DE645534C - Device for operating audio frequency remote controls - Google Patents

Device for operating audio frequency remote controls

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DE645534C
DE645534C DES109955D DES0109955D DE645534C DE 645534 C DE645534 C DE 645534C DE S109955 D DES109955 D DE S109955D DE S0109955 D DES0109955 D DE S0109955D DE 645534 C DE645534 C DE 645534C
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audio frequency
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voltage
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DES109955D
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Karl Baudisch
Dr-Ing Hans Klemperer
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zur Fernsteuerung in Starkstromnetzen, beispielsweise zum Umschalten von Zählern und Relais. Von einer Kommandostelle aus werden zu dem Zweck der Betriebsfrequenz der Starkstromleitungen eine oder mehrere Tonfrequenzen etwa in der Größenordnung von 300 bis 600 Hz überlagert, auf die an der Empfangsstelle angeordnete Resonanzrelais ansprechen.The invention relates to devices for remote control in power networks, for example to switch counters and relays. From a command post become one or more for the purpose of the operating frequency of the power lines Sound frequencies roughly in the order of magnitude of 300 to 600 Hz superimposed on the at the Address the resonance relays arranged at the receiving station.

Als Tonfrequenzgeneratoren wurden bisher vielfach umlaufende Tonfrequenzmaschinen verwendet, welche durch Drehzahländerungen den notwendigen Bereich des Frequenzbandes lieferten. Mit derartigen Generatoren lassen sich zwar die bei Tonfrequenzfernsteuerungen gestellten Regelaufgaben lösen, jedoch ist dies meist nur mit verhältnismäßig großen Schwierigkeiten und nur unter Verwendung sehr komplizierter Regeleinrichtungen möglich. Gemäß der Erfindung werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß zur Erzeugung der Tonfrequenzen Gleichstrom-Wechsel strom-Umformer in Form von gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen verwendet werden und daß zur Steuerung der Zündzeitpunkte der Entladungsstrecken umlaufende Kontaktapparate dienen, welche von mit Drehzahlfeinregelung ausgerüsteten Elektromotoren angetrieben sind. Der Vorteil dieser Umformer besteht darin, daß sie bezüglich der Steuerung wesentlich günstigere Eigen-. schäften besitzen als umlaufende Maschinen und daß es mit unverhältnismäßig viel einfacheren Regel- und Steuereinrichtungen gelingt, die zu erzeugenden Tonfrequenzen mit einer Genauigkeit von i°/oo einzustellen. Die Kontaktapparatsteuerung läßt eine außerordentlich genaue Einstellung des Zündzeitpunktes zu, Und wenn der antreibende Elektromotor mit einer hochempfindlichen Drehzahlregelung ausgerüstet ist, gelingt die Drehzahlregelung mit der vorstehend angegebenen Genauigkeit. Daß die Steuerung mit Hilfe von Kontaktwalzen besondere Genauigkeit liefert, liegt daran, daß die steil ansteigenden Steuerimpulse die Zündlinien der Entladungsstrecke senkrecht schneiden und daß daher die Zündpunkte der Entladungsstrecke, insbesondere bei Quecksilberdampfentladungsgefäßen, von Zustandsänderungen der Gefäße, welche während des Betriebes eintreten, unabhängig sind.Up to now, frequently rotating audio frequency machines have been used as audio frequency generators used, which by speed changes the necessary range of the frequency band delivered. Such generators can be used for audio frequency remote controls solve set rule tasks, but this is usually only with relatively large Difficulties and only possible with the use of very complicated control devices. According to the invention, these disadvantages are eliminated in that for generating the audio frequencies direct current-alternating current converters be used in the form of gas or vapor-filled discharge vessels and that for controlling the ignition times the discharge paths are used by rotating contact devices, which are controlled by fine speed control equipped electric motors are driven. The advantage of these converters is that they relate to the control much cheaper own. shafts as rotating machines and that with disproportionately much simpler regulation and control devices it is possible to to set the tone frequencies to be generated with an accuracy of i ° / oo. the Contact device control allows extremely precise setting of the ignition timing to, And if the driving electric motor with a highly sensitive speed control is equipped, the speed control succeeds with the accuracy specified above. That the control with help of contact rollers provides particular accuracy, is due to the fact that the steeply rising Control pulses intersect the ignition lines of the discharge gap perpendicularly and that is why the ignition points of the discharge path, especially in the case of mercury vapor discharge vessels, independent of changes in the state of the vessels that occur during operation are.

Eine besonders zweckmäßige und genau arbeitende Regeleinrichtung erhält man, wenn ein Gleichstromnebenschlußmotor, welcher zum Antrieb der Kontaktwalze dient, zum Zwecke der Feinregelung bzw. FeineinstellungA particularly useful and precisely working control device is obtained if a DC shunt motor, which is used to drive the contact roller, for Purposes of fine control or fine adjustment

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker indicated the following as the inventors:

Karl Baudisch in Berlin-Wilmersdorf und Dr.-Ing. Hans Klemperer in Summit, New Jersey, V. St. A.Karl Baudisch in Berlin-Wilmersdorf and Dr.-Ing. Hans Klemperer in Summit, New Jersey, V. St. A.

der Drehzahl mit einer Tachometerdynamo gekuppelt ist, deren Spannimg über einen Spannungsteiler mit einer Spannungsquelle, beispielsweise einer Trockenbatterie, *rerglichen wird. In Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Spannung der Tachometerdvnamo und der Vergleichsspannürt^ wird eine mit Elektronenröhren arbeitende' Verstärkereinrichtung gesteuert, die die; Erregung für den Nebenschlußmotor bzw. einen Teil derselben liefert. Außer dieser Feinregelung wird zweckmäßig noch eine Grobregelung vorgesehen, beispielsweise in Form eines regelbaren Widerstandes. Zur Einstellung verschiedener Steuerfrequenzen innerhalb des Tonfrequenzbereiches, für den die fernzusteuernden Apparate bemessen sind, wird gemäß der Erfindung eine an sich bekannte Schablonensteuerung verwendet, über die der im Stromkreis der Tachometerdynamo liegende Spannungsteilerwiderstand und zweckmäßig auch noch der Grobregtlwiderstand eingestellt werden. Mit dieser Steuerungseinrichtung kann noch eine HilfsSteuerung verbunden werden, durch die ein zwischen dem Frequenzgenerator und Netz liegender Abstimmkreis fortlaufend jeweils auf die Frequenz abgestimmt wird, die dem Starkstromnetz überlagert werden soll.the rotational speed is coupled with a tachometer dynamo, which is Spannimg * r erglichen via a voltage divider with a voltage source, such as a dry battery. As a function of the difference between the voltage of the tachometer and the reference voltage, an amplifier device operating with electron tubes is controlled. Provides excitation for the shunt motor or a part thereof. In addition to this fine control, a coarse control is expediently provided, for example in the form of a controllable resistor. To set different control frequencies within the audio frequency range for which the remote-controlled devices are designed, a template control known per se is used according to the invention, via which the voltage divider resistor in the circuit of the tachometer dynamo and, expediently, also the coarse voltage resistor can be set. An auxiliary control can also be connected to this control device, by means of which a tuning circuit located between the frequency generator and the network is continuously tuned to the frequency that is to be superimposed on the power network.

In der Zeichnung ist das Schaltnugsschema eines Ausführungsbeispieles der Erfindung dargestellt. Ein Wechselrichter 1, der von einer Gleichstromquelle 2 gespeist wird, ist über einen Abstimmkreis 3 an das Starkstromnetz 4 angeschlossen. 5 sind die fernzusteuernden Zähler, Relais o. dgl. Im Starkstromnetz sind in üblicher Weise Sperrkreise 6 eingeschaltet, um das erwünschte Eindringen der Tonfrequenzen in bestimmte Leitungsstränge zu, verhindern.In the drawing, the Schaltnugsschema an embodiment of the invention is shown. An inverter 1, which is fed by a direct current source 2 , is connected to the power network 4 via a tuning circuit 3. 5 are the remotely controlled counters, relays or the like. In the high-voltage network, blocking circuits 6 are switched on in the usual way in order to prevent the desired penetration of the audio frequencies into certain cable strands.

In den Gitterkreis des Wechselrichters ist beispielsweise eine sechsteilige Kontaktwalze 7 geschaltet, die von einem Gleichstromnebenschlußmotor 8 angetrieben wird. Eine mit dem Motor 8 gekuppelte Tachometerdynamo 9 ist an einen Spannungsteilerwiderstand 10 angeschlossen. Zur Regelung der Erregung des Motors 8 dient eine Verstärkereinrichtung 11, die beispielsweise aus zwei Vorverstärkern und einer Endverstärkerstufe besteht. Die Gitterspannung der Eingangsstufe hängt von der Differenz zwischen der Spannung der Batterie 12 und der an dem Widerstand 10 abgegriffenen Teilspannung ab. Zur Regelung der Erregung des Motors 8 wird ferner ein R'egelwiderstand 13 verwendet.In the grid circle of the inverter there is, for example, a six-part contact roller 7, which is driven by a DC shunt motor 8. One tachometer dynamo 9 coupled to the motor 8 is connected to a voltage divider resistor 10 connected. An amplifier device is used to regulate the excitation of the motor 8 11, which for example consists of two preamplifiers and a power amplifier stage consists. The grid voltage of the input stage depends on the difference between the Voltage of the battery 12 and the partial voltage tapped at the resistor 10 away. A control resistor 13 is also used to regulate the excitation of the motor 8 used.

Der Spannungsteilerwjderstand 10 und der Widerstand 13 werden gemeinsam durch eine Regeleinrichtung 14 geändert, die unter ( der . Einwirkung einer Schablone 15 eingestellt wird. Zum Antrieb der Schablone kann ein Elektromotor 16 verwendet werden.The voltage divider resistor 10 and the resistor 13 are jointly through a control device 14 changed, which is set under (the action of a template 15 will. An electric motor 16 can be used to drive the template.

Figur 2 zeigt die Abwicklung der Schablone sowie das Frequenz-Zeit-Diagramm, · welches mit ihr eingestellt wird. Als Ordinaten sind in diesem Diagramm die Frequenzen / und als Abszissen die Zeiten t aufgetragen. Es ist angenommen, daß es sich 7« um einen Frequenzbereich zwischen 300 und 600 Hz handelt.FIG. 2 shows the development of the template and the frequency-time diagram which is set with it. The frequencies / are plotted as the ordinates in this diagram and the times t as the abscissa. It is assumed that the frequency range is between 300 and 600 Hz.

Außer den Steuerkontakten für die Widerstände 10 und 13 ist mit der Regeleinrichtung 14 noch ein Hilfssteuerkontakt 17 gekuppelt, der zur Steuerung des Abstimmkreises 3 zwischen dem Wechselstromnetz 4 und dem Wechselrichter 1 dient.Except for the control contacts for the resistors 10 and 13 is with the control device 14 an auxiliary control contact 17 is coupled, which is used to control the tuning circuit 3 between the alternating current network 4 and the inverter 1 is used.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß mehrfach vorgeschlagen worden ist, gitter- >o gesteuerte gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße zu verwenden, wenn die Aufgabe gestellt ist, eine gegebene Stromart, beispielsweise Gleichstrom oder Wechselstrom, in Wechselstrom einer bestimmten, gegebenenfalls auch veränderlichen Frequenz umzuwandeln. Es sind Schaltungen bekanntgeworden, bei denen diese Aufgabe durch unmittelbare Umformung gelöst wird, indem ein und dieselbe Umformeranordnung die gegebene Stromart direkt in die gewünschte Stromart umformt. Bei anderen ebenfalls bekannten Schaltanordnungen wird ein. Zwischenstromkreis verwendet, d.h. es wird beispielsweise Wechselstrom von 50 Perioden durch einen Gleichrichter in Gleichstrom um-. gewandelt, und dieser Gleichstrom wird dann durch einen zweiten Umformer in Wechselstrom der gewünschten Frequenz umgeformt. Der mit unmittelbarer Umformung arbeitenden Umformerart wird dabei meist der Vorzug gegeben, da die Zahl der Entladungsstrecken geringer ist und auch der doppelte Spannungsabfall infolge Hintereinanderschaltung mehrerer Entladungsstrecken vermieden wird. Eine Ausnahme bildet nur der Fall der Gleichstromhochspannungsübertragung, bei der die Übertragungsleitung den Zwischenstromkreis bildet und bei der naturgemäß am Anfang der Leitung ein Gleichrichter und am Ende der Leitung ein Wechselrichter angeordnet ist.It should be pointed out that it has been suggested several times, lattice-> o to use controlled gas or vapor-filled discharge vessels when the task a given type of current, e.g. direct current or alternating current, to convert into alternating current of a certain, possibly also variable frequency. Circuits have become known in which this problem is solved by direct reshaping by one and the same converter arrangement converts the given type of current directly into the desired one Type of current converted. In other switching arrangements, which are also known, a. Intermediate circuit is used, i.e. it is For example, alternating current of 50 periods is converted into direct current by a rectifier. converted, and this direct current is then converted into alternating current by a second converter converted to the desired frequency. The type of converter that works with direct conversion is usually preferred given, since the number of discharge paths is less and also twice as much Voltage drop as a result of connecting several discharge paths in series is avoided will. The only exception is the case of high-voltage direct current transmission which forms the transmission line and the intermediate circuit and, of course, at the At the beginning of the line a rectifier and at the end of the line an inverter is.

Die Erfahrungen, die mit den bekannten Umformern auf anderen Gebieten gemacht waren, konnten nicht ohne weiteres auf die Tonfrequenzfernsteuerung1 übertragen werden; denn die Aufgabe, die hier vorliegt, ist wesentlich anders. Die zu erzeugenden Wechselspannungen liegen im Gegensatz zu bekannten Umformeranordnungen, beispiels- iao weise bei der Bahnstromversorgung, in der Größenordnung von 500 Hz. Die FrequenzThe experiences made with the known converters in other areas could not be easily transferred to the audio frequency remote control 1 ; because the task at hand is essentially different. The alternating voltages to be generated, in contrast to known converter arrangements, for example iao for traction power supply, are of the order of 500 Hz. The frequency

muß dabei nicht nur auf bestimmten Werten mit möglichst großer Genauigkeit gehalten werden, sondern es muß auch die Möglichkeit gegeben sein, innerhalb eines bestimmten Bereiches, beispielsweise zwischen 250 und 600 Hz, bestimmte Zwischenstufen einzustellen, die je für sich mit ebenso großer Genauigkeit aufrechtzuerhalten sind. Die Erfindung liegt darin, aus der Fülle der Möglichkeiten gittergesteuerte gas- oder dampfgefüllte Entladungsgefäße zur Tonfrequenzerzeugung zu verwenden, denjenigen Weg herausgegriffen zu haben, der gerade die Aufgabe löst, um die es sich im vorliegenden Falle handelt. Erst bei der erfindurigsgemäßen Anwendung des Gleichstrom-Wechselstrom-Umformers und der Kontaktapparatsteuerung gelingt es, das gesteckte Ziel zu erreichen.must not only be kept to certain values with the greatest possible accuracy but there must also be the possibility within a certain Range, for example between 250 and 600 Hz, to set certain intermediate stages, each of which can be maintained individually with the same great precision. The invention lies in the abundance of possibilities Grid-controlled gas or vapor-filled discharge vessels for audio frequency generation to use, to have picked out the path that just solves the task at hand Trap acts. Only when the DC-AC converter is used according to the invention and the contact apparatus control succeeds in achieving the set goal.

Was die Umformerart anbelangt, so wird meist technischer Wechselstrom, also Wechselstrom von 50 Hz, als Ausgangsenergieform zur Verfügung stehen. Dieser Wechselstrom wird erfindungsgemäß nicht, wie es beispielsweise auf dem Gebiet der Bahnstromversorgung mehrfach ausgeführt ist, unmittelbar in Wechselstrom der gewünschten Frequenz umgewandelt; es wird vielmehr der 5operiodige Wechselstrom zunächst in Gleichstrom und dann erst durch einen Wechselrichter in Wechselstrom von beispielsweise 500 Perioden umgeformt. Die Vorteile des unmittelbaren, ohne Zwischenstromkreis arbeitenden Umformers, die auf anderen Gebieten zu seiner Anwendung geführt haben, lassen sich bei der Tonfrequenzfernsteuerung nicht verwenden, da diese Umformerart wenig geeignet ist, wenn es sich darum handelt, die Frequenz in einem großen Bereich betriebsmäßig zu ändern. Bei einem großen Teil der unmittelbaren Frequenzumformer, beispielsweise bei dem bekannten Hüllkurvenumformer, ist eine solche Frequenzwandlung überhaupt nicht möglich. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es mit dem Umformer mit Gleichstromzwischenkreis trotz der doppelten Energieumformung gelingt, die speziellen Aufgaben der Tonfrequenzfernsteuerung zu lösen.As far as the type of converter is concerned, technical alternating current is usually used, i.e. alternating current of 50 Hz, are available as an output energy form. This alternating current is not according to the invention, as is the case, for example, in the field of traction power supply is executed several times, converted directly into alternating current of the desired frequency; Rather, the 5-period alternating current is first converted into direct current and then only through an inverter into Converted alternating current of, for example, 500 periods. The advantages of the immediate, without an intermediate circuit working converter, which has led to its application in other areas, can Do not use it for audio frequency remote control, as this type of converter is not very suitable when it comes to operating the frequency over a wide range change. For a large part of the direct frequency converter, for example at the well-known envelope converter, such a frequency conversion is not at all possible. The invention is based on the knowledge that it is with the converter with DC link succeeds in spite of the double energy conversion, the special Solve tasks of audio frequency remote control.

Das erfindungsgemäß weiterhin angewendete Merkmal der Kontaktapparatsteuerung bringt den Vorteil, daß die Frequenz in den einzelnen Stufen der Steuerung sehr genau konstant gehalten werden kann; denn es können zum Antrieb der Kontaktapparate Feinregelungen verwendet werden, durch die der Antriebsmotor mit sehr hoher Genauigkeit auf konstanter Drehzahl gehalten wird.The feature of the contact apparatus control which is also used according to the invention has the advantage that the frequency in the individual stages of the control is very precise can be kept constant; because fine controls can be used to drive the contact apparatus, through which the drive motor is kept at a constant speed with very high accuracy.

Claims (5)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einrichtung zum Betrieb von Tonfrequenzfernsteuerungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonfrequenzen durch Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer in Form von gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen erzeugt werden und daß die Zündzeitpunkte der Entladungsstrecken durch umlaufende Kontaktapparate gesteuert werden, welche von mit Drehzahlfeinregelung ausgerüsteten Elektromotoren angetrieben werden.1. Device for the operation of audio frequency remote controls, characterized in that the audio frequencies by direct current-alternating current converters in Form of gas or vapor-filled discharge vessels are generated and that the ignition times of the discharge paths by rotating contact devices controlled by electric motors equipped with fine speed control are driven. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der zum Antrieb der Kontaktapparate dienenden Motoren in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Spannung einer Tachometerdynamo und einer konstanten Vergleichsspannung geregelt wird.2. Device according to claim 1, characterized in that the speed of the motors used to drive the contact apparatus as a function of the difference between the voltage a tachometer dynamo and a constant reference voltage. 3. Einrichtung zur Frequenzregelung für Tonfrequenzüberlagerung in Starkstromnetzen nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine zur Einstellung der einzelnen Frequenzstufen dienende Schablonensteuerung.3. Device for frequency control for audio frequency superimposition in power networks according to claims 1 and 2, characterized by one which is used to set the individual frequency levels Template control. 4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Steuerschablone ein Feinregelwiderstand (10) und ein Grobregelwiderstand (13) für den Feldkreis des Antriebsmotors des Kontaktapparates verstellt wird.4. Device according to claim 2 and 3, characterized in that by the Control template a fine control resistor (10) and a coarse control resistor (13) for the field circle of the drive motor of the contact apparatus is adjusted. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch · die S teuer schablone außer den Regelwiderständen für den Motor des Kontaktapparates noch eine Verstellvorrichtung für den Abstimmkreis zwischen Umformer und Wechselstromnetz verbunden ist.5. Device according to claim 4, characterized in that by · the S expensive template except for the variable resistors for the motor of the contact apparatus Another adjustment device for the tuning circuit between the converter and the AC network is connected. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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