DE537207C - Schaltungsanordnung zum Anschluss einer Hochfrequenz-Empfangsstation an eine Mehrphasenstarkstromleitung - Google Patents

Description

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Anordnung zum Anschluß von auf gewöhnlichen Starkstromleitungen, beispielsweise den üblichen Lichtleitungen arbeitenden, mit Dreiphasenhochfrequenzträgerströmen betriebenen Radioempfangsapparaten, durch welche es möglich ist, die zum Betrieb der Empfangsvorrichtungen dienende Phasenverschiebung in einfacher Weise zu erhalten und die Intensität unter Vermeidung von Störungen dadurch zu erhöhen, daß man in einem Teil der Sekundärwicklung der Eingangstransformatoren durch eine von den anderen Wicklungen abweichende Wicklung oder Richtungsanordnung, insbesondere durch Umkehr der einen Phase, eine Symmetriestörung und Verschiebung der Phasenwinkel hervorruft. Derartige Phasenumkehrungen sind bereits früher für den Betrieb von an Mehrphasenhauptleitungen gelegte Relais vorgeschlagen worden, bei welchen die Anordnung derart war, daß durch die teils im Hauptstrom, teils in der Primärwicklung des Relaismagneten erfolgte teilweise Phasenumkehr sich die einzelnen Windungen bzw. Magnete bei gleicher Belastung der einzelnen Phasen in ihrer Wirkung ausglichen und erst bei Störungen zum Ansprechen gebracht wurden und die gewünschte Schalt- oder sonstige Wirkung hervorbrachten. Demgegenüber wird bei vorliegender Erfindung durch abweichende Wicklung oder teilweise Umkehr der Richtung der Wicklung unter Fortfall des bei den erwähnten früheren Anordnungen beabsichtigtigten Ausgleichs von vornherein die erforderliehe Phasenverschiebung zum Betrieb der Empfangsapparate unter voller Ausnutzung aller Phasen der Hochfrequenz-Mehrphasenträgerströme und der dadurch ermöglichten bedeutenden Vorteile, beispielsweise des Fortfalls vagabundierender elektromagnetischer Felder oder Ausstrahlungen des leichten und gleichmäßigen Verbreitens und Empfangene der den Trägerströmen überlagerten Nachrichten im wesentlichen unter Ausschluß der sonstigen Störungen, und eine große Intensitätserhöhung hervorgebracht und dadurch der Anschluß von Empfangsvorrichtungen an ein mehrfaches Starkstromnetz außerordentlich erleichtert und die Verwendungsmöglichkeit von Hochfrequenz-Mehrphasenträgerströmen bedeutend erhöht. Die Kopplung dieser Trägerströme mit der Starkstromnutzleitung kann beispielsweise durch an diesen entlang geführte, im übrigen isoliert angeordnete Kopplungsdrähte oder in sonstiger Weise

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geschehen. Die erforderliche, durch Änderung des Richtungssinnes der Windungen zu erzielende Phasenverschiebung kann dabei teils unter Verwendung von der Anzahl der Primärspulen entsprechenden Sekundär spulen, teils dadurch geschehen, daß man beispielsweise den in der üblichen Sternschaltung verbundenen Primärspulen der Dreiphasenströme nur zwei Sekundärspulen gegenüberstellt, von welchen to die eine abweichend gewunden bzw. gerichtet ist. Die Erfindung wird durch die beiliegenden Zeichnungen verdeutlicht, welche zwei beispielsweise Ausführungsformen darstellen, und zwar zeigt Abb. ι >ein Schaltungsschema, welches die Anordnung einer mit Drahtleitung versehenen Radioempfangsstation, erkennen läßt, die in Verbindung mit einer Dreiphasenkraftverteilerleitung arbeitet, auf welche die Dreiphasenträgerwelle aufgedrückt wird. Die ao Abb. 2 und 3 sind Vektordiagramme, welche die Kennzeichen der Zeichen gebenden Ströme bei dem Dreiphasenträgerwellensystem und bei dem Radioempfangsstromkreis erkennen lassen, welcher hier zur Verbindung mit der Dreiphasenübertragungsleitung vorgesehen ist. Abb. 4 verdeutlicht eine andere Methode der Betätigung einer mit Drahtleitung versehenen Radio empfangsstation in Verbindung mit einem Dreiphasenträgerwellensystem. Abb. 5 ist ein Vektordiagramm, entsprechend dem S chaltungs schema gemäß Abb. 4, und Abb. 6 verdeutlicht eine der Methoden, mittels welcher der Radioempfänger mit der Übertragungsleitung zum Empfang mehrphasiger, Zeichen gebender Energie aus der Leitung gekoppelt werden kann.

In den Zeichnungen soll beispielsweise mit 1 in Abb. 1 eine Krafterzeugungsstelle oder Unterstation bezeichnet werden. Mit den Bezugszeichen 2, 3 und 4 sind drei Sendeleitungen bezeichnet, welche ein Dreiphasenkraftsystem darstellen, das von der Kraftstation 1 ausgeht, und mit dem Bezugszeichen 5 ist eine mit der Sendeleitung verbundene Empfangsstation bezeichnet. Vermittels der Kopplungskondensatoren 6, 7 und 8 ist mit den drei Leitungen 2, 3 und 4 eine hochfrequenten Dreiphasenstrom erzeugende Stromquelle 9 verbunden, welche den Leitungen modulierten Dreiphasenhochfrequenzstrom zuführt. In Gemeinschaft mit der Erzeugungsquelle 9 für den hochfrequenten Trägerstrom sind Vorrichtungen vorgesehen, um eine Modulation durch die Stimme oder telegraphischer Zeichen hervorzubringen. Mit den Leitungen sind über die Kondensatoren 10, 11 und 12 auf der Empfangsstation Transformatorspulen oder Induktanzen 13, 14 und 15 verbunden, welche bei - der hier dargestellten beispielsweisen Ausf ührungsf orm miteinander in Sternoder Y-Verbindung stehen können. Mit zwei von diesen Spulen, beispielsweise der Spulen 13 und 14, ist induktiv ein Serienstromkreis gekuppelt, welcher aus den Selbstinduktions-. spulen 16 und 17 und der Kapazität 18 besteht, welch letztere gegebenenfalls variabel sein kann. Die Transformatorspulen oder Induktanzen 16 und 17 besitzen im wesentlichen dieselbe Bauart und haben annähernd dieselbe Anzahl von in der gleichen Richtung verlaufenden Windungen. Die Spulen 16 und 17 sind jedoch, wie aus der Zeichnung ersichtlich, entgegengesetzt zueinander geschaltet. Der angelegte Empfangsstromkreis enthält beispielsweise einen Kristalldetektor 19 mit den Telephonhörem 21, die durch den Kondensator 20 überbrückt werden.

In Abb. 4 sind die Stromkreise 10, 11, 12, 13, 14 und 15 ebenso wie in Abb. 1 angebracht. Bei dieser Anordnung ist die Selbstinduktionsspule 17 mit der Spule 14 in demselben Sinne gekoppelt, wie die Spule 16 mit der Spule 13 gekoppelt ist. Die Selbstinduktionsspule 22, deren Verbindungen in ähnlicher Weise umgekehrt sind wie bei der Anordnung der Spule 17 in Abb. 1, ist mit der Transformatorspule 15 gekoppelt. Die Spulen 16, 17 und 22 und die Kapazität 18 sind hintereinandergeschaltet. Über die Kapazität 18 kann ein Elektronenröhrenverstärkerstromkreis 23 oder ein Detektor angeschlossen sein.

Die Wirkungsweise der beispielsweise in Abb. ι dargestellten Einrichtung ergibt sich aus den Vektordiagrammen von Abb. 2 und 3. Die modulierten oder nichtmodinierten, vom Stromerzeuger 9 in den Leitungen 2, 3 und 4 hervorgebrachten hochfrequenten Dreiphasensende- oder -trägerströme lassen in den Dreiphasenspulen 13, 14 und 15 drei gleiche Ströme I₁, I₂, I₃ fließen, welche, wie aus Abb. 2 ersichtlich, um 120⁰ in der Phase verschieden sind. Das durch die Spulen 13 und 14 hergestellte magnetische Feld induziert in den Spulen 16 und 17 Spannungen, welche die Ströme i\ und (—) ΐ^χ ₂ entstehen lassen. Der Strom (—) i^x ₂ ist gegenüber dem Strom I³^₂ um 18 o° infolge der umgekehrten Verbindung der Spule 17 mit Bezug auf die Spule 16 verschoben. Der im Stromkreis 16, 17 und 18 auftretende Strom, welcher auf Resonanz abgestimmt oder nicht abgestimmt sein kann, stellt die Vektorsumme von i\ und (—) ΐ^χ ₂ dar und ist gleich j/3 oder 1,732 mal entweder i\ oder (—) 1³^ infolge des Umstandes, daß der Phasenwinkel zwischen diesen Strömen durch die Umkehrung von 120⁰ auf 6o° geändert ist. Der Wert des wirksamen Stromes ergibt sich daher bei 1' als die Vektorsumme von 1³^₁ und (—) ΐ*₂. Dieser Stromwert 1' betätigt den Empfangsstromkreis, wel- eher den Detektor 19 und die Telephone 21 enthält.

Das Vektordiagramm von Abb. 5 entspricht der Schaltung¹ gemäß Abb. 4. Die Vektorströme i\ und ΐ^χ ₂ ergeben einen Strom, welcher in den Stromkreisen 16, 17, 18 und 22 unter der Wirkung der in den Spulen 16 und 17 induzierten Spannungen zu fließen strebt und einem Radiusvektor entspricht, welcher dem mit (—) 1*3 bezeichneten Vektor gleich ist und damit zusammenfällt. Infolge der umgekehrten Kopplung zwischen den Spulen 15 und 22 wird der durch in der Spule 22 induzierte Spannung hervorgerufene Strom i^x ₃ um i8o° in der Phase gegenüber seiner normalen Lage umgekehrt. Er ist bei (—) ϊ^χ ₃ ersieht-lieh, während der normale Verlauf dieses Stromes in gebrochenen Linien dargestellt ist. Der sich schließlich ergebende, im Stromkreis fließende Strom i¹ ist die Vektorsumme dieser einzelnen Resultierenden und ist gleich

ao 2-Ii₁=S-I¹O, da sich hierzu die Vektorresultante der gleichen Ströme i\ und i¹», die selbst gleich (—) 1*3 ist, unmittelbar addiert. Es ist darauf hinzuweisen, daß, wenn die Schaltungsrichtung der Spule 22 gegenas über der hier dargestellten umgekehrt, also der Spule gleichgerichtet sein würde, der sich im Stromkreis 17, 17, 18 und 22 ergebende Strom Null betragen würde, da die drei Stromkomponenten 1¹^ ^₂, I¹S, die in der Leitung fließen, sämtlich gleiche Amplitude aufweisen und in der Phase um 120⁰ verschieden sind und sich demgemäß zu Null addieren würden.

Wie aus Abb. 6 ersichtlich ist, kann der hochfrequente Trägerstrom von den Leitungen 23, 24 und 25 durch elektrostatische Kopplung abgenommen werden, die zwischen den Kopplungsdrähten 26, 27 und 28 auftritt, die längs des Drahtleitungssystems ausgespannt sind, aber im wesentlichen auf ihrer ganzen Länge davon isoliert sind. Jeder der Kopplungsdrähte ist an jedem Ende, wie beispielsweise bei 26^s und 26* angedeutet ist, isoliert, und der Kopplungsdraht verläuft aus seiner ganzen Länge parallel neben dem Drahtsystem.

Die in Abb. 1 und 4 ersichtliche Einrichtung ergibt eine besonders zweckmäßige Art der Verwendung von hochfrequenter Dreiphasenenergie als Trägerwelle zur Nachrichtenübertragung über Hochspannungskraftleitungen mit dan sich daraus ergebenden Vorteilen der im wesentlichen vollständigen Vermeidung der Strahlung und erhöhter Stärke der Zeichengebung, welche Vorteile die Verwendung eines Mehrphasenempfangs im Vergleich mit Einphasenempfang ermöglicht. Es ist ersichtlich, daß die Stärke des wirksamen, in der Empfangsstation ankommenden Stromes, welcher die Einrichtungsapparate betätigt und welcher in Abb. 3 und 5 durch den Vektor i¹ dargestellt wird, wesentlich größer ist als der Stromwert, welcher sich durch bloße Kupplung des Empfangsstromkreises mit der Leitung bei einem Einphasensystem ergeben würde.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Umkehrung der Schaltung bei der Induktanz 17 (Abb. 1) und der Induktanz 22 (Abb. 4) vorgenommen. Offenbar kann eine gleichartige Wirkung auch dadurch erhalten werden, daß man die Induktionsspulen 17 und 22 symmetrisch mit den übrigen Induktanzen des hier erhaltenen Stromkreises jedoch derart verbindet, daß ihre Wicklungsrichtung gegenüber derjenigen der übrigen Induktionsspulen umgekehrt ist. Diese Abänderung ist innerhalb der vorliegenden Erfindung zulässig, da das wesentliche Erfordernis der Erfindung darin besteht, daß man im wesentlichen eine vollständige Phasenumkehr einer der Stromkomponenten erhält, welche in dem die Induktionsspulen 16 und 17 von Abb. 1 und 16, 17 und 22 von Abb. 4 enthaltenden Stromkreis auftreten, und dies kann nach einer der beiden hier beschriebenen Methoden bewirkt werden.

Infolge der asymmetrischen Spulenanordnung ist der sich ergebende Vektorstromkreis der Stromkreise 16, 17 und 18 von Abb. 1 im wesentlichen gleich j/3 mal dem Wert eines Einzelstromkreises, welche durch die Kopplung zwischen den Spulen 13-16 und 14-17 induziert werden, wobei diese Stromkomponenten natürlich bei symmetrischer Ausbildung der Spulenkonstruktion und Kopplung gleich sind. In Abb. 4 und 5 ergibt diese Phasenumkehr einen resultierenden Vektorstromkreis, welcher -doppelt iso groß ist als die einzelnen Stromkomponenten, welch letztere bei symmetrischer Spulenanordnung gleich sein würden. Es ist natürlich anzunehmen, daß die Kopplung zwischen 13-16, 14-17 und 15-22 immer derart eingestellt ist, daß die Stromkomponenten ihr Höchstmaß erreichen; wenn man die Anordnung in Abb. 4 und 5 mit denjenigen in Abb. 1 und 3 vergleicht, so ist ersichtlich, daß die in den sekundären Stromkreisen unter denselben am Kondensator 18 vorhandenen Abstimmungsbedingungen sich ergebenden Ströme der beiden Ausführungs-

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arten im Verhältnis von 1/3 = 1,155 zueinander stehen, was eine Zeichenwiedergabe in ungefähr demselben Verhältnis ergibt. Die Verwendung von Einphasenströmen derselben Intensität per Phase und bei gleicher Empfindlichkeit der Empfänger würde eine Zeichenwiedergabe !ergeben, welche im wesentlichen proportional ist den Stromwerten τ\, I¹Z, I¹S- Die Vorteile von gemäß Abb. 1 und Abb. 4 angeordneten Stromkreisen gegen-

über der Verwendung· von Einphasenstromkreisen sind daher ersichtlich..

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltungsanordnung zum Anschluß emerHochfrequenz-Empfangsstation, welche kapazitiv an eine in Sternschaltung verbundene Mehxphasenstarkstromleitung über einen Mehrphasentramsf ormator angeschlossen ist, unter Verwendung von Hochfrequenz- Mehrphasenströmen, als Trägerwellen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Sekundär Wicklungen (16, ιγ, 18) des Transformators in von den anderen Wicklungen abweichender Weise gerichtet bzw. gewickelt ist.
2. 2. Ausführungsform der Schaltungsanordnung mach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den drei Primärspulen des Transformators nur zwei hintereinander, aber entgegengesetzt gerichtete Sekundärspulen gegenüberstehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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