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Die Erfindung betrifft ein Synchronoskop, welches Leuchtdioden als Teile in Brückenschaltun- gen zur Anzeige des Absolutwerts und des Vorzeichens des Schlupfes zweier rotierender Maschinen bzw. einer rotierenden Maschine und einer mehrphasigen Wechselspannung aufweist.
Gemäss der DE-OS 2304619 ist eine Schaltung zum Betrieb einer die Strömungsrichtung anzeigenden Leuchteinheit aus Lumineszenz - Halbleiterbauelementen bekanntgeworden, bei der eine für den Anschluss an eine Gleichspannungsquelle vorgesehene Brückenschaltung mit gleichrichtenden Lumineszenz-Halbleiterbauelementen, insbesondere Leuchtdioden und mit weiteren gleichrichtenden Bauelementen bestückt ist, wobei die Lumineszenz-Halbleiterbauelemente zueinander in einer bestimmten geometrischen Lage angeordnet sind und die Bauelemente in der Brückenschaltung so angeordnet und gepolt sind, dass bei den beiden möglichen Stromrichtungen die jeweils aufleuchtenden Lumineszenz-Halbleiterbauelemente ein voneinander unterscheidbares und die Strömungsrichtung anzeigendes Symbol bilden.
Ausserdem sind seit langem die verschiedensten Synchronisierschaltungen bekannt und auch heute noch in Verwendung. Es sei hier z. B. das vorzugsweise in Kraftwerken verwendete Synchronoskop mit einem umlaufenden Zeiger erwähnt. Am gebräuchlichsten ist aber wohl jene Synchronisierschaltung mit drei Glühlampen. Dabei werden zwei dreiphasige Wechselspannungen, wobei die eine dem Netz zugeordnet ist und die andere von einem an dieses Netz anzuschaltenden Generator stammt, bei herrschendem Synchronismus zusammengeschaltet. Ob die beiden Wechselspannungen synchron sind, erkennt man an den verloschenen oder voll aufleuchtenden Lampen. Nachteilig bei dieser Anordnung ist, dass bei Verwendung von Glühlampen die Genauigkeit dieser optischen Anzeige wesentlich verringert wird, da der Spannungsabfall an diesen Lampen relativ gross ist.
Ausserdem können mit dieser Einrichtung nur zwei elektrische Grössen synchronisiert werden.
Die Aufgabe der nachfolgenden Erfindung, die ähnlich wie das klassische Prinzip mit Glühlampen arbeitet, ist daher, ein Synchronoskop zu schaffen, welches eine elektrische mit einer nicht elektrischen Grösse bzw. einer Maschine, welche keine elektrischen Einrichtungen besitzt, synchronisiert.
Die Aufgabe wird daher erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass jede Phase der mehrphasigen Wechselspannung über je eine Diodenschaltung mit je mindestens einem optischen Anzeigeelement an einen allen Phasen gemeinsamen Schalter gelegt ist, welcher von einer von einer rotierenden Maschine erzeugten einphasigen Wechselspannung gesteuert wird. Durch die erfindungsgemässe Massnahme ist es möglich, die z. B. durch einen Näherungsinitiator erzeugte einphasige Wechselspannung höherer Frequenz mit der mehrphasigen Wechselspannung zu synchronisieren, wobei bei herrschendem Synchronismus die optischen Anzeigeelemente der Reihe nach für die verschiedenen Phasen aufleuchten.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, dass in den einzelnen Phasen der mehrphasigen Wechselspannung in Serie zu dem optischen Anzeigeelement, im besonderen zwischen der Wechselspannungsquelle und dem optischen Anzeigeelement, mindestens eine Diode angeordnet sein kann. Dadurch wird erreicht, dass immer nur eine Halbwelle der einzelnen Phasen der mehrphasigen Wechselspannung zu den optischen Anzeigeelementen gelangt.
Für alle Anzeigeelemente kann ein gemeinsamer von der erzeugten einphasigen Wechselspannung steuerbarer Schalter vorgesehen sein, wodurch der elektronische oder mechanische Aufwand eines mehrpoligen Schalters vermieden ist, jedoch muss die Schaltfrequenz eines einpoligen Schalters wesentlich höher sein.
Gemäss einem weiteren Vorschlag der Erfindung können die einzelnen Phasen der mehrphasigen Wechselspannung an jeweils eine durch vier Dioden gebildete Gleichrichterbrücke angeschlossen sein, die weiters an einem Gleichspannungsanschiuss zwei Lampen bzw. Leuchtdioden aufweist, welche in gegenüberliegenden Brückenzweigen angeordnet sind. Dies ist von Vorteil, da somit die einzelnen Phasenspannungen der mehrphasigen Wechselspannung gleichgerichtet werden und weiters ein Vor- oder Rücklauf einer der beiden Wechselspannungen optisch angezeigt wird.
Die Lampen bzw. Leuchtdioden können in gegenüberliegenden Brückenzweigen angeordnet sein, insbesondere in jenen gegenüberliegenden Brückenzweigen, die unmittelbar an einen Gleichspannungsanschluss der Brückenschaltung angeschlossen sind, wobei vorteilhaft bei einem Vor- oder Rücklauf einer der beiden Wechselspannungen immer nur eine der beiden Lampen bzw. Leucht-
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dioden, die in die einzelnen Gleichrichterbrücken geschaltet sind, aufleuchtet.
Gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können mehrere Gleichrichterbrücken mit jeweils zwei Lampen bzw. Leuchtdioden an den Gleichspannungsanschlüssen parallel geschaltet sein. Dadurch ist es möglich, nur einen einpoligen, von der erzeugten einphasigen Wechselspannung gesteuerten Schalter zu verwenden.
Weiters kann erfindungsgemäss die Parallelschaltung der Gleichrichterbrücken in Serie zu einem von der erzeugten einphasigen Wechselspannung gesteuerten Schalter liegen, wobei dieser Schalter erfindungsgemäss aus einem Transistor bestehen kann. Durch diese einfache Ausgestaltung wird eine lange Funktionstauglichkeit der erfindungsgemässen Anordnung gewährleistet.
Gemäss einem weiteren Erfindungsgedanken kann die Erzeugung der einphasigen Wechselspannung von einem Näherungsinitiator, der ein rotierendes Zahnrad berührungslos abtastet, erfolgen.
Dadurch ist es möglich, auch Maschinen, von denen eine keine elektrischen Einrichtungen aufweist, zu synchronisieren.
Die nähere Erläuterung der Erfindung erfolgt an Hand der nachstehenden Zeichnungen, in der Fig. l das Prinzipschaltbild zeigt und Fig. 2 ein detailliertes Ausführungsbeispiel des Syn- chronoskops.
Das Prinzipschaltbild in Fig. l zeigt die in einer Koinzidenzschaltung verknüpften einzelnen
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lDreiphasen-Transformators erfolgen. Danach folgt in jeder Phase eine Serienschaltung einer Diode --D1, D2 und D3-- mit einer Lampe bzw. Leuchtdiode --LR, LS und LT--, wobei jede Kathode der Dioden--D,, D"und D.,--mit der zugehörigen Lampe --LR'LS und LT-- und jede Anode mit der zugehörigen Phase des Drehstrom-Netzes verbunden ist. Die erzeugte einphasige Spannung Ux steuert synchron einen einpoligen Schalter.
Dieser hingegen ist mit den drei Phasen der mehrphasigen Wechselspannung ,Uund UT in einer Koinzidenzschaltung verknüpft, d. h., dass bei geschlossenem Schalter der Stromkreis für jede einzelne Phase UR, Us und UT geschlossen ist und weiters, dass bei einem sehr kleinen Frequenzunterschied die Lampen bzw. Leuchtdioden--L., L s und LT-- der Reihe nach voll aufleuchten.
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trennten Phasenspannungen einer mehrphasigen Wechselspannung dar. Die galvanische Trennung kann z. B. auch durch einen Dreiphasen-Transformator mit getrennten Wicklungen erfolgen.
Weiters ist an jede Phase U,, Us und UT der mehrphasigen Wechselspannung eine Gleichrichterbrücke, gebildet aus je vier Dioden-D t bis D,., D ; bis D, und D, bis D 12 -- und je zwei eingeschleiften Leuchtdioden --LD1 , LD2, LD3, LD4 und LD5 , LD6-- angeschlossen. Bei Betrachtung der Gleichrichterbrücke für die Phasenspannung UR ist zu erkennen, dass die Diode-Damit der Leuchtdiode --LD, -- und ebenso die Diode-Da-mit der Leuchtdiode-LDz-eine Serienschaltung dar-
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negativen Gleichspannungsausgang sind die Anoden der Dioden --D, und D 2 -- zusammengeschaltet deren Kathoden jeweils an den zugehörigen Wechselspannungsanschlüssen angeschlossen sind.
In gleicher Weise sind die Gleichrichterbrücken mit den eingeschleiften Leuchtdioden für die Phasenspannungen Us und UT aufgebaut, jedoch mit anderer Numerierung der einzelnen Bauelemente.
An den Gleichspannungsanschlüssen sind die drei Gleichrichterbrücken parallel geschaltet und werden über den eingeschleiften Schalttransistor --T-- zeitweilig kurzgeschlossen. Dieser Schalttransistor --T--, welcher einen npn-Transistor darstellt, ist mit seinem Kollektor an die Zusammenschaltung der positiven Gleichspannungsanschlüsse angeschlossen. Der Emitter ist ebenso wie die Zusammenschaltung der negativen Gleichspannungsanschlüsse an Masse, welche Nullpotential aufweist, gelegt. An die Basis des Transistors --T-- ist der Ausgang des Näherungsinitiators --N--, der eine Rechteckspannung liefert, angeschlossen, dessen zweiter Anschluss mit Masse verbunden ist. Mit --Z-- ist das Zahnrad, welches der Näherungsinitiator berührungslos abtastet bezeichnet.
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Erwähnenswert ist weiters noch, dass bei gleicher als auch bei unterschiedlicher Frequenz der beiden Wechselspannungsquellen immer nur eine der beiden Leuchtdioden in den Gleichrichterbrücken aufleuchtet bzw. gespeist wird.
Werden die Leuchtdioden z. B. in Form eines Kreises angeordnet, entsteht bei einem geringen Frequenzunterschied ein Umlaufen des Leuchtens. Von Vorteil ist auch die Verwendung von Leucht-
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Generator an ein Netz synchronisiert werden soll, sondern wo zwei Maschinen, wobei die eine Maschine ein an einem Netz laufender Synchronmotor ist und die zweite Maschine keine elektrischen Einrichtungen besitzt, bei Nenndrehzahl gekuppelt werden sollen. Ein wichtiger Anwendungsfall ergibt sich daher z. B. in Pumpspeicherwerken, in denen die Pumpe an den mit Nenndrehzahl laufenden Generator bzw. Motor gekuppelt werden soll. Die Pumpe wird in diesem Fall über eine Hilfseinrichtung hochgefahren und bei herrschendem Synchronismus wird eine mechanische Kupplung eingerückt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Synchronoskop, welches Leuchtdioden als Teile in Brückenschaltungen zur Anzeige des Absolutwerts und des Vorzeichens des Schlupfes zweier rotierender Maschinen bzw. einer rotierenden Maschine und einer mehrphasigen Wechselspannung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass
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ter (T) gelegt ist, welcher von einer von einer rotierenden Maschine erzeugten einphasigen Wechselspannung Ux gesteuert wird. (Fig. l, Fig. 2).