DE954887C - Schaltungsanordnung fuer die Speisung eines gemeinsamen Verbrauchers durch wenigstens zwei Hochfrequenzgeneratoren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung, in welcher eine Anzahl von Hochfrequenzgeneratoren für Nachrichtenübermittlung oder andere Zwecke in Parallelschaltung betrieben werden können, um einen gemeinsamen Verbraucher zu speisen.

Es ist bekannt, zwei derartige Generatoren im Bereich tiefer, mittlerer oder hoher Trägerfrequenzen durch direkte Verbindung ihrer Ausgangsklemmen parallel zu schalten. In den gebräuchlichen Anordnungen für Parallelbetrieb speist der zusammengefaßte Ausgang eine Hauptleitung oder einen anderen gemeinsamen Belastungskreis über ein Anpassungsnetz für ein Impedanzverhältnis von 2:1₁ so daß die Leitungsimpedanz der für einen einzelnen Generator erforderlichen Belastungsimpedanz gleichgemacht werden kann, wodurch es ermöglicht wird, einen einzelnen Generator ohne zusätzliche Anpassungsmittel direkt auf die Leitung zu schalten. Fig. 1 zeigt in einer vereinfachten schematischen Darstellung eine bekannte Anordnung dieser Art, in welcher zwei Sender T₁, T₂ über die Schalter SW₁, SW₂ mit einer gemeinsamen Leitung W verbunden sind, welche einen im Verhältnis 2:1 impedanztransformierenden Schaltungsteil MC durchläuft und von dort über einen Schalter SPF₃ zu einem gemeinsamen Belastungskreis führt, der beispielsweise die Speiseleitung F einer

Antenne sein kann. Die Leitung W₁ dient dazu, einen oder beide Sender im Bedarfsfalle mit einer Meßlast TL (künstlichen Antenne) zu verbinden.

Eine Schwierigkeit bei der Anordnung nach Fig. ι und ähnlichen bekannten Anordnungen besteht darin, daß jeder einzelne Generator in seinen Arbeitsbedingungen sehr stark von der richtigen Funktion des anderen Generators abhängig ist. Obwohl die Anordnung so bemessen werden kann, daß die Gesamtleistung in jedem gewünschten Verhältnis auf die beiden Generatoren aufgeteilt wird, so tritt doch nach erfolgtem Abgleich eine Belastungsänderung für den einen Generator ein, wenn die Ausgangsleistung des anderen Generators größer oder kleiner wird. Wenn daher eine Störung in einem Generator eintritt, dauert es eine unerwünscht lange Zeit, um herauszubekommen, welcher Generator gestört ist; denn jeder muß der Reihe nach geprüft werden, um den Ort der Störung aufzufinden. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, daß eine Anzahl von zwischengeschalteten Kreisen für die Feststellung gebraucht wird, daß beide Generatoren unter Abgabe der gleichen Spannung betriebsbereit sind, bevor sie miteinander parallel geschaltet werden; außerdem müssen die gebräuchlichen Überlastsicherungen vorgesehen werden,. damit beim Ausfall eines Generators sich auch der andere ausschaltet. Dies ist ein wichtiges praktisches Bedürfnis, da bei fortdauernder Arbeit eines Generators und Ausfall des anderen der erstgenannte nicht nur überlastet würde,, sondern auch durch Hochfrequenzgleichrichtung in der Endstufe die Hochspannungszuleitung für den ausgefallenen Generator auf eine negative Spannung von der doppelten Größe der normalen Betriebsgleichspannung aufgeladen werden kann. Eine weitere Schwierigkeit — zwar nicht grundsätzlich funktioneller Natur, aber verbunden mit unerwünschten Komplikationen und Kosten — besteht darin, daß im allgemeinen ein Oszilloskop verwendet werden mußte, um den Phasenabgleich vor dem Zusammenschalten der Generatoren zu kontrollieren. Die Erfindung sucht die erwähnten Mängel und Nachteile zu vermeiden und die Anordnungen für die Parallelschaltung einer Mehrzahl von Hochfrequenzgeneratoren — nicht nur von zwei Generatoren — zu verbessern.

Eine Schaltungsanordnung für die Speisung eines gemeinsamen Verbrauchers durch wenigstens zwei Generatoren, deren Ausgangsspannungen gleiche Frequenz und Phase aufweisen und deren miteinander gleichphasige Klemmen auf der einen Seite miteinander und mit dem einen Anschluß des Verbraucherwiderstandes verbunden sind, wird erfindungsgemäß derartig ausgebildet, daß zwischen den anderen untereinander gleichphasigen Generatorklemmen erstens ein Blindwiderstände der einen Art enthaltender Spannungsteiler liegt, mit dessen Teilpunkt der andere Anschluß des mit einem Blindwiderstand der anderen Art vorzugsweise in Parallelschaltung zusammengeschalteten Verbraucherwiderstandes R₂ verbunden ist, und zweitens eine Impedanz eingeschaltet ist, welche aus einem Blindwiderstand der anderen Art und einem Ohmschen Widerstand (Ausgleichswiderstand R₁) vorzugsweise in Reihenschaltung zusammengesetzt ist.

Für die Bemessung der wesentlichen Teile der Schaltungsanordnung können die folgenden Regeln verwendet werden:

R₀ =

Rl

2R₁

Xi

⁺ -έχΓ·

worin R₀ der Eingangswiderstand der Kopplungsschaltung von den Generatoren her gesehen ist, X₁ die Blindwiderstandskomponente im Zweige des Ausgleichswiderstandes A₁, X₂ die Blindwiderstände des Spannungsteilers und X₃ die Blindwiderstandskomponente ■ im Zweige des Verbraucherwiderstandes R₂ darstellt. R₃ ist der im Zweige zwischen dem Teilpunkt und den miteinander verbundenen Generatorklemmen im Falle der Reihenschaltung R₃ + j X₃ dort einzusetzende, den Verbraucherwiderstand 2?₂ enthaltende Wirkwiderstand.

In einer nach der Erfindung ausgebildeten Schaltungsanordnung kann durch passende Einstellung ihrer in den einzelnen Zweigen enthaltenen Blindwiderstände bzw. durch ihre Bemessung entsprechend der angegebenen Rechenregel zwischen den Stellen, an welche die nicht unmittelbar miteinander verbundenen Generatorklemmen angeschlossen sind, eine sehr hohe, theoretisch unendlich hohe, Dämpfung erzielt werden, so daß die Generatoren gegeneinander entkoppelt sind, obwohl sie ihre Leistung an einen gemeinsamen Verbraucher abgeben. Die erwähnten Schwierigkeiten bei Störungen oder dem Ausfall eines der Generatoren werden daher vermieden. Auch können die Generatoren ohne Umschalt- oder Einstellmaßnahmen einzeln oder zusammen betrieben werden.

Es ist zu erwähnen, daß durch die USA.-Patentschrift 2 410 114 für die Lösung einer anderen Aufgabe eine Schaltungsanordnung bekannt ist, in welcher vier Übertragungsleitungen durch ein Kopplungsnetz so miteinander verbunden sind, daß bei der Zuführung elektrischer Energie über eine dieser Leitungen, diese Energie auf die zweite und dritte Leitung in einem vorgegebenen Verhältnis verteilt wird, während zu der vierten Leitung keine Energie übergeht. Zweck dieser Anordnung ist die Entkopplung des Senders vom Empfänger bei Duplexbetrieb über einen gemeinsamen Verbindungskanal, jedoch nicht die Speisung eines gemeinsamen Verbraucherwiderstandes durch zwei gegeneinander entkoppelte Generatoren.

Es wurde bereits eine Sendevorrichtung mit zwei iao Energiequellen vorgeschlagen, welche einer gemeinsamen Belastung modulierte Schwingungen liefern und durch eine Brückenschaltung aus impedanzumkehrenden Vierpolen gegeneinander entkoppelt sind (Deutsche Patentschrift 861865). Dabei sollen die «5 beiden Energiequellen in zwei einander gegenüber-

liegenden Eckpunkten der Brücke angeschlossen und sowohl die gemeinsame Belastung als auch eine der letzteren nachgebildete Impedanz mit den anderen Eckpunkten verbunden sein. Ein wesentlicher Unterschied der Schaltungsanordnung nach der Erfindung von der bereits vorgeschlagenen Sendevorrichtung besteht darin, daß an Stelle der bei der letzteren verwendeten vier Reaktanzen in der Anordnung nach der Erfindung nur drei erforderlich sind. Außerdem lassen.

ίο sich bei Verwendung des Kopplungnetzes nach der Erfindung auch leichter Anordnungen für die Zusammenschaltung von mehr als zwei Generatoren aufbauen, da dieses Kopplungsnetz nur einen einzigen Zweig mit einem Abgriffpunkt an einem aus Blind-

t5 widerständen gebildeten Spannungsteiler aufweist, während in der bereits vorgeschlagenen Anordnung zwei Zweige mit Abgriffpunkten nötig sind.

Wenn es sich darum handelt, nur zwei Generatoren in Parallelschaltung miteinander zu verbinden, dann ist in der Schaltungsanordnung nach der Erfindung nur ein Kopplungsnetz der angegebenen Art erforderlich, dessen einer Eingang von dem einen Generator und dessen anderer Eingang von dem anderen Generator gespeist wird, wobei der gemeinsame Verbraucher an

as den Ausgang des Kopplungsnetzes angeschlossen ist. Wenn die Anzahl der einander parallel zu schaltenden Generatoren eine Potenz von Zwei ist, kann eine Mehrzahl von Kopplungsnetzen der genannten Art vorgesehen sein, und zwar eines für jedes Paar von Generatoren, dessen Paare von Eingangsklemmen mit je einem der beiden zugehörigen Generatoren verbunden sind und mit einem gemeinsamen Ausgang erster Ordnung. Darauf folgt eine weitere Anzahl solcher Kopplungsnetze, und zwar eines für je zwei Ausgänge erster Ordnung, dessen Paare von Eingangsklemmen mit je einem Ausgang erster Ordnung verbunden sind und dessen Ausgangsseite einen Ausgang zweiter Ordnung bildet. Die Ausgänge zweiter Ordnung werden in gleicher Weise in Paaren durch ein oder mehrere Kopplungsnetze höherer Ordnung zusammengefaßt, bis man über einen letzten gemeinsamen Ausgang vom letzten Kopplungsnetz zu dem gemeinsamen Verbraucher gelangt. Grundsätzlich kann die gleiche Art der Schaltungsanordnung auch für die Zusammenfassung beliebiger Zahlen von Generatoren verwendet werden. Wenn diese Zahl aber keine Potenz von Zwei ist, können ein oder mehrere zusätzliche Kopplungsnetze zwischen je einem Generator und einem Kopplungsnetz niederer Ordnung erforderlich werden, so daß sich ein größerer Aufwand an Kopplungsnetzen in bezug auf die Anzahl der zusammenzuschaltenden Generatoren ergibt. Grundsätzlich wird also für die Speisung durch mehr als zwei Generatoren eine paarweise Zusammenfassung der Ausgänge einer eine Potenz von Zwei bildenden Anzahl von Generatoren durch Kopplungsnetze vorgesehen, deren Ausgänge durch ein oder mehrere weitere Kopplungsnetze in gleicher Weise — erforderlichenfalls in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen — bis zur Erreichung eines einzigen verbraucherseitigen Ausgangs zusammengefaßt sind. Ein etwa überzähliger Generator wird nicht mit dem Eingang der ersten, sondern einer höheren Zusammenfassungsstufe verbunden.

In einer anderen Ausführungsform einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist für die Speisung durch eine beliebige Anzahl η von Generatoren der für die Zusammenfassung der nicht unmittelbar miteinander verbundenen Generatorklemmen vorgesehene Spannungsteiler in Sternschaltung aufgebaut und besitzt η Zweige zwischen den Generatorklemmen und seinem Sternpunkt, mit dem der Verbraucherwiderstand verbunden ist. Die zwischen den Generatorklemmen vorzusehenden Impedanzen bilden dabei eine «-Eck-Schaltung mit unmittelbar zwischen den Generatorklemmen liegenden Zweigen. Je zwei Zweige der die Generatorklemmen zusammenfassenden Sternschaltung können mit dem Verbraucherwiderstand ein T-Glied bilden, welches durch den zwischen den zugehörigen Generatorklemmen liegenden, den Ausgangswiderstand enthaltenden Zweig der «-Eck-Schaltung überbrückt ist. In einer Abänderung dieser Ausführungsform kann die «-Eck-Schaltung der zwischen den Generatorklemmen vorzusehenden Impedanzen durch eine Sternschaltung ersetzt sein, deren η Zweige zwischen den η Generatorklemmen und einem zweiten Sternpunkt hegen.

Das mit dem Verbraucherwiderstand zusammengeschaltete Blindwiderstandselement kann mit diesem entweder in Parallel- oder in Reihenschaltung verbunden sein. Es kann im allgemeinen als konzentriertes Blindwiderstandselement ausgebildet sein. In der Schaltungsanordnung nach der Erfindung können die Kopplungsnetze Differentialüberträger, Richtkoppler nach der Art des sogenannten »magischen Τ<? oder Brückenanordnungen nach Art der Wheatstone-Brücke enthalten. Wenn die Anordnung für niedrige und mittlere Frequenzen verwendet werden soll und der gemeinsame Verbraucherwiderstand durch eine unsymmetrische Leitung gebildet wird, kann ein Kopplungsnetz mit einer aus T-Gliedern gebildeten «oo Brücke verwendet werden. Wenn der Verbraucher über eine symmetrische Leitung angeschlossen ist, so ist eine Wheatstone-Brücke oder eine Brückenfüteranordnung geeignet.

Fig. 2 zeigt in einer der Fig. 1 ähnlichen Dar- J stellungsweise eine Anordnung nach der Erfindung mit zwei Generatoren. In der Fig. 1 und 3 sind für einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, und man erkennt, daß der wesentliche Unterschied zwischen beiden darin besteht, daß in Fig. 2 der im Verhältnis 2 :1 übersetzende Schaltungsteil MC der Fig. 1 weggefallen ist. Dafür enthält die Verbindung W zwischen den beiden Generatoren ein Kopplungsnetz IS, welches in der für die Erfindung charakteristischen Weise ausgebildet ist und unend- "5 liehe Dämpfung zwischen den beiden Generatoren bewirkt, während es die Übertragung der Ausgangsleistung auf die Hauptleitung F erlaubt. Durch Umlegen der Schalter SPF₄ und SW₅ kann jeder Generator allein oder es können beide Generatoren iao zusammen verwendet werden, um die Verbraucherleitung F je nach Wunsch zu speisen. Wie in Fig. 1 ist auch hier eine Ersatzbelastung TL für Meßzwecke vorgesehen.

Das Kopplungsnetz IS kann eine aus Spulen i»5 gebildete Symmetrieanordnung, ein »magisches T«,

eine Wheatstone-Brücke oder ein ähnliches an sich bekanntes Kopplungsnetz sein, welches in der Schaltungsverbindung zwischen den Generatoren einen Widerstand enthält und so bemessen ist, daß im Falle des Parallelarbeitens beider Generatoren die ganze Leistung zum Verbraucher und keine Leistung zu dem Widerstand übergeht, während beim Ausfall eines Generators die halbe Leistung des anderen zum Verbraucher und die andere Hälfte zu dem genannten

ίο Widerstand fließt. Wenn in der Anordnung nach Fig. 2 ein Generator ausfällt, versorgt also der andere den Verbraucher weiter, und in einem geeignet gewählten Augenblick, wenn ein kurze Unterbrechung der Sendung nicht auffällt, kann der noch arbeitende Generator unmittelbar auf die Hauptleitung geschaltet werden.

In Fig. 3 ist das Blockschaltbild eines Brückenfilters in T-Form dargestellt, das zur Verwendung in der Anordnung gemäß Fig. 2 geeignet ist, wobei die

ao einzelnen Impedanzen in die Blöcke des Schaltbildes hineingeschrieben sind. E₁ und E₂ sind die Generatorspannungen. Gefordert ist, daß a) unendliche Dämpfung bestehen soll zwischen einem Ende und dem anderen, d. h. daß E₂ keinen Einfluß auf E₁JI₁ haben soll

as (wobei I₁ der durch den entsprechenden Pfeil dargestellte Strom ist), und daß b) die Größe EJI₁ rein ohmisch sein soll. Bezeichnet man EJI₁ mit R₀, so ergeben sich die Bestimmungsstücke R₀, X₂, R₃ und X_s in der bereits weiter vorn angegebenen Größe. Außerdem ist

τ = -^i — -^a ³ .R₁-W-Xi '

Eine praktisch ausgeführte Form der grundsätzliehen Anordnung nach Fig. 3 ist in Fig. 4 dargestellt; darin bezeichnet R₂ die Impedanz der Hauptleitung F aus Fig. 2. In der Schaltung nach Fig. 4 ist es günstig, R₁ = Ct)L₁ zu machen, worin ω die Kreisfrequenz ist. Unter dieser Voraussetzung ergibt sich

TT XVq = /Cl ^ ί\-% ⁼⁼ ^-^l ⁼⁼⁼ tä*~'2 ^

Ct)C₁

E* E*

Der Strom in R₁ und L₁ ist ^{1 2}

Ct)C₉

Der Strom in C₁ und C₂ ist ± ^{1+ 2}

Der Strom in R₂ und L₂ ist —±±

Da L₁ und C₁ oder C₂ Reaktanzen gleicher Größe von entgegengesetztem Vorzeichen bilden können, ist es möglich, die Anordnung so zu treffen, daß der innerhalb des Filters vorgesehene Widerstand R₁ auch als Meßbelastungswiderstand verwendbar wird. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 4 a dargestellt. Wenn die Schalter SW₁ bis SW₅ sich in den gezeichneten Stellungen befinden, arbeiten die Generatoren T₁, T₂ parallel. Wenn die Schalter SW₁, SW^ und SW₅ in die andere Stellung umgelegt werden, ist der Ausgang des Generators T₁ in direkter Verbindung mit der Leitung F und der Ausgang des Generators T₂ über die Elemente L₁, R₁ und C₁ mit Erde verbunden, wobei die resultierende Impedanz parallel zu dem Generator T₁ durch den Widerstand A₁ gebildet wird.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung in Anwendung für vier Generatoren. Man erkennt, daß es sich um eine Erweiterung der in Fig. 3 und 4 dargestellten Anordnungen handelt. In Fig. 5 sind die beiden Generatoren T₁ und T₂ mit den beiden Eingängen ip eines Kopplungsnetzes /S₁ verbunden, welches einen gemeinsamen Ausgang op 1 hat. Entsprechend sind die Generatoren T₃ und T₄ mit den beiden Eingängen ip eines Kopplungsnetzes IS₂ mit dem gemeinsamen Ausgang op 2 verbunden. Die gemeinsamen Ausgänge op 1 und op 2 sind mit den beiden Eingängen eines dritten Kopplungsnetzes verbunden, dessen gemeinsamer Ausgang op ¹^ mit dem gemeinsamen Verbraucherwiderstand in Verbindung steht, der jedoch in Fig. 5 nicht dargestellt ist. Das Prinzip der in Fig. 5 gezeigten Anordnung ist ausdehnbar auf den Fall der Verbindung einer beliebigen Anzahl von Generatoren mit einer gemeinsamen Last. So können zwei der in Fig. 5 dargestellten Anordnungen an ihren zusammengefaßten Ausgängen op 3 nicht mit der Last, sondern mit den Eingängen eines vierten (nicht dargestellten) Kopplungsnetzes verbunden sein, dessen (ebenfalls nicht dargestellter) gemeinsamer Ausgang mit dem Verbraucher verbunden würde. Solche Verdopplung der Anordnung nach Fig. 5 würde eine Anordnung mit acht Generatoren ergeben. Die Anzahl der Generatoren braucht jedoch keine Potenz von Zwei zu sein, sondern kann beliebig sein. Beispielsweise zeigen Fig. 5 a und 5 b Anordnungen mit den drei Generatoren T₁, T₂, T₃ und den Kopplungsnetzen IS₁, IS₂ bzw. mit den fünf Generatoren T₁ bis T₆ und den Kopplungsnetzen IS₁ bis IS^ Es ist zu bemerken, daß in den Fig. 5 a und 5 b zusätzliche Kopplungsnetze IS₂ bzw. IS₃ und IS ₄ vorgesehen sind, so daß das Verhältnis der Anzahl von Generatoren zu der Anzahl der Kopplungsnetze kleiner und daher die Ausnutzung der Einzelteile im Vergleich nicht so gut ist wie für eine Anzahl von Generatoren nach einer Potenz von Zwei.

Fig. 6 zeigt die praktische Ausbildung einer Schaltung gemäß Fig. 5. Es kann angenommen werdenydaö diese Schaltzeichnung ohne besondere Erklärung verständlich ist. Darin bezeichnen die Buchstaben L Induktivitäten, C Kapazitäten und R Widerstände, während R₂ den Verbraucherwiderstand darstellt. Die rechnerische Behandlung dieser Schaltung läßt sich unmittelbar aus der für eine Anordnung nach den Fig. 2, 3 und 4 ableiten.

Wenn η untereinander gleiche Generatoren vorgesehen sind, von denen m arbeiten, so ist die Ausgangsleistung um den Faktor I —J kleiner als die volle

Ausgangsleistung der η Generatoren. Wenn also drei Generatoren von einer Gesamtzahl von vier (wie in iao Fig. 5) von je 100 W Ausgangsleistung arbeiten, so ist die zum Verbraucher gelangende Leistung

(tr

j —) · 400 = 225 W. Dies entspricht einem Absinken der Leistung um

2,5 db anstatt i,$ db für den Fall, daß die ganze Ausgangsleistung der drei Generatoren zum Verbraucher gelangt. Die Nennleistung, für welche die einzelnen Teile zu bemessen sind, wird zweckmäßigerweise derartig abgestuft, daß beispielsweise solche Kopplungsnetze, wie /S₁ und /S₂, an welche zwei Generatoren angeschlossen sind, für die Hälfte der Leistung darauffolgender Eopplungsnetze, wie beispielsweise /S₃, zu bemessen sind, mit deren Eingängen die Ausgänge op ι

ίο und οφ 2 verbunden sind, und weiter in entsprechender Weise. Wenn 2 η Generatoren vorhanden sind, müssen die Widerstandselemente der Kopplungsnetze für eine kurzzeitige Belastung von insgesamt dem %-fachen Wert der Summe der Ausgangsleistungen der einzelnen Generatoren bemessen sein und für eine länger

dauernde Belastung mit dem —fachen Wert dieser

Summenleistung. Bei der kurzzeitigen Belastung ist an den extremen Fall des Fehlabgleichs der Genera-

ao toren gedacht, bei welchem einer oder mehrere in Gegenphase zu den übrigen arbeiten. Bei der länger dauernden Belastung ist das vollständige Ausfallen eines oder mehrerer Generatoren angenommen.

Ein Vorteil der Anordnung nach der Erfindung besteht auch in der Erleichterung beim elektrischen Aufteilen der zusammengefaßten Gruppen von Generatoren. So kann ein Paar aus einer Gruppe von vier Generatoren leicht herausgetrennt werden, und zwar einschließlich des Kopplungsnetzes zwischen diesem Paar, so daß von dem verbleibenden Paar von Generatoren die volle Ausgangsleistung auf den Verbraucher übertragen werden kann.

Fig. 7 stellt eine Ausführungsform der Erfindung bei Anwendung auf drei Generatoren T₁,' T₂, T₃ dar.

In dieser Ausführungsform ist eine Sternschaltung von T-Gliedern verwendet. In dieser Anordnung ist jedem Generator ein Blindwiderstandselement Z₂ zugeordnet, welches mit dem Verbraucherzweig Z₃ verbunden ist; außerdem ist jeder Generator mit jedem anderen über eine Impedanz Z₁ direkt verbunden. Der Verbraucherzweig Z₃ besteht aus einer Impedanz, deren Widerstandskomponente normalerweise durch den Belastungswiderstand gebildet wird. Die Blindwiderstandskomponenten können durch Reihenschaltung oder Parallelschaltung entsprechender Elemente hinzugefügt werden. Gewöhnlich wird die Parallelschaltung bevorzugt.

Die zum Verbraucher gelangende Ausgangsleistung ist in dieser Anordnung die gleiche wie bei den Anordnungen nach den Fig. 5 und 6. Die Bemessung der Widerstandselemente in den Kopplungsnetzen, wenn η Generatoren gleicher Ausgangsleistung vorgesehen sind, erfolgt für kurzzeitige Überlastung mit dem

2 (« i) _f_ach_en Wert der Summe der Einzelleistungen langer dauernde Überlastung mit dem —-fachen Wert dieser Summenleistung, wobei

und für

für die Bedeutung der beiden ins Auge gefaßten Störungsfälle auf die schon gegebenen Erklärungen Bezug genommen wird.

Nachstehend sind für die Anordnung nach Fig. 7 die Angaben über die Bemessung der Zweige der

Kopplungsnetze für den Fall von η Generatoren angegeben:

Allgemeiner Fall F™ ^ej^ne Bdaetaage-⁵ impedanz gleich R₀

R₁ (Reihe)

X₁ -R₂ -

Rl + n*Xl ^K°' η* R₀X₃

2 -"-o >

O,

O,

ηΧ₃,

R₅ (parallel)

R_n

willkürlich,

₊ ^
η R₀

willkürlich,

R₀,

R_n

worin jeweils Z₁ = R₁ -f- JX₁ usw. ist. R₀ ist dabei gleich dem richtigen Belastungswiderstand für einen einzelnen Generator.

Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wiederum in Anwendung auf drei Generatoren. Es wird angenommen, daß dieses Schaltbild ohne weitere Erklärung verständlich ist.·Es ist zu bemerken, daß die Schaltungsanordnungen gemäß Fig. 7 und 8 sich in das einfache Brücken-T- Kopplungsnetz der Anordnung gemäß Fig. 4 verwandeln, wenn nur zwei Generatoren vorhanden sind.

Anordnungen von der in den Fig. 7 und 8 gezeigten Art sind für jede beliebige Anzahl von Generatoren verwendbar. Die dem Verbraucher zufließende Ausgangsleistung bestimmt sich in gleicher Weise wie für die Anordnungen nach den Fig. 5 und 6. Die Bemessung der Widerstandselemente in den Filtern der Fig. 8 erfolgt für η Generatoren gleicher Leistung bei i°5 J -fachen

Wert der Ausgangsleistung eines Generators und für 1 -fachen Wert

dieser Leistung.

Nachstehend ist die Bemessung der Filterelemente für η Generatoren in einer Anordnung gemäß Fig. 8 angegeben.

	(Reihe)	Allgemeiner Fall	O,	impedanz	gleich R0
R1	-	2 Υ"2	— nX3,	η — I
X1	-	Da ι /t/,2 "y2 U '	η	ο,
χ,	nR0X3 R	Yn-	1 R
	η 0,
-Yn-	— τ R0,

Allgemeiner Fall

Für eine Belastungsimpedanz gleich JR₀

R₃ (Reihe)

R₃ (parallel)

willkürlich,
R₀

ί 1

willkürlich,

R_n

γη —τ

In der obenstehenden Aufstellung ist R₀ der richtige Belastungswiderstand für einen einzelnen Generator und IStZ₁ = R₁ + JX₁; Z₂= R₂ + JX₂ usw.

Die folgenden Tabellen (a) und (b) bieten einen Vergleich zwischen den behandelten Ausführungsformen der Erfindung.

(a) Nennleistung, für welche die Widerstandselemente in den Kopplungsnetzen für η Generatoren und langer dauernde Störungen zu bemessen sind, in auf die Summenleistung aller Generatoren bezogenen Relativwerten.

Schaltung

η	Fig. I (2)	Fig. 2	Fig. 3
2	0,25	0,25	0,25
3	o,5	0,333	0,444
4	o,5	o,375	0,562
5	o,7	o,4	0,640
6	o,75	0,417	0,635
7	0,786	0,420	Ο.735
8	0,75	o,437	0,767

In jedem Falle soll die kurzzeitige Überlastbarkeit dem Vierfachen der obigen Werte entsprechen.

(b) Anzahl der Schaltungselemente für η Generatoren.

Schaltung

η	45	2	Fig.i (2)	L	C	R	L	Fig. 2	R	L	Fig. 3	R
	3					C			C
4	2	2	I	2		I	2		I
5	4	4	2	4	2	3	4	2	3
5o 6	6	6	3	7	3	6	5	3	4
7	8	8	4	II	4	IO	6	4	5
8	IO	IO	5	16	5	15	7	5	6
12	12	6	22	6	21	8	6	7
14	14	7	29	7	28	9	7	8
	8		8

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltungsanordnung für die Speisung eines gemeinsamen Verbrauchers durch wenigstens zwei Generatoren, deren Ausgangsspannungen gleiche Frequenz und Phase aufweisen und deren miteinander gleichphasige Klemmen auf der einen Seite miteinander und mit dem einen Anschluß des Verbraucherwiderstandes verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den anderen untereinander gleichphasigen Generatorklemmen erstens ein Blindwiderstände (C₁, C₂) der einen Art enthaltender Spannungsteiler liegt, mit dessen Teilpunkt der andere Anschluß des mit einem Blindwiderstand (L₂) der anderen Art vorzugsweise in Parallelschaltung zusammengeschalteten Verbraucherwiderstandes (R₂) verbunden ist, und zweitens eine Impedanz eingeschaltet ist, welche aus einem Blindwiderstand (L₁) der anderen Art und einem Ohmschen Widerstand (Ausgleichswiderstand R₁) vorzugsweise in Reihenschaltung zusammengesetzt ist (Fig. 4).
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ihre wesentlichen Teile nach folgenden Regeln bemessen sind:

   R₀ =

   Ri + X! 2 #1 R₀ Xi 2
   I j

   2Z₁

   worin R₀ der Eingangswiderstand der Kopplungsschaltung von den Generatoren her gesehen ist, X₁ die Blindwiderstandskomponente im Zweige des Ausgleichs Widerstandes (R₁), X₂ die Blindwiderstände des Spannungsteilers und X_s die Blindwiderstandskomponente im Zweige des Verbraucherwiderstandes (R₂) darstellt (Fig. 3).
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder ^₁ dadurch gekennzeichnet, daß für die Speisung durch mehr als zwei Generatoren eine paarweise Zusammenfassung der Ausgänge einer eine Potenz von Zwei bildenden Anzahl von Generatoren (T₁, T₂₁T₃, T₄) durch Kopplungsnetze (JTS₁, IS₂) vorgesehen ist, deren Ausgänge durch ein oder mehrere weitere 105. Kopplungsnetze (IS₃) in gleicher Weise — erforderlichenfalls in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen — bis zur Erreichung eines einzigen verbraucherseitigen Ausganges zusammengefaßt sind (Fig. 5).
4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein überzähliger Generator (T₃, T₅) mit dem Eingang nicht der ersten, sondern einer höheren Zusammenfassungsstufe verbunden

   ist (Fig. 5a, 5b). U5
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Speisung durch eine beliebige Anzahl η von Generatoren (T₁, T₂, T₃) der für die Zusammenfassung der nicht unmittelbar miteinander verbundenen Generatorklemmen' vor- iao gesehene Spannungsteiler in Sternschaltung aufgebaut ist mit η Zweigen (Z₂) zwischen den Generatorklemmen und seinem Sternpunkt (O), mit dem der Verbraucherwiderstand (Z₃) verbunden ist, und daß die zwischen den Generatorklemmen 1*5 vorzusehenden Impedanzen eine w-Eck-Schaltung

   mit unmittelbar zwischen den Generatorldemmen hegenden Zweigen (Z₁) bilden (Fig. 7).
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die τί-Eck-Schaltung der zwischen den Generatorklemmen vorzusehenden Impedanzen durch eine Sternschaltung ersetzt ist, deren η Zweige (Z₁) zwischen den- η Generatorldemmen und einem zweiten Sternpunkt (P) liegen (Fig. 8).
7. 7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß je zwei Zweige (Z₂) der die Generatorklemmen zusammenfassenden Sternschaltung mit dem Verbraucherwiderstand (Z₃) ein T-Glied bilden, welches durch den zwischen den zugehörigen Generatorklemmen hegenden, den Ausgleichswiderstand enthaltenden Zweig (Z₁) der w-Eck-Schaltung überbrückt ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschrift Nr. 861865; USA.-Patentschrift Nr. 2 410 114.

   Hierzu 2 Blatt Zeiduiungen

   © 609546/304 6.56 (609 723 12.56)