DE2750394C3 - Tonfrequenz-Rundsteueranlage mit einem Wechselrichter als Tonfrequenz- Rundsteuersender - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tonfrequenz-Rundsteueranlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 (Hauptpatent 25 56 344), wie sie aus der Offenlegungsschrift 25 56 344 (Hauptpatentanmeldung) bekannt ist. Als Tonfrequenz-Rundsteuersender dient ein Wechselrichter, dessen Ausgangsphasenspannungen jeweils über eine Längsinduktivität, einen Filterkreis und einen Stromwandler in ein Versorgungsnetz einspeisbar sind. Eine Fernwirkeinheit erzeugt Tonfrequenzimpulse und Taktimpulse für die Steuereinheit des Wechselrichters, wobei zwischen die Fernwirkeinheit und die Steuereinheit eine Anlaufsteuerung als Schutzeinrichtung zur Begrenzung der Einschaltströme geschaltet ist. Die Anlaufsteuerung enthält einen Modulator für die Tonfrequenzimpulse, dessen Moduiationseingänge mit synchronisierten pulsbreitenmodulienen Steuerimpulsen mit abnehmender Pulsbreite beaufschlagt sind. Durch diese Pulsbreitenmodulation der Tonfrequenzimpulse wird erreicht, daß die Ausgangsspannungen des Wechselrichters bei Beginn eines Taktimpulses nicht sprungartig auf die volle Amplitude aufgesteuert werden, sondern zur Vermeidung von Einschalts'.romstößen kontinuierlich hochgefahren werden.
Ein solcher Tonfrequenz- Rundsteuersender nach dem

so Pulsumrichterprinzip, der aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 56 344 bekannt ist, wird üblicherweise im Hinblick auf die sichere Kommutierung eines maximal zulässigen Stromes ausgelegt. Wird die maximale Kommutierfähigkeit erreicht, muß der Tonfrequenz-Rundsteuersender abgeschaltet werden. Zur Überwachung auf Überstrom und zur Abschaltung dient im allgemeinen eine Überstrom-Auslöseschaltung. Es wird hierzu auf die Siemens-Zeitschrift 50. Jg., Heft 3, 1976, Seiten 144 bis 147, insbesondere Abschnitt »Pulswechselrichter als Rundsteuersender« hingewiesen, wo eine solche Auslöseschaltung — allerdings nicht im einzelnen — erläutert ist. Eine Übefstföm-Auslöseschaltung schützt bekanntlich durch Abschaltung vor einem gefährlich hohen Kurzschlußstrom. Sie spricht aber gewöhnlich auch schon bei einem transienten Überstrom an, der durch einen transienten Vorgang am Ausgang des Wechselrichters bedingt sein kann; beispielsweise können sich Schwankungen der Last in

Form von kurzzeitigen Oberströmen bemerkbar machen. Durch Abschaltungen des Tonfrequenz-Rundsteuersenders können Fehler bei der Übertragung eines Informationstelegrammes an die Empfangsseite entstehen, was zu falschen Handlungen am Verbraucher führt Eine Abschaltung sollte aus diesem Grunde nur im extremen Notfall vorgenommen werden.

Aus der Zeitschrift »Elektrizitätswirtschaft«, Jg. 70 (1971), Heft 9, Seiten 237 bis 241, insbesondere Seite 238, linke Spalte, 1. \bsatz, ist es bereits bekannt, einen Tonfrequenz-Rundsteuersender, der über eine Ankopplungseinheit mit Parallel- und Serienschwingkreis an ein Versorgungsnetz angeschlossen ist dadurch gegen Oberlast 211 schützen, daß die Ausgangswechselspannung im Gefahrenmoment durch Anschnitt sehr schnell reduziert wird. Die Schaltung zur Anschnitissteuerung ist hierbei als eine Einrichtung zur Strombegrenzung anzusehen. Sie schützt den Tonfrequenzrundsteuersender beim erstmaligen Aufladen des Parallelschwingkreises der Ankopplungseinheit zu Beginn eines jeden Impulses des zu übertragenden Informationstelegramms und gegen jede Art von Kurzschlüssen und Erdschlüssen hinter dem Serienschwingkreis. Die bekannte Einrichtung zur Strombegrenzung sorgt demnach speziell dafür, daß bei Auftreten eines Überstroms beliebiger Ursache in die Anschnittssteuerung übergegangen wird. Dadurch wird — wie bei der bekannten Überstrom-Auslöseschaltung — mit Sicherheit gewährleistet, daß die Kommutierungsgrenze des Wechselrichters nicht erreicht oder gar überschritten -so wird. Aber auch hier kann es bei einer nur kurzzeitigen Störung (transienter Überstrom) zu einer Störung im Sendebetrieb kommen. Die ausgesandte Information kann auch in diesem Fall verstümmelt, d.h. mit Fehlinformationen versehen, auf der Empfangsseite ankommen und zu Fehlhandlungen am Verbraucher führen. Fehler im Informationstelegramm sollten aber nach Möglichkeit vermieden werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Tonfrequenz-Rund- w Steueranlage .mit einer Einrichtung zur Strombegrenzung auszurüsten, die bei Auftreten eines transienten ÜberstroiTis am Ausgang des Wechselrichter«; noch eine einwandfreie Informationsübermittiung gewährleistet, also das bisher übliche Abschalten vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Aniaufsteuei ung zusätzlich eine Einrichtung zur Strombegrenzung zugeordnet ist, die beim Auftreten eines transienten Überstromes am Ausgang des Wechselrichters durch ein Strombegrenzungs-Eingriffssignal die Ausgangsphase.!spannungen dieses Wechselrichters innerhalb einer kurzen Eingriffszeit von der im normalen Sendebetrieb verwendeten 180°-Rechteckform in die in der Phase des Anlaufs verwendete pulsbreitenmodulierte Rechteckform überführt und die anschließend die pulsbreitenmodulierte Rechteckform in derselben Weise wie beim Anlauf in die 180°-Rechteckform zurückführt, und daß die Einrichtung zur Strombegrenzung eine Begrenzungsschaltung enthält, die das Strombegrenzungseingriffssignal erst oberhalb eines einstellbaren Mindestwertes der Ausgangsphasenspannungen freigibt und die bei Unterschreiten dieses Mindestwertes während des Strombegrenzungseingriffs die Ausgangsphasenspannung auf den Mindestwert begrenzt.

Dadurch ergeben sich Vorteile insbesondere deshalb, weil bei der beschriebenen Tonfrequenz-Rundsteueranlage beim Erreichen eir.is (an einem Einstellorgan) eingestellten Stromspitzenwertes, der noch unterhalb der Kommutierungsgrenze liegt mit dem Strombegrenzungs-Eingriffssignal in die Form der tonfrequenten Ausgangswechselspannung eingegriffen wird. Liegt — wie beim Ausführungsbeispiel gemäß dem Hauptpatent 24 56 344 — im Normaibetrieb als Steuersignal eine vorgegebene Referenzspannung vor, so wird diese hierbei mit Hilfe des Strombegrenzungs-Eingriffssignals, das insbesondere ein synchrones digitales Signal sein kann, während der Eingriffszeit um einen bestimmten Betrag zurückgesetzt Die Zurücksetzung findet dabei während der erwähnten Eingriffszeit in Richtung modulierter Betrieb statt Der seitliche Anstieg des Referenzsignals beim Zurücksetzen sollte vorzugsweise parallel verlaufen zur sägezahnförmigen Vergleichsspannung, damit keine unerwünschten Schnittpunkte entstehen. Die Eingriffszeit kann fest vorgegeben sein. Der Tonfrequenz-Rundsteuersender arbeitet nach der Rücksetzung wieder im Modulationsverfahren wie beim Anschwingen, und zwar ebenfalls mit entsprechend erniedrigter tonfrer;:enter Ausgangswechselspannung. Vom Ablauf der vorgegebenen Eingriffszeit an geht die Anlaufsteuerung während der sogenannten Übergangszeit selbsttätig vom modulierten in den unmodulierten Betrieb über; sie verbucht dabei, die volle Ausgangswechselspannung nach der Übergangszeit wieder zu erreichen. Wird dies von einer erneuten Stromspitze nicht zugelassen, so erfolgt ein neuer Strombegrenzungseingriff. Mit dem gezielten Strombegrenzungseingriff, z. B. auf die im Ausführungsbeispiel des Hauptpatents 24 56 344 verwendete Referenzspannung, wird also durch Herabsetzen des Mittelwertes der Ausgangswechselspannung ein völliges Abschalten des Wechselrichters, das andernfalls durch eine Überstrom-Auslöseschaltung erforderlich wäre, verhindert.

Bei der beschriebenen Tonfrequenz-Rundsteueranlage ist aber durch die Begrenzungsschaitung gleichzeitig auch sichergestellt, daß auch bei einem transienten Überstrom noch ein ausreichender Tonfrequenzpegel ins Versorgungsnetz gelangt. Bei einem erforderlichen Stro nbegrenzungseingriff wird nämlich nicht zu weit in den modulierten Bereich übergegangen; im Ausführungsbeispiel des Hauptpatents 24 56 344 wird also die Referenzspannung nicht zu weit zurückgesetzt. Bei einem zu weiten Zurücksetzen würde die Gefahr bestehen, daß kein ausreichender Tonfrequenzpegel ins Versorgungsnetz gelangt oder daß eine Rückspeisung von der Netzseite her den Tonfrequenz-Rundsteuersender beeinflußt. Der Strombegrenzungseingriff wird daher erst oberhalb des erwähnten einstellbaren Mindestv/ertes für die Ausgangswechselspannung freigegeben. Sinkt während des Strombegrenzungsebgriffs die Ausgar.gsv/echselspannung, so ist datür gesorgt, daß sie den Mindestwert nicht unterschreitet. Ist bei diesem Mindestwert der sich ergebende Strom am Ausgang des Wechselrichters noch zu groß, so wird der Tonfrequenz-Rundsteuersender abgeschaltet.

Als Mindestwert '..ann insbesondere die zur Aufrechterhaltung der Informationsübertragung gerade noch mindestens benötigte Ausgangswechselspannung vorgesehen sein.

Bei der beschriebenen Tonfrequenz-Rundsteueranlage ist gewährleistet, daß keine verstümmelten Informationen von der Sendeseite abgegeben werden können. Entweder wird durch den Strombegrenzungseingriff erreicht, daß der Überstrom abgebaut wird und die

Informationsübertragung fehlerfrei gewährleistet ist, oder die Tonfrequenz-Rundsteueranlage wird nach einem vergeblichen Versuch durch die zusätzlich vorhandene Überstrom-Auslöseschaltung abgeschaltet, wodurch eine Informationsübertragung unterbleibt. Auf transienten Überströmen beruhende Abschaltungen werden vermieden.

Ein besonderer Vorteil ist darin zu sehen, daß ein Großteil der bisher nur beim Anlauf verwendeten Bauteile nunmehr auch im Normalbetrieb herangezogen wird, daß also eine Doppelausnutzung stattfindet.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von 5 Figuren näher beschrieben. Als Tonfrequenz-Rundsteueranlage wird dabei das im Hauptpatent 24 56 344 im einzelnen erläuterte Aus· führungsbeispiel einer Tonfrequenz-Rundsteueranlage zugrundegelegt. Im folgenden werden nur diejenigen Bauteile der bekannten Rundsteueranlage gezeigt und näher beschrieben, die infolge der beschriebenen Anordnung einer zusätzlichen Einrichtung zur Sirombe- 2ö grenzung eine Änderung erfahren. Die übrigen Bauteile können unverändert weiterverwendet werden. Es zeigt

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der bekannten Tonfrequenz-Rundsteueranlage mit Anlaufsteuerung, wobei eine zusätzliche in der beschriebenen Weise -5 angeordnete Einrichtung zur Strombegrenzung eingezeichnet ist,

Fig.2 ein Blockschaltbild der geänderten Anlaufsteuerung mit Anschluß einer Einrichtung zur Strombegrenzung,

Fig. 3 ein detailliertes Schaltbild einer Einrichtung zur Strombegrenzung gemäß F i g. 2, die in Verbindung mit der bekannten Tonfrequenz-Rundsteueranlage arbeitet,

Fig.4 eine geänderte, im Detail dargestellte Tor- J? schaltung, die innerhalb der Anlaufsteuerung verwendet wird, und

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Rundsteueranlage nach F i g. 1 bis 4.

Fig. 1 zeigt eine Tonfrequenz-Rundsteueranlage, bei *o der als Tonfrequenz-Rundsteuersender ein Wechselrichter 1 vorgesehen ist. Dieser Wechselrichter 1 ist zur Pulsbreitenmodulation eingerichtet. Er umfaßt einen Leistungsteil la und eine Steuereinheit ib. Der Wechselrichter 1 wird eingangsseitig von einer deichspannung gespeist, die ein Gleichrichtergerät 2 aus einer dreiphasigen Versorgungspannung Um bildet. Zwischen Gleichrichtergerät 2 und Wechselrichter I liegt ein Zwischenkreiskondensator 3. Der Wechselrichter l,das Gleichrichtergerät 2 und der Zwischenkreiskondensator 3 stellen einen Umrichter mit konstanter Zwischenkreisspannung dar.

Der Wechselrichter 1 bildet drei tonfrequente Ausgangsphasenspannungen mit rechteckförmigem Zeitverlauf. Die Tonfrequenz liegt vorzugsweise im Bereich zwischen 150 Hz und 500 Hz. Die drei Ausgangsphasenspannungen werden über einen Transformator 4, über drei Längsinduktivitäten 5R, 55, 5T, über einen Filterkreis 7 und über drei Stromwandler 6Ä, 65,6 Tin ein Versorgungsnetz N mn den Phasen R, S, T &o eingespeist Bei den Stromwandlern 6R, 65, 67"handelt es sich um spezielle Ankopplungstransformatoren. Der Filterkreis 7 ist als Drehstromfilter aus Kondensatoren Ci bis C 6 und aus Induktivitäten L 1 bis L 3 aufgebaut, die in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise geschaltet sind. Der FHterkreis 7 ist so abgestimmt, daß er für die tonfrequenten Ausgangsphasenspannungen einen hohen Wechselstromwiderstand aufweist, so daß die Tonfrequenzleistung vom Wechselrichter 1 verlustarm über die Stromwandler 6Ä, 65, 6 T in das Versorgungsnetz N eingespeist wird. Die LC- Schaltung der Kondensatoren C4 bis C6 und der Induktivitäten L1 bis L 3 ist dabei so ausgelegt, daß der Wechselstromwiderstand für die netzfrequente Wechselspannung des Versorgungsnetzes N klein ist, so daß diese Z-C-Schaltung für die Stromwandler 6R, 65,6Teine niederohmige Bürde und damit für die netzfrequente Wechselspannung einen Kurzschluß darstellt.

Um beim Einschalten keine unzulässig hohen EinschaltstromstöOe zu erhalten, wird die Steuereinheit Xb des Wechselrichters 1 von einer Anlaufsteuerung 8 beaufschlagt, die wiederum von einer Fernwirkeinheit 9 mit Signalen versorgt wird.

Der bisher beschriebene Schaltungsteil von F i g. 1 ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 24 56 344 bekannt. Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der bekannte Schaltungsteil durch weitere Bauelemente ergänzt ist.

Es i'iäiidcii SiCu dabei UiTi eint Einrichtung Zur Strombegrenzung 100, die der Anlaufsteuerung 8 zugeordnet ist. Diese Einrichtung zur Strombegrenzung 100 ist so eingerichtet, daß sie beim Auftreten eines Überstromes am Ausgang des Wechselrichters 1 a durch ein von der Ausgangsklemme 100a an die Anlaufsteuerung 8 gegebenes Strombegrenzungs-Eingriffssignal w die Ausgangsphasenspannung dieses Wechselrichters la innerhalb einer kurzen Eingriffszeit f_e von der im norma!<„a Sendebetrieb verwendeten 180°-Rechteckform in die in der Endphase des Anlaufs verwendete pulsbreitenmodulierte Rechteckform überführt. Das an der Ausgangsklemme 100a von der Einrichtung 100 gelieferte Strombegrenzungs-Eingriffssignal w legt die zeitliche Dauer eines Strombegrenzungseingriffs fest. Die Einrichtung 100 ist weiterhin so eingerichtet, daß sie daran anschließend während einer Übergangszeit Udie pulsbreitenmodulierte Rechteckform — in derselben Art und Weise wie heim Anlauf — in die 180°-Rechteckform zurückführt.

Mit der Bezeichnung »Überstrom« ist dabei ein Ausgangswechselstrom Ir, Is. It gemeint, der betragsmäßig über einem maximal zulässigen Strom /* liegt. Zur Feststellung, ob ein solcher »Überstrom« vorliegt, werden die mit Stromwandlern 101, 102, 103 gemessenen Ausgangswechselströme Ir, Is. It der Einrichtung 100 zugeführt und dort mittels eines (in F i g. 3 näher dargestellten) Grenzwertmelders mit dem vorgegebenen maximalen Strom /"verglichen. Dieser läßt sich an einem Einstellorgan 105, das als Potentiometer dargestellt ist, einstellen. Die Einrichtung zur Strombegrenzung 100 ist weiterhin so eingerichtet, daß sie eine (in F i g. 3 näher dargestelllte) Begrenzungsschaltunfe enthält Diese gibt das Strombegrenzungs-Eingriffssignal w erst oberhalb eines einstellbaren Mindestwertes U*_mm der Ausgangsphasenspannung frei; weiterhin begrenzt sie bei Unterschreiten dieses Mindestwertes U*_mi„ während des Strombegrenzungseingriffs die Ausgangsphasenspannung auf den vorgegebenen Mindestwert U'mm- Zur Vorgabe dieses Mindestwertes U*_mm ist ein weiteres Einstellorgan 111 vorgesehen. Dieses ist ebenfalls als Potentiometer dargestellt Ein Maß für den Betrag der Ausgangsphasenspannung ist die vom Abgriff 14a abgenommene Referenzspannung U_rcf, die in der Anlaufsteuerung 8 gebildet wird. Liegt die Ausgangsphasenspannung des Wechselrichters la unterhalb des eingestellten Mindestwertes U*_mm, so ist die Einrichtung zur Strombegrenzung 100 nicht mehr in Eingriff.

Die Einrichtung zur Strombegrenzung 100 kann — wie dargestellt — als Zusatzeinrichtung zur Anlaufsteuerung 8 ausgeführt werden. Die bekannte Anlaufsteuerung 8 muß dazu nur in wenigen Bauteilen abgeändert werden. Die Einrichtung zur Strombegrenzung 100 arbeitet dann mit Bauteilen der ohnehin vorhandenen Anlaufsteuerung 8 zusammen.

Die weitere Beschreibung der F i g. 2 bis 4 erfolgt anhand eier Signalverläufe in Fig.5. Um deutlich zu machen, daß bei Auftreten eines Überstromes praktisch nur die Endphase eines Anfahrvorganges durchgeführt wird, ist im linken Teil L von F i g. 5 der aut Fig. 9 der DE-OS 24 56 344 bekannte Anfahrvorgang zum Vergleich nochmals dargestellt. Im rechten Teil R ist gezeigt, daß ein übereinstimmender Signalverlauf entsteht, wenn ein Strombegrenzungseingriff vorgenommen wird.

Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer gegenüber Fig. 2 der DE-OS 24 56 344 geringfügig abgeänderten Anlaüfsicücrung 8. Die geänderte Anlasssteuerung 8 :o arbeitet mit einer Einrichtung zur Strombegrenzung 100 zusammen. Nach F i g. 2 und 5 gibt die Fernwirkeinheit 9 an einer Klemme 9a Taktimpulse u_p für die Dauer der Tonfrequenz-Sendepulse und an drei Klemmen 9r, 9s, 9f Tonfrequenzimpulse Ur, us, Ut zur Weiterleitung an die Anlaufsteuerung 8 ab. Die Tonfrequenzimpulse Ur, us. Ut werden in einem Modulator 17 in modulierte Tonfrequenzimpulse Ur', us", Ut* umgesetzt, die an drei Klemmen ir, is, 8f der Steuereinheit \b des Wechselrichters 1 auftreten. Eine erste Generatoreinheit, bestehend aus einer Stufe 10 zur Erzeugung eines Ausgar.^ssignals mit dreifacher Tonfrequenz, aus einer integrierenden Integrationseinheit 11 und aus einem Umkehrverstärker 12,erzeugten Klemmen Haund 12a zwei gegenphasige symmetrische Dreiecksspannungen Ud\ und Udi von dreifacher Tonfrequenz, die mit den Tonfrequenzimpulsen Ur, us, !^synchronisiert sind. Eine zweite Generatoreinheit, bestehend aus einer an Klemme 13a ein Freigabesignal abgebenden Synchronisierstufe 13 und aus einer weiteren Integrationsstufe 14, erzeugt an einer Klemme 14a eine Referenzspannung U„r, die beim Anfahren zunächst zeitlich linear abnimmt. Die Synchronisierstufe 13 wird dabei von den Taktimpulsen u_p und vom Ausgangssignal der Stufe 10 beaufschlagt. Zwei Vergleichsstufen 15 und 16 vergleichen jeweils die beiden Dreiecksspannungen Ud ι und Ud2 mit der Referenzspannung U_rer und bilden hieraus Impulse /1 und h an zwei Klemmen 15a und 16a. Die Impulse /1 und h werden in eine Torschaltung 18 geführt, wo an zwei weiteren Klemmen 18a und 186 Steuerimpulse Λ* und h* auftreten, die den Modulator 17 steuern. Modulator 17 und Torschaltung 18 sind ebenfalls von der Klemme 13a mit dem Freigabesignal beaufschlagt

Zwecks Anschluß der zusätzlichen Einrichtung 100 sind gegenüber der bekannten Anlaufsteuerung 8 insgesamt drei Abänderungen durchgeführt worden. Zum ersten ist an den Abgriff 10a und zum zweiten an den Abgriff 14a zusätzlich die Einrichtung 100 angeschlossen, und zum dritter, ist die Torschaltung 18 von der Ausgangsklemme 100a her mit dem Strombegrenzungs-Eingriffssignal w beaufschlagt Der Innenaufbau der Torschaltung 18 hat sich ebenfalls geändert, vgl. Fig. 4.

In F i g. 3 sind Einzelheiten der Einheit 100 dargestellt Danach werden die Ausgangswechselströme Ir, Is, It des Stromrichters la einer Grenrwertmeldeeinheit 104 zugeführt, die sie mit dem vorgegebenen maximalen Strom Γ vergleicht. Die drei resultierenden Ausgangssignale werden einem ODER-Glied 106 zugeführt, das zur Zusammenfassung dient und als halbe Diodenbrükke eingezeichnet ist. Diesem ODER-Glied 106 ist ein Zeit- oder Verzögerungsglied 107 nachgeschaltet, das zur Festlegung der Eingriffszeit f_f dient. Dem Zeitglied 107 wiederum ist eine Flip-Flop-Schaltung 108 nachgeschaltet, die auch vom an der Klemme 10a anstehenden Ausgangssignal der Stufe 10 beaufschlagt ist. Diese Flip-Flop-Schaltung 108 dient dazu, eine Synchronisation mit den Flanken des soeben erwähnten Ausgangssignals herbeizuführen. In der Einrichtung 100 wird weiterhin das an der Klemme 14a abgegriffene Referenzsignal Unreinem weiteren Grenzwertmelder HO zugeführt. Hier wird es mit dem vorgegebenen Mindestwert U*_mm verglichen. Das Ausgangssignal des Grenzwertmelders 110 wird zusammen mit dem Ausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung 108 einem NAND-Glied 112 zugeleitet, an dessen Ausgangsklem- »>»*> 1 ΛΛί KapoUc rlac ^trrimhporpnvnncrc-FinCTriffcsiunn!

w abgegriffen werden kann. Das Signal w sorgt für einen Strombegrenzungseingriff, wenn eine Überstromspitze auftritt; ebenso sorgt es für eine Unterdrückung eines solchen Strombegrenzungseingriffs, wenn die Ausgangsphasenspannung die Mindestspannung U* unterschreitet.

F i g. 4 zeigt den prinzipiellen Aufbau der verwendeten Torschaltung 18. Diese Torschaltung 18 ist gegenüber der Torschaltung 18 in Fig. 7 der DE-OS 24 56 433 in zwei Punkten geändert: Es sind NAND-Glieder 38/4 und 38S hinzugefügt worden. Das Stroiiibegrenzungs-Eingriffssignal w ist hier von der Klemme 100a dem einen Eingang der NAND-Stufe 38ß zugeleitet. Der andere Eingang ist mit der Klemme 13a verbunden und somit mit dem Freigabesignal beaufschlagt. Das Ausgangssignal der N AN D-Stufe 385 ist an die Klemme 39a gelegt und gleichzeitig auch dem einen Eingang der NAND-Stufe 38/4 und dem einen Eingang des Flip-Flops 39 zugeführt. Die NAND-Stufe 38ßsorgt dafür, daß nicht nur beim Anlauf (Anstehen des Signals u), sondern auch bei Überstrom (Anstehen des Signals w) die erwähnte Änderung der Signalform und damit eine Stromreduktion stattfindet

Der andere Eingang der NAND-Stufe 38A ist mit dem Ausgang der NAND-Stufe 38 verbunden. Ihr Ausgang ist an den anderen Eingang des Flip-Flops 39 gelegt Die NAND-Stufe 38/4 sorgt in Verbindung mit dem Flip-Flop 39 dafür, daß Modulationsimpulse, die kleiner als eine an der monostabilen Zeitstufe 32 eingestellte Mindestzeit sind, unterdrückt werden. Der Flip-Flop 39 wird dabei mit dem Ausgangssignal der NAND-Stufe 38ß zurückgesetzt

Nach Fig.4 werden die Impulse /1 und 12 zwei NAND-Gliedern 34 bzw. 33 zugeleitet, denen ein gemeinsames NAND-Glied 35 nachgeschaltet ist, das auf eine monostabile Kippstufe 32 mit einstellbarer Mindestzeit wirkt Die Mindestzeit bestimmt eine minimal zulässige Pulsbreite. Jedes NAND-Glied 34,33 ist über ein Umkehrglied 37 bzw. 36 an eine Klemme 18a bzw. 186 geführt Die Ausgänge beider NAND-Glieder 33,34 sind weiterhin an ein NAND-Glied 38 gelegt dem ein Flip-Flop 39 nachgeschaltet ist Der dritte Eingang des NAND-Gliedes 38 ist vom Ausgang der Kippstufe 32 beaufschlagt

Wenn bei einem Impuls /1 oder 12, die den Modulationsimpulsen entsprechen, die an der monostabilen Kippstufe 32 eingestellte Mindestdauer tmm unterschritten wird, wird von ihrer Ausgangsklemme

38a ein Ausgangssignal an das NAND-Glied 38/4 abgegeben. Dadurch erfolgt ein Signalwechsel am nachgeschalteten Flip-Flop 39, und die Modulationsimpulse /Λ h* werden mit Hilfe der beiden NAND-Glieder 34 und 33 vom Ausgangssignal an der Klemme 39b des Flip-Flops 39 gesperrt. Bei einem Strombegrenzungseingriff über das Signal w an der Klemme 100a wird über das Ausgangssignal der NAN D-Stufe 38J5der Flip-Flop 39 wieder zurückgesetzt, und die Modulationsimpulse /|* und h* werden wieder freigegeben. Gleichzeitig erfolgt vom Ausgang 39a her ein Zurücksetzen der Referenzspannung U„r während der Zeitdauer f_ft wodurch anschließend die Impulse /1 und /2 die Mindestdauer f_m,„ wieder überschreiten. Die Freigabe am Flip-Flop 39 wirkt so lange, bis wieder die eingestellte Mindestdauer t_mi„ unterschritten wird und über das Signal von Klemme 38a das Flip-Flop 39 gesetzt wird und damit über das Signal an Klemme 39b die Modulationsimpulse gesperrt werden.

Die Wirkungsweise der Fußsteuerung ergibt sich irrs ?ⁿ einzelnen aus den Diagrammen von Fig.5. Die Bezeichnung der einzelnen Diagramme entspricht derjenigen des Hauptpatentes 24 56 344, mit dem Unterschied, daß das Signal an Klemme 39a zum einen der Steuerung des die Spannung U_rcr erzeugenden Generators 14 dient und zum anderen bei einem Überstromeingriff die Impulssperre am Flip-Flop 39 zurücksetzt. Die Sperrung der Modulationsimpulse bei Erreichen der Mindestzeit f_m,„ erfolgt durch das Signal an Klemme 396.

Es wird im folgenden nur der rechte Teil R betrachtet, woraus ein Strombegrenzungseingriff ersichtlich ist.

30 Das Signal an der Klemme 39a zeigt mit seiner Abfallflanke fan, daß ein Überstrom vorliegt und daß ein Rücksetzeingriff beginnen soll. Während der Eingriffszeit t_c wird die Referenzspannung U_rcr linear angehoben. Es ist wichtig, daß der Hochlauf der Referenzspannung U_Kr relativ schnell erfolgt. Der Anstieg darf nicht flacher sein als ein Anstieg bei einer der Sägezahnspannungen Ud \, Udi, damit die Mindestzeit f_m/n für die Impulse I\*, h* nicht unterschritten wird. Mit anderen Worten: Die Anstiegsflanke der Referenzspannung Uref darf nicht vom unteren Teil einer Sägezahnspitze einen Teil herausschneiden. Die Referenzspannung Urcf darf dabei nur bis zu einem vorgebbaren Wert hochlaufen, wobei dieser Wert dem am Einstellorgan 111 eingestellten Minimalwert W_min entspricht.

Nach Ablauf der Eingriffszeit t_e ist die Ausgangsphasenspannung in die pulsbreitenmodulierte Rechteckform überführt. Von diesem Zeitpunkt an sinkt difc Referenzspannung H..; mit einem relativ lanesamen zeitlichen Verlauf linear ab, bis sie den Wert Null erreicht hat. In der Übergangszeit fybis zur Unterschreitung der Mindestzeit t_min wird die pulsbreitenmodulierte Rechteckform in die im Normalbetrieb verwendete 180°-Rechteckform zurückgeführt. Dieses Zurückführen erfolgt in derselben Weise wie beim Anfahrvorgang·, daher ist die entsprechende Übergangszeit fr im linken Teil L ebenfalls eingezeichnet. Aus den vier letzten Diagrammen wird deutlich, daß die Impulsmuster der Tonfrequenzimpulse ur*, us*, uf und Urs* im rechten Teil R identisch sind mit denjenigen, die für den Anlauf im linken Teil L eingezeichnet sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Tonfrequenz-Rundsteueranlage mit einem Wechselrichter als Tonfrequenz-Rundsteuersender, dessen Ausgangsphasenspannungeu jeweils über eine Längsinduktivität, einen Filterkreis und einen Stromwandler in ein Versorgungsnetz einspeisbar sind, sowie mit einer Fernwirkeinheit zur Erzeugung von Tonfrequenzimpulsen und Taktimpulsen und einer Schutzeinrichtung zur Begrenzung der Einschaltstromstöße, die einen zwischen der Fernwirkeinheit und der Steuereinheit des Wechselrichters geschalteten Modulator zur Veränderung der Tonfrequenzimpuls-Breiten enthält, wobei als Schutzeinrichtung eine Anlaufsteuerung vorgesehen ist, bei der zu Beginn jedes Taktimpulses die Wechselrichterausgangsspannung durch Pulsbreitenmodulation der Tonfrequenzimpulse langsam auf den Nennwert gebracht wird, indem die Modulationseingänge des Modulators mit auf die Tonfrequenzimpulse synchronisierte« Steuerimpulsen mit abnehmender Pulsbreite belegt sind, nach Hauptpatent 24 56 344, dadurch gekennzeichnet, daß der Anlaufsteuerung (8) zusätzlich eine Einrichtung (100) zur Strombegrenzung zugeordnet ist, die beim Auftreten eines transienten Überstroms am Ausgang des Wechselrichters (Ia^ durch ein Strombegrenzungs-Eingriffssignal (w) die Ausgangsphasenspannungen dieses Wechselrichters (\a) innerhalb einer kurzen Eingriffszeit (Q von der im normalen Sendebetrieb verwendeten 180°-Rechteckform in die in der Endphase des Anlaufs verwendete pulsbreitenmodulierte Rechteckform überfbart und die anschließend während einer Übtrgangszeit (U) die pulsbreitenmodulierte Rechteckform — λ derselben Weise wie beim Anlauf — in die 180°-Rechteckform zurückführt, und daß die Einrichtung (100) zur Strombegrenzung eine Begrenzungsschaltung (104 bis 112) enthält, die das Strombegrenzungs-Eingriffssignal (w) erst oberhalb eines einstellbaren Mindestwertes (U*mm)der Ausgangsphasenspannungen freigibt und die bei Unterschreiten dieses Mindestwertes (U*„,i„) während des Strombegrenzungseingriffs die Ausgangsphasenspannungen auf den Mindestwert (U*mi„) begrenzt.

2. Tonfrequenz-Rundsteueranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Mindestwert (U"_m„) die zur Aufrechterhaltung der Informationsübertragung gerade noch mindestens benötigte Ausgangswechselspannung vorgesehen ist.

3. Tor.frequenz-Rundsteueranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (100) zur Strombegrenzung einen Grenzwertmelder (104) enthält, der von Stromwandlern (101, 102,103) beaufschlagt ist, die in den Ausgangsleitungen des Wechselrichters {\a) liegen, wobei der Grenzwertmelder (104) mit einem Einstellorgan (105) zur Einstellung des maximal zulässigen Stroms (I*) versehen ist, und daß dem Grenzwertmelder (104) ein ODER-Glied (106) nachgeschaltet ist.

4. Tonfrequenz-Rundsteueranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem ODER-Glied (106) ein Zeitglied (107) zur Festlegung der Eingriffszeit (t_c) nachgeschaltet ist.

5. Tonfrequenz-Rundsteueranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zeit-

glied (107) eine Flip-Flop-Schaltung (108) zur Flankensynchronisation zu Beginn der Eingriffszeit (ie) nachgeschaltet ist.

6. Tonfrequenz-Rundsteueranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Referenzsignal zur Festlegung der Ausgangsphasenspannung und ein weiterer Grenzwertmelder (110) vorgesehen ist, der vom Referenzsignal (U_nJ) beaufschlagt und mit einem Einstellorgan (111) zur Einstellung des Mindestwertes (W_n^ versehen ist

7.Tonfreqrenz-Rundsteueranlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge der Flip-FIop-Sc^ ung (108) und des weiteren Grenzwertmelders (110) mit einer NAND-Stufe (112) verbunden sind, die zur Verhinderung des Strombegrenzungseingriffs im Falle, daß der Mindestwert (U'min) unterschritten wird, vorgesehen ist

8. Tonfrequenz-Rundsteueranlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der NAND-Stufe (112) als Verknüpfungsglied eine NAND-Stufe (38Zynachgeschaltet ist