NO140228B - Fremgangsmaate ved fremstilling av en fiberforsterket plastslange - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte ved fremstilling av en fiberforsterket plastslange.

Description

Anordning for frembringelse av en styrestrøm for et rele.

Foreliggende oppfinnelse angår en anordning for automatisk styring av et rele under påvirkning av to kombinerte vekselspenninger med like eller meget nærliggende frekvenser, hvor styringen av releet og dets overgang fra en hvilestilling til en arbeidsstilling bare kan foregå når det foreligger et forutbestemt faseforhold mellom spenningene.

Oppfinnelsen går mere spesielt ut på en anordning for til et elektrisk fordelingsnett, som allerede tilføres vekselstrøm fra en eller flere generatorer, automatisk å koble en ekstra generator under slike forhold at inn-koblingen bare kan finne sted når de nøven-dige synkroniseringsbetingelser foreligger. Oppfinnelsen skal derfor nå beskrives under henvisning til denne anvendelse, som dog ikke må betraktes som noen begrensning.

Det er kjent at når det gjelder å parallell-koble to vekselstrømgeneratorer på ett og samme nett, må tre betingelser oppfylles i det øyeblikk hvor koblingen foretas: De effektive spenninger må være like, fasene må falle sammen og frekvensen må være den samme. Det er følgelig nødvendig på forhånd å påvirke hver av disse tre parametre for at de tre betingelser samtidig skal oppfylles. Spennings-reguleringen volder ikke spesielle vanskelig-heter da spenningsregulatorer som generatorene vanligvis er utstyrt med automatisk bringer deres spenninger til å ligge nær hverandre. Når denne første betingelse antas å være oppfylt ved hjelp av midler som ikke utgjør noen del av foreliggende oppfinnelse, står det tilbake å bringe frekvensene og fasene til å falle sammen. Da sammenkoblingen skal finne sted mellom to kilder med ka-rakteristikker som ligger nær hverandre, består oppgaven i å bestemme de passende tids-punkter hvor fasen og frekvensen faller sammen. Forskjellige utstyr og innretninger er foreslått for å bestemme de øyeblikk som pas-ser for sammenkoblingen, men disse utstyr eller innretninger gir i alminnelighet ikke mulighet for å fastlegge med nøyaktighet og sikkerhet det kritiske øyeblikk hvor sammenkoblingen skal finne sted. Et formål med foreliggende oppfinnelse er følgelig å gjøre det mulig å foreta automatisk sammenkobling av to vekselstrøm-generatorer som avgir like spenninger med en nøyaktighet og sikkerhet som er større enn tidligere. Dette resultat blir oppnådd ved hjelp av en innretning for automatisk sammenkobling av to vekselstrøm-generatorer, som forutsettes å avgi like spenninger, idet denne anordning gjør bruk av elektronikk for å regulere virkningen av faser og frekvenser.

Oppfinnelsen går således ut på en anordning for frembringelse av en styrestrøm for et rele under samtidig virkning av spenninger fra to generatorer for vekselstrøm med frekvenser og faser som ligger nær hverandre, hvor styrestrømmen bare gjøres tilstrekkelig sterk til å påvirke releet når de to nevnte faser står i et forutbestemt forhold til hverandre, hvor to styre-vekselspenninger som henhv. er proporsjonal med hver sin av de to generator-spenninger blir kombinert for frembringelse av en styrestrøm hvis verdi varierer i avhengighet av fase-forskjellen mellom de to nevnte spenninger og oppnår sin reaksjons-verdi ved en forutbestemt minste verdi av den nevnte faseforskjell, og det særegne består i at den omfatter en første strømkrets som i serie inneholder releviklingen, en første likeretter og en første vikling lagt på en magnetkjerne utført av mettbart ferromagnetisk materiale, idet denne første strømkrets tilføres energi ved hjelp av den første av styrespenningene, mens en annen strømkrets som likeledes tilføres energi ved hjelp av denne første styrespenning omfatter en annen vikling som er lagt på magnetkjernen og er koblet i serie med en annen likeretter og kollektor-emitter-strekningen i en transistor, mens den annen av styrespenningene påtrykkes mellom emitter- og basiselektrodene i transistoren, idet viklerretningene i den første og den annen vikling og koblingsretningene for den første og den annen likeretter er slik at de strømmer som avgis fra hver av de to likerettere søker å frembringe motsatt rettede magnetiseringsfelt i kjernen, og disse likerettere ikke kan avgi strøm samtidig under virkningen av bare den første av styrespenningene, og de relative retninger for påtrykkingen av styrespenningene er slik at kollektorstrømmen i transito-ren undertrykkes når de to styrespenninger har motsatte faser, dvs. når generatorspenningene har faselikhet.

I en foretrukket utførelsesform for anordningen i henhold til oppfinnelsen gjør denne anordning bruk av en kjerne av ferromagnetisk materiale som har en omtrent rektangelformet hysteresesløyfe.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere under henvisning til vedføyede tegninger som viser utførelsesformer for oppfinnelsen. Fig. 1 viser et driftsskjema som skal lette den teoretiske forklaring av virkemåten for anordningen i henhold til oppfinnelsen. Fig. 2 og 3 viser to foretrukkede utførel-sesformer for anordningen i henhold til oppfinnelsen.

Det skal først henvises til fig. 1 hvor ut-styret i det vesentlige omfatter et nett N for fordeling av elektrisk energi og som forutsettes å være trefaset. Dette nett tilføres energi ved hjelp av en generator Gl. Hensik-ten med anordningen i henhold til oppfinnelsen er å gjøre det mulig å koble generatoren G2 til nettet N i synkronisme og i samme fase som Gl. Sammenkoblingen blir utført ved hjelp av et hovedrele RI hvis kontakter Kl er lukket når viklingen RI tilføres energi fra kilden Bl, f. eks. en likespenningskilde, og finner bare sted når kontakten K2 på mellomreleet R2 er lukket, noe som igjen gjør det nødvendig at releet tilføres energi ved hjelp av en magnetiseringsstrøm Id hvis virkning skal forklares nedenfor.

Ved hjelp av transformatorer Tl og T2

tas det fra nettet N og generatoren Gl ut to enfasede vekselspenninger Ul og U2 som er proporsjonale med generatorspenningene for generatorene Gl og G2 og som forutsettes å ha samme frekvenser. I praksis må disse spenninger også være like i amplitude, men denne betingelse tilfredsstilles ved hjelp av midler som ikke utgjør noen del av foreliggende oppfinnelse. Det er nødvendig at Ul og U2 er proporsjonale med hver sin av de spenninger som avgis av Gl og G2, men det er ikke nødvendig at Ul og U2 er like i verdi. Eksempelvis kan oversetningsforholdene i Tl og T2 gjøre at de er forskjellige.

Spenningene Ul og U2 påtrykkes to inn-ganger i fasedetektoren 1, også kalt fasesam-menligner eller fasediskriminator.

Den anordning som er vist i fig. 1 utnytter egenskapene ved en slik fasedetektor for å frembringe en spenning eller strøm hvis verdi og retning varierer sinusformet med vinkelavvikelsen for fasene mellom inngangs-spenningene.

Hvis Ul og U2 har samme frekvens, varierer følgelig spenningen Ua sinusformet og er avhengig av <p. Denne spenning Ua er maksi-mal for verdier av f nær null eller et multi-plum av 2 77. Den maksimale amplitude for Ua avhenger bare av verdiene av Ul og U2.

Hvis Ul og U2 ikke har nøyaktig samme frekvens, varierer faseforskjellen <p lineært

som funksjon av tiden, faseforskjell er lik 2 Tr (F2 -f- Fl).t, hvor Fl og F2 er frekvensene for Ul henhv. U2. Ua er da en sinusfunk-sjon med tiden.

Ved utgangen fra detektoren 1, svarer maksimalverdiene for spenningen Ua, eller for en strøm som er proporsjonal med Ua, således til de øyeblikk hvor fasene for spenningene Ul og U2 faller sammen, og Ua holder seg desto lengre nær sin største verdi Um jo nærmere frekvensene Fl og F2 ligger hverandre.

Apparatet 2, fig. 1, som påtrykkes spenningen Ua fra detektoren 1, drives slik at det bare utnytter den del av Ua som har en forutbestemt retning og som overskrider en ter-skelspenning UO som ligger nær den største verdi Um for å frembringe en strøm som deretter endres slik at den kan tjene for styring av mellomreleet R2. For dette formål blir spenningen Ua påtrykket en likeretterinnret-ning 2 med spenningsterskel som på sine ut-gangsklemmer avgir en strøm Ib.

Strømmen Ib blir deretter forsterket i en likestrømforsterker 3 hvor det på utgangs-klemmene oppnås en strøm Ic, som kan føres direkte til viklingen på rele R2, fig. 1.

For i enkelte tilfelle å forbedre virkningen av R2, kan strømmen Ic ikke føres direkte til R2, men kan på forhånd underkastes virkningen av en intergratorinnretning 4 i forhold til den tid hvor det i Ic foreligger en strøm Id med forskjellig bølgeform, men med samme midlere styrke over tiden, for derved å forhindre en for rask virkning av releet. I praksis kan forøvrig en slik intergrator er-stattes av en stor kondensator anbragt på klemmene på viklingen på R2. Den strøm Id som flyter i denne avviker da bare lite fra Ic.

Styrken av Ic er desto større jo mindre raseforskjellen er og følgelig kan følsomheten for R2 reguleres slik at den bare slutter kontakten K2 når Ic overskrider en forut bestemt verdi som svarer til en faseforskjell som er mindre enn en forut bestemt grenseverdi.

Oppfinnelsen skal nå beskrives nærmere. Den består i at flere organer, som erstatter elementene 1, 2, 3 og 4 i fig. 1 er anordnet i en eneste enkel anordning som på grunnlag av faseforskjell mellom spenningene Ul og U2 avgir en strøm som indirekte avhenger av denne forskjell og som er nødvendig for styring av releet K2.

I denne foretrukne utførelsesform for oppfinnelsen er det gjort bruk av en slik strømkrets som er vist i fig. 2 og som følgelig tilsammen utfører funksjoner i likhet med funksjonene for elementene 1, 2, 3 og 4 i strømkretsskjemaet i fig. 1, for på grunnlag av spenningen (Ul, U2) å avgi den strøm som er nødvendig for styringen av rele R2.

Den krets som er vist i fig. 2 omfatter i det vesentlige en transformator med to vik-linger 16, 17 viklet på en magnetkjerne 15 utført av et ferromagnetisk materiale med praktisk talt rektangulær hysteresesløyfe. Kjernen 15 er fortrinnsvis ringformet da denne form er den som gjør det mulig å oppnå magnetisk metning med et minst mulig antall amper-vindinger for viklingene 16, 17.

Det skal først betraktes det som finner sted i den krets som er vist i fig. 2 hvis viklingen 17 ikke gjennomflytes av noen strøm og vekselspenningen Ul påtrykkes klemmene 18, 19. Under den halvperiode hvor Ul er positiv, dvs. under den halvperiode hvor potensialet på 19 er positivt i forhold til potensialet på 18 som betraktes som referansepotensial, vil en likerettet strøm flyte gjennom viklingen 16 og likeretteren 21 og føre energi til rele R2 hvis vikling er shuntet med en stor kondensator 11. På grunn av de velkjente egenskaper ved magnetiske kjerner med rektangelformet hysteresesløyfe vil det punkt som er representativt for magnetiseringstil-standen for kjernen 15 være f. eks. det øvre høyre hjørne av sløyfen straks Ul har nådd en liten brøkdel av sin maksimale verdi. I dette øyeblikk faller reaktansen i viklingen 16 til en ubetydelig verdi og en likerettet forholdsvis kraftig strøm flyter gjennom releet R2 og lader kondensatoren 11. Kontakten K2 på releet lukkes. Kondensatoren 11 har en dobbeltvirkning, for det første letter den ved-likeholdet av releet R2 i den stilling som lukker kontakten K2 samtidig som den forhind-rer en for rask utløsning av dette rele på grunn av den elektriske ladning som er samlet i kondensatoren 11, for det annet utvikler den på sine klemmer en likespenning som søker å nedsette varigheten av den del av perioden for Ul hvor 21 er ledende, og følgelig begrense strømgjennomgangen gjennom 21 til de tidsmellomrom hvor Ul er nær sin maksimale positive verdi.

Det skal nå betraktes hvilken rolle viklingen 17 og de tilhørende elementer spiller, dvs. likeretteren 25. Transistoren 24 som antas å være av typen n-p-n og vekselspenningen U2 som påtrykkes klemmene 22, 23 hvorav klemmen 22 er direkte forbundet med 18. Det vil da ses at alt etter retningen for forbindel-sen 15 vil viklingen 17 bare gjennomstrøm-mes av en strøm under den negative halvperiode for Ul og det på betingelse av at spenningen U2 under denne halvperiode ikke har en verdi og en retning slik at den søker å undertrykke strømmen på kollekteren i 24.

Det skal vises nedenfor at virkningen av viklingen 17 på virkningen av likeretteren 21 som avgir energi til R2 i det vesentlige avhenger av den relative faseforskjell mellom Ul og U2. Med den anordning som er vist i fig. 2 skal det vises at den maksimale til-førselsstrøm for R2 blir nådd når Ul og U2 har motsatt fase, hvilket svarer til det tilfelle hvor generatorene Gl og G2 i fig. 1 har samme fase hvis det er sørget for å velge forbindelses-retningene for viklingene på transformatorene Tl og T2 som avgir spenningene Ul og U2 fra disse generatorer. Disse transformatorer spiller i figur 2 samme rolle som transformatorene Tl og T2 i fig. 1. I fig. 2 avgir trans-formatoren Tl dog på klemmene 18, 19 en spenning med samme fase som den som påtrykkes primærklemmene 7, 8, mens trans-formatoren T2 avgir til klemmene 22, 23 en spenning med motsatt fase av den som påtrykkes primærklemmene 9, 10.

Hvis det således først forutsettes at Ul og U2 er i nøyaktig fasemotsetning, blir viklingen 16, fig. 2, gjennomstrømmet av en strøm som flyter gjennom likeretteren 21 og releet R2 under den halvperiode for Ul hvor potensialet på 19 er positivt i forhold til potensialet på 18. Under denne samme halvperiode strømmer ingen strøm gjennom 17 på grunn av at den spenning som avgis av Ul er påtrykket likeretteren 25 i motsatt retning av dens lede-retning. Under den følgende halvperiode endrer Ul retning og ingen strøm flyter lenger gjennom 21 eller R2. Selv om spenningen Ul blir holdt påtrykket likeretteren 25 i den retning hvor denne er ledende, er dessuten spenningen U2 som har motsatt fase av Ul blitt slik at potensialet ved 23 er positivt i forhold til potensialet i 18 og i 22. Basiselektroden i transistoren 24 blir følge-lig utsatt for en spenning U2 som søker å bringe strømmen på kollekteren i 24 til en verdi null. Forutsatt at U2 er tilstrekkelig stor flyter ingen strøm gjennom viklingen 17. Den magnetiske kjerne 15 holder seg i den magnetiske tilstand hvor den var bragt under den foregående halvperiode. Følgelig vil kretsen 16—21—R2 fortsette å virke som tidligere når Ul igjen kommer på positivt nivå.

Det skal nå derimot forutsettes at Ul og U2 har samme fase, dvs. at generatorene Gl og G2 er i motsatt fase, og det skal også forutsettes at under den halvperiode hvor Ul er positiv foregår alt som i foregående tilfelle. Det vil da ses at det som hender er fullstendig forskjellig under den halvperiode hvor Ul er negativ. Retningen for Ul søker da å bringe likeretteren 25 og viklingen 17 til å gjennomflytes av en likerettet strøm som flyter i retningen 25, 17, da strømmen på kollekteren i 24 ikke lenger er sperret av den spenning U2 som påtrykkes dens basiselek-trode, som holdes negativ samtidig som U2. Under virkningen av den strøm som flyter gjennom 17, endres den magnetiske tilstand i kjernen 15 plutselig. I den følgende halvperiode, hvor U2 igjen blir positiv, vil den likerettede strøm gjennom 21, fig. 1, bare opprettes med stor vanskelighet, da den energi som avgis av Ul først må være tilstrekkelig til å bringe den magnetiske tilstand i 15 fra nedre venstre hjørne til nedre høyre hjørne av sløyfen og deretter på nytt til øvre høyre hjørne. Tilveiebringelsen av denne energi ytrer seg ved hjelp av en tilsynelatende reak-tans som er meget høy i viklingen 16 og den effektive strøm som avgis gjennom 21 blir forsvinnende. Releet R2 blir følgelig ikke lenger tilført energi.

I det mere alminnelige tilfelle hvor for-holdet mellom Ul og U2 ikke lenger er slik at disse to spenninger er nøyaktig i fase eller 1 motfase, blir virkningen av anlegget i fig.

2 likt det som nettopp er beskrevet. Hvis det f. eks. forutsettes at U2 er faseforskjøvet i forhold til Ul med en verdi litt forskjellig fra 180°, vil det under hver halvperiode for Ul bare være et lite tidsmellomrom hvor U2 har samme retning som Ul. Under den halvperiode hvor Ul er positiv foregår alt som tidligere da likeretteren 25 ikke kan avgi strøm til viklingen 17. Under den halvperiode hvor Ul er negativ, er det et lite tidsmellomrom hvor U2 også er negativ slik at strøm-men fra kollekteren i 24 kan opprettes og like-

retteren 25 kan avgi en strøm til viklingen 17. Denne strøm bringer som tidligere kjernen 15 til en magnetisk tilstand som er ugun-stig for opprettelsen av strømmen i 21 ved begynnelsen av den følgende halvperiode hvor Ul er blitt positiv og følgen er at releet R2, som i det tilfelle hvor Ul og U2 er i fase, ikke blir tilført energi eller blir tilført utilstrekke-lig energi til at det kan innta den tilstand hvor kontakten K2 lukkes, med mindre en slik tilstand foreligger under en meget liten brøkdel av perioden. Det er følgelig klart at ved passende regulering av følsomheten for releet K2 kan det oppnås at kontakten K2 bare blir lukket når spenningene Ul og U2 er i motfase med en forut bestemt nøyaktighet.

Det har ovenfor vært forutsatt at frekvensene for Ul og U2 var like. Det kan likeledes forutsettes at Ul og U2 har frekvenser

fl og f2 som er litt forskjellige. Som bekjent

vil dette tilfelle svare til en faseforskyvning som varierer langsomt med tiden. I et gitt øyeblikk befinner kretsen i fig. 2 seg stadig i et av de tilfeller som er forutsatt ovenfor.

Hvis frekvensene ligger meget nær hverandre

vil tidsmellomrommene hvor det er motfase ha en temmelig lang varighet slik at releet R2 blir påvirket og lukker kontakten K2. Det er forøvrig mulig å regulere reaksjonshastig-heten for systemet ved valg av verdien av ka-pasiteten for kondensatoren 11 og innrette det slik at den bare virker hvis motfasen opp-rettholdes i en tilstrekkelig lang tid. Den anordning som er vist i fig. 2 styrer da releet R2 bare når spenningen Ul og U2 samtidig har like meget eller meget nærliggende frekvenser og omtrent motsatte faser.

For å lette reguleringen av systemet kan det også i den ene eller den annen av de kret-ser som avgir Ul eller U2 fra generatorene Gl eller G2 legges inn en regulerbar fasefor-skyver som gjør det mulig etter ønske å bringe releet K2 til å virke med et visst forsprang i forhold til den tid hvor det faseforhold som er forklart ovenfor foreligger, noe som kan være nyttig i det tilfelle hvor de organer som styres av kontakten K2 har en forholdsvis langsom virkning.

Fig. 3 viser en modifikasjon av den anordning som er vist i fig. 2 for å unngå en ikke ønsket virkning av releet R2 bare under påvirkning av Ul, i det tilfelle hvor spenningen U2 forsvinner kortvarig. Det kunne da fak-tisk forekomme at strømmen på kollekteren i 24 holder seg meget svak når Ul har den retning som svarer til lederretningen i 25, på grunn av at forskjellen i potensial mellom klemmene 22 og 23 blir nesten null. Følgelig vil releet R2 slutte kontakten K2 under virkningen av bare Ul, til tross for fullstendig fravær av U2. For å unngå denne ulempe blir det på basiselektroden i 24 påtrykket en fast

negativ polariserings-likespenning som avledes

fra spenningen Ul, ved hjelp av likeretteren

30 og spenningsdeleren 31, 32 og motstander

33, 34 som forbinder basiselektroden i 24 med

klemmen 25 og med det felles punkt 31 henhv.

32, idet motstandene 33, 34 er valgt relativt

store for å sikre at verdiene av polariserings-likespenningen som derved frembringes og den

vekselspenning som utvikles på klemmene 22

og 23 skal bli uavhengige. Tilstedeværelsen

av den permanente negative likespenning som

påtrykkes basiselektroden i 24 sikrer således,

når U2 ikke er tilstede at en strøm flyter

gjennom 17 under de halvperioder hvor Ul

er negativ, hvorved releet R2 hindres i å for-bli i den tilstand hvor den slutter kontakten

K2 når spenningen U2 forsvinner.

Claims (4)

1. Anordning for frembringelse av en

styrestrøm for et rele under samtidig virkning av spenninger fra to generatorer for veksel-strøm med frekvenser og faser som ligger nær hverandre, hvor styrestrømmen bare gjøres tilstrekkelig sterk til å påvirke reelet når de to nevnte faser står i et forutbestemt forhold til hverandre, hvor to styre-vekselspenninger som henholdvis er proporsjonal med hver sin side av de to generator-spenninger blir kombinert for frembringelse av en styrestrøm hvis verdi varierer i avhengighet av fase-forskjellen mellom de to nevnte spenninger og oppnår sin reaksjons-verdi ved en forutbestemt minste verdi av den nevnte faseforskjell, karakterisert ved at den omfatter en første strømkrets som i serie inneholder releviklingen (R2) en første likeretter (21) og en første vikling (16) lagt på en magnetkjerne (15) utført av mettbart ferromagnetisk materiale, idet denne første strømkrets tilføres energi ved hjelp av den første (Ui) av styrespenningene, mens en annen strømkrets som likeledes tilføres energi ved hjelp av denne første styrespenning (Ui) omfatter en annen vikling (17) som er lagt på magnetkjernen og er koblet i serie med en annen likeretter (25) og kollektor-emitter-strekningen i en transistor (24), mens den annen (U2) av styrespenningene påtrykkes mellom emitter- og basiselektroden i transistoren, idet vikleretningene i den første og den annen vikling og koblingsretningene for den første og den annen likeretter er slik at de strømmer som avgis fra hver av de to likerettere søker å frembringe motsatt rettete magnetiseringsfelt i kjernen, og disse likerettere ikke kan avgi strøm samtidig under virkningen av bare den første av styrespenningene, og de relative retninger for påtrykkingen av styrespenningene (Ui, U2) er slik at kollektorstrømmen i transistoren undertrykkes når de to styrespenninger har motsatte faser, d.v.s. når generatorspenningene har faselikhet.

2. Anordning som angitt i påstand 1, karakterisert ved at det ferromag-netiske kjernemateriale har i det vesentlige rektangelformet hysteresesløyfe.

3. Anordning som angitt i påstand 1, karakterisert ved en polariserings-likespenning som søker å opprettholde kol-lektorstrømmen i transistoren, påtrykkes basiselektroden i denne.

4. Anordnig som angitt i påstand 1, karakterisert ved at polariserings-spenningen er oppnådd ved ohmsk spennings-deling og likeretting i en parallellgren koblet over den første styre-vekselspenning.