CH154663A - Trägerstrom-Signalübertragungseinrichtung. - Google Patents

Description

  Träger     strom-Signalüber        tragungseinriehtung.       Bei den bekannten     Trägerstrom-Signal-          übertragungseinricUtungen    ist auf der Sende  seite die Erzeugung der Trägerfrequenz  mittelst eines Röhren- oder Maschinensenders  erforderlich. Die Unterhaltung     und    Über  wachung ist besonders bei Röhrensendern,  bei denen häufig verschiedene     Gleichstrom-          batterien    erforderlich sind, mit grossen Un  kosten verbunden. Die Maschinensender sind  zwar in bezug auf     Betriebssicherheit    und  Wartung günstiger als Röhrensender, was  besonders bei weniger überwachten Anlagen  sehr vorteilhaft ist.

   Es wird aber allgemein  als Nachteil empfunden,     dass        zwecks    Be  triebsbereitschaft der Anlage die Maschine  dauernd eingeschaltet sein muss, auch     wenn          während    einer längeren Zeit keine     Signal-          übertragung        stattfindet.    Weiterhin sind die  oft erheblichen Raumgeräusche, welche durch  die Maschine erzeugt werden, sehr störend.  



  Die Einrichtung gemäss der Erfindung  vermeidet diese Nachteile dadurch, dass als  Trägerfrequenzen die durch Frequenzverviel-         fachurig        mittelst    ruhender     Frequenzwandler     aus einem niederfrequenten Wechselstrom       gewonnenen    Vielfachen benutzt werden.       Derartige        Frequenzwandler    lassen sich bei  der erforderlichen, geringen     Leistung    sehr       klein    ausführen und auf geringem Raum  unterbringen.     Der    Wechselstrom kann einem  gewöhnlichen Kraftnetz entnommen werden.

    Die Betriebssicherheit einer gemäss der Er  findung     ausgeführten    Einrichtung ist sehr  gross, die Herstellungskosten gering. Ein  weiterer Vorteil besteht darin, dass bei  dauernder     Betriebsbereitschaft    der     Anlage     keine     Bewegung    von     Masseteilen    stattfindet  und keine störenden Geräusche verursacht  werden.  



  Die Periodenzahl der üblichen Licht- und  Kraftnetze liegt zwischen 50 und 60 Hertz.  Führt     man,    einen Wechselstrom einer Gleich  richteranordnung zu, in welcher beide Halb  wellen gleichgerichtet werden, so entsteht  am Ausgang     des    Gleichrichters ein pulsie  render     Strom,    welcher     eine    Gleichstrom- und      eine     Wechselstromkomponente    von der dop  pelten Frequenz enthält.

   Leitet man diesen  Strom über einen     Übertraber    oder über einen  auf die doppelte Frequenz des Stromes ab  gestimmten Schwingungskreis     bezw.    Filter,  so steht an den Ausgangsklemmen der An  ordnung ein Wechselstrom von der doppel  ten Frequenz zur     Verfügung.    Die     zur    Träger  strom-Signalübertragung     erforderliche    Mo  dulation kann zwischen dem Gleichrichter  ausgang und dem Siebkreis erfolgen.

   Die  Funktion des letzteren kann gleichzeitig der  zur Begrenzung des bei der Modulation  entstehenden Frequenzbandes     erforderliche     Sendefilter mit     übernehmen.    Mit Hilfe einer  derartigen Einrichtung erhält man also beim       Anachluss    derselben an ein Licht- oder Kraft  netz einen Trägerstrom von 100     bezw.    120  Hertz, welcher sich zur Ausnutzung des  Frequenzbereiches unterhalb des für die  Sprache reservierten Übertragungsbereiches  von 300 bis 2400 Hertz einer     Fernkabelader     für     Telegraphiezwecke        eignet.     



  In der Zeichnung sind einige Schal  tungen von     Trägerstrom-Signalübertragungs-          einrichtungen    gemäss der     Erfindung    beispiels  weise veranschaulicht.  



  Bei der Schaltung gemäss     Abb.    1 wird  zur Gewinnung .eines     Trägerstromies    von der  doppelten Frequenz des Netzstromes aus  einem     Einphasennetz    der Netzstrom     unmit-          telba:r    oder über einen Übertrager     U    einer       Gleichrichteranordnung    G in     Vollwegschal-          tung    zugeführt, deren Ausgangspunkte über  den     Modulationskreis    M mit dem an der  Leitung liegenden Sendefilter F verbunden  sind.

   Der Sendefilter F ist für die Träger  frequenz und für die zur Übertragung er  ford-erlichen     S'eitenbandfrequenzen    durch  lässig.  



  Bei der Schaltung nach     Abb.    2 ist. für  den gleichen Zweck das     Einphasennetz    mit  der Primärwicklung     eines    Übertragers     U     verbunden, dessen Sekundärwicklung über  zwei möglichst gleiche, entgegengesetzt ge  schaltete     Gleichrichterelemente        G1,        G2    ge-    schlossen ist.

   Gleichzeitig ist der so entstan  dene     Mittelpunkt    der beiden     Gleichrichter-          elemente,    sowie der elektrische Mittelpunkt  der Sekundärwicklung mit dem     Modulations-          kreis    M verbunden, der wiederum mit dem  Sendefilter in Verbindung steht.  



  Die     Einrichtungen    nach     Abb.    3 und 4  dienen zur     Gewinnung    eines Trägerstromes  von der .doppelten Frequenz des Netzstromes  aus einem     Zweiphasennetz.    Dabei ist ent  weder nach Ab.

   3 jede Phase über einen  Übertrager U einer     Gleichrichteranordnung     G in     Vollwegschaltung    zugeführt, deren  Ausgänge mit ungleichen Polen gleichzeitig  mit dem     Modulationskreis    verbunden sind,  oder es ist nach     Abb.    4 jede Phase mit  der Primärwicklung je eines Übertragers  verbunden, deren Sekundärwicklungen im       elektrischen        Mittelpunkt    untereinander ver  bunden sind, und jede Wicklung ist über  zwei     entgegengescha-ltete        Gleichrichterele-          mente    elektrisch geschlossen.

   An den so ent  standenen     Mittelpunkten    der zwei Gleich  richterpaare ist dann der     Modulationskreis     angeschlossen, der wiederum mit dem Sende  filter in Verbindung steht.  



  Die     Einrichtung    nach     Abb.    5 dient zur  Gewinnung     eines    Trägerstromes von der dop  pelten Frequenz des Netzstromes aus einem       Dreiphasennetz,    wobei der Dreiphasenstrom  mittelst der     Scottsehen    Schaltung in einen       Zweiphasenstrom    umgewandelt wird und die  Sekundärwicklungen beider Übertrager     U     der     Scottschen    Schaltung im elektrischen  Mittelpunkt untereinander verbunden sind  und jede Wicklung über zwei entgegen  geschaltete     Gleichrichterelemente    elektrisch  geschlossen ist.

   An den so entstandenen       Mittelpunkten    der zwei     Gleichrichterpaare     ist dann der     Modula.tionskreis    angeschlossen,  der wiederum mit dem Sendefilter in Ver  bindung steht.  



  Zur Fernhaltung der Gleichstromkompo  nente von den Elementen des     Modulations-          kreises    M kann bei den Einrichtungen nach       Abb.    1 bis 3 zwischen dem Ausgang der       Gleichriehteranordnung    und dem Modulations-           ireis    M ein Transformator T eingeschaltet       werden.    Verbindet man ausserdem den     elek-          \..rischen    Mittelpunkt der     Primärwicklung          3ieses    Transformators über einen Verbrau  -her mit dem elektrischen Mittelpunkt der       Sekundärwicklungen    der     Netzübertrager    

   nach     Abb.    4     bezw.    der     ScoHschen    Schal  tung nach     Abb.    5, so kann der hier fliessende  Gleichstrom an den Klemmen     K        abgenommen     und beispielsweise zur     Betätigung    vom Re  lais, zum Aufladen von     Akkumulatoren-          batterien    usw. gleichzeitig ausgenutzt wer  den. Als     Gleichrichterelemente    werden mit  Vorteil Plattengleichrichter in geeigneter       Kombination        verwendet.     



  Zur Gewinnung eines Trägerstromes von  der 3-, 9-, 15-, 21- usw.- fachen Frequenz  des     Netzstromes    aus ,einem     Mehrphasenuetz     wendet man mit Vorteil     Frequenzwandler    an,  die direkt vom     Kraftnetz,    zum Beispiel einem  Drehstromnetz, gespeist werden. Die Schal  tung und Wirkungsweise dieser Frequenz  wandler ist die folgende:  Mit dem Drehstromnetz werden drei in  Stern geschaltete Eisendrosseln D verbunden,  deren Eisenkern und Wicklung so bemessen  sind, dass eine erhebliche     Sättigung    des  Eisens eintritt.

   Bei     sinusförmiger    Phasen  spannung an den Klemmen jeder Drossel  würde der verzerrte Strom sämtliche Ober  wellen mit     nach    oben abnehmender Ampli  tude enthalten. Da nun aber in einem     Mehr-          phasennetz    in Sternschaltung Ströme der  jenigen Frequenzen, deren Ordnungszahl  gleich der Phasenzahl oder gleich einem un  geraden Vielfachen der Phasenzahl ist, nicht  fliessen können, da sie sich im Gegensatz zu  allen andern Strömen nicht zu Null addie  ren, wird die Phasenspannung auch verzerrt.

    Zwischen den     Sternpunkten    des Netzes und  der     Drosselanordnung        (Abb.    6) besteht so  mit eine Spannung, deren Frequenz das 3-,  9-, 15-, 2:1- usw.- fache der Frequenz des       Mehrpha.sennetzes    ist. Alle übrigen Viel  fachen der Netzfrequenz     treten    .in diesem       Kreise    nicht auf. Von diesen Klemmen kön  nen     somit    die Frequenzen der 3-, 9-, 15-,    21- usw.- fachen Schwingungszahl der Netz  frequenz über Siebkreise verschiedenen     Mo-          dulationskreisen    und somit verschiedenen       Übertragungskanälen    zugeführt werden.

   Bei       Schliessung    dieses Kreises wird dann die  Phasenspannung     sinusförmig.    Ist. das Netz  im Polygon geschaltet, so kann man den  Netznullpunkt künstlich herstellen; auch  kann     man    jede Drossel mit einer zweiten  Wicklung versehen und diese ebenfalls im  offenen Polygon     (Abb.    7) schalten. Man  entnimmt.     dann    an der offenen Stelle die  ses Polygons die 3-, 9-, 15-, 21- usw.- fache  Frequenz der Netzfrequenz für obige  Zwecke. Die Ströme aller übrigen Frequen  zen addieren sich in diesem Falle eben  falls zu Null.  



  Es ist also möglich, an Stelle eines Trä  gerstromes von 1010     Hertz    in dem eingangs       erwähnten    Beispiel einen Trägerstrom von       defr    Frequenz von 150 Hertz aus dem Dreh  strom zu entnehmen. Die Ausgangsklemmen  des     Wandlers    werden in diesem Falle über  den     Modulationskreis    mit dem an der Lei  tung liegenden Sendefilter verbunden, der       gleichzeitig    zur     Abdrosselung    der     nicht-          erwünsohten        Haxmonischen    dient.

   Schaltet  man     zwischen    den Ausgang des Wandlers  und den     Modulationskreis    noch eine Gleich  richteranordnung     (Abb.    8), wie sie oben er  wähnt ist, so     erhält    man die 6-, 18-, 30-.  42- usw.- fache Frequenz der Netzfrequenz.  Durch Zwischenschaltung einfacher     Resa,          nanzglieder    lassen sich die verschiedenen  Frequenzen voneinander trennen; sie können  je nach Bedarf verschiedenen Übertragungs  kanälen     zugeführt    werden.  



  An     Stelle    der verschiedenen Drosseln für  sämtliche Phasen kann auch eine     viel-          phasige,    eisengeschlossene Drossel verwendet  werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Trägerstrom-Signalübertragungseinrich- tung, dadurch gekennzeichnet, dass als Trä gerfrequenzen die durch Frequenzverviel- fachung mittelst ruhender Frequenzwandler aus einem niederfrequenten Wechselstrom gewonnenen Vielfachen benutzt werden. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Trägerstrom - Signalübertragungseinrich- tung nach Patentanspruch, dadurch ge- kennzeichnet, dass zur Gewinnung eines Trägerstromes von der doppelten Fre quenz des Netzstromes :eines Einphasen netzes der Netzstrom einer Gleichrichter anordnung (G) in Vollwegschaltung zu geführt wird, deren Ausgangspunkte über einen Modulationskreis (M) mit dem an der Leitung liegenden Sende filter (F) verbunden sind, wobei der Filter nur für die Trägerfrequenz durch lässig ist. 2.

   Trägerstrom - Signalübertragungseinrich, tung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass ein Einphasennetz mit der Primärwicklung eines Übertragers verbunden ist, dessen Sekundärwicklung über zwei entgegengesetzt geschaltete Gleichrichterelemente (G1, G2) geschlos sen ist, wobei der so entstandene Mittel punkt der Gleichrichterelemente, sowie der elektrische Mittelpunkt der Sekun därwicklung mit dem Modulationskreis (M) verbunden ist.

   3. Trägerstrom - Signalübertragungseinrich- tung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Gewinnung eines Trägerstrom,es von der doppelten Fre quenz des Netzstromes aus einem Zwei phasennetz jede Phase einer Gleich richteranordnung (G) in Vollwegschal- tung zugeführt ist, deren Ausgänge mit ungleichen Polen gleichzeitig mit dem Modulationskreis verbunden sind. 4.

   Trägerstrom - Signalübertragungseinrich- tung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass jede Phase eines Zwei phasennetzes mit der Primärwicklung eines Übertragers (U) verbunden ist und die Sekundärwicklung beider Über- trager im elektrischen Mittelpunkt un tereinander verbunden sind, wobei jede Wicklung über zwei entgegengeschaltete Gleichrichterelemente elektrisch geschlos sen. ist und an den so entstandenen Mittelpunkten der zwei Gleichrichter paare der Modulationskreis angeschlos sen ist. 5.

   Trägerstrom - Signalübertragungseinrich- tung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Gewinnung eines Trägerstromes von der doppelten Fre quenz des Netzstromes aus einem Drei- phasennetz der Dreiphasenstrom mittelst der Scottschen Schaltung in einen Zwei-' phasenstrom umgewandelt wird und die Sekundärwicklungen beider Übertrager der Scattschen Schaltung im elektrischen Mittelpunkt untereinander verbunden sind,

   wobei jede Wicklung über zwei ent- gegengeschaltete Gleichrichterelemente elektrisch geschlossen ist und an den so entstandenen Mittelpunkten der zwei Gleichrichterpaare der Modulationskreis angeschlossen ist. 6. Trägerstrom - Signalübertragungseinrich- tung nach Patentanspruch und Unter- anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. dass zwischen den Gleichrichterelementen und dem Modulationskreis ein Transformator (T) eingeschaltet ist. 7.

   Trägerstrom - Signalübertragungseinrich- tung nach Patentanspruch und Unter anspruch 4, dadurch gekennzeichnet., da.ss die Verbindung der Mitten der Sekun därwicklungen und der elektrische Mit telpunkt der Primärwicklung des Trans formators<I>(T)</I> zu Klemmen (K) geführt sind, an denen Gleichstrom entnommen werden kann.

   B. Trägerstrom - Signalübertragungseinrich- tung nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass zur Entnahme eines Trägerstromes höherer Frequenz aus einem Mehrphasennetz an dieses eine der Phasenzahl entsprechende Anzahl von eisengeschlossenen Drosseln (D) ange- schlossen ist, deren Nutzklemmen über .den Modulationskreis mit dem an der Leitung liegenden Sendefilter verbunden sind. 9.

   Trägerstrom - Signalübertragungseinrieh- tung nach Patentanspruch und Unter anspruch 8, dadurch gekennzeichnet;, dass zwischen den Nutzklemmen der Drossel- anordnung und dem Modulationskreis eine Gleichrichteranordnung in der Weise eingeschaltet ist, dass eine weitere -Pre- quenzvervielfachungeintritt. 10.

   Trägerstrom - Signalübertragungseinrich- tung nach Patentanspruch und Unter- arus.prüchen 8 und 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass als Gleichrichterelemente Plattengleichrichter verwendet sind.