DE608734C - Anordnung zur Ausloesung von Schaltvorgaengen, insbesondere fuer die Zwecke der Fernregelung, mittels Impulse - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
30. JANUAR 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21?c GRUPPE 46

mittels Impulse

Patentiert im Deutschen Reiche vom 1. Februar 1931 ab

Es sind Anordnungen zur Übertragung von Meßgrößen, beispielsweise von Spannungen, Frequenzen, Leistungen ti. dgl., bekannt, bei denen von der Sendeeinrichtung Impulse ge-S sendet werden und das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulslücke von dem Wert der zu übertragenden Meßgröße abhängig ist.

Gemäß der Erfindung werden bei einer derartigen Anordnung die Steuerimpulse mehreren Differentialrelais zugeführt, deren Ansprechempfindlichkeiten gestaffelt sind. Unter Differentialrelais im Sinne der Erfindung sind solche Relais zu verstehen, bei denen auf ein bewegliches System mindestens zwei vonelekirischen Größen abhängige Kräfte gegeneinander einwirken, so daß bei Verschiedenheit der Einwirkung das bewegliche System in die eine oder andere Schaltlage geführt wirdi-Durch die Anordnung nach der Erfindung

ao erreicht man u.a. den Vorteil, daß die Zuverlässigkeit der Übertragung von der Höhe der die Empfangsrelais speisenden Stromquelle unabhängig ist.

Es sind zwar Einrichtungen bekannt, bei denen zum Auswählen eines Arbeitsstromkreises Relais verschiedener Empfindlichkeit verwendet werden. Bei diesen bekannten Anordnungen werden jedoch nicht Impulse verwendet, wobei das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulslücke veränderlich ist, sondern die Auswahl der Relais erfolgt dadurch, daß Ströme verschiedener Stärke gesendet werden. Außerdem werden bei der bekannten Anordnung Relais verwendet, die eine einzige Spule besitzen, welche den Anker des Relais gegen eine Feder oder die Schwerkraft zu bewegen sucht. Diese bekannte Anordnung· hat den Nachteil, daß sie von der Höhe der Batteriespannung abhängig ist. Dieser Nachteil wird bei der Anordnung nach der Erfindung vermieden, bei der auch bei verschiedener Batteriespannung am Empfänger stets eine richtige Auslösung erfolgt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die gezeichnete Anordnung kann beispielsweise dazu benutzt werden, um in Abhängigkeit von einem an 'einem, entfernten Ort aufgestellten Meßgerät die Dampfzufuhr einer Kraftmaschine zu beeinflussen. Um mit möglichst einfachen Mitteln eine zuverlässige Regelung zu gewährleisten, werden nur drei verschiedene Kommandos übertragen. Der Empfänger 1 besteht aus den Differentialrelais 2, 3, 4 und 5. Die einen Spulen dieser Differentialrelais 24, 34, 44 und 54 werden von einem Ruhestrom der Spannungsquelle 6 durchflossen. Die anderen Spulen 23, 33, 43 und 53 werden mittels des Empfangsrelais 28, das von den Impulsen gesteuert wird, periodisch mit der Spannungs-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Erich Friedländer in Berlin-Ruhleben.

quelle 6 verbunden. Die Relais 2 bis 5 sind in ihrer Empfindlichkeit gestaffelt. Zu diesem Zweck sind die Windungszablen .der Spulen 24, 34, 44 und 54 so gewählt, daß im Falle der Dauereinschaltung beider Spulen eines Relais die untere Spule 24 des Relais 2 z. B. 20 0/0 der Maximalamperewindungen der oberen Spule 23, die untere Spule 34 des Relais 3 40 0/0 der maximalen Amperewindungen der ip oberen Spule 33, die untere Spule 44 6öO/_o der maximalen Amperewindungen der oberen Spule 43 und die untere Spule 54 80O/0 der maximalen Amperewindungen der oberen Spule 53 erhält. Die Ansprechempfindlichkeit kann man auch durch Änderung" der Windungszahlen der oberen Spulen 'einstellen oder bei Parallelschaltung der Spulen durch entsprechende Staffelung der Widerstandsverhältnisse der einzelnen Spulen. Wird nun das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulslücke bei den drei verschiedenen zu übertragenden Impulsen so gewählt, daß für das eine Steuerkommando sich in den oberen Spulen 300/0 des Stromes bei Dauererregung einstellen, beim zweiten Steuerkommando 500/0 und beim dritten Steuerkommando 700/0, so wird beim ersten Steuerkommando das Relais 2 allein anziehen, beim zweiten Steuerkommando die Relais 2 und 3 und schließlich beim dritten Steuerkommando noch das Relais 4 ansprechen. Das Relais 5 dient zur Überwachung der Anordnung und sperrt die Steuerung bei Überschreiten von 80 0/0 des maximalen Stromes, um zu verhindern, daß im Falle 'eines¹ durch Störung eintretenden- Dauerimpulses eine Fehlregelung zustande kommt. Um bei der periodischen Erregung der oberen Spulen die Entstehung eines mittleren Stromes zu gewährleisten, ist ein Gleichrichter 27 parallel zu den Spulen derart geschaltet, daß er nur den beim Unterbrechen der Spulen auftretenden Extrastrom hindurchläßt. Der ' Gleichrichter dient also dazu, den Strom in den Relaisspulen in den Öffnungspausen auf-♦5 rechtzuerhalten. Diese Anordnung hat daher nichts mit bekannten Anordnungen gemein, bei denen in Wechselstromschaltungen parallel zum Relais eine Glimmlampe liegt; denn diese dient lediglich dazu, um die Relaisempfindlichkeit zu ändern. 7 ist eine Verstellvorrichtung zum Einstellen der zu überwachenden Größe, beispielsweise ein Steuermotor, der die Dampfzufuhr einer Kraftmaschine! einstellt und beim Ansprechen des Relais 2 durch Schließen des Arbeitskontaktes 21 über die Steuerleitung2ij von der Batterie 6 derart erregt wird, daß er beispielsweise nach links umläuft, während er beim Ansprechen des Relais 4 durch Schließen des Arbeitskontaktes 41 über die Steuerleitung 45 zum Lauf in der anderen Richtung gebracht wird. Um zu verhindern, daß beim Ansprechen eines folgenden Relais das von dem ersten gegebene Steuerkommando weiter bestehen bleibt, sind die Arbeitskontakte der Relais 2 und 4 über einen Ruhekontakt des nächstfolgenden Relais geführt. Das bietet den Vorteil, daß auf einfache Weise der Steuerstromkreis des vorhergehenden Relais unterbrochen wird, wenn das nachfolgende Relais anspricht. Wie bereits erwähnt, dient das Relais S zur Überwachung der Anordnung und sperrt die Steuerung bei seinem Ansprechen durch Öffnen seines Ruhekontaktes 52. Das Relais soll also nicht, wie bei bekannter Anordnung, dazu dienen, den Regelvorgang periodisch zu unterbrechen, sondern es soll verhindern, daß im Falle eines durch einen Fehler eintretenden Dauerimpulses eine falsche Regelung erfolgt. . Als Sender für die einzelnen Impulse können bekannte Anordnungen verwendet werden. Besonders zweckmäßig ist eine Anordnung, bei der der Sender aus einer dauernd umlaufenden Schaltwalze 11 besteht, die mit zwei Metallhalbringen 12 und 13 versehen ist. Auf den Halbringen schleifen die Bürsten 14, 15, 16 und 17. Die Bürste 14 ist mit der einen zum Empfangsrelais 28 führenden Steuerleitung 9· verbunden. Die anderen Bürsten sind zu einem dreipoligen Umschalter 18 geführt, dessen Stellung von einem von der zu überwachenden Größe beeinflußten Meßgerät 19 abhängig ist. Je nach dem Wert der zu überwachenden Meßgröße wird die Steueiieitung 8 mit 'einer 'der Bürsten 15,16 ■ oder 17 verbunden. Durch entsprechende Wahl des Abstandes der Bürsten 15, 16 und 17 von der Bürste 14 kann man die Größe der Impulsdauer beliebig leinstellen. Die An-Ordnung bietet den Vorteil, daß das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulslücke unabhängig von der Umlaufszanl der Schaltwalze ist.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende:

Es sei angenommen, daß das Meßgerät 19 die Leistung in einem, bestimmten Netzpunkt überwacht. Unterschreitet der Istwert der Leistung einen bestimmten Sollwert, so wird der Kontaktarm des Umschalters 18 nach oben bewegt und verbindet die Bürste 17 mit der Steuerleitung 8. Die Dauer des in dieser Stellung gesandten Impulses hängt von der Entfernung der Bürsten 14 und 17 ab. Sind bei, der Umdrehung der Schaltwalze die beiden Bürsten durch einen Halbring miteinander verbunden, so ist in dieser Zeit das Relais 28 über die Batterie 26 erregt, und die Spulen 23 bis 53 sind an die Spannungsquelle 6 angeschlossen. Liegen dagegen die beiden Bürsten 14 und 17 während der Um-

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drehung der Schaltwalze auf verschiedenen Halbringen, so ist die Erregung des Relais 28 unterbrochen, und die Spulen 23 bis 53 sind von der Spannungsquelle abgetrennt. Die Spulen 23 bis 53 werden also periodisch erregt, wobei das Verhältnis von Ein- zur Ausschaltzeit der Spulen gleich dem Verhältnis von Impulsdauer zu Impulslücke ist. In den Spulen stellt sich infolge des Gleichrichters 27 ein mittlerer Gleichstrom ein. Wird das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulslücke des bei Unterschreiten des Istwertes der Leistung unter den Sollwert übertragenen Impulses so gewählt, daß in den

Erregerspulen 23 "bis 53 sich ein Strom von 30 Of₀ des bei Dauer erregung auftretenden Stromes ausbildet, so wird das Relais 2 ansprechen. Dadurch wird die Steuerleitung 25 über den Kontakt 21 und die Ruhekontakte

ao 32, 42, 52 an Spannung gelegt. Es wird infolgedessen ein Stromkreis geschlossen, durch welchen der Motor 7 zum Linkslauf gebracht wird und die Dampfzufuhr einer in der Figur nicht dargestellten Kraftmaschine erhöht. Infolgedessen steigt die Leistung des Netzes. Erreicht sie ihren Sollwert, so wird das Meßgerät 19 den Umschalter 18 in seine Mittelstellung bringen. Es werden jetzt Impulse ausgesendet, wobei das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulslücke größer ist als bei den in der oberen Stellung des Umschalters 18 ausgesendeten Impulsen. Das Verhältnis ist durch entsprechende Einstellung der Bürste 16 so gewählt, daß sich in den Spulen 23 bis 53 ein mittlerer Gleichstrom ausbildet, der 50 0/0 des bei Dauereinschaltung sich ausbildenden Gleichstromes beträgt. Dadurch wird auch das Relais 3 zum Ansprechen kommen und durch Unterbrechen seines Ruhekontaktes 32 die Steuerleitung 2 5 unterbrechen, so daß der Motor 7 in der erreichten Stellung verharrt. Ist der Istwert der Leistung größer als der Sollwert, so wird der Umschalter in seine untere Stellung geführt, wodurch die Bürste 15 mit der Steuerleitung 8 in Verbindung kommt und Impulse ausgesendet werden, wobei das Verhältnis von Ein- zu Ausschaltzeit so groß ist, daß sich in den Spulen der Relais ein Strom einstellt, der 70 0/0 des Dauerstromes beträgt. Es wird jetzt das Relais 4 anziehen und durch Schließen seines Arbeitskontaktes 41 die Steuerleitung 45 unter Spannung setzen, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird und der Motor 7 zum Rechtslauf gebracht wird, so daß er die Verringerung der Dampfzufuhr zur Kraftmaschine des Generators bewirkt. Die Leistung wird infolgedessen wieder abnehmen, und ist der Istwert gleich wieder dem Sollwert, so wird der Umschalter 18 in seine Mittelstellung zurückgeführt, wodurch Impulse gegeben werden, die nur die Relais 2 und 3 in der angezogenen Stellung halten, so daß der Motor in der erreichten Stellung stehenbleibt.

Das Relais 5 dient dazu, bei länger dauernden Impulsen, die infolge einer Störung eintreten können, eine Fehlregelung zu vermeiden. Zui diesem Zweck sind die Steuerleitungen25 und 45 über Ruhekontakte 52 des Relais 5 geführt, so daß beim Ansprechen dieses Relais die beiden Steuerleitungen unterbrochen werden.

Die Anordnung nach der Erfindung ist nicht allein anwendbar zur Übertragung von drei verschiedenen Kommandos, sondern überhaupt überall da, wo mehrere Kommandos übertragen werden und das Verhältnis von Impulsdauer zu Impulslücke veränderlich ist. Werden η verschiedene Kommandos übertragen, so wird man zweckmäßig g.-\- i-Empfangsrelais vorsehen, von denen ti Relais zur Steuerung des Reglers, beispielsweise des Regelmotors, dienen, während das letztere die Steuerung sperrt, sobald ein Impuls ungewöhnlicher Dauer gegeben wird. Die einzelnen Relais werden mit gegenseitigen Verriegelungen versehen, um beim Ansprechen eines Relais das von den vorhergehenden Relais gegebene Steuerkommando für den Regler unwirksam zu machen.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   I.Anordnung zur Auslösung von Schaltvorgängen, insbesondere für die Zwecke der Fernregelung, mittels Impulse, wobei das Verhältnis von Impulsdauer zu Im- · pulslücke veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Impulse mehreren Differentialrelais zugeführt werden, deren Ansprechempfindlichkeiten gestaffelt sind. i°o
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der beiden Spulen jedes Differentialrelais dauernd an dieselbe Spannungsquelle angeschlossen ist, von der die andere Spule ¹QS im Rhythmus der Impulse erregt wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Gleichspannungsquelle ein Gleichrichter parallel zu den von den Impulsen gesteuerten Spulen Hegt, der den beim Unterbrechen des Stromkreises auftretenden Extrastrom hindurchläßt.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitskontakte des einen Relais in Reihe mit den Ruhekontakten des folgenden Relais geschaltet sind.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Senderseite eine dauernd umlaufende Schaltwalze mit zwei metallischen Halbringen vorge-

   sehen ist, auf denen mehrere Bürsten schleifen, und daß die eine zum Empfänger führende Steuerleitung mit der einen Bürste, die andere je nach dem zu übertragenden Kommando an eine der anderen Bürsten angeschlossen wird.
6. 6. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß für η verschiedene Kommandos «-)-1-Empfangsrelais verwendet sind, von denen das eine bei •einem Impuls ungewöhnlicher Länge die übrigen Relais unwirksam macht.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen