-
Verfahren zur Fernübertragung von durch ein umlaufendes Meßgerät gemessenen
Größen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Übertragung von Meßgrößen,
die durch Meßgeräte gemessen werden, können, die einen umlaufenden Anker enthalten,
dessen. Umlaufsgeschwindigkeit der Meßgröße entspricht.
-
Gemäß der Erfindung werden, die Schwankungen der Spannung, die von
einer durch den umlaufenden Anker angetriebenen Tachometermaschine geliefert werden,
von der ein Maß für die gemessene Größe bildenden und einem Empfangsgerät zugeführten
Gleichspannung getrennt und zur Betätigung einer Empfangsanordnung nach dem Impulsfrequenzverfahren
benutzt. Durch dieses Verfahren wird der Vorteil erzielt, daß man die von der Tachometermaschine
gelieferte Gleichspannung für die Übertragung des Meßwertes auf geringe Entfernungen
benutzen kann, dagegen aber für die Übertragung des Meßwertes auf große Entfernungen
das von dem Leitungszustand praktisch unabhängige Impulsfrequenzverfahren anwenden
kann. Wesentlich dabei ist, daß an dem Fernmeßsender keine besonderen Vorrichtungen
zur Erzeugung der Impulse angebracht werden müssen. Die von der Tachometermaschine
gelieferten Spannungsschwankungen werden z. B. mit Hilfe eines Transformators von
der gelieferten Gleichspannung getrennt.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt.
Mit i ist ein Fernmeßsender üblicher Bauart bezeichnet, bei dem von dem Ferraristriebsystem
2 der Anker 3 einer Tachometermaschine üblicher Bauart angetrieben wird. An den
auf dem Kollektor der Tachometermaschine schleifenden Bürsten q. wird eine der Meßgröße
proportionale Spannung abgegriffen und über die Leitung 5 dem Meßgerät 6 zugeleitet.
Der Fernmeßsender i kann beispielsweise an einer beliebigen Stelle eines Kraftwerkes
aufgestellt sein, während sich das Anzeigegerät 6 an der Schalttafel eines Kommandoraumes
befindet. Um gleichzeitig auch an einem weit entfernten Ort, z. B. in einem anderen
Kraftwerk, den vom Meßgerät 6 angezeigten Wert anzuzeigen, werden die von der Tachometermaschine
-gelieferten Spannungsschwankungen bzw. Stromschwankungen mit Hilfe des Transformators
7 von dem Gleichstrom getrennt und der Fernleitung 8 zugeleitet. In die Fernleitung
8 kann auch der Verstärker 9 eingeschaltet sein. Die an der Sekundärseite des Transformators
7 erzeugte Wechselspannung kann am Empfangsort io zur Umschaltung eines Relais dienen,
welches in an sich bekannter Weise einen Kondensator über das Meßgerät ii umlädt,
so daß der Zeigerausschlag des Meßgerätes der Häufigkeit der Stromimpulse bzw. der
Umlaufsgeschwindigkeit des Ankers 3 des Sendezählers i entspricht. In der Abbildung
ist die Empfangseinrichtung, welche das Relais, die Kondensatoren, die Batterie
usw. enthält, durch das Viereck 12 dargestellt. Um die
Spannungsschwankungen
vom Meßgerät 6 fernzuhalten, kann es sich empfehlen, parallel zum Meßgerät einen
Kondensator zu schalten.
-
Bei dem in Abb. = dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung
ist die Frequenz der Spannungsschwankungen verhältnismäßig gering. Man benötigt
deshalb ziemlich große Transformatoren, um die Spannungsschwankungen, von der erzeugten
Grundspannung zu trennen. Man kann mit wesentlich kleineren Transformatoren auskommen,
wenn man im Anker der Tachometermaschine eine Wechselspannung höherer Frequenz erzeugt.
Die Amplitude dieser Wechselspannung ändert sich periodisch entsprechend der Drehgeschwindigkeit
des Ankers. Eine derartige Anordnung ist in Abb. 2 dargestellt.
-
Die mit Abb. r übereinstimmenden Teile tragen, die gleichen, Bezugszeichen.
Gegenüber der Einrichtung nach Abb. z unterscheidet sich die Anordnung nach Abb.2
zunächst dadurch, daß auf den Anker 3 der Wechselstrommagnet 14 einwirkt. Die an
den Bürsten entstehende Spannung wird dann den durch Abb.3 dargestellten Verlauf
zeigen. Die mit 15 bezeichnete Linie stellt den Verlauf der Gleichspannung der Tachometermaschine
dar, wie sie ohne den Wechselstrommagneten 1q. entstehen würde. Unter dem Einfluß
des Wechselstrommagneten 14 wird der erzeugten Spannung eine Wechselspannung überlagert,
deren Amplitude periodisch steigt und sinkt. Der überlagerte Wechselstrom ist in
Abb. q. getrennt von der Gleichstromkomponente dargestellt. Die Trennung von Gleich-
und Wechselstrom wird mit Hilfe des Transformators 7 vorgenommen, der in, diesem
Falle nur für 50 Perioden zu bemessen ist. Um die Wechselspannung von dem
Anzeigegerät 6 fernzuhalten, kann -man einen Kurzschlußkreis 16 verwenden, der aus
einer mit einer Induktivität in Reihe geschalteten Kapazität besteht, die auf die
überlagerte Frequenz abgestimmt sind. Da das Anzeigegerät 6 nur auf Gleichstrom
anspricht, werden, durch die überlagerten Wechselströme keine Meßfehler verursacht.
-
Die durch den Transformator 7 von der Gleichstromkomponente befreiten
Stromspannungen werden, über den Verstärker 9 der Fernleitung 8 zugeführt und treffen
das Empfangsgerät ro. In diesem Empfangsgerät werden die ankommenden Wechselströme
gleichgerichtet oder einem auf den quadratischen Mittelwert ansprechenden Relais
zugeführt. Das von dem am Empfangsort erzeugten Gleichstrom erregte Gleichstromrelais
oder das Wechselstromrelais wirken in bekannter Weise auf ein Empfangsgerät für
die Impulsfrequenzfernmessung ein.
-
Damit in dem Anker der Tachometermaschine möglichst hohe Wechselspannungen
erzeugt werden, empfiehlt es sich, die Spulen des Ankers mit Haltern, aus Isoliermaterial
zu befestigen oder die zur Befestigung dienenden Metallteile so auszubilden (z.
B. zu schlitzen), daß keine wesentlichen Wirbelströme in ihnen erzeugt werden. Man
wird deshalb die Bremstrommel nicht als Halter für die Spulen verwenden. Es gelingt
auf die beschriebene Weise verhältnismäßig hohe Wechselspannungen, in den Bürsten
q. der Tachometermaschine zu erzeugen, so daß die Übertragung der Wechselstromimpulse
nach dem weit entfernten Empfangsort keine Schwierigkeiten bereitet.
-
Um Rückwirkungen zwischen dem Wechselstrommagneten und dem Anker zu
vermeiden, kann es sich empfehlen, einen zweiten Anker anzuordnen, der so gegenüber
dem ersten Anker versetzt ist und mit einem Wechselstrommagneten zusammenarbeitet,
daß sich die Wirkungen der beiden Magnete auf den Anker aufheben. Die Wechselwirkung
zwischen Wechselstrommagneten 14 und dem Anker kann. weiterhin. herabgesetzt werden,
wenn man, ein Wechselfeld möglichst hoher Frequenz anwendet. Man kann beispielsweise
Tonfrequenz verwenden. - Auch kann man ganzzahlige Vielfache der Netzfrequenz, beispielsweise
Ströme doppelter Netzfrequenz, benutzen, die sich auf einfache Weise mit Hilfe ruhender
Frequernzumformer herstellen lassen.
-
Es kann zweckmäßig sein, den von dem Fernmeßsender gesendeten Wellenzügen
angenähert rechteckige Form zu geben. Dies kann man erreichen, wenn man, die Polbreite
des Wechselstrommagneten 1q. klein im Vergleich zu der Ausdehnung der Spulen der
Tachometermaschine macht. Sofern. hohe Frequenzen verwendet werden, kann es aber
auch angezeigt sein, dafür zu sorgen" daß der Wechselstrom während jedes Impulses
in, seiner Stärke allmählich ansteigt und allmählich absinkt. Auf diese Weise läßt
sich der Einfluß von Einschwingvorgängen am leichtesten beheben.
-
Bei der Übertragung der Meßfrequenz über Leitungen oder.-mit Hilfe
von Kabeln, macht sich bei größeren Leitungslängen unter Umständen die Leitungskapazität
störend bemerkbar, weil dann der Fernmeßgeber stark kapazitiv belastet ist. Man
kann die kapazitive Belastung des Fernmeßgebers beseitigen, wenn man .die Kapazität
der Leitung mit Hilfe von Induktivität kompensiert. Diese Induktivitäten sind unter
den gleichen Gesichtspunkten zu messen wie die Induktivitäten, die zur Kompensation
der Kapazität von Starkstromleitungen bzw. Fernsprechleitungen dienen.