Thyristor im allgemeinen in der positiven oder negativen Halbwelle des Speisespannungsverlaufs gezündet wird, desto größer ist der Stromimpuls. Große Stromimpulse führen jedoch zu "Flacker"-Störungen in der Speiseanordnung.' Folglich wird gemäß der Erfindung der Thyristor so spät wie möglich gezündet, um einen möglichst gleichmäßigen Stromimpuls zu bilden, um dadurch eine zuverlässige Signalwirkung zu erreichen, so daß die Spannungsverminderungen für die Signalwirkung in dem Bereich der Spannung null auftreten. Durch Verminderung der Amplitude und der Dauer der Stromimpulse können die Lastungs- und Energiewerte des Senders verbessert werden.

Bei einem 500 KVA-Verteilungsumformers, der von einem 30 MVA-132KV/11KV-Umformer gespeist wird, dann würden sich die folgenden Werte für die oben erwähnten Parameter auf einer Grundspannung von 340 sin wt angeben lassen,

R₃ + 3X_S = (0,23 + 31,506) χ 10~³ ohm

R_T + jx_T = (4,80 + 3 16,3) x 10~³ ohm = 17,0 χ 10"³ ohm

R + 3X = (5,03 + 317,8) χ 10"³ ohm = 18_T5 x 10~³ ohm

0 = tan"¹ 17,8/5.03 = tan"¹ 3,54 = 74°13'

0_T = tan"*¹ 16,3/4,8 = tan"¹ 3,4 = 73°37^f

L = 17,8/w = 0,057 mH

R/L = 5,03/0,057 =■· 88

In diesem besonderen Fall ist ein zweckmäßiger Wert für den Zündwinkel θ = 90 + 0. In Fig. 2 ist der Verlauf des Stroms i für einen Zündwinkel θ von 344,2° dargestellt, wobei durch die ausgezogene Linie der Stromimpuls wiedergegeben ist, den man erhält, wenn der Schalter T ein

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Thyristor ist, so daß der Strom i bei dem ersten Strom Nulldurchtritt, nachdem der Thyristor gezündet worden ist, zu fließen aufhört.

In Fig. 2 sind auch die Verläufe der Wechselstrom- und Gleichstromkomponenten i_QC und i_dc des Stroms i dargestellt, um die Bedeutung der Gleichstromkomponente herauszustellen.

Aus Fig. 2 erkennt man, daß man einen Stromimpuls mit einem Spitzenwert von etwa 700 Ampere und einer Dauer von 1,8 Millisekunden erhält, wobei der Impuls zu der Zeit t = 0 beginnt, wenn θ = 344,2° ist.

Die durchgezogene Linie in Fig. 3 zeigt den Verlauf der Spannung ν während des Stromimpulses, der bei einem Zündwinkel 9 von 344,2° gebildet wird, und die unterbrochene Linie zeigt den Verlauf der Spannung v, wenn nicht geschaltet wird. Man erkennt, daß man eine Spannungsverminderung von etwa 8% erhält.

Vollständig entsprechende Strom- und Spannungsverläufe erhält man für einen Zündwinkel von 164,2° mit der Ausnahme, daß die Polarität der Spannungen und Ströme umgekehrt ist.

In der Praxis ist die erreichte Spannungsverminderung etwas geringer, als sie in Fig. 3 dargestellt ist, da der Schalter T und seine Verbindungen eine Impedanz aufweisen. Versuche haben jedoch ergeben, daß die in der Praxis erreichte Spannungsverminderung gleich einer Verminderung ist, die durch die Belastungen der Anordnung hervorgerufen ist, und zwar während eines Zeitabschnitts von 1,8 Millisekunden, wie es in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist und aus der Tatsache, daß die Verminderung nur während 0,9 Millisekunden (etwa 16°) auf jeder Seite der Spannung 0 vorgesehen ist,

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ergibt, daß die Störung aufgrund der Last sehr gering ist.

Um den Empfänger zweckmäßig auszubilden, ist es vorteilhaft, die Zündung auf einen Winkel am letzten Ende der negativen Halbwelle (d.h. zu θ = 344,2° bei dem obigen Beispiel) zu legen, so daß der Stromimpuls negativ ist, so wie es in Fig.2 dargestellt ist und daß die Spannung nach dem Nulldurchgang, so wie es in Fig. 3 dargestellt ist, ins Positive geht.

Eine Ausführungsform eines Senders wird nun beispielshalber unter Bezugnahme auf die Fig. 4, 5 und 6 beschrieben.

Wie bereits oben angedeutet, weist der Sender im wesentlichen einen Thyristor auf und in einer mehrphasigen Anordnung ist, normalerweise für jede Phase der Anordnung ein getrennter Thyristor vorhanden sein.

Gemäß Fig. 4 ist jeder Thyristor TH an die entsprechende Phasenwicklung S der Sekundärwicklung des Verteilungsumformers angeschlossen, wobei jedoch in Fig. 4 der Einfachheit halber nur der Thyristor TH und die zugehörigen Schaltungselemente dargestellt sind. Die Thyristoren befinden sich so nahe wie möglich am Verteilungsumformer, um die Impedanz der Verbindungskabel so gering wie möglich zu halten.

Der Thyristor TH ist mit dem Umformer über einen Isolator I und eine Hauptsicherung F1 verbunden. Eine flinke Sicherung

ρ F2 schützt den Thyristor gegen zu große I t Verlustleistungen für den Fall, daß ein unrichtiger Zündwinkel vorliegt. Die Sicherung F2 ist so bemessen, daß sie vor der Sicherung F1 anspricht.

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Schutz gegen Spannungsstöße, die den Thyristor beschädigen können ader die eine fehlerhafte Wirkungsweise hervorrufen können, wird mit Hilfe einer Filterschaltung vorgesehen, die eine Reihenschaltung aus Kondensator C20 und Widerstand R20 aufweist,und ferner durch einen Spannungsstoßunterdrücker SS, der zu dem Thyristor parallelgeschaltet ist.

Der Thyristor wird zu der richtigen Zeit mit Hilfe einer Steuerschaltung über einen Impulsumformer T1 gezündet, der eine Isolierung zwischen der Speisespannung und der Steuerschaltung vorsieht.

Die Wirkungsweise der Steuerschaltung besteht darin, daß Steuerimpulse an den richtigen Stellen ausgewählter Halbwellen des Speisespannungsverlaufs abgegeben werden.

Die Steuerschaltung wird nun anhand von Fig. 5 beschrieben, in der ein Blockschaltbild dieser Schaltung dargestellt ist, und ferner auch anhand von Fig. 6, die die Kurvenverläufe zeigt, die an verschiedenen Stellen der Schaltung vorliegen.

In der Steuerschaltung wird die richtige Phasenspannung der Speisequelle (siehe Fig. 6A) eine Integrier schaltung zugeführt, die einen Widerstand R21 und einen Kondensator C21 aufweist, um ein Ausgangs signal (siehe Fig. OB) abzugeben, welches der Fadenspannung der Speisequelle um 90 der entsprechenden Speisefrequenz nacheilt. Der Ausgang der Integrierschaltung wird einer Quadrierschaltung 1 zugeführt und die ins Negative verlaufende Flanke des Ausgangssignals der Quadrierschaltung (siehe Fig. 6C) triggert eine Taktschaltung 2, so daß also die Taktschaltung bei der negativen Spitzenspannung der Speisespannung angestoßen wird. Die Taktschaltung bildet einen Puls (siehe Fig. 6D), dessen Dauer jeweils

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gleich dem Zeitabschnitt nach der negativen Spitzen spannung der Speisespannung, zu der der Zündimpuls auftreten soll, ist. Die ins Negative verlaufende Planke der Taktimpulse betätigt einen Pulsgenerator 3, um Impulse (siehe Fig. 6E) von ungefähr 100/Usek. Länge abzugeben, wobei dann diese Impulse einem ersten Eingang einer UND-Schaltung 4 zugeführt werden, ihr Ausgangssignal über einen Verstärker 5 dem Impulsumformer T1 zugeführt wird.

Die Auswahl der Halbwellen der Speisespannung,während der Zündimpulse dem Thyristor zugeführt werden, wird durch einen Kodegenerator 6 getroffen, der ein Ausgangssignal einem zweiten Eingang der UND-Schaltung 4 zuführt, so daß sich die UND-Schaltung nur während ausgewählter Perioden öffnet.

Ein typisches Kodierverfahren verwendet 5 aus 32 Kodes, die die Zyklusaustastung ändern. Bei diesem Verfahren wird nach dem Senden eines Anfangsimpulses durch Wirkung einer Spannungsverminderung im Zyklus 1 die Adresseninformation übertragen, indem Spannungsverminderungen in drei ausgewählten ungradzahligen Zyklen 3 bis 23 vorgenommen werden,und es wird eine Befehlsinformation dadurch übertragen, daß eine Spannungsverminderung in einem ausgewählten ungradzahligen Zyklus der Zyklen 25 bis 31 vorgenommen wird. Der Kodegenerator wird so ausgebildet, daß er eine entsprechende Impulsfolge bildet, wenn er ein solches Kodierungsverfahren vorsieht.

Um die Wahrscheinlichkeit zu vermindern, daß Steuerimpulse dem Thyristor zu unrichtigen Zündwinkeln zugeführt werden, führt ein Detektor 7 ein Signal einem dritten Eingang der UND-Schaltung 4 zu, so daß sich die UND-Schaltung nur dann öffnet, wenn der Speisespannungsverlauf eine positive Neigung

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aufweist und ein Detektor 8 führt ein Signal einem vierten Eingang der UND-Schaltung 4 zu, so daß sich die UND-Schaltung 4 nur dann öffnen kann, wenn der augenblickliche Wert der Speisespannung geringer als ein vorgegebener Wert ist.

Die Spannungsverminderungen, die durch den Sender hervorgerufen werden, treten an allen Stellen in der Anordnung jenseits des Punktes mit der gemeinsamen Kopplung auf. Eine Ausführungsform eines Empfängers zur Feststellung von Spannungsverminderungen wird nun beispielshalber anhand der Fig. 7 und 8 beschrieben.

Der Empfänger ist so ausgebildet, daß er das Integral des Spannungsverlaufs während eines festen Zeitabschnitts mißt. Nach jeder Messung wird der Integrator auf 0 zurückgestellt. Jeder Integrationswert wird mit dem vorherigen verglichen, um eine beträchtliche Amplitudenverminderung zu erkennen, die ein übertragenes. Signal anzeigt.

Wie bereits oben erläutert, wird der Sender in der negativen Halbwelle des Speisespannungsverlaufs spät gezündet, damit die Spannung in dem Bereich, bei dem ein Nulldurchgang von negativen zu positiven Werten stattfindet, gering ist. Der Empfänger ist folglich so ausgebildet, daß er einen von Negativen ins Positive gehenden Nulldurchgang feststellt und die Spannung während eines festen Zeitabschnitts danach integriert, während die Spannung noch vermindert ist, d.h. während 0,9 Millisekunden.

Gemäß Fig. 7 läßt sich die erforderliche Integration dadurch erreichen, daß ein Kondensator C4 über Widerstände R9 und R10 und über einen Gleichrichter D3 Von der Speisespannung (siehe Fig. 8A) an der Stelle der Anordnung gespeist wird, an der sich der Empfänger befindet.

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Ein Transistor TR4, der zu dem Kondensator C4 und dem Widerstand 10 parallelgeschaltet ist, ist so verschaltet, daß er in dem Augenblick nicht leitend wird, in dem ein Nulldurchgang vom Negativen ins Positive erfolgt und daß er wieder nach dem Integrationszeitabschnitt leitend wird. Der Widerstand R10 weist einen geringen Wert auf und dient nur dazu den Entladestrom des Kondensators C4 zu begrenzen, wenn der Transistor TR4 leitet. Die Wirksamkeit der Integration hängt damit im wesentlichen von den Werten des Kondensators C4 und des Widerstands R9 ab und die Reaktanz des Kondensators C4 ist klein gegenüber dem Wert des Widerstands R9, damit man eine wirksame Integration erhält.

Eine Schutzdiode D4 verhindert, daß der Kondensator C4 über das Potential der positiven Anschlußklemme einer Gleichspannungsquelle für den Empfänger während außergewöhnlicher Störungen der Speisespannung aufgeladen wird.

Die Spitzenspannung, auf die sich der Kondensator C4 während des Zeitabschnitts, während dessen der Transistor TR4 nicht leitet, auflädt (siehe Fig. 8E), ist ein Maß für das Integral der Speisespannung während dieser Zeit. Bei Betrieb des Senders wird sich ein geringerer Wert dieses Integrals ergeben und damit kann 'der Betrieb des Senders dadurch festgestellt werden, daß niedrige Werte der Spitzenaufladespannung des Kondensators C4 festgestellt werden.

Um diese niedrigen Werte der Spitzenspannung festzustellen, wird ein Speicherkondensator C5 durch den Kondensator C4 aufgeladen. Der Kondensator C5 ist mit einem Widerstand R12 in Reihe geschaltet, und diese sind wiederum zwischen die negative Anschlußklemme der Empfängerspeisespännungsquelle und den Emitter eines Transistors TR5 geschaltet, dessen Basis über

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einen Gleichrichter D5 mit der Verbindungsstelle zwischen dem Kondensator C4 und dem Widerstand R10 verbunden ist, wobei der Kollektor des Transistors TR5 über einen Widerstand R11 mit der positiven Anschlußklemme der Empfängergleichspannungsquelle verbunden ist. Der Kondensator C5 wird damit bis zu dem Spitzenwert der Integrationsspannung am Kondensator minus den Spannungsabfällen an dem Gleichrichter D5 und an dem Emitter-Basis-Übergang des Transistors TR5 aufgeladen. Von dem Kondensator C4 fließt nur ein kleiner Strom weg, wobei der Hauptanteil über den Transistor TR5 und zwar über seinen Kollektorwiderstand R11 fließt. Der Widerstand R12 begrenzt den Ladestrom des Kondensators C5 auf einen praktischen Wert und die Diode D5 schützt den Transistor TR5 vor übermäßigen Basis-Emitter-Sperrspannungen,

Ein Vorbelastungswiderstand R13, der zu dem Kondensator C5 parallelgeschaltet ist, entlädt diesen mit einer verhältnismäßig langen Entladezeit im Vergleich zu der Ladezeit. Wenn eine Spitzenladespannung an dem Kondensator C4 größer ist als die Spannung, auf die der Kondensator C5 entladen worden ist, dann erhält der Kondensator C5 einen Impuls des Ladestroms. Wenn die Spitzenladespannung an dem Kondensator C4 gleich oder geringer ist als die Spannung an dem Kondensator C5, dann erhält der Kondensator C5 keinen Impuls des Ladestroms (siehe Fig. 8P).

Das Auftreten einer Ladespannung an dem Kondensator C4 mit einer geringen Spitze, wie es sich aus der Betriebsweise des Senders ergibt, wird damit durch das Nichtvorhandensein eines Ladestromimpulses für den Kondensator C5 angezeigt.

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Je langsamer der Kondensator C5 entladen wird, desto geringer ist die Verminderung der Spitzenladespannung des Kondensators C4, die erforderlich ist, um den Verlust eines Ladestromimpulses zu verursachen. Damit hängt die Empfindlichkeit des Empfängers von dem Wert des Widerstands R13 ab.

Die Ladestroraimpulse des Kondensators C5 werden durch einen Transistor TR6 überwacht, dessen Basis mit dem Kollektor des Transistors TR5 verbunden ist,und es wird das Ausgangssignal des Empfängers (siehe Fig. 8G) von einem Widerstand R14 abgeleitet, der zwischen den Kollektor des Transistors TR6 und die negative Anschlußklemme der Gleichspannungsquelle des Empfängers geschaltet ist, wobei der Emitter des Transistors TR6 mit der positiven Anschlußklemme der Gleichspannungsquelle des Empfängers verbunden ist. Damit entspricht das Bild der fehlenden Impulse am Empfängerausgang dem Bild der Impulse, die durch den Kodiergenerator 6 in dem Sender gebildet werden.

Andererseits können die Ladestromimpulse mit Hilfe eines Differentiators überwacht werden, der zu dem Kondensator C5 parallelgeschaltet ist.

Um die erforderliche Steuerung der Leitfähigkeit des Transistors TR4 zu erreichen, wird die Speisespannung der Anordnung über einen Widerstand R1 dem Basis-Emitter-Übergang eines Transistors TR1 zugeführt, und es wird ein Gleichrichter D1 vorgesehen, um die Basis-Emitter-Sperrspannung des Transistors TR1 zu begrenzen,und der Transistor wird mit einem Kollektorwiderstand R2 versehen.

Während negative Abweichungen der Speisespannung der Anordnung wird der Transistor TR1 durch den Strom in dem Widerstand R1 und dem Gleichrichter D1 gesperrt gehalten, so daß

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der Transistorkollektor sich auf dem Potential der positiven Anschlußklemme der Empfängerspannungsquelle befindet. Sobald die Speisespannung der Anordnung einen Nulldurchgang vom Negativen ins Positive ausführt, beginnt der Transistor TR1 zu leiten, wodurch das Kollektorpotential des Transistors TR1 (siehe Fig. 8B) rasch von dem positiven Potential der Speisespannungsquelle des Empfängers auf das Potential 0 abfällt. Der Transistor TR1 bleibt leitend, bis der nächste Nulldurchgang der Speisespannung vom Positiven ins Negative erfolgt woraufhin sein Kollektorpotential rasch auf das positive Potential der Empfängerspeisespannung zurückkehrt. Der Transistor TR1 und seine zugehörigen Schaltungselemente weisen somit Bezugseinrichtungen auf, die am Kollektor des Transistors TR1 ein Ausgangssignal bilden, dessen ins Negative verlaufende Flanken das Vorhandensein von Nulldurchgängen der Speisespannung vom Negativen ins Positive anzeigen.

Das Kollektorpotential des Transistors TR1 wird über einen Kondensator C2 mit einem Punkt C verbunden, der wiederum mit der Basis eines Transistors TR2 über einen Gleichrichter D2 verbunden ist und über einen Widerstand R3 mit der positiven Anschlußklemme der Empfängerspeisespannung verbunden ist. Die ins Negative verlaufende Flanke des Kollektorpotentials des Transistors TR1 führt folglich dazu, daß der Transistor TR2 nichtleitend wird und der Gleichrichter begrenzt die Basis-Emitter-Sperrspannung des Transistors TR2. Nach dieser ins Negative gehenden Flanken stellt der Kondensator C2 über den Widerstand R3 sich auf, bis die Einschaltspannung des Gleichrichters D2 und des Transistors TR2 erreicht ist und der Transistor TR2 bleibt danach leitend, bis die nächste ins Negative verlaufende Flanke in dem Kollektorpotential des Transistors TR1 auftritt. Der Spannungsverlauf am Punkt C ist in Fig. 8C dargestellt und man erkennt, daß der Transistor

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TR2 zusammen mit den Schaltungselementen C2, R3 und D2 eine Taktvorrichtung bildet, die ins Negative verlaufende Ausgangsimpulse bildet, deren Länge von den Werten der Schaltungselemente C2 und R3 abhängt, und zwar entsprechend zu jedem vom Negativen ins Positive gehenden Nulldurchgang der Speisespannung der Anordnung.

Zwei Widerstände R4 und R5 sind mit dem Kollektorkreis des Transistors TR2 in Reihe geschaltet und das Potential an der Verbindungsstelle der Widerstände R4 und R5 wird der Basis eines Treibertransistors TR3 für den Transistor TR4 zugeführt, wobei der Kollektor des Transistors TR3 mit der Basis des Transistors TR4 über eine Schaltung gekoppelt ist, die drei in Reihe geschaltete Widerstände R6, R7 und R8 und einen Kondensator C3 enthält, der zu dem Widerstand R7 parallelgeschaltet ist, und in Fig. 8D ist der Verlauf des Basispotentials des Transistors TR4 dargestellt. Der Transistor TR3 und folglich auch der Transistor TR4 werden damit leitend und nichtleitend, wobei der Transistor TR2 den erforderlichen nichtleitenden Zeitabschnitt des Transistors TR4 bestimmt, der jedem Nulldurchgang vom Negativen ins Positive der Speisespannung der Anordnung folgt, wobei die Dauer dieses Zeitabschnitts von den Werten des Kondensators C2 und des Widerstands R3 abhängt.

Bei der oben beschriebenen Anordnung wird zwar beispielsweise die Information durch eine Spannungsverminderung übertragen, jedoch kann bei anderen Anordnungen gemäß der Erfindung eine Spannungserhöhung ausgenutzt werden. Diese kann man dadurch erreichen, daß man beispielsweise einen Kondensator auf eine Übertragungsanordnung zu geeigneten Zeiten entlädt, wobei dann der Kondensator von der Anordnung zwischen den Entladungen wieder aufgeladen wird. Anderer-

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seits kann man bei einer mehrphasigen Anordnung den erforderlichen Spannungsanstieg dadurch erhalten, daß man eine Phase augenblicklich zu bestimmten Zeiten mit einer anderen verbindet .

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Claims

Patentansprüche

Anordnung zum Übertragen von Informationen in einer Wechselstromspeiseanordnung,

dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen dadurch übertragen werden, daß der Wert ausgewählter Perioden des Speisespannungsverlaufs in dem Bereich der Spannung 0 der ausgewählten Perioden geändert ist.

Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Wert der ausgewählten Perioden in dem Bereich der Spannung 0 vermindert ist.

Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Änderung über einen Zeitabschnitt erstreckt, der nicht länger ist als 1/10 der Dauer einer Periode der Speisespannung.

Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung in dem Bereich eines Nulldurchgangs vom Negativen ins Positive des Speisespannungsverlaufs erfolgt.

Sender für eine Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorrichtung (T) zur Änderung des Werts ausgewählter Perioden des Speisespannungsverlaufs in dem Bereich der Spannung 0 ausgewählter Perioden vorge-

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sehen ist.

6. Sender nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Vorrichtung (T) den Speisespannungsverlauf in dem Bereich eines Nulldurchgangs vom Negativen ins Positive ändert.

7. Sender nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung einen elektronischen Schalter (TH) aufweist, der an die Speisespannungsquelle angeschlossen ist, und Einrichtungen (1 "bis 8; T1; R21; C21),um den Schalter zu bestimmten Zeiten vor einem Nulldurchgang in jeder ausgewählten Periode zu schließen.

8. Sender nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Schließen des Schalters folgende Elemente aufweist:

Eine erste Einrichtung (R21; C21; 1),um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das das Auftreten eines Spitzenwerts der Spannung der Speisespannungsquelle anzeigt; eine Taktvorrichtung (2), um einen Taktzeitabschnitt entsprechend dem Ausgang der ersten Vorrichtung einzuleiten; und einen Impulsgenerator (3)_t der einen Betriebsimpuls für den Schalter entsprechend dem Ende des Taktzeitabschnitts, der durch die Taktvorrichtung definiert ist, bildet.

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9. Sender nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

daß die ersten Einrichtungen eine Integrierschaltung (R21, C21) aufweisen, der eine geeignete Spannung der Speisespannungsquelle zugeführt wird, und eine Quadrierschaltung (1),der das Ausgangssignal der Integrierschaltung zugeführt wird.

10. Sender nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß eine UND-Schaltung (4) vorgesehen ist, die einen ersten Eingang aufweist, dem das Ausgangssignal des Impulsgenerators zugeführt wird, und daß ein Kodegenerator (6) vorgesehen ist, der Impulse einem zweiten Eingang der UND-Schaltung entsprechend der gewünschten Auswahl der Perioden zuführt, wobei der Ausgang der UND-Schaltung dazu verwendet wird, die Arbeitsweise des elektronischen Schalters zu steuern.

11. Sender nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (7) vorhanden ist, die ein Signal einem weiteren Eingang der UND-Schaltung zuführt, so daß sich die UND-Schaltung nur öffnet, wenn der Speisespannungsverlauf eine bestimmte Steigung besitzt.

12. Sender nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (8) vorhanden ist, durch die ein Signal einen weiteren Eingang der UND-Schaltung zugeführt wird, so daß die UND-Schaltung nur dann öffnet, wenn der augenblickliche Wert der Speisespannung geringer ist als ein vorbestimmter Wert.

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13. Sender nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter zu der Sekundärwicklung (S) eines Verteilungsumformers der Speisespannungsanordnung parallel geschaltet ist.

14. Sender nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter ein Thyristor (TH) ist.

15. Sender nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Filterschaltung (R20; C20; SS) zum Schutz des Thyristors gegen Stoßspannungen vorgesehen ist.

16. Empfänger für eine Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen (TR1 bis TR6; R1 bis R14; C1 bis C5; D1 bis D5), die auf eine Änderung des Wertes einer Periode des Speisespannungsverlaufs in dem Bereich einer Spannung 0 ansprechen.

17. Empfänger nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprecheinrichtung folgendes enthält: Eine Integrier schaltung (TR4; R9; R10; D3; D4; C4), die so angeordnet ist, daß sie eine geeignete Spannung der Speisespannungsanordnung für einen kurzen Zeitabschnitt nach einem Nulldurchgang des Spannungsverlaufs integriert; und Einrichtungen (TR5; TR6, R11 bis R14; C5), um eine beträchtliche Änderung des Wertes der Spannung während einer Integrationszeit festzustellen, indem das Ausgangssignal der Integrier-

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schaltung für jeden Integrationsabschnitt mit dem Ausgangssignal der Integrierschaltung für den davorliegenden Integrationsabschnitt verglichen wird.

18. Empfänger nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Feststellen der Änderung einen Kondensator (C5) aufweist, der so angeordnet ist, so daß er sich bis auf den Spitzenwert des Ausgangssignals der Integrierschaltung auflädt, eine Einrichtung (R13)»um den Kondensator zwischen den Integrationsabschnitten teilweise zu entladen,und Einrichtungen (TR5; TR6, R11, R12; R14) zur Überwachung der Zufuhr des Ladestroms zu der Kapazität.

19. Empfänger nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Integrierschaltung folgende Teile enthält: Einen Kondensator (C4), der mit einem Widerstand (R10; R9) in Reihe an eine geeignete Spannungsquelle angeschlossen ist, einen elektronischen Schalter (TR4), der an die Kapazität der Integrierschaltung angeschlossen ist; und Einrichtungen (TR1 bis TR3; R1 bis R8; C1 bis C3; T1; T2), um den Schalter jedes Integrationsabschnitts zu öffnen.

20. Empfänger nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Öffnung des Schalters folgende Teile enthält:

Bezugseinrichtung (R1; D1; C1; TR1; R2), die so angeordnet sind, daß sie ein Ausgangssignal bilden, dass das Auftreten von Nulldurchgängen der Spannung der Anordnung am Empfänger anzeigt, Takteinrichtungen

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(C2; R3 bis R5j D2; TR2), die auf das Ausgangssignal der Bezugseinrichtungen dadurch ansprechen, daß sie ein Ausgangssignal während einer bestimmten Zeit nach jedem Nulldurchgang bilden und Treibereinrichtungen (TRJ5; R6 bis R8; C3), um das Ausgangssignal der Takteinrichtungen zum Öffnen des Schalters zu verwenden.

21. Empfänger nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Nulldurchgänge vom Negativen ins Positive verlaufenden Nulldurchgänge der Speisespannung sind.

Rei/Pi.

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