CH339668A - Verfahren zur tonfrequenten Überlagerung von Energieübertragungsnetzen mit Steuerimpulsen - Google Patents

Description

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    Verfahren   zur tonfrequenten    Überlagerung   von    Energieübertragungsnetzen   mit Steuerimpulsen    Zentralfernsteueranlagen,   auch    Rundsteueranlagen   genannt, dienen bekanntlich dazu, von einer Kommandostelle aus über das elektrische    Energieverteil-      netz      Schaltbfehle   an alle Verbrauchsstellen des Netzes senden zu können, sei es zur    Tarifumsteuerung   von Zählern, sei es zur Ein- und Ausschaltung von Verbrauchern, z. B. Boilern, Öfen, Strassenbeleuchtung usw.

   In bekannter Weise werden hierzu an der Kommandostelle von einem Sender tonfrequente Impulse auf das Netz gegeben, und die zu    steuernden   Stellen weisen Empfänger auf, welche auf vorbestimmte Kommandos ansprechen und die vorgesehenen Schaltfunktionen durchführen. 



  Die Überlagerung auf die    Energieübertragungs-      netze   erfolgt mit bekannten    Ankopplungsmitteln,   z. B. mittels    Parallelankopplungen,      Serieankopplun-      gen   usw., welche die Aufgabe haben, der Steuerfrequenz einen Pfad auf das Netz zu legen und anderseits die Rückwirkung der Netzfrequenz auf die Steuereinrichtung zu sperren. Als    Tonfrequenzquelle   bedient man sich meistens maschineller Tonfrequenzgeneratoren, z. B.    Zackenpolgeneratoren,   asynchroner    Frequenzumformer   usw., deren erzeugte Tonfrequenz mittels    Tastschütze   zu    Tonfrequenzimpulsdiagram-      men   moduliert wird.

   Als Antriebsmotoren für die    Tonfrequenzgeneratoren   werden Synchronmotoren,    Asynchronmotoren   oder auch Gleichstrommotoren und dergleichen bekannte Mittel verwendet. 



  Der Einfachheit halber benutzt man heute als Antriebsmotoren meistens    Asynchronmotoren.   Deren Drehzahl ist indessen gemäss Speisefrequenz und den    Schlupfeigenschaften   gewissen Schwankungen unterworfen, denen entsprechende Schwankungen der erzeugten Tonfrequenz entsprechen. In den meisten Fällen der zur Zeit    gebräuchlichen      Zentralfernsteuer-      verfahren   sind diese Schwankungen der Steuerfrequenz über einen Bereich von einigen Prozenten der Nennfrequenz zulässig, da man heute über    Ankopp-      lungsmittel   und Empfangseinrichtungen verfügt, die eine genügende Bandbreite aufweisen, was eine einfache und robuste Sende- und    Empfangstechnik   ermöglicht. 



  Es gibt jedoch auch    überlagerungsgebiete,   bei denen beispielsweise Empfangseinrichtungen    mitüber-      nommen   werden müssen, die    mit   äusserst empfindlichen    Zungenfrequenzrelais   versehen    sind.   Bekanntlich gestaltet sich die Fabrikation solcher Zungenfrequenzrelais derart schwierig bezüglich    einer   einheitlichen    Frequenzselektivität,   dass zur Erfassung aller Relais    in   einem    Überlagerungsgebiet   die Steuerfrequenz künstlichen Schwankungen    unterworfen,      also   gewobbelt werden muss.

   Ausserdem darf auf Grund der grossen Selektivität dieser Relais eine verhältnismässig kleine Breite der    Wobbelzone   nicht überschritten werden, das heisst, die Steuerfrequenz muss zudem noch    frequenzregelnden   Bedingungen unterworfen werden. 



  Es ist auch bekannt, dass beim Überlagern eines linearen Netzgebildes mit mehreren    Spannungsquellen   gleicher oder    annähernd   gleicher Frequenz Interferenzen entstehen können, die zu gelegentlichen spannungstoten oder spannungsüberhöhten Zonen    führen.   Es ist ebenfalls bekannt, dass solche Interferenzerscheinungen verwischt werden können, indem man die verschiedenen, in das gleiche Netz    steuernden      Fre-      quenzspannungsquellen   wobbelt. Dieses Vorgehen ist nicht nur auf dem Gebiete der Elektrotechnik, sondern auch auf den Gebieten der Akustik und Optik bestens bekannt. 



  Aus obenerwähnten, beispielsweisen Gründen hat man gelegentlich Interesse daran, in der    Zentralfern-      steuerungStechnik   die Steuerfrequenz an bestimmte, zeitlich funktionelle Bedingungen zu knüpfen, sei es, 

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 dass man die Steuerfrequenz nach einem bestimmten Programm verändert, oder sei es, dass man die Steuerfrequenz mit einer bestimmten Genauigkeit aufrechterhalten muss. 



  Die vorliegende Erfindung befasst sich deshalb mit einem Verfahren zur tonfrequenten Überlagerung von    Energieübertragungsnetzen   mit Steuerimpulsen über    Ankopplungsmittel,   wobei als Tonfrequenzquelle für die    Steuerfrequenz   ein durch einen Motor angetriebener    Frequenzwandler   verwendet wird, welches Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass zur Erzielung einer steuerseitig vorgeschriebenen    Fre-      quenzfunktion   zwischen dem    Frequenzwandler   und der    Netzankopplung   ein    Drehfeldtransformator   eingeschaltet und durch eine regelbare Antriebsvorrichtung derart    angetrieben   ist, dass sich die Ausgangstonfrequenz nach der vorgeschriebenen Funktion ändert. 



  Ein    Ausführungsbeispiel   des erfindungsgemässen Verfahrens sei anhand des Beispiels der    Fig.   1 erläutert, welche schematisch eine dreiphasige    Zentral-      Fernsteuersendeeinrichtung   darstellt. Der    Tonfre-      quenzgenerator   G sei ein    asynchroner      Frequenz-      wandler,   der primärseitig    (1)   an das Speisenetz S mit der    Frequenz      f,   (z. B. 50 Hz) angeschlossen ist und der durch einen asynchronen Motor M, der ebenfalls an    das   Speisenetz S angeschlossen ist, mit der Tourenzahl n angetrieben wird.

   Zwischen der Sekundärseite    II   des    Frequenzwandlers   G, der die Frequenz    f2   abgibt, und der    Ankopplungseinrichtung   für das zu überlagernde Netz N, welches letztere beispielsweise besteht aus einem    Tastschützen   T, einem    Iso-      liertransformator      JT,   einer Drossel D und einer Kapazität C (im einphasigen Ersatzschaltbild), ist ein    Drehstromtransformator      DT   angeschlossen, welcher die primäre Frequenz f.2 auf eine sekundäre Frequenz    F2   zu transformieren vermag.

   Steht der Transformator    DT      still,   so ist    bekanntlich      f2   =    F2;   je nachdem er indessen vorwärts oder    rückwärts   mit der    Tourenzahl   m gedreht wird, unterliegt die Frequenztransformation der Beziehung    F2   =    f2     A (t). Unterwirft man deshalb die Drehung des Drehtransformators einem    bestimmten   Steuerprogramm, so    kann   man hierdurch eine bestimmte gewünschte    Frequenzfunk-      tion      F2   (t) für die Steuerfrequenz gewinnen, entsprechend 
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 wobei    p1   die    Polpaarzahl   des    Drehfeldtransformators   bedeutet.

   Um nicht zu grosse Tourenzahlen für bestimmte    Frequenzände-      rungen   zu benötigen, ist es deshalb zweckmässig, die    Polpaarzahl      p1   möglichst gross zu machen. 



  Die Antriebsvorrichtung A des    Drehfeldtransfor-      mators      DT   wird zweckmässig durch ein Regelglied R gesteuert, welches die steuerseitige Frequenz    F2   vergleicht mit einem die vorgeschriebene    Frequenzfunk-      tion      F2   (t) erzeugenden    Frequenzprogrammgeber   P. Der    Frequenzprogrammgeber   P kann beispielsweise eine    Wobbelfunktion      F2   (t) = f 2   Ar (t) mit der    Wobbelperiode   T erzeugen, ähnlich dem in der    Fig.   3 dargestellten Verlauf.

   Der    Frequenzprogrammgeber   kann aber etwa auch ein eine konstante Frequenz    F2   (t) = K erzeugendes    Frequenznormal   sein. 



  Die    Fig.   2 zeigt eine Variante, bei der die Antriebseinrichtung A des    Drehfeldtransformators   ein stetig regulierbares Getriebe enthält. Letzteres ist schematisch dargestellt durch eine antreibende Scheibe AN, durch eine abtreibende Scheibe AB und eine Spindel S, die in der Richtung X    tourenzahlregelnd   durch das Regelglied R verstellt wird. Zum Unterschied von andern Möglichkeiten für die Antriebsvorrichtung A, wie mit Hilfe von Gleichstrommotoren usw., hat das in der    Fig.   2 aufgezeigte Beispiel den Vorzug, dass lediglich    ein   direkt vom Netz gespeister robuster    Asynchronmotor   AM verwendet werden kann. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren hat den wesentlichen Vorteil, dass für eine gewünschte Steuerung der überlag    erungsfrequenz   keine Eingriffe im zugrunde gelegten    Frequenzumformeraggregat   G, M erforderlich sind. So kann man z. B. bei Zugrundelegung eines einfachen, robusten    Frequenzumformeraggre-      gates,   bestehend aus einem asynchronen    Frequenz-      wandler   G, welcher durch einen asynchronen Motor M angetrieben ist, jederzeit nach dem erfindungsgemässen Verfahren lediglich durch Zufügung eines beschriebenen    Drehfeldtransformator-Aggregates   besondere Steueraufgaben für die    überlagerungsfrequenz   lösen.

      Damit   wird dem praktisch wesentlichen Bedürfnis in der    Zentralfernsteuertechnik,   von der einfachsten Grundaufgabe aus durch baukastenmässige Zusätze Sonderaufgaben lösen zu können, in besonders vorteilhafter Weise Rechnung getragen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur tonfrequenten Überlagerung von Energieübertragungsnetzen mit Steuerimpulsen über Ankopplungsmittel, wobei als Tonfrequenzquelle für die Steuerfrequenz (f2) ein durch einen Motor (M) angetriebener Frequenzwandler (G) verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung einer steuerseitig vorgeschriebenen Frequenzfunktion zwischen dem Frequenzwandler (G) und der Netzankopp- lung ein Drehfeldtransformator (DT) eingeschaltet und durch eine regelbare Antriebsvorrichtung (A) derart angetrieben ist,

   dass sich die Ausgangs-Ton- frequenz (F2) nach der vorgeschriebenen Funktion ändert. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinrichtung (A) des Drehfeldtransformators (DT) durch ein Regelglied (R) gesteuert wird, welches die steuerseitige Frequenz (F2) vergleicht mit einem die vorgeschriebene Fre- quenzfunktion [F2 (t)] erzeugenden Frequenzpro- grammgeber (P). 2.

   Verfahren nach Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzprogrammgeber (P) eine Wobbelfunktion <Desc/Clms Page number 3> F.2 (t) = f z 4.r (t) mit der Wobbelperiode T erzeugt. 3. Verfahren nach Patentanspruch und dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fre- quenzprogrammgeber (P) ein eine konstante Frequenz F# (t) = K erzeugendes Frequenznormal ist. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehfeldtransformator (DT) mit mindestens vier Polpaaren ausgeführt ist. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die An- triebsvorrichtung (A) aus einem über eine Verstellspindel stetig regulierbaren Getriebe besteht, dessen abtreibende Welle (AB) auf den Drehfeldtransfor- mator (DT) arbeitet, wobei die Verstellspindel des Getriebes durch das Regelglied (R) verstellt wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Antrieb des Getriebes ein Asynchronmotor (AM) verwendet wird.