DE2711232C2 - Verfahren zur Umschaltung von Straßenverkehrsanlagen von Tag- auf Nachtbetrieb - Google Patents

Description

last eines oder mehrerer Lichtsignalgeber einer Kreuzung symbolisiert Sie liegt mit einem Anschluß fest an der Sekundärwicklung des Speisetransformators 2 und kann über Hybridschalter I und II mit Anzapfungen zum Beispiel 42 V (Tagbetrieb) oder 36 V (Nachtbetrieb) verbunden werden. Die Hybridschalter bestehen jeweils aus Schützkontakten 3 bzw. 4 für Dauerstromführung und schaltenden Halbleitet elementen, hier Triacs 5 bzw. 6, für den exakten Schaltvorgang. Dargestellt ist die Schaltungsanordnung für Tagbetrieb. Der Schützkontakt 3 des Hybridschalters I ist geschlossen und der zugehörige Triac 5 nicht leitend Schützkontakt 4 des Hybridschalters II ist geöffnet und sein zugehöriger Triac 6 ebenfalls nicht leitend. Eine Spannung U\ (42 V) liegt über den dauerstromführenden Schutzkontakt des Hybridschalters I an der Last Ϊ. Soll auf Nachtbetrieb umgeschaltet werden, wird zunächst der Triac 5 durch Anlegen einer Zündspannung zum Zeitpunkt fi (siehe Fig. 2) gezündet und dem dauerstromführenden Schützkontakt 3 parallelgeschaltet Der Laststrom kann nach öffnen von Kontakt 3 über den Triac 5 verlaufen. Im Zeitpunkt tz wird unter BerücksichtigLüg der Gesamtschaitzeit des Schützes der Kontakt 3 geöffnet Der genaue Zeitpunkt ist unerheblich, der Kontakt 3 muß nur vor dem den Laststrom jetzt übernehmenden Triac öffnen. Das wird von einer hier nicht näher dargestellten Steuerlogik überwacht Nach öffnen des Kontaktes 3 wird vom Triac 5 die Zündspannung abgezogen, und dieser erlischt im nächstfolgenden Nulidurchgang (Zeitpunkt t₃). Die Last 1 ist damit spannungslos. Die Spannungspause beträgt genau zwei Halbwellen (20 ms bei 50 Hz). Danach wird im Zeitpunkt U der Triac 6 zu einem Zeitpunkt gezündet wo die Spannungshalbwelle U2 (Nachtspannung) wieder ansteigt Gegenüber der letzten Halbwelle, der Tagspannung Ui, besteht damit as herkömmlicher Poiaritätswechsel, also Wechselstrombetrieb, der den Transformator und nachgeschaltete Induktivitäten nicht in die Sättigung treibt Die 20 ms Umschaltpause genügen für einwandfreies Umschalten und lassen die jignalsicherungen nicht ansprechen. Um den Triac 6 nicht zu überlasten, wird nach einer weiteren Halbwelle das Schütz für Kontakt 4 angesteuert Bis der Schützkontakt 4 für die Dauerstromführung des Hybridschalters II schließt (ts), vergehen jedoch noch einige Halbwellen. Bei Nulldurchgang erlischt im Zeitpunkt (6 der Triac 6, nachdem die Zündung nicht mehr ansteht Für eine Umschaltung von Nacht- auf Tagbetrieb, das heißt auf die höhere Spannung von 42 V, wird in gleicher Weise vorgegangen; Hybridschalter II wird ab- und Hybridschalter I zugeschaltet Vergleiche Fig.2 entsprechen dabei die Schaltvorgänge für Hybridschalter II mit den Zeitpunkten ti, ig, (9 den geschilderten für Hybridschalter I zu den Zeitpunkten t\, h, ti. Weiterhin entsprechen die Vorgänge zu den Zeiten fio bis /12 denen von u bis /6-

Die Triacs 5 und 6 sowie die Schützspulen für die Betätigung der Kontakte 3 und 4 werden von logischen Schalt- und Zählgliedern für die Netzhalbwellen gesteuert Der Aufbau solcher Steuerschaltungen ist bekannt Er kann in verschiedener Hinsicht modifiziert werden und ist für die Erfindung hier nicht wesentlich. Von einer näheren Erläuterung wurde daher abgesehen. Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß in einer Schaltungsanordnung, wie sie F i g. 1 zeigt statt mit Triacs auch mit antiparaäHen Thyristorpaaren gearbeitet werden kann. Die bei der Umschalteinrichtung zur Verwendung kommenden Triad's oder Thyristoren haben nach Umschaltvorgängen von Tag- auf Nachtbetrieb oder umgekehrt im allgemeinen viele Stunden Zeit zum Abkühlen bis zum nächsten Schaltvorgang. Sollten aus Fehlergründen die Schütze für die Dauerstromschaltung einmal nicht oder verspätet anziehen, sprechen Wärmefühler auf den Halbleiterkühlern an und schalten die Straßenverkehrssignalanlage ab.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 penspannung durch Anlegen der Glühiampenlast der Patentansprüche: Beleuchtungs- oder Signallampen an Transformatoran- zapfungen mit verschieden hohen Wechselspannungen

1. Verfahren zur Umschaltung von Straßenver- geändert wird. Das Umschalten der Glühiampenlast auf kehrsanlagen von Tag- auf Nachtbetrieb, bei dem 5 verschiedene Transformatoranzapfungen ist jedoch !edie aus einem Transformator gespeiste Glühlampen- diglich bei Glühlampenlasten relativ geringer Leistung last der Signalgeber über jeweilige Schalteinrichtun- problemlos mit Hilfe von mechanischen Schaltkontakgen an verschieden hohe Wechselspannungen lie- ten möglich. Bei höheren Lasten können erhebliche fernde Transformatoranzapfungen angeschaltet Spannungsstöße und Gleichstromvormagnetisierungen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als 10 der verwendeten Transformatoren auftreten und wei-SchaJteinrichtungen Halbleiterschalter einschließen- terhin besteht die Gefahr eines Ansprechens von Signalde Schalteinrichtungen verwendet werden, daß das Sicherungseinrichtungen von Verkehrssignalanlagen Abschalten der an der Glühlampenlast anliegenden während des Umschaltvorgangs.

einen Spannung (U 1) und das Anschalten der je- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verweils anderen Spannung (UT) bei Nulldurchgang \o fahren der eingangs genannten Art zur Umschaltung ff 3 bzw. f 4) erfolgt und daß zwischen dem Abschal- von Straßenverkehrsanlagen, die über einen Transforten und Anschalten eine definierte zwischenzeitliche mator gespeist werden und mit schnell ansprechenden Pause (t3 bis i4) von wenigen Halbwellen derart Signalsicherungseinrichtungen ausgerüstet sind, von hervorgerufen wird, daß der Polaritätswechsel (+, Tag- auf Nachtbetrieb und umgekehrt zu schaffen, bei —) aufeinanderfolgender Halbwellen zwischen der 20 dem keine Gefahr eines Ansprechens der Sichenmgsletzten Haibweüc der einen Spannung (U 1) und der einrichtungen oder einer Überlastung des Transformaersten Halbwelle der anderen Spannung (U2) ge- tors und ggf. der ihm nachgeschalteten induktiven Verwahrt bleibt braucher durch Spannungsstößel oder Gleichstromvor-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- magnetisierung besteht

zeichnet, daß eine zwischenzeitliche definierte Pause 25 Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden (t 3 bis i4) von exakt zwei Halbwellen vorgesehen Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gewird, löst

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen kennzeichnet, daß als Schalteinrichtungen Hybrid- der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
schalter (I, H) verwendet werden, die neben den 30 Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Ver-I lalbleäter?-;haltern (5, 6) Schützkontakte (3, 4) für fahrens ist sichergestellt, daß die Umschaltpause so kurz die Dauerstromführung enthalten, daß für eine Um- ist, daß die Signalsicherungseinrichtungen nicht anspreschaltsequenz der Halbleiterschalter (5) des strom- chen und daß andererseits keine Überlastung des Transführenden Hybridschaltevs (I) gezündet (Ti), der zu- formators durch Spannungsstöße oder eine Gleich-

gehörige Schützkontakt (3) geöffnet (t 2) und in ei- 35 stromvormagnetisierung besteht
■ nem folgenden Nulldurchgang (t3) der einen Span- Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfinp nung (U 1) der Halbleiterschalter (5) gelöscht wird dung sind die Schalteinrichtungen durch Hybridschalter und daß der Halbleiterschalter (6) des die Stromfüh- gebildet die aus dem Halbleiterschalter und einem meal rung übernehmenden Hybridschalters (H) nach zwei chanischen Schalter, beispielswt<Ge in Form eines ;| Halbwellen gezündet (t 4), der zugehörige Schütz- 40 SchaltschQtz bestehen, der den Dauerstrom im geschal- %\ kontakt (4) geschlossen (t S) und in einem folgenden teten Zustand übernimmt, wänrend der eigentliche Nulldurchgang (t6) der anderen Spannung (U2) der Schaltvorgang von den Halbleiterschaltern übernom-ίί letztgenannte Halbleiterschalter (6) gelöscht wird. men wird. Auf diese Weise werden die Vorteile eines

vernachlässigbaren Spannungsabfalls und der entspre-

j 45 chend vernachlässigbaren Verlustleistung von Schalt-

' schützen mit den definierten und schnellen Schalteigenschaften von Halbleiterschaltern kombiniert

, - Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren der im Durch die exakte Umschaltung bei Nulldurchgang

■■l Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art (DE-PS und eine definierte Pause von nur wenigen Halbwellen,

> 9 65 205). 50 die leicht gezählt werden können, ist die Stromunterbre-

Straßenverkehrssignalanlagen mit Lichtsignalgebern chung auf der Signalgeberleitung einerseits so kurz, daß

müssen am Tage, insbesondere auch bei Sonnenschein, die Signalsicherungseinrichtungen nicht ansprechen

sicher erkennbar sein, was eine hohe Lichtstärke be- und andererseits wird durch die genaue Abstimmung

^: dingt. In der Nacht dagegen sollen sie nicht blenden. Aus der Pause nach Halbwellen exakt auf die Magnetisie-

diesem Grund ist es bereits bekannt (DE-OS 22 20 227), 55 rungsverhältnisse der angeschlossenen Wandler und des

die Versorgungsspannungen der Lichtsignalgeber elek- Transformators Rücksicht genommen.

trisch oder mechanisch so zu regeln, daß sie sich den Bei einer bevorzugten Ausführungsform entspricht

herrschenden Umgebungsbeleuchtungen entsprechend die Pause exakt nur zwei Halbwellen, was 50 Hz einer

.'..; anpassen. Eine solche Spannungsherabsetzung bringt schadlosen Umschaltung innerhalb von 20 ms ent-

\): nicht nur die erwünschte Ausschaltung des Blendeffekts, 60 spricht.

j; sondern hat darüber hinaus auch den Vorteil von Ener- Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im fol-

% gieersparnis und Glühlampenschonung. Durch die her- genden anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

1;' abgesetzte Spannung erhöht sich die Lebensdauer der Die

\] Lampen beträchtlich. Fig. 1 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung

;v Es ist weiterhin bekannt (DE-PS 9 65 205), Beleuch- 65 zur Realisierung einer Tag'/Nachtumschaltung, wie sie

'(■;; tungs- oder Signallampen geringer Leistung von einer an Hand der Spannungsverläufe für das erfindungsgc-

ψ Tagesbeleuchtung auf Nachtbeleuchtung und umge- mäße Verfahren in F i g. 2 wiedergegeben ist.

Ji kehrt umzuschalten, wobei zu diesem Zweck die Lam- In Fig. 1 ist mit 1 die zusammengefaßte Glühlampen-