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Vorrichtun zur Überwachung des Stromausfalls in wenigstens einer Phase
eines Drehstromverbrauchers Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Über
wachung des Stromausfalls in wenigstens einer Phase eines Drehstromverbrauchers,
mit einer an die Phasen angeschlossenen und aus den Phasenspannungen Meßsignale
ableitenden Signalerzeugerschaltung, an die eine die Meßsignale mit einer Referenzspannung
vergleichende Vergleichsschaltung angeschlossen ist, sowie mit einer von der Vergleichsschaltung
gesteuerten Schaltstufe , durch die beim Erkennen eines Stromausfalls in einer Phase
die Versorgungsspannung für den Drehstromverbraucher abschaltbar ist.
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Aus der Praxis ist eine derartige Schaltung zur Überwachung des Stromausfalls
in einer Phase eines Asynchrondrehstrommotors bekannt, bei der die Phasenspannungen
durch Spannungsteiler heruntergeteilt, gleichgerichtet und die gleichgerichteten
Spannungen integriert werden. Tritt nun in einer Phase ein Stromausfall ein, verändert
sich die integrierte Spannung, was mit Hilfe eines Komparators festgestellt wird,
der daraufhin entsprechend eine Schaltstufe ansteuert und in den gesperrten Zustand
überführt.
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Diese Schaltungen arbeiten bei kleinen Asynchronmotoren zuverlässig,
weil bei Stromausfall in einer Phase die Änderung der integrierten Spannung einen
hinreichenden Wert aufweist. Große Motoren lassen sich jedoch auf diese Weise praktisch
nicht überwachen, da hierbei die von dem Drehstrommotor
erzeugte
EMK der mit der stromlosen Phase verbundenen Wicklung so hoch ist, daß nahezu keine
Änderung der integrierten Spannung auftritt.
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Aus der Praxis ist es daher ferner bekannt, anstelle der Phasenspannungen
die Ströme in den einzelnen Phasen zu überwachen, womit zwar bei großen Motoren
zuverlässiger ein Stromausfall ermittelt werden kann, andererseits aber der Nachteil
besteht, daß die erforderlichen Stromwandler an den jeweiligen Leistungsbedarf des
Drehstromverbrauchers angepaßt werden müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung zur Überwachung
des Stromausfalls in wenigstens einer Phase eines Drehstromverbrauchers zu schaffen,
die unabhängig von der Leistung des angeschlossenen Drehstromverbrauchers arbeitet
und zuverlässig den Stromausfall auch dann erkennt, wenn der Drehstromverbraucher
in der stromlosen Phase eine EMK erzeugt, die in der Größenordnung der Nennspannung
liegt.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Vorrichtung durch
die Merkmale des Hauptanspruches gekennzeichnet.
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Dadurch, daß die Signalerzeugerschaltung eine Filtereinrichtung enthält,
und die Frequenzspektren der Phasenspannungen überwacht werden, können gleichermaßen
rein ohmsche Verbraucher, Drehstromtransformatoren und Drehstromasynchronmotoren
überwacht werden, weil in jedem Fall mit dem Stromausfall in wenigstens einer Phase
eine Änderung des zugehörigen Frequenzspektrums einhergeht. Andererseits ist es
auch ohne weiteres möglich, frequenzgeregelte Asynchronmotoren zu überwachen, wenn
gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung die Frequenzspektren in
den einzelnen Phasen miteinander verglichen werden, weil es dann lediglich auf die
Abweichung in dem Frequenzspektrum ankommt und nicht auf das Aussehen der Frequenzspektren
an sich Eine relativ einfache Vorrichtung zur Uberwachung des Stromausfalls in wenigstens
einer Phase eines Drehstromverbrauchers wird erhalten, wenn die Signalerzeugerschaltung
für jede Phase einen Meßzweig enthält, in dem ein der jeweiligen Phase zugeordnetes
Meßsignal erzeugt wird. Um hierbei Unsymmetrien in den Meßzweigen auszuschließen,
kann die Signalerzeugerschaltung einen Multiplexer enthalten, durch den die Filtereinrichtung
zeitlich nacheinander in die den Phasen zugeordneten Meßzweige eingeschaltet wird.
Der Multiplexer enthält dabei vorteilhafterweise einen Taktgeber sowie eine erste
und eine zweite, von dem Taktgeber gesteuerte Schaltergruppe, von denen die erste
Schaltergruppe dem Eingang der Filtereinrichtung vorgeschaltet und die zweite Schaltergruppe
dem Ausgang der Filtereinrichtung nachgeschaltet ist.
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Um zu vermeiden, daß die durch das Umschalten des Multiplexers erforderlichen
Einschwingvorgänge der Filtereinrichtung die Meßsignale in unzulässiger Weise verfälschen,
kann der Taktgeber Verzögerungseinrichtungen aufweisen, durch die die zweite Schaltergruppe
derart gesteuert wird, daß der Ausgang der Filtereinrichtung mit dem jeweiligen
Meßzweig erst nach dem entsprechenden Einschwingen der Filtereinrichtung verbunden
wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Einschwingzeit der Filtereinrichtung
ausgeblendet wird.
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Falls eine kontinuierliche Überwachung erforderlich ist, um die Reaktionsgeschwindigkeit
der Schaltung entsprechend zu erhöhen, kann jeder Meßzweig eine eigene Filtereinrichtung
erhalten Gut weiterverarbeitbare Meßsignale werden erhalten, wenn die Filtereinrichtung
ein Filter enthält, dessen obere Grenzfrequenz zwischen der Nennfrequenz der Versorgungsspannung
für den Drehstromverbraucher und etwa der doppelten Nennfrequenz liegt. Dieses Filter
kann als Tiefpaß, vorzugsweise aber als Bandpaß ausgebildet sein, wobei der Bandpaß
von zwei in Serie geschalteten aktiven Notchfiltern gebildet wird, um hierdurch
eine ausreichende Bandbreite zu erhalten. Das so erhaltene Signal kann einer in
der Filtereinrichtung vorgesehenen Verknüpfungseinrichtung mit zwei Eingängen und
einem den Ausgang der Filtereinrichtung bildenden Ausgang zugeführt werden, wobei
das aus dem vorgenannten Filter erhaltene Signal in einen Eingang der Verknüpfungseinrichtung
eingespeist wird und dem Eingang ein weiteres, aus der jeweiligen Phasenspannung
abgeleitetes Signal zugeführt wird.
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Das dem zweiten Eingang der Verknüpfungseinrichtung zugeführte Signal
kann entweder der Phasenspannung unmittelbar proportional sein, beispielsweise mit
Hilfe eines einfachen Spannungsteilers, dessen Ausgangsspannung entsprechend eingestellt
ist, oder das in den zweiten Eingang der Verknüpfungseinrichtung eingespeiste Signal
kann lediglich Oberwellen der jeweiligen Phasenspannung enthalten. Im letzteren
Falle ergibt sich der Vorteil, daß das Ausgangssignal der Verknüpfungseinrichtung
sich bei dem Stromausfall in der Phase eines Drehstromverbrauchers in der gleichen
Weise ändert, und zwar unabhängig
davon, ob der Drehstromverbraucher
eine rein ohmsche Last ist oder Induktivitäten mit Eisenkernen enthält.
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Zum Aussieben der Oberwellen der jeweiligen Phasenspannung enthält
die Filtereinrichtung vorzugsweise ein zweites, an den zweiten Eingang der Verknüpfungseinrichtung
angeschlossenes Filter, dessen untere Grenzfrequenz oberhalb der Nennfrequenz der
Phasenspannung liegt. Das Filter kann hierbei als Hochpaß, vorzugsweise aber als
Bandpaß ausgebildet sein. Ein einfacher Bandpaß mit hinreichender Bandbreite ergibt
sich, wenn das zweite Filter von zwei in Serie geschalteten aktiven Notchfiltern
gebildet ist, die den Vorteil aufweisen, daß sie bei großer Flankensteilheit ohne
die Verwendung von Induktivitäten auskommen.
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Um die Differenz der Filtersignale zu erzeugen, enthält die Verknüpfungseinrichtung
vorzugsweise in ihrem ersten und ihrem zweiten Eingang je einen Gleichrichter, wobei
an wenigstens einen Gleichrichter ein Integrator angeschlossen sein kann.
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Eine sehr flexibl einsetzbare Vorrichtung zum Überwachen des Stromausfalls
ergibt sich, wenn in der Vergleichsschaltung die Differenz aus dem jeweils größten
Meßsignal mit dem jeweils kleinsten Meßsignal mit einer Referenzspannung verglichen
wird, wobei die Vergleichsschaltung bei die Referenzspannung überschreitender Differenz
ein die Schaltstufe abschaltendes Signal abgibt. Bei dieser Ausführungsform ist
das die Schaltstufe auslösende Kriterium, nämlich nicht das tatsächlich in den einzelnen
Phasen vorhandene Frequenzspektrum, sondern das Abweichen des Frequenzspektrums
einer Phase,
das zum Abschalten führt. Wenn hingegen sichergestellt
ist, daß die Versorgungsspannung weitgehend sinusförmig ist, genügt es, wenn in
der Vergleichsschaltung.
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das größte oder das kleinste Meßsignal mit einer Referenzspannung
verglichen wird und beim Über- oder Unterschreiten der Referenzspannung durch eines
der Meßsignale die Vergleichsschaltung ein die Schaltstufe abschaltendes Signal
abgibt.
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Insbesondere bei der Verwendung von Multiplexern in der Signalerzeugerschaltung
ist es zweckmäßig, wenn die Vergleichsschaltung für jedes der zugeführten Meßsignale
eine Speichereinrichtung aufweist. Es ist jedoch auch möglich, in der Vergleichsschaltung
lediglich zwei Speichereinrichtungen vorzusehen, von denen die eine dazu dient,
das jeweils kleinste und die andere dazu dient, das jeweils größte Meßsignal zu
speichern.
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Ein sehr einfacher Aufbau zur Ermittlung der Differenz aus dem jeweils
größten und dem jeweils kleinsten Meßsignal in der.Vergleichsschaltung sieht einen
Differenzverstärker vor, an dessen ersten Eingang eine Maximalspannungsschaltung
angeschlossen ist, die das jeweils größte Meßsignal zu dem Differenzverstärker durchschaltet
und an dessen zweiten Eingang eine Minimalspannungsschaltung angeschlossen ist,
die das jeweils kleinste Meßsignal an den Differenzverstärker weiterleitet.
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Eine einfache Maximalspannungsschaltung ist nach der Art eines Dioden-UND-Gatters
geschaltet und weist für jedes der Meßsignale eine Diode auf, in deren Anoden die
Meßsignale eingespeist werden, während die Dioden kathodenseitig miteinander verbunden,
an einen an einer festen positiven Spannung liegenden Widerstand angeschlossen sind,
wobei zusätzlich die
Durchlaßspannungen der Dioden durch eine weitere
Diode kompensiert sind Die Minimalspannungsschaltung für die Meßsignale ist hingegen
nach Art eines ODER-Gatters geschaltet, in der Weise, daß wiederum für jedes der
Meßsignale eine Diode vorgesehen ist, in deren Kathoden die Meßsignale eingesteist
werden und die anodenseitig miteinander verbunden an einen an einer festen negativen
Spannung liegenden Widerstand angeschlossen sind, wobei außerdem die Durchlaßspannungen
der Dioden durch eine weitere Diode kompensiert sind.
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Um die auf diese Weise ermittelte Differenz zwischen den Meßsignalen
mit einer Referenzspannungsquelle zu vergleichen, ist zweckmäßigerweise an den Ausgang
des Differenzverstärkers ein Komparator angeschlossen, an dessen anderem Eingang
eine Referenzspannungsquelle liegt, wobei der Ausgang des zweiten Komparators an
den Eingang der gesteuerten Schaltstufe angeschlossen ist.
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Um zu verhindern, daß beim Einschalten der Uberwacbungsvorrichtung
wegen des unterschiedlichen Erscheinens der Versorgungsspannungen Fehlschaltungen
auftreten, ist es zweckmäßig, zwischen den Ausgang des Differenzverstärkers und
den zugehörigen Eingang des Komparators eine Verzögerungsschaltung zu legen, die
für eine vorbestimmte Zeit nach dem Einschalten der Vorrichtung die Spannung an
dem zugehörigen Eingang des Komparators auf einem Wert hält, derart, daß die Versorgungsspannung
für den Drehstromverbraucher eingeschaltet ist Um dafür zu sorgen, daß eventuelle
kurze Stromausfälle in einer der Phasen nicht zum Abschalten des Drehstromverbrauchers
führen, liegt vorzugsweise an dem Eingang des Komparators ein Integrationgsglied.
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Wie ausgeführt, lassen sich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sowohl Drehstromasynchronmotoren als auch Drehstromtransformatoren als auch rein
ohmsche Lasten überwachen.
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Falls das überwachte Gerät ein frequenzgeregelter Drehstromverbraucher
ist, ist zweckmäßigerweise wenigstens die obere Grenzfrequenz des ersten Filters
entsprechend der Nennfrequenz der Versorgungsspannung nachregelbar.
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In der Zeichnung ist. ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 die Vorrichtung zum Überwachen des Stromausfalls
in wenigstens einer Phase eines Drehstromverbrauchers gemäß der Erfindung in einem
Blockschaltbild, Fig. 2 das Schaltbild der Eingangsstufe,der ersten Schaltergruppe
des Multiplexers und den Taktgeber des Multiplexers für die Vorrichtung nach Fig.
1, Fig. 3 das Schaltbild der Filtereinrichtung mit zwei Bandpaßdiltern sowie die
daran angeschlossene Verknüpfungseinrichtung und die zweite, an die Filtereinrichtung
angeschlossene Schaltergruppe des Multiplexers, Fig. 4 ein Teilschaltbild der Vergleichsschaltung
mit den Speichergliedern,der Maximal- sowie der Minimalspannungsschaltung,des daran
angeschlossenen ersten Integrators sowie des an den ersten Integrator angeschlossenen
Verknüpfungsgliedes für die Vorrichtung nach Fig. 1
Fig. 5 das
Schaltbild des Komparators und der Schaltstufe der Vorrichtung nach Fig, 1.
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In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zur Überwachung des Stromausfalls
in wenigstens einer der Phasen R, S, T eines an ein Drehstromnetz 2 angeschlossenen
Drehstromverbrauchers 3, beispielsweise eines Drehstromasynchronmotors, veranschaulicht.
Die Überwachungsvorrichtung 1 enthält eine aus den Spannungen der Phasen R, S, T
Meßsignale ableitende Signalerzeugerschaltung 4, an die eine die Meßsignale mit
einer Referenzspannung vergleichende Vergleichsschaltung 5 angeschlossen ist, mit
der wiederum eine von der Vergleichsschaltung 5 gesteuerte Schaltstufe 6 verbunden
ist.
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Die Signalerzeugerschaltung 4 enthält für jede der Phasen R, S, T
einen Meßzweig 7, 8, 9, der mit einer an die jeweilige Phase R, S, T angeschlossenen
Eingangsstufe 10 bzw. 11 bzw. 12 beginnt. Die Ausgänge der Eingangsstufen 10, 11
und 12 sind mit einer ersten Schaltergruppe 13 eines Multiplexers 14 verbunden.
Mit Hilfe der ersten Schaltergruppe 13 des Multiplexers 14 wird zeitlich nacheinander
eine Filtereinrichtung 15 mit den einzelnen Eingangsstufen 10, 11, 12 und damit
mit den Phasen R, S, T verbunden. Der Ausgang der Filtereinrichtung 15 liegt an
einer zweiten Schaltergruppe 16 des Multiplexers 14. Zur Steuerung der ersten und
der zweiten Schaltergruppe 13, 16 weist der Multiplexer 14 einen Taktgeber 17 auf,
durch den zeitlich nacheinander die einzelnen Schalter der ersten und der zweiten
Schaltergruppe 13, 16 geschlossen werden, so daß die Filtereinrichtung 15 zeitlich
nacheinander jedem der Meßzweige 7, 8 und 9 zugeschaltet wird, während die anderen
Meßzweige unterbrochen sind.
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Um die Einschwingzeit der Filtereinrichtung 15 auszublenden, enthält
der Taktgeber 17 eine Verzögerungseinrichtung 18 für die der zweiten Schaltergruppe
16
zugeführten Taktsignale,derart, daß der dem jeweiligen Meßzweig
7, 8 oder 9 zugeordnete Schalter der zweiten Schaltergruppe 16 erst geschlossen
wird, nachdem die Filtereinrichtung 15 hinreichend eingeschwungen ist.
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Die Verwendung einer Filtereinrichtung 15 für alle Meßzweige 7, 8
und 9 hat den Vorteil, daß bei der Meßsignalerzeugung mit Hilfe der Filtereinrichtung
15 keine Unsymmetrien zwischen den einzelnen Meßzweigen 7, 8 und 9 -auftreten können,
weil ein und dieselbe Filtereinrichtung 15 zeitlich nacheinander allen Meßzweigen
7, 8 und 9 zugeschaltet wird. Andererseits ist es auch möglich, um die Einschwingvorgänge
der Filtereinrichtung 15 zu eliminieren und um den Multiplexer 14 einzusparen, jedem
der Meßzweige 7, 8 und 9 eine eigene an die jeweilige Eingangsstufe 10, 11 und 12
angeschlossene Filtereinrichtung zuzuordnen.
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Jeder Ausgang eines der Meßzweige 7, 8 und 9 bildet einen der Ausgänge
der Signalerzeugerschaltung 4, nämlich die Ausgänge 20, 21 und 22, an denen die
von der Signalerzeugerschaltung 4 erzeugten und aus den Spannungen der Phasen R,
S, T abgeleiteten Meßsignale anstehen, die den Frequenzspektren der Spannungen in
den Phasen R, S, T entsprechen.
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Die drei Ausgänge 20, 21, 22 der Signalerzeugerschaltung 4 sind an
entsprechende Eingänge 23, 24 und 25 der Vergleichsschaltung 5 angeschlossen, die
an ihren Eingängen 23, 24, 25 für jedes der Meßsignale eine eigene Speichereinrichtung
26, 27 bzw. 28 enthält. An jede der Speichereinrichtungen 26, 27 und 28 ist ein
Eingang der zu der Vergleichsschaltung 5 gehörenden Maximalspannungsschaltung 29
und einer der
Eingänge der ebenfalls zu der Vergleichsschaltung
5 gehörenden Minimalspannungsschaltung 30 angeschlossen.
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An den Ausgängen 31 und 32 der Maximal- bzw. der Minimalspannungsschaltung
29 bzw. 30 steht jeweils die größte bzw. die kleinste in den Speichereinrichtungen
26, 27 und 28 gespeicherte Meßspannung an, wobei der Ausgang 32 der Minimalspannungsschaltung
30 mit dem invertierenden Eingang und der Ausgang 31 der Maximalspannungsschaltung
29 mit dem nicht invertierenden Eingang eines nachgeschalteten Differenzverstärkers
33 verbunden ist. Der Ausgang des Differenzverstärkers 33 liegt an einer Verzögerungsschaltung
34, die das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 33 nach dem Einschalten der
Versorgungsspannung der Überwachungsvorrichtung 1 mit einer vorbestimmten Verzögerung
an ein nachgeschaltetes Integrationsglied 35 weiterleitet, um so Fehlschaltungen
der Überwachungsvorrichtung 1 beim Einschalten der Versorgungsspannung zu vermeiden.
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Der Ausgang des Integrationsgliedes 35 liegt an dem nicht invertierenden
Eingang eines Komparators 36, dessen Ausgang den Ausgang der Vergleichsschaltung
5 bildet; dem invertierenden Eingang des Komparators 36 wird eine Referenzspannung
37 zugeführt.
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Wie Fig. 1 zeigt, ist an den Ausgang 38 der Vergleichsschaltung 5
die Schaltstufe 6 angeschlossen, die im wesentlichen einen von dem an dem Ausgang
38 anstehenden Signal gesteuerten NPN-Transistor und ein durch den Transistor 39
geschaltetes Relais 40 enthält, welches seinerseits die Stromversorgung für den
Drehstromverbraucher 3 ein- bzw. ausschaltet.
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Wenn bei der überwachungsvorrichtung 1 für jeden der Meßzweige 7,
8 und 9 jeweils eine eigene Filtereinrichtung 15 vorgesehen ist, kann auf die Speichereinrichtungen
26, 27 und 28 in der Vergleichsschala tung 1 verzichtet werden, oder es ist möglich,
die Speichereinrichtungen an den Ausgängen 31 und 32 der Maximal- bzw der Minimalspannungsschaltung
29 oder 30 anzuschließen Die insoweit beschriebene Uberwachungsvorrichtung 1 nach
Fig. 1 arbeitet folgendermaßen: Aus dem Netz 2 wird der Drehstromverbraucher 3 mit
mehr oder weniger sinusförmigen Spannungen beaufschlagt, die in den einzelnen Wicklungen
des Drehstromverbrauchers 3 entsprechende Ströme erzeugen. Die in den Phasen R,
S, T auftretende Spannungen gelangen in die den jeweiligen Meßzweigen 7,8 und 9
zugehörigen Eingangsstufen 10, 11 und 12, in denen die in den Phasen R, S, T auftretenden
Spannungen heruntergeteilt werden und wo eine eventuell notwendige Impedanztransformation
durchgeführt wird Das aus den Eingangsstufen 10, 11 und 12 herauskommende Signal
ist den Spannungen in den Phasen R, S und T zu jedem Zeitpunkt proportional und
wird der ersten Schaltergruppe 13 des Multiplexers 14 zugeführt. Es sei angenommen,
daß der Taktgeber 17 die erste Schaltergruppe 13 so steuert, daß der Meßzweig 7
mit der Filtereinrichtung 15 verbunden ist, die an ihrem Ausgang ein dem in der
Phase R auftretenden Frequenzspektrum entsprechendes Meßsignal erzeugt Nach dem
Einschwingen der Filtereinrichtung 15 wird von dem Taktgeber 17 über die Verzögerungseinrich
tung 18 der dem Meßzweig 7 zugeordnete Schalter der zweiten Schaltergruppe 16 des
Multiplexers 14 geschlossen, so daß das von der Filtereinrichtung 15 erzeugte Meßsignal
zu dem Ausgang 20 weitergeleitet wird, von wo aus es zu dem Eingang 23 der Vergleichsschaltung
5
gelangt; dort wird es in der Speichereinrichtung 26 gespeichert.
Nach einer vorbestimmten Zeit wird der dem Meßzweig 7 zugeordnete Schalter der ersten
Schaltergruppe 13 geöffnet und der dem Meßzweig 8 entsprechende Schalter der ersten
Schaltergruppe 13 geschlossen, so daß die Filtereinrichtung 15 nunmehr mit der Phase
S verbunden ist und ein dem Frequenzspektrum in der Phase S entsprechendes Meßsignal
erzeugt, das wiederum nach dem Einschwingen der Filtereinrichtung 15 über den dem
Meßzweig 8 zugeordneten Schalter der zweiten Schaltergruppe 16 an den Ausgang 21
der Signalerzeugerschaltung 4 geleitet wird. Von hier aus gelangt das Meßsignal
über den Eingang 24 der Vergleichsschaltung 5 in die Speichereinrichtung 27. Nach
einer weiteren vorbestimmten Zeit wird die Filtereinrichtung 15 dem Meßzweig 9 zugeschaltet,
in dem nun wiederum derselbe Vorgang abläuft wie vorher bei den Meßzweigen 7 und
8, wobei das erzeugte Meßsignal in die Speichereinrichtung 28 gelangt. Nach derselben
vorbestimmten Zeit beginnt der Multiplexer 14 wieder die Filtereinrichtung 15 nacheinander
den Meßzweigen 7, 8 und 9 zuzuschalten.
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Wenn in allen Phasen R, S und T des Drehstromverbrauchers 3 Ströme
fließen, so sind die entstehenden Frequenzspektren in den einzelnen Phasen R, S,
T untereinander gleich, was auch dazu führt, daß die in den Speichereinrichtungen
26,27 und 28 gespeicherten Meßsignale untereinander gleich sind, womit die Maximal-
und die Minimalspannungsschaltung 29 bzw. 30 das gleiche Ausgangssignal abgeben,
so daß die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Signalen null ist, was dazu führt,
daß das Ausgangssignal an dem Differenzverstärker 33 ebenfalls null ist. Das Ausgangssignal
des Differenzverstärkers 33 gelangt
über die Verzögerungseinrichtung
34 und das Integrationsglied 35 an den nicht invertierenden Eingang des Komparators
36, der daraufhin, weil das dem nicht invertierenden Eingang zugeführte Signal kleiner
ist als die Referenzspannung 37, den Transistor 39 der Schaltstufe 6 durchsteuert.
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Sobald in einer der Phasen R, S oder T der Strom ausfällt, weicht
in der zugehörigen Phase das Frequenzspektrum von den Frequenzspektren der übrigen
Phasen ab. Wenn beispielsweise der Drehstromverbraucher 3 ein Drehstromasynchronmotor
ist, wird in der an die ausgefallene Phase angeschlossenen Wicklung eine EMK erzeugt,
die eine ausgeprägte fünfte Oberwelle enthält, während die fünfte Oberwelle in den
übrigen Phasen praktisch nicht auftritt. Damit weicht das erzeugte Meßsignal von
den Meßsignalen der übrigen beiden Phasen ab, so daß in der dieser Phase zugeordneten
Speichereinrichtung eine andere Spannung gespeichert ist als in den übrigen Speichereinrichtungen.
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Als Folge hiervon werden der invertierende und der nicht invertierende
Eingang des Komparators 33 mit unterschiedlichen Spannungen beaufschlagt, so daß
dieser an seinem Ausgang eine von null verschiedene Spannung abgibt, die in den
nicht invertierenden Eingang des Komparators 36 eingespeist wird. Da diese in den
nicht invertierenden Eingang des Komparators 36 eingespeiste Spannung größer als
die Referenzspannung 37 ist, schaltet der Komparator 36 den Transistor 39 ab und
damit auch das Relais 40, womit insgesamt die Stromversorgung für den Drehstromverbraucher
3 abgeschaltet wird.
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In ähnlicher Weise arbeitet die Schaltung, wenn der Strom in zwei
Phasen ausfällt, weil auch dann in den Eingängen des Differenzverstärkers 33 unterschiedliche
Spannungen
infolge der unterschiedlichen Frequenzspektren auftreten.
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Je nach Auslegung der Filtereinrichtung 15 ist es auch möglich, induktive
Drehstromverbraucher 3 zu überwachen, da bei diesen beim Stromausfall in einer Phase
die Oberwelle K3 auftritt und zu einer Veränderung des Frequenz spektrums führt.
Sogar eine rein ohmsche Last als Drehstromverbraucher 3 führt zu einer Änderung
in dem Frequenzspektrum, insofern nämlich, als in der ausgefallenen Phase überhaupt
keine Spannung mehr ansteht, so daß das Frequenzspektrum auch nicht mehr die Grundfrequenz
der Versorgungsspannung aufweist, womit es wiederum von den Frequenzspektren der
übrigen beiden Phasen abweicht.
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Die in Fig. 1 in einem Blockschaltbild veranschaulichte Überwachungsvorrichtung
1 kann, wie in den Schaltbildern der Fig. 2 bis 5 dargestellt ist, im einzelnen
ausgeführt werden. Die in Fig. 1 veranschaulichten Funktionsblöcke sind in den Schaltbildern
der Fig. 2 bis 5 gestrichelt dargestellt und mit denselben Bezugszeichen versehen;
die tversorgungsspannung für die einzelnen verwendeten integrierten Schaltkreise
ist aus Übersichtlichkeitsgründen nicht dargestellt.
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Wie bereits ausgeführt, enthält jeder der Meßzweige 7, 8 und 9 eine
Eingangsstufe 10, 11 und 12, die jeweils aus Symmetriegründen untereinander gleich
sind, weshalb lediglich die Schaltstufe 10 des Meßzweiges 7 ausführlich dargestellt
ist.
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Die Schaltstufe 10 enthält einen an die Phase R angeschlossenen, aus
Widerständen 50 und 51 gebildeten Spannungsteiler, dessen Fußpunkt mit Masse verbunden
ist. Durch die in Serie geschalteten Widerstände 50 und 51
wird
die in der Phase R auftretende Nennspannung auf einen in der Uberwachungsvorrichtung
1 weiter verarbeitbaren Wert heruntergeteilt und die an dem Widerstand 51 anstehende
Spannunq wird dem nicht invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 52 zugeführt,
der von seinem Ausgang 53 unmittelbar zu dem invertierenden Eingang gegengekoppelt
ist, so daß seine Verstärkung näherungsweise eins beträgt; der Operationsverstärker
52 arbeitet damit im wesentlichen als Elektrometerverstärker mit hohem Eingangswiderstand.
Um den nicht invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 52 gegen gefährliche
Uberspannungen zu schützen, liegen zu dem Widerstand 51 parallel zwei in Serie geschaltete
Z-Dioden 54 und 55, die derart miteinander verbunden sind, daß eine positive Spannungsspitze
durch die Z-Diode 54 und eine negative Überspannungsspitze durch die Z-Diode 55
begrenzt wird.
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Der Ausgang 53 des Operationsverstärkers 52 ist an einen zugehörigen
Eingang 54 der ersten Schaltergruppe 13 des Multiplexers 14 angeschlossen, während
die Ausgänge der Eingangsstufen 11 und 12 an die übrigen Eingänge 55 und 56 der
Schaltergruppe 13 angeschlossen sind, die beispielsweise durch eine integrierte
Schaltung vom Typ CD 4066 gebildet ist, das mehrere Analogsignal-übertragende-MOS-Schalter
enthält. Die Steuereingänge 57, 58 und 59 der ersten Schaltergruppe 13 werden von
drei zeitlich gegeneinander versetzten Schaltwellen aus dem Taktgeber 17 beaufschlagt.
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Der Taktgeber 17 enthält einen mit Hilfe eines Operationsverstärkers
60 aufgebauten Oszillator 61, an den ein 1-aus-3-Zähler angeschlossen ist. Damit
der
Operationsverstärker 60 an seinem Ausgang Schwingungen erzeugt, ist er von seinem
Ausgang her über den Widerstand 63 zu seinem invertierenden Eingang und über den
Widerstand 64 zu dem nicht invertierenden Eingang zurückgekoppelt, wobei zur Vertingerung
der an den nicht invertierenden Eingang zurückgeführten Spannung an den nicht invertierenden
Eingang des Operationsverstärkers 60 ein weiterer mit der Schaltungsmasse verbundener
Fußpunktwiderstand 65 angeschlossen ist. Von dem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers
60 führt ein die Schwingfrequenz im wesentlichen bestimmender Kondensator 66 zur
Schaltungsmasse.
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Die Funktionsweise eines solchen Oszillators 61 ist bekannt und wird
deshalb nicht näher beschrieben.
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Das-von dem Oszillator 61 erzeugte Signal gelangt in den Demultiplexer
62, der für die Eingänge 57, 58 und 59 der Schaltergruppe 13 drei Schaltwellen erzeugt,
derart, daß zu jedem Zeitpunkt lediglich einer der zu der Schaltergruppe 13 gehörenden
Schalter 13a, 13b und 13c eingeschaltet ist, während die anderen ausgeschaltet sind.
Die Schaltwellen für die zweite Schaltergruppe 16 werden über die Verzögerungseinrichtung
18 zeitlich verzögert, so daß die oben beschriebene Arbeitsweise zustandekommt.
Zur Verzögerung der Schaltwellen enthält-die Verzögerungseinrichtung 18 für jede
der drei Schaltwellen für die zweite Schaltergruppe 16 ein als Tiefpaß geschaltetes
RC-Glied, jeweils bestehend aus einem an den jeweiligen Ausgang des 1-aus-3-Zählers
62 angeschlossenen Widerstand 70 und einem von dem Widerstand 70 zu der negativen
Versorgungsspannung führenden Kondensator 71, wobei an der Verbindungsstelle zwischen
dem Widerstand 70 und dem Kondensator 71 die Schaltwelle für den zugehörigen Schalter
der
zweiten Schaltergruppe 16 abgegriffen wird. Damit aber die
Schaltwelle lediglich das Einschalten, jedoch nicht das Ausschalten des entsprechenden
Schalters der zweite Schaltergruppe 16 verzögert, ist jeder der Widerstände 70 durch
eine entsprechend gepolte Diode 72 überbrückt Die durch die die Verzögerungseinrichtung18
lediglich in ihrer Impulsvorderflanke verzögerten Schaltwellen gelangen aber Leitungen
73,74 und 75 zu den entsprechenden Steuereingangen 77,78 und 79 der zweiten Schaltergruppe
16.
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Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel beträgt die Frequenz des
Oszillators 61 ca. 7,4 Hz, während die Frequenz der Schaltwellen entsprechend der
Teilung durch drei bei ca. 2,46 Hz und die Schaltverzögerung der Vorderflanke durch
die Verzögerungseinrichtung 18 bei ca. 100 ms liegt Über eine Vrbindungsleitung
81 ist die erste Schaltergruppe 13 mit dem Eingang 82 der Filtereinrichtung 15 verbunden,
die zwei als Bandpässe geschaltete Filter 85 und 86 enthält an deren Ausgänge 87
und 88 eine Verknüpfungseinrichtung 89 angeschlossen ist.
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Beide Bandpässe 85 und 86 werden jeweils von zwei hintereinandergeschaiteten
aktiven Notchfiltern 90, 91 bzw. 92, 93 gebildet, die jeweils gleich geschaltet,
jedoch unterschiedlich dimensioniert sind. Der grund; sätzliche Aufbau der Notchfilter
ist im folgenden anhand des Notchfilters 90 des Filters 85 beschrieben: Das Notchfilter
90 enthält einen Operationsverstärker 100, der von seinem Ausgang über einen Widerstand
101 zu dem invertierenden Eingang gegengekoppelt ist. Der nicht invertierende Eingang
liegt über einen Widerstand 102 zum Unterdrücken von Drifterscheinungen an
der
Schaltungsmasse. Der Widerstand 101 ist durch die Serienschaltung, bestehend aus
zwei Kondensatoren 103 und 104 überbrückt, wobei die Verbindungsstelle zwischen
den Kondensatoren 102 und 104 über einen Widerstand 105 mit der Schaltungsmasse
verbunden ist; die Verbindungsstelle aus den beiden Kondensatoren 103 und 104 bildet
den Eingang 106 des Notchfilters 90, in den die durch die zugehörige Eingangsstufe
10, 11 oder 12 heruntergeteilte Phasenspannung eingespeist wird. Die Dimensionierung
solcher Notchfilter ist bekannt und beispielsweise in "Haltleiterschaltungstechnik"
von U. Tietze und Ch. Schenk, 3. Auflage, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New
York, auf Seite 341 beschrieben.
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Im einzelnen sind die Notchfilter 90, 91, 92 und 93 so dimensioniert,
daß das Filter 86 lediglich die Grundfrequenz der Nennspannung für den Drehstromverbraucher
durchläßt, während das Filter 85 nur die Oberwellen einschließlich K3 zu seinem
Ausgang 87 passieren läßt. Damit die Überwachungsvorrichtung 1 sowohl bei 50 als
auch bei 60 Hz Nennfrequenz betrieben werden kann, ist das Notchfilter 92 auf 50
Hz und das Notchfilter 93 auf 60 Hz abgestimmt, womit sich insgesamt eine Mittenfrequenz
des Filters 86 von 55 Hz ergibt, während die untere Grenzfrequenz des als Bandpaß
geschalteten Filters 85 bei 150 Hz und die obere Grenzfrequenz bei ca. 500 Hz liegen.
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Ein weiteres, nicht dargestelltes Ausführungsbeispiel der Filtereinrichtung
15 sieht vor, daß das Filter 85 als Hochpaß und das Filter 86 als Tiefpaß ausgeführt
sind, wobei das Tiefpaßfilter lediglich die -Grundfrequenz und das Hochpaßfilter
nur die Oberwellen durchläßt.
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Schließlich kann bei einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel
für die Filtereinrichtung 15 das Filter 85 durch einen einfachen Spannungsteiler
oder Verstärker ersetzt werden, der das gesamte Frequenzspektrum zu dem Ausgang
87 passieren läßt.
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An die Ausgänge 87 und 88 der Filter 85 und 86 ist die als Differenzbildner
ausgebildete Verknüpfungseinrichtung 89 angeschlossen, und zwar in der Weise, daß
das Ausgangssignal des Filters 85 über einen Gleichrichter 110 dem invertierenden
Eingang und das Ausgangssignal des Filters 86 über einen Gleichrichter 111 dem nicht
invertierenden Eingang eines Differenzverstärkers 112 zugeführt wird. Jeder der
Gleichrichter 110, 111 wird von einem über einen Widerstand 113 gegengekoppelten
Operationsverstärker 114 gebildet, der entweder zusätzlich über eine entsprechende
Diode gegengekoppelt oder so an die Versorgungsspannung angeschlossen ist, daß er
von der in seinen invertierenden Eingang eingespeisten Wechselspannung lediglich
die positiven Halbwellen verstärkt und die negativen Halbwellen unterdrückt; damit
die Gegenkopplung über den Widerstand 113 wirksam werden kann, ist der invertierende
Eingang des Operationsverstärkers 114 über einen Entkopplungswiderstand 115 an den
jeweils zugehörigen Ausgang 87 bzw.
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88 des entsprechenden zugehörigen Filters 85 bzw. 86 angeschlossen.
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Das aus dem Gleichrichter 110 halbwellengleichgerichtete Wechselspannungssignal
gelangt über die Serienschaltung von Widerständen 116, 117 in den invertierenden
Eingang des über einen Widerstand 118 gegengekoppelten Operationsverstärkers 112,
während das aus dem Gleichrichter 111 erhaltene halbwellengleichgerichtete Wechselspannungssignal
über die Serienschaltung aus Widerständen 119, 120 dem nicht invertierenden
Eingang
des Operationsverstärkers 112 zugeführt wird, dessen nicht invertierender Eingang
über einen Widerstand 121 mit der Schaltungsmasse verbunden ist. Um eine ordnungsgemäße
Differenzbildung der gleichgerichteten, aus. den Filtern 85 und 86 erhaltenen Signalen
sicherzustellen, wird entweder lediglich eines der halbwellengleichgerichteten Signale
oder beide mit Hilfe von Kondensatoren integriert, wozu an die Verbindungsstelle
zwischen dem Widerstand 116 und dem Widerstand 117 der Kondensator 122 und an die
Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand 119 und dem Widerstand 120 der Kondensator
123 angeschlossen ist.
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An dem Ausgang 124 der Filtereinrichtung 15 steht damit ein Signal
an, das im wesentlichen der Differenz der aus den Filtern 85 und 86 erhaltenen Signale
entspricht und das weiterzuverarbeitende Meßsignal darstellt.
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Im einzelnen arbeitet die Filtereinrichtung 15 in der Weise, daß das
Meßsignal einen hohen Wert aufweist, wenn der Drehstromverbraucher 3 an ein Drehstromnetz
mit sinusförmigen Spannungen angeschlossen ist und keine Phase ausgefallen ist,
da dann praktisch keine Oberwellen auftreten, womit das Ausgangssignal des Filters
85 nahezu null ist. Fällt jedoch bei dem gewählten Beispiel eine Phase aus, so treten
in dieser Phase Oberwellen auf, wenn der Drehstromverbraucher ein Drehstromtransformator
oder Asynchronmotor ist, so daß sich an dem Ausgang 87 des Filters 85 ein von null
nennenswert verschiedenes Signal einstellt, das in den Differenzbildner 89 das aus
dem Filter 86 erhaltene Signal verringert, Es wird also im Vergleich zu dem Fall,
bei dem in allen Phasen ein Strom fließt, ein kleineres Meßsignal erzeugt.
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Ist hingegen der Drehstromverbraucher eine rein ohmsche Last, die
keinerlei EMK erzeugt, so sind die Ausgangssignale beider Filter 85 und 86 null
und damit auch das aus der Differenz beider Signale erhaltene Meßsignal.
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Änderungen des Meßsignals ergeben sich auch, wenn das Filter für die
Oberwellen das Filter 85 durch einen einfachen Spannungsteiler ersetzt wird.
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Wenn die Filtereinrichtung 15 zur Überwachung von frequenzgereyelten
Asynchronmotoren verwendet wird, müssen die Filter 85 und 86 entsprechend der Nennfrequenzänderung
für den Drehstrommotor nachgeregelt werden, was beispielsweise durch Parallelschalten
von Kapazitätsdioden zu den frequenzbestimmenden Kondensatoren erreicht werden kann.
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Das in der beschriebenen Weise mit Hilfe der Filtereinrichtung 15
erhaltene Meßsignal gelangt vorderen Ausgang 124 in die zweite Schaltergruppe 16
des Multiplexers 14, von wo es entsprechend der Stellung der Schalter dem zu dem
jeweiligen Meßzweig 7, 8 oder 9 gehörigen Ausgang 20, 21 oder 22 der Signalerzeugerschaltung
4 zugeführt wird.
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In den Fig. 4 und 5 ist das Schaltbild der Vergleichsschaltung 5 veranschaulicht,
an deren Eingänge 23, 24, 25, wie bereits oben ausgeführt, Speicherglieder 26, 27,
28 in Form von an der Schaltungsmasse angeschlossenen Kondensatoren 26, 27, 28 liegen.
Zur Verbesserung der Speicherwirkung bzw. zum Erzielen einer Integrationswirkung
ist jeder der Kondensatoren 26, 27, 28 über einen zugehörigen Widerstand 130, 131
und 132 mit dem jeweils zugehörigen Eingang 23, 24, 25 der Vergleichsschaltung 5
verbunden. Die in den Kondensatoren
26, 27, 28 gespeicherten Meßsignale
werden über Leitungen 133, 134 und 135 der Minimalspannungsschaltung 30 zugeführt,
und über Leitungen 136, 137, 138 werden die gespeicherten Meßsignale der Minimalspannungsschaltung
29 zugeführt.
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Die Minimalspannungsschaltung 30 ist nach Art eines Dioden-UND-Gatters
geschaltet, d.h. sie enthält für jedes Meßsignal, das auf den Leitungen 133, 134,
135 zugeführt wird, jeweils eine Diode 140, 141, 142, wobei das Meßsignal in die
Kathode der Dioden 140 bis 142 eingespeist wird. Anodenseitig sind die drei Dioden
140 bis 142 zusammengeschaltet und liegen über einen Widerstand 143 an einer positiven
Versorgungsspannung, die größer ist als der zu erwartende Maximalwert irgendeines
der Meßsignale. Zur Kompensation der Durchlaßspannung der Dioden 140 bis 142 ist
mit deren Anoden eine weitere Diode 144 anodenseitig verbunden, deren Kathode über
einen Widerstand 145 an einer negativen Versorgungsspannung liegt. Die Verbindungsstelle
zwischen der Kathode der Diode 144 und dem Widerstand 145 bildet den Ausgang 32
der Minimalspannungsschaltung 30.
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Die Minimalspannungsschaltung arbeitet in der Weise, daß die Anoden
der Dioden 140 bis 142 ein Potential annehmen, das dem kleinsten in einem der Kondensatoren
26, 27, 28 gespeicherten Spannungswert zuzüglich der Durchlaßspannung der Diode
entspricht. Liegt an einem der Kondensatoren 26, 27 , 28 eine höhere Spannung an,
so ist die damit verbundene Diode der Dioden 140 bis 142 in Sperrichtung gepolt,
da ihre Anode auf einem kleineren Potential als die Kathode liegt.
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Die Spannung an dem Ausgang 32 ist wegen der durch den Widerstand
145 in jedem Falle in Durchlaßrichtung gepolten Diode 144 gleich der an der Anode
der Diode 144 liegenden Spannung minus der Durchlaßspannung dieser Diode, d.h, die
an dem Ausgang 32 anstehende Spannung ist, wenn die Dioden 140 bis 142 dieselbe
Durchlaßspannung aufweisen wie die Diode 144, gleich der kleinsten an einem der
drei Kondensatoren 26 bis 28 anliegenden Spannung.
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Die Maximalspannungsschaltung 29 ist nach Art eines Dioden-ODER-Gatters
aufgebaut und enthält wiederum insgesamt drei Dioden 150, 151 und 152, deren Anoden
die Eingänge der Maximalspannungsschaltung 29 bilden. Kathodenseitig sind die Dioden
150 bis 152 miteinander verbunden und liegen an einem mit einer negativen Versorgungsspannung
verbundenen Widerstand 153. Die Kathoden der Dioden 150 bis 152 sind mit der Kathode
einer weiteren Diode 154 zur Kompensation der Durchlaßspannungen der Dioden 150
bis 152 verbunden. Die Diode 154 liegt mit ihrer Anode über einen Widerstand 155
an einer positiven Versorgungsspannung, die wiederum größer ist als der zu erwartende
Maximalwert der in den Kondensatoren 26 bis 28 gespeicherten Meßsignale. Die Anode
der Diode 154 bildet den Ausgang 31 der Maximalspannungsschaltung.
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Die Funktionsweise der Maximalspannungsschaltung 29 ist ähnlich der
oben bereits beschriebenen Funktionsweise der Minimalspannungsschaltung 30 mit dem
Unterschied lediglich, daß an den Kathoden der Dioden 150 bis 152 die größte an
einem der Kondensatoren 26 bis 28 anliegenden Spannung zuzüglich der Durchlaßspannung
ansteht. Die übrigen Dioden sind entsprechend in Sperrichtung gepolt, weil das an
ihrer
Anode anliegende Potential kleiner ist als das Potential
der Kathode. Die Diode 154 dient wiederum der Kompensation der Durchlaßspannungen
150 bis 152, wie oben beschrieben.
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An den Ausgang 31 der Maximalspannungsschaltung 29 und an den Ausgang
32 der Minimalspannungsschaltung 30 ist über Serienwiderstände 160, 161 der über
einen Widerstand 162 gegengekoppelte Differenzverstärker 33 derart angeschlossen,
daß das jeweils kleinste Meßsignal dem invertierenden und das jeweils größte ermittelte
Meßsignal dem nicht invertierenden Eingang zugeführt wird, der zusätzlich über einen
Ableitwiderstand 163 mit der Schaltungsmasse verbunden ist.
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An dem Ausgang des Differenzverstärkers 33 steht damit die verstärkte
Differenz zwischen dem kleinsten und dem größten ermittelten Meßsignal an, was,
wie beschrieben, das Kriterium für den Stromausfall in wenigstens einer Phase des
Drehstromverbrauchers 3 darstellt. Sind nämlich alle Phasen stromführend, so sind
die Frequenzspektren in allen Phasen gleich, womit auch die Meßsignale in allen
Meßzweigen 7, 8 und 9 gleich sind, was dazu führt, daß an den Speicherkondensatoren
26 bis 28 jeweils gleiche Spannungen anliegen, so daß die Ausgangsspannung am Ausgang
des Differenzverstärkers 33 null ist. Ändert sich jedoch das Frequenzspektrum in
einer Phase gegenüber den Frequenzspektren der anderen Phase, so erzeugt der Differenzverstärker
33 an seinem Ausgang ein von null verschiedenes Signal, das in die Verzögerungsschaltung
34 eingespeist wird.
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Die Verzögerungsschaltung 34 enthält einen gesteuerten Schalter 170,
mit dem das an dem Ausgang des Differenzverstärkers 33 anstehende Signal zu der
Integrationseinrichtung 35 durchgeschaltet werden kann. An den
Steuereingang
171 des Schalters 170 sind ein mit einer negativen Versorgungsspannung verbundener
Kondensator 172 sowie ein mit der positiven Versorgungsspannung verbundener Widerstand
173 angeschlossen.
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Der Widerstand 173 ist durch eine Diode 174 überbrückt, die so geschaltet
ist, daß ihre Anode an dem Steuereingang 171 liegt.
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Nach dem Einschalten der Versorgungsspannungen liegt über den entladenen
Kondensator 172 der Steuereingang 171 auf negativem Potential, was dazu führt, daß
der gesteuerte Schalter 170 geöffnet ist und das Ausgangssignal von dem Differenzverstärker
32 nicht weiterleitet. Im Laufe der Zeit wird durch die positive Versorgungsspannung
und den Widerstand 173 der Kondensator 172 aufgeladen, so daß der gesteuerte Schalter
170 in den leitenden Zustand überführt wird, wenn das Potential an seinem Steuereingang
171 einen vorbestimmten Wert überschreitet.
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Sobald dieser Zustand erreicht ist, ist die Überwachungsvorrichtung
1 bereit und das in der Vergleichsschaltung 5 aus den Meßsignalen erzeugte Signal
an dem Ausgang des Differenzverstärkers 33 wird an das nachfolgende Integrationsglied
35 weitergeleitet. Die Diode 174 sorgt für ein relativ schnelles Entladen des Kondensators
172, wenn die Versorgungsspannungen abgeschaltet werden, damit die Verzögerungseinrichtung
34 nach dem erneuten Einschalten der Versorgungsspannungen wieder in der oben geschilderten
Weise arbeiten kann.
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Das der Verzögerungseinrichtung 34 nachgeschaltete Integrationsglied
35 enthält, wie Fig. 5 zeigt, einen mit der negativen Versorgungsspannung verbundenen
Integrationskondensator 180, dem über einen
Widerstand 181 das
Signal aus dem Differenzverstärker 33 zugeführt wird. An den Kondensator 180 ist
die Kathode einer mit der Schaltungsmasse verbundenen Diode 182 angeschlossen, die
dafür sorgt, daß der Kondensator 180 bei kleiner werdendem Eingangssignal verhältnismäßig
rasch entladen wird, während die Aufladezeit des Kondensators 180 aufgrund des Widerstandes
181 verhältnismäßig lang ist und im Bereich von 1 Sekunde liegt. Das solchermaßen
integrierte Ausgangssignal des Differenzverstärkers 33 wird dem nicht invertierenden
Eingang des Komparators 36 zugeführt, an dessen invertierenden Eingang die Referenzspannung
37 anliegt. Der Komparator 36 steuert die Schaltstufe 6 durch, wenn das seinem nicht
invertierenden Eingang zugeführte Signal kleiner ist als die Referenzspannung. Dieser
Betriebszustand entspricht dem ungestörten Fall, in dem alle Phasen Strom führen,
weil dann das Ausgangssignal des Differenzverstärkers 33 sehr klein ist, da alle
erzeugten Meßsignale etwa gleich groß sind.
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Aus den Erläuterungen ist ohne weiteres ersichtlich, daß anstatt die
positiven Halbwellen an den Ausgängen 87 und 88 der Filter 85 und 86 zu verwenden,
auch die negativen Halbwellen ausgewertet werden können, wenn entsprechend die Polarität
der nachgeschalteten Schaltung verändert wird.
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Es ist außerdem zu erkennen, daß es zur Überwachung von im Fehlerfall
Oberwellen erzeugenden Drehstromverbrauchern, die an einem rein sinusförmigen Drehstromnetz
betrieben werden, genügt, die Filtereinrichtung 15 lediglich mit einem Oberwellenfilter
85 zu versehen und das erhaltene gleichgerichtete Signal ohne Differenzbildung und
ohne Maximum-/Minimumsuche
unmittelbar mit einer Referenzspannung
zu vergleichen. In diesem Falle wäre nämlich, wenn alle Phasen des Drehstromverbrauchers
Strom führen, die Ausgangsspannung des Oberwellenfilters 85 null, während dessen
Ausgangsspannung von null verschieden ist, sobald in einer Phase der Strom ausfällt.
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Dies würde als Kriterium zum Abschalten des Drehstromverbrauchers
3 ausreichen.