DE3326344C2 - - Google Patents
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- DE3326344C2 DE3326344C2 DE3326344A DE3326344A DE3326344C2 DE 3326344 C2 DE3326344 C2 DE 3326344C2 DE 3326344 A DE3326344 A DE 3326344A DE 3326344 A DE3326344 A DE 3326344A DE 3326344 C2 DE3326344 C2 DE 3326344C2
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- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
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- H02H7/065—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for dynamo-electric generators; for synchronous capacitors against excitation faults
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Description
Die Erfindung betrifft eine Störungsfeststelleinrichtung
für Dioden, welche an dem Rotor eines umlaufenden
Gleichrichters vorgesehen sind.
Aus der JP-A 5 51 01 066 A2 ist eine Synchronmaschine mit
einer Störungsfeststelleinrichtung für eine
Gleichrichterschaltung bekannt. Das Potential des
Nullpunkts der umlaufenden Gleichrichterschaltung und das
der Erregerausgangswindung wird über einen gleitenden Ring
und Bürsten dem stationären Teil der Synchronmaschine
zugeführt. Bei einem fehlerfreien Betrieb weist die
Differenz zwischen den beiden Potentialen nur einen
geringen Wert auf. Ein Fehler wird durch eine abnormal
hohe Potentialdifferenz erkannt.
Aus der US 42 59 636 ist eine Überwachungseinrichtung
für eine Halbleiterdreiphasengleichrichterbrücke bekannt.
Diese Überwachungseinrichtung weist einen
stromempfindlichen Detektorschaltkreis auf. Zu jeder
Halbleitergleichrichterdiode ist ein Sicherungselement in
Serie geschaltet. Solange die Dioden und Sicherungen
störungsfrei arbeiten, ist der resultierende Strom durch
die Detektorschaltung gleich Null. Wenn ein Fehler
auftritt, erkennt die Detektorschaltung einen
resultierenden Strom größer als Null.
Aus der GB 21 10 390 ist eine optische
Überwachungseinrichtung für den Schaltungszustand eines
Relais bekannt. Diese Einrichtung umfaßt einen
lichtemittierenden Körper, der mit einem optischen
Abfragesignal den Zustand des Relais laufend überwacht.
Wenn das Relais geschlossen ist, sendet es ein
Antwortsignal zu einem lichtempfindlichen Empfänger
zurück. Das Antwortsignal ist ein optisches Signal mit
einer von der Wellenlänge des Abfragesignals verschiedenen
Wellenlänge. Dieses Signal wird von einem
photoelektrischen Schaltkreis detektiert und ausgewertet.
Wenn das Relais sich in einem offenen Zustand befindet,
wird kein optisches Antwortsignal ausgesendet.
Eine Störungsfeststelleinrichtung mit Abtastung, wie sie
Fig. 1 zeigt, ist üblicherweise bei einem umlaufenden
Gleichrichter vorgesehen, welcher bei einem bürstenfreien
Wechselstromgenerator verwandt wird, um während des
Betriebes Diodenfehler festzustellen. Ein Rotor 1 ist mit
einer dreiphasigen Brückenschaltung versehen, welche Dioden
2 und Sicherungen 3 umfaßt, die in Reihe geschaltet sind,
wie es Fig. 2 zeigt. Jede Sicherung weist eine Betriebsanzeigeeinheit
auf, welche typischerweise, wie es Fig. 1
zeigt, eine Sicherungsflagge 3A verwendet, die angehoben
wird, wenn die Sicherung durchgebrannt ist. Die derart
ausgebildeten Sicherungen sind am Umfang des Rotors 1
mit gleicher Beabstandung angeordnet. Jede Sicherungsflagge
ist farbig, so daß ihr Anheben als eine Farbänderung festgestellt
wird. Bezüglich des Rotors 1 mit den Sicherungen
3 und ihnen zugeordneten Flaggen ist ein Beobachtungsfenster
4 in dem stationären Rahmen des Rotors ausgeschnitten.
Unterbrochenes Licht von einem Stroboskop 5 wird durch das
Beobachtungsfenster 4 hindurch auf die Befestigungsbasis
jeder Sicherung gerichtet. Durch Augenschein nimmt eine
Betriebsperson 6 wahr, ob eine Flagge 3A angehoben ist
oder nicht. Somit liefert das Feststellen der Flagge 3A
einen Hinweis darauf, ob ein äußerst großer Strom durch
die Diode 2 fließt oder nicht.
Bei der vorbeschriebenen Einrichtung nach dem Stand der
Technik wird eine Störung von Hand festgestellt. Demgemäß
wird ein Fehler nur dann erfaßt, wenn die Einrichtung bei
der Wartung untersucht wird. Eine solche Einrichtung nach
dem Stand der Technik weist den Nachteil auf, daß es
schwierig ist, fortlaufend die Einrichtung zu überwachen
und somit ist es unmöglich, schnell bei einer Störung
zu handeln oder die Einrichtung beim Auftreten einer Störung
zu schützen. In dem Betriebsumfeld eines umlaufenden Gleichrichters
verhindern elektromagnetische Effekte eine zuverlässige
Arbeitsweise einer mechanischen Sicherungsflaggenanordnung.
Ferner sind die Wartungskosten relativ hoch.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Feststelleinrichtung
zu schaffen,
die einfach aufgebaut ist und zuverlässig eine fehlerhafte Funktion
eines Gleichrichters detektiert. Diese Aufgabe wird
mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung sind Leuchtdioden-
Schaltkreise vorgesehen, welche Leuchtdioden enthalten,
wobei, wenn eine entsprechende Sicherung durchgebrannt
ist, Licht ausgesandt wird, welches in unterschiedlichen
Emissionsspektren in Abhängigkeit von den Phasen
liegen kann. Ein Aufnahmekopf mit einer optischen Faser erfaßt,
wenn die Leuchtdioden Licht aussenden, und eine Auswerteschaltung
bestimmt aufgrund eines elektrischen Signals,
welches dadurch erhalten wird, daß ein optisches Signal
von dem Aufnahmekopf einer optischen, spektralen Unterscheidung
unterworfen wird, ob eine Sicherung durchgebrannt ist
oder nicht. Somit können Störungen der Gleichrichterdiode
ohne Berührung, fortlaufend und automatisch getrennt gemäß
den Gleichrichterphasen festgestellt werden.
Bei einer zweiten Ausführungsform nach der Erfindung wird
eine Feststelleinrichtung mit einer herkömmlichen Sicherungsstruktur
mit Flaggen verwandt. Ein Aufnahmekopf mit einer optischen
Faser vom Reflexionstyp mit einem Lichtbeaufschlagungsabschnitt
bestrahlt die Flaggen der Sicherungen für die
Phasen des Gleichrichters, die längs der Umfangsfläche
des Rotors angeordnet sind. Ein Lichtempfangsabschnitt
empfängt das von den Flaggen reflektierte Licht. Eine
Auswerteschaltung stellt fest, ob einem Impulszugsignal,
welches durch Umwandeln eines optischen Signals
von dem Aufnahmekopf erhalten wird, ein periodischer Impuls
fehlt oder nicht,
um
festzustellen, ob eine Sicherung durchgebrannt ist oder
nicht. Die Störung einer Diode kann ohne Berührung fortlaufend
und automatisch festgestellt werden.
Bei einer ersten Abänderung der zweiten Ausführungsform
kann die Impulsbreite als Kriterium festgestellt werden,
um zu bestimmen, ob eine Sicherung durchgebrannt ist.
Eine Signalverarbeitungs-Auswerteschaltung verwendet
die gleichen Eingabedaten, bestimmt aber die Impulsbreite
des Eingangsimpulses und vergleicht diese mit der Impulsbreite
eines Bezugsimpulses.
Bei einer zweiten Abwandlung dieser Ausführungsform ist
eine Vielzahl von unterschiedlichen Abtastwegen vorgesehen,
die eine Reihe von mit Licht beaufschlagten Linsen und Licht
empfangenden Linsen verwendet. Dies vergrößert den Abtastbereich,
um fehlerhaft ausgerichtete Sicherungen oder eine
durch Wärme hervorgerufene Kontraktion oder Ausdehnung
des Systems zu berücksichtigen. Die Auswerteschaltung
empfängt parallel Eingangssignale von jedem Licht
empfangenden Element und ein ODER-Tor erzeugt ein einzelnes
Ausgangssignal, wenn irgendeine Sicherung durchgebrannt
ist. Die Signalverarbeitung erfolgt dann, wie es bei der
zweiten Ausführungsform der Fall ist.
Der Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Störungsfeststelleinrichtung
mit Abtastung nach dem
Stand der Technik,
Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm einer Gleichrichterschaltung,
die für einen Rotor gemäß Fig. 1
vorgesehen ist,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Ausbildung
einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung,
Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm einer Gleichrichterschaltung
bei der Ausführungsform gemäß
Fig. 3,
Fig. 5 eine schematische Darstellung, teilweise eines
Schaltungsdiagrammes, die die Ausbildung eines
fotoelektrischen Wandlers der Fig. 3 im einzelnen
zeigt,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Ausbildung
einer zweiten Ausbildungsform nach der Erfindung,
Fig. 7A bis 7C Darstellungen, die die Beziehung zwischen einer
Sicherung und einem Aufnahmekopflichtstrahl gemäß
Fig. 6 erläutern,
Fig. 8 ein Blockdiagramm einer Auswerteschaltung
gemäß Fig. 6,
Fig. 9 Kurven von Wellenzügen, die die Signalformen
bei verschiedenen Schaltkreispunkten der Fig. 8
zeigen,
Fig. 10 ein Blockdiagramm einer abgeänderten
Auswerteschaltung der Fig. 8,
Fig. 11 eine Darstellung von Wellenformen, die Signale
an verschiedenen Schaltungspunkten in Fig. 10
zeigt,
Fig. 12 eine Darstellung zur Erläuterung der Beziehung
zwischen einer Sicherung und einem Lichtbündel
des Aufnahmekopfs in Fig. 6 gemäß einer zweiten Abwandlung
dieser Ausführungsform,
Fig. 13 eine schematische Darstellung anderer Beispiele
von Ausbildungen von Lichtflecken auf
der Erfassungsfläche,
Fig. 14 ein Blockdiagramm einer abgeänderten Aufwerteschaltung der Fig. 6 und
Fig. 15 eine Darstellung von Wellenformen, die die
Signalformen bei verschiedenen Schaltkreispunkten
in Fig. 14 zeigt.
Es wird nun auf die Fig. 3 Bezug genommen, die die Ausbildung
einer ersten Ausführungsform nach der Erfindung
zeigt. Wie es in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, sind
Sicherungen 3 U, 3 V bzw. 3 W für drei Phasen vorgesehen
und mit den Dioden 2 U, 2 V bzw. 2 W verbunden. Die Sicherungen
sind an dem Rotor 1 eines umlaufenden Gleichrichters vorgesehen
und weisen Sicherungsflaggen 3A auf. Jede der Sicherungen
ist nach der Erfindung so abgeändert, daß ihnen ein Leuchtdioden-
Schaltkreis 11 parallel geschaltet ist, welcher eine
Leuchtdiode 11A, einen Strombegrenzungswiderstand 11B und
eine Klemmdiode 11C umfaßt, wie es Fig. 4 zeigt. Die Leuchtdioden
11AV und 11AW der Leuchtdioden-Schaltkreise 11 der
drei Phasen sind längs der Umfangsfläche des Rotors 1 so
angeordnet, daß Licht in Richtung auf den Stator 12 ausgesandt
wird. Ferner sind die Leuchtdioden auf dem Umfang
des Rotors so angeordnet, daß sie, wenn sie von dem Stator
her betrachtet werden, zu der Rotorachse ausgerichtet sind.
Der Stator 12 weist einen optischen Aufnahmekopf 13 auf.
Der Aufnahmekopf 13 umfaßt eine Lichtempfangslinse 13A, die
optisch mit jeder der Leuchtdioden 11AU, 11AV und 11AW
an dem Rotor 1 ausgerichtet ist, um von den Leuchtdioden
Licht zu empfangen. Ein Lichtwellenleiter 13B führt das so
empfangene Licht zu einem fotoelektrischen Wandler 14.
Bei dieser Ausführungsform kann eine Verschiebung in axialer
Richtung des Rotors dadurch ausgeglichen werden, daß eine
Reihenanordnung verwandt wird, bei der eine Vielzahl von
Lichtempfangslinsen 13A und Lichtwellenleitern 13B in Kombination
in Richtung der Rotorachse angeordnet werden.
Andererseits ist auch eine Reihenstruktur möglich, bei der
eine Vielzahl von Leuchtdioden 11AU, 11AV und 11AW der
drei Phasen des Gleichrichters in Richtung der Rotorachse
angeordnet sind. Die Lichtempfangslinse 13A sollte vorzugsweise
einen ausreichend großen Abstand zwischen sich
und jeder Leuchtdiode aufweisen, damit sie sicher Licht
erfassen kann.
Wenn Leuchtdioden-Schaltkreise und der Aufnahmekopf 13 vorgesehen
sind, wie sie vorhergehend beschrieben worden
sind, und eine Sicherung, beispielsweise die Sicherung
3 U durchgebrannt ist, liegt die Versorgungsspannung an der
Leuchtdiode 11AU über die Gleichrichterdiode. Demgemäß erregt
der durch den Widerstand 11B fließende Strom die
Leuchtdiode 11AU zur Lichtaussendung. Dieses Licht trifft
durch den Aufnahmekopf 13 auf den fotoelektrischen Wandler
14 auf. Ein Lichteingangssignal wird pro Sicherung abgegeben,
wenn der Rotor eine Umdrehung durchführt, und wird durch
eine Lichtempfangsdiode 14A in dem fotoelektrischen Wandler
14 in ein elektrisches Signal umgewandelt. Demgemäß gibt
der fotoelektrische Wandler 14 bei jeder Rotorumdrehung
Signalimpulse aus, deren Anzahl gleich der Anzahl der durchgebrannten
Sicherungen ist. Eine entsprechende Lichtaussendung
bei einer anderen Leuchtdiode tritt auf, wenn eine
andere Sicherung (3 V oder 3 W) durchgebrannt ist. Der Ausgang
des fotoelektrischen Wandlers 14 ist an eine
Auswerteschaltung 15 gelegt, welcher in Abhängigkeit
von dem Vorliegen oder Fehlen des Eingangsimpulses feststellt,
ob eine Sicherung durchgebrannt ist oder nicht.
Wenn die Auswerteschaltung 15 feststellt, daß eine
Sicherung durchgebrannt ist, gibt sie Signale zum Schutz
des Betriebes ab, die eine Warneinrichtung 16 betreiben
und den Betrieb des Generators anhalten. Die Flagge 3A
zeigt an, welche Sicherung durchgebrannt ist.
Vorzugsweise unterscheiden sich die Leuchtdioden 11AU,
11AV und 11AW der Leuchtdioden-Schaltkreise 11, die parallel
zu den Sicherungen für die drei Phasen geschaltet sind,
bezüglich ihrer entsprechenden Emissionsspektren. Somit
sind die optischen Eingangssignale zu dem fotoelektrischen
Wandler 14 unterschiedlich in der Spektralverteilung gemäß
der durchgebrannten Sicherung, d. h. gemäß den Phasen
der Gleichrichterdioden, in welcher ein Überstrom vorliegt.
Die nähere Ausbildung des fotoelektrischen Wandlers 14 ist
in Fig. 5 gezeigt. Der optische Eingangsabschnitt des
Wandlers 14 weist einen Verteiler 14₁ für einen Lichtwellenleiter
auf, um einfallendes Licht auf die Lichtwellenleiter 14 2U,
14 2V und 14 2W für die drei Phasen zu verteilen. Die Lichtstrahlen
der Lichtwellenleiter 14 2U, 14 2V und 14 2W werden
einer spektralen Unterscheidung durch optische Filter
14 3U, 14 3V und 14 3W unterzogen, die in Übereinstimmung
mit den Emissionsspektren der Leuchtdioden in den Leuchtdioden-
Schaltkreisen sind. Diese Lichtstrahlen beaufschlagen
dann Lichtempfangsdioden 14 4U, 14 4V bzw. 14 4W.
Die Ausgangssignale der Lichtempfangsdioden 14 4U, 14 4V
und 14 4W werden durch Verstärker 14 5U, 14 5V und 14 5W auf
geeignete Pegel verstärkt, so daß sie als Entscheidungseingangssignale
für die drei Phasen des Gleichrichters
der Auswerteschaltung 15 der Fig. 3 zugeführt werden
können.
Demgemäß wird ein optisches Eingangssignal zu dem fotoelektrischen
Wandler auf eine der Lichtempfangsdioden
14 4U, 14 4V und 14 4W in Übereinstimmung mit ihrem einzigen
Emissionsspektrum gegeben, und das elektrische Signal wird
durch den entsprechenden Verstärker für die jeweilige
Sicherung erzeugt.
Das Ausgangssignal des fotoelektrischen Wandlers 14
wird als ein Signalimpuls erhalten, der der Lichtemissionsbreite
des Lichtes der Leuchtdioden 11AU, 11AV und 11AW
in bezug auf die Umfangslänge des Rotors 1 entspricht.
Dieses Ausgangssignal wird der Auswerteschaltung
15 zugeführt. In der Auswerteschaltung 15 wird
für jede Phase eine Entscheidung getroffen, ob ein Eingangsimpuls
angelegt ist oder nicht, so daß für jede Phase
sichergestellt wird, ob diese Sicherung durchgebrannt ist
oder nicht. Wenn die Auswerteschaltung 15 feststellt,
daß eine Sicherung durchgebrannt ist, wird ein Ausgangssignal
zum Betreiben einer Warneinheit 16 und ein Signal
zum Schutze des Betriebes zum Anhalten des Generators erzeugt.
Somit wird nicht nur eine Feststellung getroffen,
sondern die besondere Sicherung wird festgestellt, ohne
daß eine in Augenscheinnahme durch eine Betriebsperson
notwendig ist.
Bei der vorhergehend beschriebenen ersten Ausführungsform
arbeitet die Auswerteschaltung 15 in Abhängigkeit
von dem Vorliegen oder Fehlen des Eingangsimpulses. Jedoch
kann die Auswerteschaltung 15 so abgeändert werden,
daß die Eingangsimpulsbreite gemessen wird. Wenn die so
gemessene Eingangsimpulsbreite breiter als eine Bezugsimpulsbreite
ist, welche durch die Umfangsgeschwindigkeit
des Rotors und den divergierenden Winkel der Leuchtdiode
festgestellt wird, wird ein das Durchbrennen einer Sicherung
angebende Ausgangssignal des Entscheidungsschaltkreises
erzeugt. Bei dieser Abwandlung kann die Entscheidung
sicherer bzw. positiver durchgeführt werden.
Wie unter Bezugnahme auf die zweite Ausführungsform beschrieben
worden ist, umfaßt die erfindungsgemäße Einrichtung
Leuchtdioden-Schaltkreise, welche Licht in unterschiedlichen
Emissionsspektren entsprechend den Phasen
des Gleichrichters aussenden, wenn die Sicherungen durchgebrannt
sind. Ein optischer Aufnahmekopf koppelt die
Leuchtdioden mit einer Auswerteschaltung, um das
Durchbrennen der Sicherungen getrennt entsprechend den
Phasen aus den Signalen festzustellen, welche einer
spektralen Unterscheidung durch den fotoelektrischen Wandler
unterworfen worden sind. Demgemäß kann die Störungsfeststelleinrichtung
nach der Erfindung anders als bei
herkömmlichen Störungsfeststelleinrichtungen vom Abtasttyp
automatisch und fortlaufend die Dioden getrennt in
Übereinstimmung mit den Phasen des Gleichrichters überwachen.
Ferner ist im Rahmen der Erfindung das optische
System gegenüber elektromagnetischen Wirkungen frei.
Das Durchbrennen einer Sicherung wird optisch durch Anschalten
der Leuchtdiode festgestellt. Demgemäß weist
die Erfindung eine viel höhe Zuverlässigkeit als das
herkömmliche Verfahren mit mechanischer Störungsanzeige
auf, bei dem die Sicherungsflagge nicht zuverlässig in
dieser Umgebung arbeiten kann.
Ferner können die Sicherungen durch normale Sicherungen
ohne Sicherungsflaggen ersetzt werden, und dieses kann
mit einer Kostenverringerung erreicht werden. Somit benötigen
die in Fig. 3 gezeigten Sicherungen keine Flaggenstruktur
3A, wenn eine Analyse des Spektrums durchgeführt
wird.
Fig. 6 zeigt eine Darstellung zur Erläuterung der Ausbildung
einer zweiten bevorzugten Ausführungsform nach
der Erfindung. Die Sicherungen 3 für die entsprechenden
Phasen weisen die vorhergehend beschriebenen Betriebsanzeigeeinheiten
auf und sind umfangsmäßig derart angeordnet,
daß die Flaggen 3A längs der Umfangsfläche eines
Rotors 1 angeordnet sind. Wie es durch den Pfeil in Fig. 6
gezeigt ist, erhebt sich die Flagge, wenn die Sicherung
durchbrennt. Ein optischer Aufnahmekopf 21 ist an dem
Stator 10 vorgesehen. Der optische Aufnahmekopf 21
umfaßt eine Lichtbeaufschlagungslinse 22, eine Lichtempfangslinse
23 und ein Paar Lichtwellenleiter 24, die
Lichtübertragungswege zu diesen Linsen bilden. Eine Flagge
3A jeder Sicherung 3 an dem Rotor wird beleuchtet und das
von ihr reflektierte Licht wird empfangen. Die Lichtwellenleiter
24 sind mit einem fotoelektrischen Wandler 14 verbunden,
der eine Lichtquelle aufweist. Licht von dieser
Lichtquelle wird zu der Lichtbeaufschlagungslinse 22 geführt,
so daß die Flagge 3A durch die Linse 22 mit einem
Lichtfleck bestrahlt wird. Von der Flagge 3A reflektiertes
Licht wird von der Lichtempfangslinse 23 empfangen und dann
über die Lichtwellenleiter 24 zu dem fotoelektrischen Wandler
14 geführt.
Wie es in den Fig. 7A und 7B gezeigt ist, bestrahlt die
Leuchtdiode 11 die Flagge 3A der Sicherung 3 mit einem Lichtfleck,
was mit S bezeichnet ist. Wenn der Rotor eine Umdrehung
durchführt, entsteht ein Abtastweg A. Wenn sich der
Rotor 1 dreht, wird von der Flagge 3A einer jeden Sicherung
reflektiertes Licht von dem Aufnahmekopf empfangen. Die folgenden
Bedingungen werden zum Erfassen des Lichtes von den
Flaggen hergestellt. Die Grundfarbe der Sicherung 3, welche
erscheint, wenn die Flagge 3A aufgestellt ist, ist die gleiche
Farbe wie diejenige des Abtastweges des Lichtfleckes (beispielsweise
schwarz), während die Farbe der Flagge 3A einen
unterschiedlichen Reflexionsfaktor bezüglich der Grundfarbe
(beispielsweise weiß) hat. Die unterschiedlichen
Farben werden wie vorhergehend beschrieben verwandt. Deshalb,
wie es sich ohne weiteres aus der festgestellten
Wellenform in Fig. 7C ergibt, wird, wenn die Flagge 3A
nicht angehoben ist (d. h. keine Sicherung ist durchgebrannt),
der Intensitätspegel des reflektierten Lichtes oder der Pegel
der von dem reflektierten Licht erhaltenen elektrischen
Werte geändert, wodurch ein Impuls an der Stelle der Flagge
3A (wie es durch die durchgezogene Linie L₁ gezeigt ist)
erzeugt wird. Wenn die Flagge 3A aufgestellt ist, um eine
durchgebrannte Sicherung anzuzeigen, bleibt der Pegel im
wesentlichen gleich demjenigen der Abtastlinie an der Stelle
der Flagge 3A, wie es durch die unterbrochene Linie L₀
dargestellt ist. Er wird zu einem Impuls an den Stellen der
übrigen, nicht ausgelösten Flagge 3A verändert. Demgemäß
ist bei normalen Bedingungen, bei denen keine der Sicherungen
durchgebrannt ist, der Feststellpegel des reflektierten
Lichtes der Leuchtdiode 11 ein Impulszug mit einem Impuls
L₁, wenn jeweils eine der Flaggen 3A durch den beleuchteten
Bereich (Sichtfeld) hindurchgeht. Wenn eine Sicherung von
wenigstens einer Phase durchgebrannt ist, wird die Impulswiederholungsrate
diskontinuierlich, d. h. eine Wiederholungsänderung
eines Impulspegels fehlt.
Beim Feststellen der Pegeländerung mit dem Aufnahmekopf 21
sollte das Licht ausreichend fokussiert und durch die Linsen
22 und 23 zusammengefaßt werden. Zu diesem Zweck wird
der Abstand zwischen dem Kopf 21 und den Flaggen 3A ausreichend
groß gehalten. Bei einem Abstand zwischen dem
Kopf 21 und der Flagge 3A von 50 bis 80 mm beispielsweise
kann der Pegel mit hoher Auflösung von 4 mm ⌀ oder mehr
festgestellt werden.
Es wird erneut auf die Fig. 6 Bezug genommen. Der fotoelektrische
Wandler 14 arbeitet, um das optische Eingangssignal
von dem Aufnahmekopf 21 in einen elektrischen Wert
umzuwandeln, welcher beispielsweise zweiwertig (wie in
der Form von Impulsen) mit einem gewissen Schwellenpegel
sein kann. Der Impulsausgang des fotoelektrischen Wandlers
14 wird einer Auswerteschaltung 15 zugeführt, welche
das Arbeiten oder Nichtarbeiten einer Sicherung aufgrund
davon feststellt, ob die Anzahl der Eingangsimpulse pro
Umdrehung des Rotors 1 der Anzahl der Phasen des Gleichrichters
entspricht oder nicht. Wenn die Auswerteschaltung
15 feststellt, daß eine Sicherung durchgebrannt
ist, erzeugt sie ein Signal zum Betreiben einer Warneinheit
16 und ein Betriebsschutzsignal, um den Generator
anzuhalten.
Die Auswerteschaltung 15 dieser zweiten bevorzugten
Ausführungsform ist in Fig. 8 dargestellt. Fig. 9 zeigt
die Wellenform von Signalen an verschiedenen Schaltungspunkten
in der Auswerteschaltung 15. Ein Eingangssignal,
Wellenform a in Fig. 9 von dem fotoelektrischen
Wandler 14 wird in ein Imulssignal (zweiwertig) durch
Vergleichen mit einer Bezugsspannung VS von einer Quelle
32 in einem Vergleicherschaltkreis 31 umgewandelt. Somit
stellen die Betriebszustände der Sicherungen einen Signalimpulszug
dar, weil die Sicherungen an unterschiedlichen
Stellen des Rotors angeordnet sind. Der Ausgang, Wellenform
(b) in Fig. 9, des Vergleichsschaltkreises 31 wird
von einer Impulsmeßeinheit 33, wie z. B. einem Zähler gezählt,
welcher für jede Umdrehung des Rotors zurückgestellt
wird. Der Zählwert (Wellenform (c) in Fig. 9) der
Impulsmeßeinheit 33 wird einem digitalen Vergleichsschaltkreis
34 zugeführt, wo er mit einem Bezugswert DS von
einer Einstelleinheit 35 verglichen wird. Wenn der Zählwert
der Meßeinheit 33 kleiner als der Bezugswert DS ist,
erzeugt die Vergleichsschaltung 34 einen Ausgang mit einem
logischen Pegel "1", und wenn der Zählwert größer ist,
liefert der Vergleichsschaltkreis 34 einen Ausgang (Wellenform
(d) in Fig. 9) mit einem logischen Pegel "0". Der Bezugswert
DS ist die Gesamtzahl der Sicherungen an dem Rotor.
Wenn keine Sicherung durchgebrannt ist, wird der Ausgang
der Vergleichsschaltung 34 bei einer Umdrehung des Rotors von
dem Pegel "1" auf den Pegel "0" geändert. Wenn jedoch die Sicherung
von wenigstens einer Phase durchgebrannt ist, wird der
logische Pegel "1" aufrechterhalten. Der Ausgang des Vergleichsschaltkreises
34 wird einem Speicherschaltkreis,
wie z. B. einem Flip-Flop-Schaltkreis 36 zugeführt.
Die Drehbewegung des Rotors 1 wird durch eine Zeitmeßeinheit
37 synchron mit jeder Umdrehung des Rotors 1 festgestellt.
Der Feststellimpuls (Wellenform (e) in Fig. 9)
der Zeitmeßeinheit wird einem Verzögerungsschaltkreis 38
zugeführt, welcher wiederum zwei Impulse unterschiedlicher
Phase, Wellenformen (f und g) in Fig. 9, abgibt. Von den
zwei Impulsen wird der zeitlich früher auftretende als ein
Abtastsignal (Sortierimpuls) für den Speicherschaltkreis
36 verwandt. Mit der zeitlichen Abstimmung des Signals
wird das Vergleichsergebnis durch die Vergleichsschaltung
34 dem Speicherschaltkreis 36 zugeführt. Der zeitlich
später auftretende Impuls wird als Rückstellsignal der
Impulsmeßeinheit 33 zugeführt.
Die Impulsmeßeinheit 33 zählt die Eingangsimpulse immer
wenn sie durch das Ausgangssignal des Verzögerungsschaltkreises
38 zurückgesetzt worden ist. Wenn keine der Sicherungen
nach einer Umdrehung des Rotors durchgebrannt ist,
ist der Zählwert größer als der Bezugswert DS. Der Ausgang
der Vergleichsschaltung 34 wird auf den Pegel "0" zu diesem
Zeitpunkt gesetzt. Unter dieser Bedingung bleibt der Ausgangspegel
(Wellenform (h) in Fig. 9) des Speicherschaltkreises
36, dem der Sortierimpuls zugeführt worden ist,
unverändert. Wenn jedoch wenigstens eine Sicherung zum
Zeitpunkt des Sortierimpulses durchgebrannt ist, bleibt
der Ausgang des Vergleichsschaltkreises 34 auf dem logischen
Pegel "1" und kann als Änderung des Zustandes des Speicherschaltkreises
36 festgestellt werden.
Aus der vorhergehenden Beschreibung dieser zweiten bevorzugten
Ausführungsform ist offensichtlich, daß eine automatische
Feststellung mittels des optischen Lichtwellenleiters
und der Auswerteschaltung durchgeführt wird. Die
Störungsfeststelleinrichtung nach der Erfindung kann anders
als die herkömmliche Störungsfeststelleinrichtung vom Abtasttyp
kontinuierlich und automatisch die Dioden ohne
Eingriff von Hand überwaschen. Keine Abänderungen der Rotorausbildung
sind erforderlich. Ferner stellt die Feststelleinrichtung
nach der Erfindung ein optisches System dar
und der Abtastvorgang ist frei von elektromagnetischen
Effekten. Wenn die Feststelleinrichtung zum Überwachen der
Zustände der Sicherungen verwandt wird, so ermöglicht dies,
den Betrieb der Einrichtung selbst zu überwachen. Somit
bietet die Arbeitsweise des Feststellens bei der Einrichtung
eine hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit.
Wenn bei dieser Ausführungsform die Sicherungsflaggen gefärbt
sind, um unterschiedliche Reflexionsvermögen gemäß
der Phase des Gleichrichters aufzuweisen, kann die Pegelbestimmung
bei jedem Impuls durchgeführt werden, wobei die
Flaggen von einer Quelle mit sichtbarem Licht bestrahlt
und die fotoelektrische Umwandlung des von den Flaggen reflektierten
Lichtes, die derart bestrahlt sind, mit einer
spektralen Unterscheidung durchgeführt wird. Dann können
fehlerhafte Dioden einzeln wie im Falle der ersten bevorzugten
Ausführungsform festgestellt werden.
Bei einer ersten Abwandlung der zweiten bevorzugten Ausführungsform
wird der Impulsausgang des fotoelektrischen
Wandlers 14 an eine Auswerteschaltung 15 gelegt,
wobei jedoch in der Auswerteschaltung 15 der so angelegte
Impulsausgang mit einem Bezugsimpuls (digitaler
Wert) verglichen wird, der eine Impulsbreite aufweist, die
gemäß der Umfangsgeschwindigkeit des Rotors bestimmt ist,
um festzustellen, ob eine Sicherung durchgebrannt ist oder
nicht. Wenn die Auswerteschaltung 15 feststellt, daß
eine Sicherung durchgebrannt ist, erzeugt er ein Signal zum
Betreiben einer Warneinheit 16 und ein Betriebsschutzsignal,
um den Generator anzuhalten.
Fig. 10 zeigt im einzelnen die Auswerteschaltung
15 dieser Abwandlung und Fig. 11 zeigt die Wellenform
der Signale an verschiedenen Schaltkreispunkten bei der
Auswerteschaltung 15. Ein Eingangssignal mit der
Wellenform (a) in Fig. 11 von dem fotoelektrischen Wandler
14 wird an einen Vergleichsschaltkreis 41 gegeben, wo es
in eine Impulsform (zweiwertig) umgewandelt und mit
einer Bezugsspannung VS verglichen wird, welche von einer
Bezugsspannungsquelle 42 geliefert wird. Somit wird der
Betrieb der Sicherungen wie bei der Fig. 8 als ein Impulssignalzug
festgelegt, weil die Sicherungen an unterschiedlichen
Stellen auf dem Rotor angeordnet sind. Der Ausgang,
Wellenform (b) in Fig. 11 des Vergleichsschaltkreises 41
wird an einen Eingangsanschluß eines UND-Tores 43 gelegt,
an dessen anderen Eingangsanschluß ein Taktimpuls von einem
Impulsgenerator 44 gelegt wird. Als Ergebnis hiervon liefert
das UND-Tor 43 eine Anzahl von Ausgangsimpulsen (Wellenform
(f) in Fig. 11), die der Ausgangsimpulsbreite des Komparators
41 proportional ist. Der Ausgang des UND-Tores 43 wird an
einen Zähler 45 gegeben, welcher einen Zählwert liefert.
Der Zählwert des Zählers 45 nimmt linear proportional zu
der Anzahl der Eingangsimpulse zu, wie es die Wellenform
(g) in Fig. 11 zeigt. Der Zählwert des Zählers 45 wird an
eine digitale Vergleichsschaltung 46, an die ein Vergleichsbezugswert
DS von einer Einstelleinheit 47 gelegt ist, gegeben,
um mit diesem Zählwert verglichen zu werden. Wenn
der Zählwert des Zählers 45 größer als der Bezugswert DS
ist, erzeugt der Vergleichsschaltkreis 46 ein Ausgangssignal
mit dem logischen Pegel "1", welches einem Speicherschaltkreis,
wie z. B. einem Flip-Flop-Schaltkreis 48 zugeführt
wird. Andererseits wird der Ausgang des Vergleichsschaltkreises
41 auch an einen Differentiationsschaltkreis 49
gegeben, wo die fallende Flanke des Ausgangssignals
festgestellt wird. Der Ausgangsimpuls des Differentiationsschaltkreises
49 wird an einen Verzögerungsschaltkreis 50
gegeben, welcher wiederum zwei Impulse mit unterschiedlicher
Phase erzeugt, gemäß den Wellenformen d und e in Fig. 11.
Der zeitlich früher auftretende dieser zwei Impulse wird
als ein Abtastsignal (Sortierimpuls) für den Speicherschaltkreis
48 verwandt. Mit der zeitlichen Abstimmung des
Sortiersignals wird das Vergleichsergebnis von der Vergleichsschaltung
46 dem Speicherschaltkreis 48 zugeführt, und ein
Signal mit dem logischen Pegel "1" (Wellenform (i) in Fig. 11)
wird in diesem gespeichert. Andererseits wird der zeitlich
später auftretende Impuls als Rückstellsignal dem Zähler
45 zugeführt.
Wenn der Bezugswert auf einen kleineren Wert als denjenigen,
der durch die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 1, die Länge
der Flagge 3A und die Frequenz des Ausgangstaktimpulses
des Impulsgenerators 44 festgelegt ist, so kann mit der
zeitlichen Abstimmung des Sortierimpulssignals von dem
Verzögerungsschaltkreis 50 aus dem Ausgangssignal des
Speicherschaltkreises festgestellt werden, ob eine Flagge
3A gesetzt worden ist oder nicht, d. h., ob eine Sicherung
durchgebrannt ist oder nicht.
Aus der vorhergehenden Beschreibung dieser Abänderung der
zweiten Ausführung nach der Erfindung ist es offensichtlich,
daß eine automatische Feststellung mittels des
optischen Lichtwellenleiters und der Auswerteschaltung
durchgeführt werden kann. Die Störungsfeststelleinrichtung
nach der Erfindung kann anders als bei einer herkömmlichen
Störungsfeststelleinrichtung vom Abtasttyp fortlaufend und
automatisch die Sicherungen ohne Eingriff von Hand feststellen.
Ferner wird das Feststellen dadurch durchgeführt,
daß festgestellt wird, ob eine Impulsbreite größer als
der vorbestimmte Wert ist, wodurch sich eine genaue und
positive Feststellung von durchgebrannten Sicherungen ergibt.
Eine zweite Abwandlung der Ausführungsform gemäß Fig. 6
ist in Fig. 12 dargestellt. Gemäß Fig. 12 sind fünf Licht
beaufschlagende optische Wegsysteme und fünf Licht empfangende
optische Wegsysteme vorgesehen. Die fünf Licht beaufschlagenden
optischen Wegsysteme und die fünf Licht empfangenden
optischen Wegsysteme weisen Lichtbeaufschlagungslinsen
22₁ bis 22₅ und Lichtempfangslinsen 23₁ bis 23₅
auf, so daß Lichtbeaufschlagungsflecke S₁ und Lichtempfangsflecke
S₂ unterschiedlichen Durchmessers an den gleichen
Stellen erzeugt werden. Ein Lichtbeaufschlagungsbereich
und ein Lichtempfangsbereich, die sich in axialer Richtung
des Rotors erstrecken, werden dadurch festgelegt.
Der Aufnahmekopf 21 ist so ausgebildet, wie es vorhergehend
in bezug auf die Fig. 6 beschrieben wurde. Wenn sich der
Rotor 1 in der Richtung des Pfeiles Y dreht, wird ein
Abtastweg für die Flagge 3A mit einer Breite W in der
axialen Richtung X des Rotors gebildet. Dabei werden die
folgenden Bedingungen für den Abtastbetrieb des Aufnahmekopfes
21 geschaffen. Um die Arbeitsweise (Durchbrennen)
einer jeden Sicherung aufgrund der Intensität des reflektierten
Lichtes zu erfassen, ist der Beleuchtungsbereich (Sichtfeld)
geschwärzt, damit er ohne weiteres von der Grundfarbe
(Silber) der Flagge unterschieden werden kann, welche gesetzt
wird, wenn die Sicherung 3 durchbrennt. Somit werden
unterschiedliche Farben mit unterschiedlichem Reflexionsvermögen
verwandt. Demgemäß wird der Intensitätspegel des
reflektierten Lichtes in dem Feststellsystem, welches die
Flagge 3A beleuchtet, geändert, um eine Reihe von Impulsen
festzulegen. Da der Feststellbereich des Aufnahmekopfes 21
eine Breite W in der axialen Richtung X des Rotors 1 aufweist,
kann wenigstens ein Feststellsystem optisch eine
durchgebrannte Sicherung feststellen, selbst wenn der
Rotor 1 durch Wärmekontaktion aufgrund einer Änderung der
Umgebungstemperatur oder mechanischer Verschiebung verschoben
wird, aber innerhalb der Breite W bleibt.
Die Verwendung von Lichtempfangslinsen und Lichtbeaufschlagungslinsen
ermöglicht es, einen ausreichend großen
Feststellabstand zu schaffen. Beispielsweise kann bei
einem Abstand zwischen dem Aufnahmekopf 21 und der Sicherungsflagge
3A von 50 bis 80 mm der Pegel mit einer hohen Auflösung
von 4 mm ⌀ oder mehr festgestellt werden.
Da Linsen zur Beaufschlagung und zum Empfangen von Licht
verwandt werden, kann die Größe der Lichtbeaufschlagungsfläche
und der Lichtempfangsfläche je nach Wunsch verändert
werden. Um die Empfindlichkeit zu erhöhen, d. h. den Empfangswirkungsgrad
für reflektiertes Licht, ist der Durchmesser
des Lichtbeaufschlagungsfleckes kleiner als der Durchmesser
des Lichtempfangsfleckes. Um die Feststellbreite zu verringern,
ist der Durchmesser des Lichtbeaufschlagungsfleckes
gleich oder größer als der Durchmesser des Lichtempfangsfleckes.
Somit kann die Feststellbedingung durch die
Linsen verändert werden. Bei dieser Ausführungsform ist
der Durchmesser des Lichtbeaufschlagungsfleckes kleiner
als der Durchmesser des Lichtempfangsfleckes, wie es in
Fig. 12 gezeigt ist, um den Feststellabstand und die
Empfindlichkeit zu erhöhen.
Die Lichtbeaufschlagungsflecke und die Lichtempfangsflecke
sind derart, daß die Lichtbeaufschlagungsflecke S₁ sich
teilweise überlappen, wie es in Fig. 13 (a) dargestellt
ist. Sie können auch in zwei Reihen gemäß der Darstellung
in Fig. 13 (b) angeordnet sein.
Es wird erneut auf die Fig. 6 Bezug genommen. Der die Lichtquelle
umfassende, fotoelektrische Wandler 14 arbeitet so,
daß er das optische Eingangssignal von dem Aufnahmekopf 21 in
einen elektrischen Wert umwandelt, welcher beispielsweise
zweiwertig (wie in der Form von Impulsen) mit einem gewissen
Schwellenpegel ist. Der Ausgangsimpuls des fotoelektrischen
Wandlers 14 wird einer Auswahlschaltung
15 zugeführt. In der Auswahlschaltung 15 wird
der so angelegte Ausgangsimpuls mit einem Bezugsimpuls
(digitaler Wert) verglichen, welcher eine Impulsbreite aufweist,
die entsprechend der Umfangsgeschwindigkeit des
Rotors festgelegt ist, um festzustellen, ob eine Sicherung
durchgebrannt ist oder nicht. Wenn die Auswahlschaltung
15 feststellt, daß eine Sicherung durchgebrannt ist,
erzeugt sie ein Signal zum Betreiben einer Wareneinheit 16
und ein Betriebsschutzsignal, um den Generator anzuhalten.
Fig. 14 zeigt eine Auswahlschaltung 15 gemäß
dieser zweiten Abwandlung und Fig. 15 zeigt die Wellenformen
von Signalen an verschiedenen Schaltkreispunkten in Fig. 14.
Die Eingangssignale von den optischen Systemen werden über
fotoelektrische Wandler 14 an einen Komparator 42 gegeben,
der eine Bezugsspannungsquelle 51 aufweist und in dem sie
mit einer Bezugsspannung VS verglichen werden. Wenn das
Durchbrennen einer Sicherung festgestellt wird, zeigt
wenigstens eines der Eingangssignale eine Spannungsänderung,
wie es Fig. 15 (a) zeigt. Demgemäß gibt in Abhängigkeit
von dem Eingangssignal dieses Systems der Vergleichsschaltkreis
52 ein Signalimpuls (zweiwertig) für
jedes Eingangssignal ab, wie es in Fig. 15 (b) gezeigt ist.
Somit wird der Betriebszustand der Sicherungen in einen
Signalimpulszug umgewandelt, da die Sicherung an unterschiedlichen
Stellen auf dem Rotor angeordnet sind. Die
Ausgangssignale des Vergleichsschaltkreises 52 werden einem
ODER-Tor 53 zugeführt. Deshalb wird, wenn irgendeine Sicherung
des Systems durchgebrannt ist, ein Impulssignal, wie es
in Fig. 15 (b) gezeigt ist, an dem Ausgangsanschluß des
ODER-Tores 53 erzeugt.
Der Ausgang des ODER-Tores 53 wird an ein UND-Tor 44 gelegt,
dem ein Taktimpuls von einem Impulsgenerator 55 zugeführt
wird. Als Ergebnis hiervon gibt das UND-Tor 55 eine Anzahl
von Ausgangsimpulsen (Wellenform (f) in Fig. 15) proportional
zur Eingangsimpulsbreite ab. Der Ausgang des
UND-Tors 54 wird von einem Zähler 56 gezählt. Der Zählwert
des Zählers 56 nimmt linear proportional zu der Anzahl der
Eingangsimpulse zu, wie es Fig. 15 (g) zeigt. Der Zählwert
des Zählers 56 wird an eine digitale Vergleichsschaltung
57 gegeben, der von einer Einstelleinheit 58 ein Bezugsspannungswert
DS zugeführt wird. Wenn der Zählwert des
Zählers 56 größer als der Bezugswert DS ist, gibt die Vergleichsschaltung
57 einen Ausgang mit dem logischen Pegel
"1" ab, welcher einem Speicherschaltkreis wie z. B. einem
Flip-Flop-Schaltkreis 59 zugeführt wird.
Andererseits wird der Ausgang des ODER-Tores 53 einem
Differentiationsschaltkreis 60 zugeführt, wo die fallende
Flanke des Ausgangsimpulses festgestellt wird. Der Ausgangsimpuls
des Differentiationsschaltkreises 60 wird einem Verzögerungsschaltkreis
61 zugeführt, welcher seinerseits zwei
Impulse unterschiedlicher Phase liefert (Fig. 15 (d) und
Fig. 15 (e)). Der zeitlich früher auftretende dieser beiden
Impulse wird als Abtastimpuls (Sortierimpuls) verwandt.
Das Vergleichsergebnis von der Vergleichsschaltung 57 wird
dem Speicherschaltkreis 59 zugeführt und ein Signal mit dem
logischen Pegel "1" wird in dem Speicherschaltkreis 59
(Fig. 15 (i)) gespeichert. Anderseits wird der zeitlich
später auftretende Impuls als Rückstellimpuls an den Zähler
56 gegeben.
Wenn der Bezugswert auf einen kleineren Wert als demjenigen
eingestellt wird, welcher durch die Umfangsgeschwindigkeit
des Rotors 1, die Länge der Flagge 3 und die Frequenz
des Ausgangstaktimpulses des Impulsgenerators 55 bestimmt
ist, kann mit der zeitlichen Abstimmung des Sortierimpulssignals
von dem Verzögerungsschaltkreis 51 anhand des Ausganges
des Speicherschaltkreises 59 festgestellt werden,
ob eine Flagge 3A gesetzt worden ist oder nicht, d. h., ob
eine Sicherung durchgebrannt ist oder nicht.
Aus der vorhergehenden Beschreibung dieser Ausführungsform
nach der Erfindung ist es offensichtlich, daß das automatische
Feststellen mittels des Lichtwellenleiters und der
Auswahlschaltung durchgeführt wird. Die Störungsfeststelleinrichtung
nach der Erfindung kann anders als die
herkömmliche Störungsfeststelleinrichtung vom Abtasttyp
fortlaufend und automatisch die Sicherungen ohne Eingriff
von Hand überwachen. Ferner bildet die Feststelleinrichtung
nach der Erfindung ein optisches System, bei dem das Erfassen
frei von elektromagnetischen Wirkungen ist, und das
Feststellen wird in einer Ausführungsform unter der Bedingung
festgestellt, daß die Feststellimpulsbreite größer als ein
vorbestimmter Wert ist, oder indem das Fehlen eines Impulses
festgestellt wird, was eine genaue und sichere bzw.
positive Feststellung zum Ergebnis hat. Ferner wird bei
einer Ausführungsform nach der Erfindung ein reihenförmiges
Feststellsystem, bei dem Licht beaufschlagt und von den
Sicherungsflaggen empfangen wird, in Breitenrichtung in
axialer Richtung des Rotors verwandt, mit dem Ergebnis,
daß selbst wenn die Sicherungen verschoben sind, beispielsweise
aufgrund von thermischer Kontraktion des Rotors eine
zuverlässige Feststellung erzielt wird. Ferner wird die
Feststellung bezüglich der Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit
verbessert, indem die Größen der Lichtbeaufschlagungsflecke
und der Lichtempfangsflecke verändert werden, diese
Flecke einander überlappen oder die Anzahl der Reihen von
Lichtflecken erhöht wird.
Bei diesen Ausführungsformen können die Sicherungsflaggen
entsprechend den Phasen getrennt gefärbt sein. Die derart
gefärbten Flaggen werden von einer Quelle sichtbaren Lichtes
beleuchtet und die fotoelektrische Umwandlung des von den
derart beleuchteten Flaggen reflektierten Lichtes wird mit
spektraler Unterscheidung durchgeführt. Die Auswahlschaltungen
für die Phasen sind zu einer Auswahlschaltung
abgewandelt, welcher mit einem Zeitunterteilungsmodus
betrieben wird, um festzustellen, welche Diode fehlerhaft
ist.
Es ist offensichtlich, daß andere Abwandlungen der Erfindung
erfolgen können, ohne von dem Grundgedanken der
Erfindung abzuweichen.
Claims (18)
1. Störungsfeststelleinrichtung für die Dioden bei einer
umlaufenden Gleichrichtereinrichtung, die einen Rotor
und einen Stator umfaßt, gekennzeichnet
durch eine Vielzahl von Sicherungen (3 U, 3 V, 3 W) an dem
Rotor (1), die in Reihe mit einer Vielzahl von Gleichrichterdioden
(2 U, 2 V, 2 W) verbunden sind, eine mit jeder
Sicherung verbundenen Anzeigeeinrichtung (11), durch
die angezeigt wird, ob eine Sicherung durchgebrannt ist
oder nicht, eine optische Einrichtung an dem Stator (12),
mit der fortlaufend die Anzeigeeinrichtung überwacht
wird, und mit der
ein optisches Ausgangssignal erzeugt wird, eine photoelektrische
Wandlereinrichtung (14), durch die das optische
Ausgangssignal in ein elektrisches Signal umgewandelt
wird, und eine Auswerteschaltung
(15), mit der als Funktion des Ausgangssignals des photoelektrischen
Wandlers (14) der Fluß eines Überstromes in den
Gleichrichterdioden (2 U, 2 V, 2 W) festgestellt wird.
2. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die optische
Einrichtung die mit jeder Sicherung (3 U, 3 V, 3 W)
verbundene Anzeigeeinrichtung umfaßt,
die Leuchtdiodenschaltkreise
(11) aufweist, welche parallel zu den jeweiligen
Sicherungen (3 U, 3 V, 3 W) geschaltet sind und Leuchtdioden
(11A) umfassen, die Licht aussenden, wenn eine Sicherung
durchgebrannt ist, wobei die Leuchtdioden längs
der Umfangsfläche des Rotors (1) vorgesehen sind, einen
optischen Aufnahmekopf (13), der an dem Stator (12) vorgesehen
ist, um zu erfassen, wenn irgendeine der Leuchtdioden
(11) Licht aussendet, und den photoelektrischen
Wandler (14), durch den ein optisches Signal, welches
ihm über den Lichtwellenleiter (13B) zugeführt worden
ist, in ein elektrisches Signal umgewandelt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Leuchtdioden (11) Licht mit unterschiedlichem
Emissionsspektrum aussenden.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der photoelektrische Wandler einen
optischen Verteiler (14₁) zum Verteilen des optischen
Eingangssignals auf eine Vielzahl von Lichtstrahlenbündeln
(14 2U, 14 2V, 14 2W), entsprechend der Anzahl
der Leuchtdioden, optische Filter (14 3U, 14 3V, 14 2W), um
durch spektrale Filterung des optischen Eingangssignals
ein optisches Endsignal zu unterscheiden, welches
einer besonderen Leuchtdiode zugeordnet ist, und eine
Einrichtung (14 5U, 14 5V, 14 5W) zum Erzeugen eines elektrischen
Ausgangssignals von dem optischen Endsignal
umfaßt.
5. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl
von in Reihe mit einer Vielzahl von Gleichrichterdioden
(2 U, 2 V, 2 W) geschalteten Sicherungen (3 U, 3 V, 3 W) umfangsmäßig
auf dem Rotor (1) angeordnet sind, wobei
die optische Einrichtung an dem Stator einen optischen
Aufnahmekopf (21) mit einem Lichtbeaufschlagungsabschnitt
(22) zum Beleuchten der Sicherungsflagge (3a)
einer jeden Sicherung (3 U, 3 V, 3 W) und einen Lichtempfangsabschnitt
(23) zum Empfangen des von der Sicherungsflagge
reflektierten Lichtes aufweist, daß durch den photoelektrischen
Wandler (14) ein reflektiertes Lichtstrahlenbündel
von dem Lichtempfangsabschnitt (23) in ein elektrisches
Signal umgewandelt wird, um einen gleichmäßigen
Signalimpulszug zu erzeugen, wenn die Sicherungen nicht
durchgebrannt sind, und um einen ungleichmäßigen Signalimpulszug
zu erzeugen, dem ein periodischer Impuls oder
periodische Impulse fehlen, wenn die Sicherung oder Sicherungen
durchgebrannt sind, und daß mit der
Auswerteschaltung bei jeder Rotorumdrehung die
Impulsanzahl des Signalimpulszuges von dem photoelektrischen
Wandler (14) gezählt wird, um das Fließen eines
Überstromes in einer Diode festzustellen, wenn der Zählwert
kleiner als ein vorgegebener Wert ist.
6. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Sicherung und die Flagge farbkodiert sind, damit sie unterschiedliche
Reflexionseigenschaften aufweisen.
7. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch
5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswerteschaltung einen Zähler (33) umfaßt
zum Zählen eines jeden Impulses des Impulszuges und zum
Erzeugen eines Ausgangssignals bei jeder Umdrehung des
Gleichrichters, eine Vergleichsschaltung (34) zum Empfangen
des Zählwertes und zum Vergleichen desselben mit
einem vorbestimmten Wert, welcher der Anzahl der Sicherungen
entspricht, und zum Erzeugen eines logischen Ausgangssignals,
welches anzeigt, ob irgendeine der Sicherungen
durchgebrannt ist, und eine Einrichtung (31) zum
Zurücksetzen des Zählers (33) bei einer vollständigen
Umdrehung des Gleichrichters, um den Zählwert an die
Vergleichsschaltung (34) zu geben.
8. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine
Speichereinrichtung (36) vorgesehen ist, die das Ausgangssignal
der Vergleichsschaltung (34) und der Rückstelleinrichtung
(38) erhält, um ein Sortiersignal für die Speichereinrichtung
(36) zu erzeugen.
9. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl
von mit der Vielzahl von Gleichrichterdioden (2) in Reihe
geschalteten Sicherungen (3) Betriebsanzeigeeinheiten
mit Sicherungsflaggen (3A) aufweisen, die längs der Umfangsfläche
des Rotors (1) angeordnet sind, und daß die optische
Einrichtung an dem Stator einen optischen Aufnahmekopf
mit einem Lichtbeaufschlagungsabschnitt zum Beleuchten
der Sicherungsflagge einer jeden Sicherung und einen
Lichtempfangsabschnitt zum Empfangen des von den Sicherungsflaggen
(3A) reflektierten Lichts umfaßt, daß durch
den photoelektrischen Wandler ein reflektiertes Lichtstrahlenbündel
von dem Lichtempfangsabschnitt in ein
elektrisches Signal umwandelbar ist, um ein Impulssignal
zu erzeugen, welches den Zustand einer jeden Sicherung
darstellt, und daß die Auswerteschaltung
(15) das Fließen eines Überstromes in einer Diode
feststellt, wenn ein der Impulsbreite des Ausgangsimpulssignals
des photoelektrischen Wandlers entsprechender
Zählwert größer als ein vorbestimmter, eingestellter Wert
ist.
10. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Auswerteschaltung umfaßt ein UND-Tor (43),
dem das Impulssignal als ein erster Eingang und eine Taktquelle
(44) als ein zweiter Eingang zugeführt wird, um
eine Anzahl von Impulsen an seinem Ausgang zu erzeugen,
die proportional der Ausgangsimpulsbreite des Impulssignals
ist, einen Zähler (45), der die Anzahl der Ausgangsimpulse
erhält und einen Zählwert erzeugt, der linear
proportional zu der Anzahl der Ausgangsimpulse zunimmt,
eine Vergleichsschaltung (46), die den Zählwert erhält
und diesen mit einem vorbestimmten Wert (DS) vergleicht,
um ein logisches Ausgangssignal zu erzeugen, welches anzeigt,
ob irgendeine der Sicherungen durchgebrannt ist, und eine
Einrichtung (49, 50), um den Zähler (45) am Ende des
Impulssignals zurückzusetzen.
11. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine
Speichereinrichtung (48) zum Empfangen des Ausgangssignals der
Vergleichsschaltung (46) vorgesehen ist.
12. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung
eine Einrichtung (49) zum Erfassen der fallenden
Flanke des Impulssignals aufweist.
13. Störungsfeststelleinrichtung nach Anspruch 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lichtbeaufschlagungsabschnitt
eine Vielzahl von Lichtbeaufschlagungslinsen
(22₁ . . . 22₅) mit denen die Anzeigeeinrichtung mit Lichtflecken
mit einem ersten Durchmesser (S₁) und der Lichtempfangsabschnitt
eine Vielzahl von Lichtempfangslinsen
(23₁ . . . 23₅) umfaßt, die auf der Anzeigeeinrichtung einen Erfassungsbereich
mit einem zweiten Durchmesser (S₂) festlegen,
welcher größer als der erste Durchmesser
(S₁) ist.
14. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die ersten Durchmesser (S₁)
sich einander auf der Flagge überlappen und daß die zweiten
Durchmesser (S₂) sich einander auf der Flagge überlappen.
15. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtempfangslinsen
(23₁ . . . 23₅) eine Vielzahl von reflektierten
Lichtstrahlungsbündeln empfangen, daß der photoelektrische
Wandler (14) die reflektierten Lichtstrahlenbündel
in eine Vielzahl von Impulssignalen umwandelt, die
sich addierend den Zustand einer jeden Sicherung anzeigen,
und daß die Auswerteschaltung ein
ODER-Tor (53) aufweist, welches die Impulssignale erhält
und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn ein Impulssignal
einen vorbestimmten Wert überschreitet.
16. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung
ferner umfaßt, ein UND-Tor (54),
an dessen ersten Eingang der Ausgang des ODER-Tores (53)
und an dessen zweiten Eingang eine Taktimpulsquelle (55)
liegt, um eine Anzahl von Ausgangsimpulsen proportional
zu der Ausgangsimpulsbreite des ODER-Tores (53) zu erzeugen,
einen Zähler (56), welcher die Anzahl von Ausgangsimpulsen
erhält und einen Zählwert erzeugt, welcher linear
proportional zu der Anzahl von Ausgangsimpulsen ansteigt,
eine Vergleichsschaltung (57), welche den Zählwert
erhält und ihn mit einem vorbestimmten Wert vergleicht,
um ein logisches Ausgangssignal zu erzeugen, welches
anzeigt, ob irgendeine der Sicherungen durchgebrannt ist
oder nicht, und eine Einrichtung (60, 61), durch die der
Zähler am Ende des Ausgangsimpulses des ODER-Tores (53)
zurücksetzbar ist.
17. Störungsfeststelleinrichtung für Dioden nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine
Speichereinrichtung (59) vorgesehen ist, welche das Ausgangssignal
der Vergleichsschaltung (57) erhält.
18. Störungsfeststelleinrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Rückstelleinrichtung
eine Einrichtung zum Erfassen der fallenden Flanke
des Ausgangsimpulses des ODER-Tores (53) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833326344 DE3326344A1 (de) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | Stoerungsfeststelleinrichtung fuer die dioden bei umlaufenden gleichrichtern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833326344 DE3326344A1 (de) | 1983-07-21 | 1983-07-21 | Stoerungsfeststelleinrichtung fuer die dioden bei umlaufenden gleichrichtern |
Publications (2)
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DE3326344A1 DE3326344A1 (de) | 1985-01-31 |
DE3326344C2 true DE3326344C2 (de) | 1992-06-25 |
Family
ID=6204574
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Families Citing this family (1)
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---|---|---|---|---|
JP2550790B2 (ja) * | 1991-03-18 | 1996-11-06 | 日本電装株式会社 | 絶縁碍子の欠陥検出装置および欠陥検出方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH629048A5 (de) * | 1978-01-04 | 1982-03-31 | Bbc Brown Boveri & Cie | Halbleiter-drehstrombrueckenschaltung mit einer ueberwachungseinrichtung fuer die halbleiterventile. |
US4429231A (en) * | 1981-11-25 | 1984-01-31 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Optical system for interrogation of the status of a switch |
-
1983
- 1983-07-21 DE DE19833326344 patent/DE3326344A1/de active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3326344A1 (de) | 1985-01-31 |
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