JPS6318424B2 - - Google Patents

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JPS6318424B2
JPS6318424B2 JP54072125A JP7212579A JPS6318424B2 JP S6318424 B2 JPS6318424 B2 JP S6318424B2 JP 54072125 A JP54072125 A JP 54072125A JP 7212579 A JP7212579 A JP 7212579A JP S6318424 B2 JPS6318424 B2 JP S6318424B2
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JP
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frequency
signal
transmitter
control device
load control
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JP54072125A
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Matsukusueru Fuoodo Piitaa
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EREKUTORISHITEI TORASUTO OBU SAUSU OOSUTORARIA ZA
Original Assignee
EREKUTORISHITEI TORASUTO OBU SAUSU OOSUTORARIA ZA
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Publication of JPS552399A publication Critical patent/JPS552399A/ja
Publication of JPS6318424B2 publication Critical patent/JPS6318424B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00007Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using the power network as support for the transmission
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00032Systems characterised by the controlled or operated power network elements or equipment, the power network elements or equipment not otherwise provided for
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/121Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using the power network as support for the transmission

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば、交流電力分配回路網におけ
る消費者負荷を制御する際の情報を伝送するため
の手段および方法にかゝわる。特に、本発明はピ
ーク時における負荷をその回路網から放脱する必
要がある所で適用し得るものであるが、かゝる使
用に限定されるものではなく、例えば、街灯、店
の照明、交通信号灯およびリプル制御が今迄利用
されていた他の制御機能を制御するためのリレー
を制御するのにも使用できる。
電気的負荷の多様性からして、電力の供給され
る負荷を選択的に制御することは望ましいことで
ある。例えば、ポンプ設備、熱湯貯蔵装置などの
各種負荷を切換えるのにタイマー装置が多用され
てはいるが、タイマー装置それ自体は特殊な状態
に適用できる程十分に融通がきかぬ上に高価であ
る。この問題は今迄にも十分に検討されて来てお
り、負荷放脱設備の制御についての改善が試みら
れたり、又、別な機能が所謂リプル制御に付加さ
れたこともあつた。
参考資料としては、1979年2月発行、ボリユー
ム67、第2号、“Proceeding of the Institute of
Electrical and Electronic Engineers of
America”、第241頁、“Electric Power Load
Management:Some Technical、Economic、
Regulatory and Social Issues”と言う題の論
文がある。この論文では、リプル制御を利用した
負荷放脱技術についての一般的検討がなされてい
る。
在来のリプル制御システムにおいて、可聴周波
信号は分離せる発生器にて作り出され、そして高
電圧コンデンサ又は変圧器によつて高圧母線に連
結されている。必要とされる主プラントは高価で
あり、しかも容積的に大きい。更に、リプル制御
は、必要な信号が比較的大きいので、或る状態で
は消費者にとつて極めて不都合である。
現在使用されているリプル制御受信器は比較的
広帯域のリプル周波数に応動でき、±5%の範囲
は普通であるが、応答におけるかゝる広い周波数
帯域幅は時々必要とされるスプリアス信号による
動作に対して保護を与えず、比較的小さな範囲の
信号周波数において使用できるチヤネル数を減少
させる。リプル制御ユニツトの送信器における周
波数は時間と温度とで極く僅かばかり変わること
が見出されている。これはまた不都合である上
に、本発明で達成できる標準よりも受信リレーを
駆動するスプリアス信号に対する安全度の標準を
低下させる。
こゝで本願発明者にて工夫されている別な提案
としては大きな誘導負荷の切換えに際して生ずる
電圧歪の利用がある。これは性能的には満足し得
るものであるが、装置が高価であり、しかも大き
な電流を装置が動作するその最大値近くで切換え
なければならないと言う不都合がある。
更に、システムにおける電圧波形は零交差部で
歪み、非常に大きなエネルギのパルスを生じさ
せ、しかも、各歪は受信回路で別々に識別されな
ければならないことも解つている。
本発明の主な目的は比較的値段の安い消費者負
荷制御手段および方法を提供するにある。本発明
の別な目的はスプリアス信号による受信回路の駆
動に対して高度に安定した手段および方法を提供
するにある。本発明の更に別な目的は、使用が簡
単で、送信器ならびに受信器に使用されている構
成要素が構造的に丈夫で且つ簡単で保守上の問題
もなく、しかも多数の符号が比較的低価格で伝達
でき、それによつて多くの機能が制御可能なシス
テムを提供するにある。
端的に言つて、本発明での消費者負荷制御に対
する電気的情報伝達手段は、符号化された信号を
一連の波形歪として交流分配回路網の導体を通し
てその信号を復号する受信器へと伝達する送信器
を含んでいる。受信器は90度位相ずれした2つの
相関器を含み、そして送信器と各相関器とは電源
周波数から同一周波数の信号を合成し、合成され
た信号はそこに鎖錠される。相関器の直流電圧出
力は二乗されてそして加算されるので、受信器は
位相角に無関係となる。
ここで「鎖錠」とは一つの信号を他の信号に関
係づけることを意味する。
更に特定するに、本発明は或る電源周波数を持
つた交流電力分配システムにおける負荷を制御す
る情報を伝達するための装置に関係し、その装置
は、そのシステムから電力を取り出し、その周波
数が電源周波数から合成され且つそれに鎖錠され
た信号を発生し、そしてその信号を一連の波形歪
として電源周波数波形に重畳するべくそのシステ
ムに連結された送信器と、そしてそのシステムに
連結された受信器とから成り、そこででの受信器
は、相関器への信号入力がその出力側で直流電圧
となるように、電源周波数から合成され且つそれ
に鎖錠されしかもその信号周波数と同一の周波数
の制御周波数でもつて、互いに90度だけ位相ずれ
して駆動される1対の相関器、前述の相関器の直
流電圧出力を二乗したりそして加算したりするべ
く配列されている、各相関器の信号出力に連結さ
れた二乗回路およびその二乗回路に連結された加
算回路とから成る検出器回路を有していることを
特徴としている。
受信器における位相感度の欠如は、その受信器
を極端に狭い帯域幅のフイルタ(ある場合には、
リプル制御受信器の有効な帯域幅の約20分の1)
として機能させる。これは比較的小さな振幅の信
号が用いられることを可能ならしめ、そして装置
そのものをリプル制御装置よりも極めて廉価にす
る。受信器の帯域幅が小さいので、或る場合に
は、その信号に、多くの回路素子がすべての信号
周波数に共通にできしかも幾つかの周波数が周波
数シフト2進符号において採用できる程一諸に接
近している幾つかの周波数を含ませることができ
る。
信号周波数と受信器相関器制御周波数とを共に
電源周波数に鎖錠すれば、受信器はその伝達され
た信号周波数を常に追跡するようになる。
別な面から見るに、本発明は、例えば、或る電
源周波数を持つ交流電力分配システムにおける電
気的負荷を制御するための電気的情報を伝達する
方法にかゝわり、その方法は、電力をそのシステ
ムから取り出すべく送信器をそのシステムに連結
すること、その周波数が電源周波数から合成され
そしてそれに鎖錠される信号をその送信器におい
て発生させること、その信号を一連の波形歪とし
て電源周波数波形に重畳させること、電力をその
システムから取り出すべく受信器をそのシステム
に連結すること、各相関器への信号入力をその直
流出力へと変換するように、電源周波数から合成
され且つそれに鎖錠されしかも前述の信号周波数
と同一の周波数である制御周波数でもつて、受信
器における2つの相関器を互いに90度ずらせて駆
動すること、そして前述の直流出力を二乗しそし
て加算することから成る。
本発明は周知のリプル制御および波歪技術に対
して多くの利点を有する。
まず、波形歪によつて信号を発生する方法は簡
単且つ廉価であり、しかも正確な周波数又は一連
の周波数で駆動できるようにする。
第2に、電源周波数から合成された周波数を利
用すれば、同期相関器と検出器として用いること
で、その伝達された周波数を受信器におけるフイ
ルタ特性と同じにさせることが簡単にできる。こ
れは、臨界的に同調される素子を何も使わなくと
も、真に選択的で且つ安定な検出器を作り出すの
を可能にする。
第3に、伝達された周波数と受信器特性との間
が密に整合している結果、非常に小さなレベルの
信号が信頼でき且つ確実な伝達のために使用でき
る。信号のレベルは、今迄に考えられ且つ知られ
ているいかなるシステムでのものよりも小さくて
良い。
本発明の実施例は添付図面を参照して以下詳細
に記述されよう。
こゝで記述されるすべての実施例では、電力シ
ステム電圧の連続状歪が交流電力分配回路網にお
ける消費者負荷を制御するために使用される。そ
の歪は高電圧供給装置および分配変圧器を介して
伝達され、そして消費者地域での各位相の能動お
よび中立路線間に現われる。
信号装置は、その電源周波数から取り出されそ
してそれに鎖錠されていて、しかもその電源周波
数の端数倍である周波数において、繰返し状に正
常のシステム電圧をゆがめる。その周波数は200
〜400Hzの範囲にあるのが望ましく、1つの例と
しては式(128/27)×50にて得られる237.037Hz
である。多ビツト符号は多くの別々に認識可能な
チヤネルを得るために使用され、そして複数の伝
達周波数(本発明の実施例では3つ)は周波数シ
フト動作を可能ならしめるために使用される。
以下に述べる実施例では、256の分離せるチヤ
ネル(すなわち、128のオン−オフチヤネル)を
得るのに11ビツト符号が使用されている。各ビツ
トは0.8秒だけ或る選ばれた周波数において伝達
することで形成され、これは全伝達時間としては
8.8秒となる。その符号の初めの2ビツトをチヤ
ネル0に対してのみ使用することで、早い信号化
チヤネルが形成される。このチヤネル上で指令を
送るに要する通常の時間は1秒であつて、非常の
場合における負荷放脱のために与えられている。
第1図は全システム構成を概略図において例示
しており、到来する高圧3相路線10(66KV)
は変電所での変圧器11に入り、変圧器11は分
配のためにその電圧を降下(例えば、11KV)さ
せ、その出力すなわち給電線12(3相)は分配
変圧器13へと通じ、その出力は複数の受信器1
5を含んでいる矢印14にて示されている消費者
回路網に接続される。後で第2図を参照して詳細
に記述されるであろう送信器制御ユニツト18の
出力はシリコン制御整流器すなわちサイリスタ1
9に通じている。第3および第4図において示さ
れている如く、各1対のサイリスタ19は、各相
における1つのLC負荷であるコンデンサ20と
インダクタンス21を励磁する。これは送信器変
圧器22により給電線12に通じた11KVへと変
換される。このように、変圧器11の11KV母線
に対する結合手段は極めて簡単に達成される。第
3および第4図において、参照数字24で指定さ
れている同期発電機は発電所での同期発電機を代
表し、そしてインダクタンス25は路線(Ls)
のシステム電源インピーダンスを示している。
第2図のブロツク図は送信器制御ユニツトを表
わしており、そこにおいて、電力システム基準周
波数は路線28を径てそのシステムに入り、制御
路線29への信号導入にはスイツチ又は他の手段
が用いられる。かくして、タイミング制御装置3
0は制御路線29からの指令に応答して動作状態
に置かれる。この装置はすべてのタイミング機能
に対するベースとして電源の周波数を利用してお
り、そして周波数選択装置31の論理を制御す
る。この場合の論理は、11ビツト符号を用いて、
チヤネル選択のための手動設定スイツチ32によ
り設定されている。
周波数選択装置の論理回路からの出力は路線3
3,34および35を径てプログラマブル分周器
36を制御し、3つの周波数のいづれか伝達され
るべきかを決定する。プログラマブル分周器に
は、接続路線37を介して、位相同期ループ周波
数合成装置38からの合成された周波数(この実
施例では、電源周波数50Hzの256倍すなわち12800
Hz)が供給されており、合成装置38は電源路線
28からの基準周波数を受けている。プログラマ
ブル分周器は12800Hzを54,57又は60のい
づれかで分周し、この実施例ではFC3、FC2およ
びFC1と指定されている237.04Hz、224.56Hzおよ
び213.33Hzの周波数を与える。選択された周波数
は参照数字39をもつて総称的に示されているそ
れぞれの点弧回路を介して3相電源のサイリスタ
19に供給される。
以上、受信器は信号を二進符号として符号化す
る符号化器として作用する。
第5図はそのサイリスタ構成にて達成されるシ
ステムでの電圧対電流の関係を例示している。
送信器の基本的構成は第3図において示されて
いる。
変圧器の負荷はコンデンサ20と直列接続され
た空心インダクタンス21から成り、そして前に
も述べた如く背中合せのサイリスタ19にて切換
えられる。しかしながら、その負荷電流は連続し
て流れず、第5図において例示されている如く、
各パルス間にオフ期間を有している。このオフ期
間は、インダクタンス21とコンデンサ20との
組合せで得られる共振周波数を、サイリスタを点
弧しているFC3、FC2又はFC1なる制御周波数よ
りも1.15倍の値より高くすることにより達成され
る。実際の共振周波数は厳しくないので、値が正
確で高価な素子を使用する必要は全くない。この
オフ期間は回路動作の信頼性にとつて重要である
上に、設計の簡単化においに貢献している。パル
ス間の間隙は、LC回路21/20が電力システ
ムからのエネルギを受けるのを可能にしており、
それで発振が維持される。各電流パルスの始動は
制御周波数(これは信号周波数)に基ずきサイリ
スタの1つ又は別なものゝ点弧によつて制御され
る。それらのサイリスタは負荷電流パルスが零に
なるときにオフに転流される。
サイリスタを点弧するための制御周波数は常に
電源周波数(この実施例では50Hz)から引き出さ
れるので、前者は後者に常に同期されている。所
望の周波数は、位相同期ループ回路において、電
源周波数(50Hz)に或る整数を掛け合せ、それか
ら別な整数で除算することにより得られる。この
実施例では、3つの分離せる周波数が符号化の周
波数シフトシステムを形成するために使用されて
いる。電源周波数はまず256倍され、その後、
237.04、224.56および213.33Hzの周波数を作り出
すべく、54,57又は60にて除算される。低
周波での信号損失は電力システムでのコンデンサ
負荷のために大きいので、200〜300Hzの周波数を
使用する方が有利である。3つの周波数を接近さ
せておけば、同一のLC素子が共通に使用でき、
制御周波数のみを変えれば良いことになる。
電力システムの電源インピーダンス(すなわ
ち、同期発電機から11KV母線まで)はほとんど
誘導性であるので、振動している負荷から反射さ
れる第3図および第4図の送信器回路の電流をI
2とすると、電流の変化率に比例した電圧歪(す
なわち、VD=LsdI2/dt)を11KV母線すなわち給電 線12(第1図)上に発生させる。従つて、電流
と同じ周波数の電圧が11KV給電線12上に作り
出される。
第3図において示された基本回路で得られる振
動のレベルは、回路内における抵抗値(インダク
タンスおよび変圧器巻線)によつて影響されるの
で、実際の場合における予測は困難である。その
振動の大きさを昇圧して、回路内の抵抗値制限を
ゆるめ(巻線における銅量を小さくできる)、送
信器部品として最も高価なコンデンサを一層有効
に利用できるようにすることは極めて有利であ
る。第4図に示されている小さな低電圧昇圧変圧
器42を利用すれば、余分なエネルギをその発振
器回路へと導入することができる。昇圧変圧器電
圧が常にその発振を助けるのを保証するには、4
つのサイリスタ19を選択的に作動させる必要が
ある。発振振幅の制御は共振回路を横切つた調整
可能な制動用抵抗器43によつて行なわれる。
確実且つ信頼の高い動作に必要とされる信号電
圧の大きさはシステム電圧の約0.4%であつて、
受信器が0.1%のスレツシヨールドレベルに設定
されるべきことが見出されている。
主として第6および第7図を参照するに、そこ
には信号検出および復号化のために使用される受
信器が例示されている。検出のために使用される
基本的相関回路は第7図に示されており、そして
抵抗器47とコンデンサ48との間に位置し、信
号周波数にて駆動される1対の固体(CMOS)
切替スイツチ46を含んでいる。これは同期フイ
ルタすなわち相関器と考えることができ、1対の
ものが直交して駆動され、第6図では参照数字4
9でもつて総称的に示されている(第9図はこの
回路の詳細を示している)。
これらのスイツチを駆動する周波数は、送信器
において成されたのと同じ方法で、受信器におい
て合成されなければならない。故に、この周波数
は電源周波数(50Hz)に鎖錠される。信号電圧は
CMOSスイツチ46によつて同期的に整流され、
そしてコンデンサ48には直流電圧として現われ
る。直流電圧の実際の値は相関器制御周波数と到
来する信号との間における位相関係に依存して変
動することになる。もしもそれらが同位相にあれ
ば、最大の信号が受信されることになり、位相が
90度ずれていれば、零信号が受信されることにな
る。
もしも、Aを波形の尖頭振幅を代表する定数、
ωを角周波数、そしてθを信号と相関器制御周波
数との間の位相角として、信号が、Asin(ωt+
θ)として検出されるならば、最大相関(零位相
シフト)に対する信号は全波整流されてそして
Vc1=A/1.57として表わされる平均の直流電圧
を作り出すべく平滑にされる。位相シフトがある
場合には、Vc1=(A/1.57)cosθの関係となる。
直交せる第2の相関器の場合には、Vc2=(A/
1.57)sinθとなり、二乗してそして加算した結果
は、Vc1 2+Vc2 2=A2/2.46となる。
これは位相角に無関係な結果を与えている。
こゝから受信器の信号検出区間は伝達された信号
周波数と同一の合成周波数により90度離れて駆動
される2つの同期フイルタ49から成つている。
2つの相関器からの出力は、到来する信号が検出
されるまでは、通常零にある。送信器からの信号
が入ると、相関器が到来する信号を同期整流する
ので、直流電圧は相関コンデンサ上に現われるこ
とになる。各相関コンデンサ上における直流電圧
は、その時点で測定され、二乗されそして加算さ
れる。この位相に感応しない相関検出法は受信器
に使用する際に幾つかの利点を呈する。
(1) 簡単且つ廉価に作られる; (2) 約1Hzの3dB帯域幅を有する周波数弁別にお
いては選択性が良く、そのために、変動負荷に
よる電力線上でのあらゆるランダムノイズを含
んでいるすべての他の周波数に対して優れた拒
絶特性を示す。(3dB帯域幅とは最大信号電力
レベルの半分における帯域幅のこと。) (3) 同調素子に厳しい制限がないので、長期間に
わたつての安定性が保証される。
(4) 応答する帯域幅が極めて狭いので、非常に低
いレベルの信号でも信頼性や確実性を犠性にす
ることなく使用できる。
さて、こゝでは符号化システムについて記述す
る。符号化の周波数シフト切換システムは伝送の
確実性を保証するのに使用される。11ビツト符号
が使用されていて、その符号の“1”又は“0”
は3つの接近して隔置されている伝達周波数の1
つで代表されている。Fc1を最低周波数、そして
Fc3を最高周波数として、3つの伝達周波数が
Fc1、Fc2およびFc3であるとすると、次に一般的
規則が適用される。符号の初めのビツトは常に周
波数Fc3に設定されていてそしてスタートビツト
と呼ばれる。受信器がそれを検出すると、その受
信器は残る符号についての探索を開始する。そこ
で、その符号の“1”は2つの残りの周波数の高
い方を表わし、そして“0”はその低い方を表わ
す。これは、符号の各引続くビツトが常に異なる
周波数であることを意味している。これはビツト
についての優れた分離と認別を可能にする。
符号の第2のビツトは非常の場合の負荷外しに
対する迅速遮断(FAST OFF)機能を与えるの
に保留される。もしも第2のビツトが“1”とし
て送られるならば、迅速遮断機能が直ぐに判断さ
れ、そして受信器は、それらがそうするべくプロ
グラムされている限り、その信号に応動すること
になる。他のすべての符号に対して、第2のビツ
トは“0”であるので、受信器は残りの符号を探
し続ける。
これらの符号に対しては、ビツト3が常に
“0”として送られ、そして“連続”ビツトと呼
ばれる。受信器自体は残りの符号を探索する状態
に正確にセツトされる。受信器は、プログラムさ
れているチヤネル番号符号に従つて、その相関器
制御周波数を符号の各ビツトに対して正確にセツ
トしなければならない。もしも、整合が伝達され
た信号と受信器内にプログラムされている符号と
の間に得られるとすると、その受信器は外部負荷
を制御する双安定出力接触器を作動する。全体で
128のオン−オフ・チヤネルが得られ、もしも所
望なら、それらのすべてを迅速遮断符号に応動さ
せるようにすることもできる。
第6図において示されている如く、受信器は、
次に記述されるように、6つの分離せる機能ブロ
ツクに分割される。すなわち、受信器は周波数合
成器50、同期フイルタ49、信号測定、計算及
び閾値検出回路51、符号論理弁別(復号)及び
合成器制御ユニツト52、出力双安定接触器53
および電源54から成つている。
信号を電源回路から抽出している同期フイルタ
区間49の詳細については既に記述した。
周波数合成器区間は、従来からも知られている
標準の位相同期ループ乗算器と、そして必要とさ
れる3つの周波数を選択する後続のプログラマブ
ル分周器とを含んでいる。
信号測定兼計算区間は、アナログ乗算器、加算
増幅器および閾値検出のための比較器を含み、ア
ナログ形式で実行される。代替として、信号をデ
ジタル形式に変換し、すべての計算および閾値す
なわちスレツシヨルド検出をデジタル式に行なう
こともできる。この配列は第2の実施例で、好ま
しき実施例が第8図に例示されている。こゝで
は、第6図での回路51に相当するものとして簡
単な単一チツプマイクロコンピユータ56を利用
し、信号測定、計算およびスレツシヨールド検出
を行なつている。それは、又、第6図における復
号器部分52の論理機能ならびに合成器50の周
波数合成機能をも同時に行なつている。これは、
受信器のハードウエア構成が非常に簡単になるこ
とを意味している。それは同期フイルタおよび
A/D変換プロセスを実行する1つの集積回路
と、そして信号計算、符号弁別論理および周波数
合成器機能を実行する1つのマイクロコンピユー
タ集積回路とで構成されている。出力双安定接触
器58は電子的駆動回路を必要とするので、それ
はマイクロコンピユータから直かに駆動され得
る。両集積回路は駆動電力を最小にするために
CMOS技術によつて作られる。これは、静電容
量性分圧器、整流器および調整器から成る使用さ
れるべき電源を非常に簡単化する。以上の理由か
ら、受信器は、そこに使用される素子について厳
格な値、小さな公差又は熱的な安定性などを必要
としないので、量産された場合には非常に低価格
で作られる。
第8図において、電源は59そして相関器集積
回路は60でそれぞれ指定されており、電源の基
準周波数は抵抗器61を介してマイクロコンピユ
ータに供給されている。参照数字71でもつて指
定されているのは相関器における同期フイルタに
対する入力抵抗器である。可変幅のパルス形態に
ある相関された信号は路線62を径てマイクロコ
ンピユータへと伝達される。参照数字72は手動
スイツチでもつてマイクロコンピユータへとプロ
グラムされる符号を指定している。第9図は第8
図において示されている相関器カスタム集積回路
60にて実行されるフアンクシヨンの図式的表示
である。電圧−パルス幅変換回路63には2つの
差動増幅器64および65の波された出力が入
力されており、差動増幅器64および65の入力
にはスイツチ67および68の出力がそれぞれ接
続されており、更に、CMOSスイツチは路線7
3を通してマイクロコンピユータにおいて合成さ
れた周波数により位相分割器69を径て制御され
る。電圧信号は240V−交流電力導線70を通し
て供給される。
如上の記載から良く解る如く、本発明は2つの
基本的面において従来のリプル制御とは異なつて
いる。すなわち; (1) 信号はシステムに負荷を適用することにより
波形歪として作り出される。
(2) 電力システム周波数に鎖錠される信号を使用
することにより、位相に感応しない相関器が検
出のための受信器において使用される。
伝達される信号と受信器相関器とが共にその電
源周波数に鎖錠されるという事実は選択性の極め
て良好な検出方法を可能にし、そして信頼できる
動作に必要とする信号の大きさを従来のリプル制
御の場合よりもかなり小さくすることができる。
必要とされる低いレベルの信号は簡単な信号発
生方法と組合され、そして受信器がただ2つの集
積回路を用いて組立てられると言う事実は装置全
体の費用をかなり安くすることができる。
前述の如く、本発明による装置はあらゆる負荷
の遠隔制御のために使用することができ、制御機
能の中には、尖頭負荷の発散、電灯又はポンプ等
の切換えを制御する蓄水ヒーターの切換えおよび
交通信号灯の制御などが含まれる。機能の数は符
号において伝達されるビツト数或は周波数の数を
増やすことによつて任意に増加することができ
る。
記述された実施例は変電所から消費者への信号
の伝達にかゝわる。同様な手段および方法が消費
者から変電所へと信号を送り戻すにも使用でき
る。しかしながら、相関器は電圧信号の代りに電
流信号を監視するように配列される。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるシステム構成の図式的表
示図;第2図は送信器制御ユニツトのブロツク
図;第3図は基本的な送信器の図式的表示図;第
4図は昇圧された送信器の図式的表示図;第5図
はこゝで本出願人により実施された試験において
得られたシステム電圧と送信器負荷電流との間の
関係を示している図;第6図は第1の実施例によ
る受信器成分を示しているブロツク図;第7図は
受信器において利用される基本的な同期相関器の
図式的表示図;第8図は、2つの集積回路を用
い、そのうちの1つがマイクロコンピユータであ
る第2の実施例による受信器のブロツク図;そし
て、第9図は第8図に示されている相関器集積回
路60に含まれているフアンクシヨンの図式的表
示図である。 10……高圧三相送電線、11……変圧器(変
電所)、12……給電線、13……分配変圧器、
15……受信器、18……送信器制御ユニツト、
19……サイリスタ、20……コンデンサ、21
……インダクタンス、22……変圧器(送信器)、
24……同期発電機、25……インダクタンス、
30……タイミング制御装置、31……周波数選
択装置、32……手動設定スイツチ、36……分
周器、38……周波数合成器、39……点弧回
路、42……昇圧変圧器、43……抵抗器、46
……CMOSスイツチ、47……抵抗器、48…
…コンデンサ、49……同期フイルタ、50……
周波数合成器、51……検出回路、52……制御
ユニツト、53……出力双安定接触器、54……
電源。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 或る電源周波数を持つた交流電力分配システ
    ムにおける負荷を制御する情報を伝達するための
    電気的負荷制御装置において、前記システムから
    電力を取り出し、その周波数が電源周波数から合
    成され且つそれに鎖錠された信号を発生し、そし
    て該信号を一連の波形歪として電源周波数波形に
    重畳させるべく該システムに連結されている送信
    器と、そして前記システムに連結されている受信
    器とから成り、前記受信器は、前記電源周波数か
    ら合成され且つそれに鎖錠されていてしかも前記
    信号周波数と同一の周波数である制御周波数によ
    り互いに90度ずらせて駆動され、その信号入力が
    出力側では直流電圧として現われるようになつて
    いる1対の相関器と、そして前記相関器の直流電
    圧出力を二乗しそして加算するように配列されて
    いる、各相関器の信号出力に連結された二乗回路
    および該二乗回路に連結された加算回路とから成
    る検出回路を有していることを特徴とする情報を
    伝達するための電気的負荷制御装置。 2 前記信号は前記電源信号よりも高い周波数を
    有し且つ該電源信号とは非調和的な信号であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の情
    報を伝達するための電気的負荷制御装置。 3 前記送信器は第1の整数を前記電源周波数に
    掛け合せる周波数合成器と、そして前記乗算され
    た周波数を前記第1の整数よりも小さな第2の整
    数で割算する少なくとも1つの分周器とを含んで
    いることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載の情報を伝達するための電気的負荷制御装置。 4 前記送信器は周波数シフト符号システムを形
    成する3つの分離せる信号周波数を与えるための
    3つの前記分周器を含んでいることを特徴とする
    特許請求の範囲第3項に記載の負荷を制御するた
    めの電気的負荷制御装置。 5 前記送信器は信号を2進符号として符号化す
    る符号化器を含んでいることを特徴とする特許請
    求の範囲第4項に記載の情報を伝達するための電
    気的負荷制御装置。 6 前記送信器の周波数は200Hzおよび400Hzの間
    にあることを特徴とする前記特許請求の範囲第1
    項、第2項、第3項、第4項又は第5項に記載の
    情報を伝達するための電気的負荷制御装置。 7 前記送信器はコンデンサーと直列接続され、
    前記信号周波数の1.15倍の値より高い結合共振周
    波数を有するインダクタンスと、逆並列状に接続
    された一対のサイリスタと、前記サイリスタの制
    御エレメントに接続されていて、該サイリスタが
    点弧する周波数を、前記共振周波数よりも低い前
    記信号周波数に制御し、電流の各半周波後に短い
    オフ期間の間、零電流状態を生ずる送信器制御ユ
    ニツトと、そして該送信器を前記電力分配システ
    ムに連結している変圧器とを含んでいることを特
    徴とする前記特許請求の範囲第1項、第2項、第
    3項、第4項、第5項、又は第6項に記載の電気
    的負荷制御装置。 8 前記相関器の各々は抵抗器とコンデンサーと
    の間に接続されているCMOS切換スイツチを含
    み、該CMOSスイツチは前記90度位相シフトを
    遂行する位相分割器を通して駆動されることを特
    徴とする前記特許請求の範囲第1項、第2項、第
    3項、第4項、第5項、第6項、第7項又は第8
    項記載の情報を伝達するための電気的負荷制御装
    置。
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