DE2706130A1

DE2706130A1 - Waehleinrichtung fuer mehrspannungsheizung

Info

Publication number: DE2706130A1
Application number: DE19772706130
Authority: DE
Inventors: Gerhard Brieske
Original assignee: Schaltbau GmbH
Current assignee: Schaltbau GmbH
Priority date: 1977-02-14
Filing date: 1977-02-14
Publication date: 1978-08-17

Description

Wähleinrichtung fiir Mehrspannungsheizung
Die Erfindung betrifft eine Wähleinrichtung für Mehrspannungsheizungen, die nach Frequenz und Stromart der anstehenden Spannung die Heizwiderstände gruppiert.
Bei Mehrspannungswähleinrichtungen, wie sie im internationalen Zugverkehr bekannt sind, werden die einzelnen Heizwiderstände je nach der anstehenden Spannung gruppiert.
Es ist aus der DT-OS 25 Ol 388 bekannt, hochspannungsseitig die anstehende Betriebsspannung durch Schwingkreise bzw. durch RC-Glieder nach Frequenz und Stromart zu überprüfen und abhängig davon die über separate Zeitglieder und Transistorzwischenstufen hochspannungsseitig liegenden Erregerspulen von Relais anzuregen und sodann unter Potentialtrennung dadurch einen Stellmotor für die Umschaltung zu betätigen. Der Nachteil dieser Anordnung ist darin zu sehen, daß die auf bestimmte Frequenz und Stromarten abgestimmten Schwingkreise und RC-Glieder analog arbeitende Bauelemente enthalten, die aus Gründen der Temperaturschwankungen und der Bauteiltoleranzen einer Driftung unterliegen, so daß die Sicherheit der Schaltungsgruppierung davon beeinträchtigt wird. Darüber hinaus bedarf es bei der Anderung der einmal eingestellten Glieder in den Schingkreisen und RC-Gliedern eines Eingriffs in die Hochspannungsseite der Anlage.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine W.ihleinrichtung für Mehrspannungsheizungen anzugeben, die nicht auf vorgegebene Frequenzen und Spannungen beschränkt ist und bei der Fehlschaltungen durch Driftungen der Bauelemente weitgehend ausgeschlossen sind. Darüber hinaus wird eine leicht durchzuführende Änderung des Schaltprogrammes bei Änderung der Betriebsbedingungen angestrebt.
Gegenstand der Erfindung ist eine Wähleinrichtung für Mehrspannungsheizungen mit nach der Spannung durch Schaltelemente potentialtrennend gruppierbaren Heizwiderständen, wie in elektrischen Zugheizungen im internationalen Betrieb.
Die Erfindung wird darin gesehen, ß die anstehende Betriebsspannung hochspannungssetig nach Spannungshöhe und Frequenz direkt oder proportional in Digitalimpulse umgesetzt wird, die durch Potentialtrennung einer niederspannungsseitigen programmierbaren Logik zugeführt werden, die ihrerseits nach den aufgenommenen Impulsen die die Umgruppierung der Heizwiderstände durchführenden Schaltelemente auslöst.
Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Wählvorrichtung ist darin zu sehen, daß durch die hochspannungsseitig erfolgende Digitalisierung von Spannung und Frequenz die kritischen Werte der Driftung entzogen sind. Da zudem durch die Digitalisierung auch die häufig auftretenden erheblichen Abweichungen insbesondere bei der anstehenden Spannung erfaßt werden können und die Logik auf eine gewisse Bandbreite der Spannung und Frequenz programmierbar ist, ist die erfindungsgemäße Wähleinrichtung im wesentlich erweiterten Umfang einsetzbar als die auf bestimmte Frequenz und bestimmte Spannung eingestellten vorbekannten Wähl einrichtungen.
In Weiterbildung der Erfindung ist an einem der Heizwiderstände, vorzugsweise an dem erdnächsten, ein Schmitt-Trigger vorgesehen, der die dort anstehende Spannung der Höhe nach überwacht und der bei Überschreiten eines Grenzwertes ein Signal abgibt, daß ebenfalls unter Potentialtrennung der Logik zugeführt wird, die ihrerseits dann die Ausschaltung des Heizstromkreises auslöst. Diese Weiterbildung der Erfindung ist für etwa auftretende Fälle von Fehl gruppierung en der Heizwiderstände vorteilhaft. Da alle Heizwiderstände für sich auf die gleiche Betriebsspannung ausgelegt sind, zeigt das Auftreten einer Überspannung an einem der Heizwiderstände eine Fehlgruppierun.g an. Weil der kritische Spannungswert von vornherein festgelegt ist, ist die hochspannungsseitige Anordnung des Schmitt-Triggers unschädlich, denn dieser braucht, solange er funtionsfähig ist, nicht geändert zu werden.
Mit besonderem Vorteil wird die Potentialtrennung vor dem Eingang der Logik mittels Plrotokopplern vorgenommen, da diese für die Übertragung digitalisierter Signale besonders geeignet sind.
Die Figur zeigt in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Wähleinrichtung nach der Erfindung.
Die anstehende Speisespannung wird über einem Widerstand oder Spannungsteiler l*und einem Verstärker 2 zugeführt.
Der Ausgang des Verstärkers 2 ist an den Spannungs-Frequenz-Wandler 4 geführt, der eine der an 1 anstehenden abgegriffen Spannung entsprechende Frequenz abgibt. Die so ermittelte Frequenz wird unter galvanischer Trennung über den Photokoppler 5 in ein dekadisches Zählwerk 6 eingegeben, das aus drei hintereinander liegenden Zählern besteht. Um ein Umgruppieren der Heizwiderstände durch zufällige kurzzeitige Abweichungen in der Speisespannung auszuschalten, ist eine Meßrate 7 vorgesehen. Sowohl das Zählergebnis als Maß der anstehenden Spannung als auch das Überwachungsergebnis der Meßrate werden einer logischen Schaltung 8 zugeführt. Die bei 1 abgegriffene Spannung wird gleichzeitig dem Verstärker 3 zugeführt, der feststellt, ob Gleichstrom oder Wechselstrom ansteht. Den Ausgang des Verstärkers 3 wird über den galvanisch trennenden Photokoppler 17 in eine Schaltung 9 gegeben, die nach der festgestellten Frequenz ein Auswahlsignal abgibt, das ebenfalls in die logische Schaltung 8 gelangt. Je nach den ihr aus dem Zähkerk 6 und der Schaltung 9 eingegebenen Werten steuert die logische Schaltung 8 die bistabilen Kippstufen 10 an. Eine weitere bistabile Kippstufe 11 wacht darüber, daß bei dauernden Anstehen einer Überspannung die Heizung abgeschaltet wird. Die Ausgangssignale der Kippstufen 10 und 11 werden über Und-Glieder 12 auf Verstärker gegeben, deren Ausgangsleistung die Spulen der gruppierenden Schütze erregt. Weiterhin wird die über dem erdnächsten Teilwiderstand 13 der Heizung anstehende Spannung abgegriffen und über einen Verstärker 14 und den galvanisch trennenden Photokoppler 15 auf eine weitere bistabile Kippstufe 16 gegeben, die bei Auftreten einer Überspannung an dem Widerstand 13 die Kippstufen 10 abschaltet, da beim Auftreten einer dauernden Überspannung an diesen Teilwiderstand eine Fehlgruppierung vorliegt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Wähleinrichtung für Mehrspannungsheizung mit nach der Spannung durch Schaltelemente potentialtrennend gruppierbaren Heizwiderständen wie in elektrischen Zugheizungen im internationalen Betrieb, dadurch gekennzeichnet, daß die anstehende Betri ebsspannung hochspannungsseitig nach Spannunshöhe (4) und Frequenz (<3) direkt oder proportional in DigittlimpuLse umgesetzt wird, die unter Potenti-altrennung (5,15,17) einer niederspannungsseitigen programmierbaren Logik (8) zugefjihrt werden, die ihrerseits nach den aufgenommenen Impulsen die die Umgruppierung der Heizwiderstände durchführenden Schaltelemente auslöst.
2. Wähleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet1 daß an einem der Heizwiderstände, vorzugsweise an dem erdnächsten (13) die anstehende Spannung der Höhe nach überwacht wird (14) und bei Überschreiten eines Grenzwertes ein Signal abgegeben wird, das ebenfalls unter Potentialtrennung (15) der Logik (8) zugeführt wird, die ihrerseits dann die Ausschaltung des Heizstromkreises auslöst.
3. Wähleinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Potentialtrennung vor den Eingängen der Logik über Photokoppler (5, 15, 17) erfolgt.