CH641610A5

CH641610A5 - Rundsteueranlage.

Info

Publication number: CH641610A5
Application number: CH502579A
Authority: CH
Inventors: Hermann Dr Tappeiner; Ernst-Robert Paessler; Kurt Smutny; Karl-Heinz Kruegel
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1978-06-08
Filing date: 1979-05-30
Publication date: 1984-02-29
Also published as: DE2825240A1; JPS54162412A; DE2825240C2; FR2434525A1; US4319224A; FR2434525B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rundsteueranlage mit einem Rundsteuersender, der eine getastete Ausgangswechselspannung mit Tonfrequenz erzeugt, die über eine Ankopplungseinheit in ein Versorgungs-Wechselspannungsnetz von vorgegebener Netzfrequenz eingespeist ist.

Mit Hilfe einer Rundsteueranlage können Informationen über ein ein- oder mehrphasiges Elektrizitätsversorgungsnetz als Übertragungsweg hin zu einem Verbraucher übertragen werden. Derartige Informationen können beispielsweise zur Einleitung von Schaltvorgängen im Versorgungsnetz, zur Umschaltung von Verbrauchszählern auf unterschiedliche

Tarife (z.B. Nachtstromtarif) oder zur Benachrichtigung eines bestimmten Personenkreises (z.B. der Feuerwehr) dienen.

Eine Rundsteueranlage besteht im wesentlichen aus einem Rundsteuersender, einer Ankopplungseinheit zur Netzeinspeisung und aus einem oder mehreren an das Versorgungsnetz angeschlossenen Rundsteuerempfängern, die die Verbraucher steuern. Der Rundsteuersender erzeugt eine ton-frequente Ausgangswechselspannung, die nach Massgabe der zu übertragenden Information getastet ist. Sie wird mit Hilfe der Ankopplungseinheit der Netzwechselspannung im Versorgungsnetz überlagert. Die an diesem Versorgungsnetz angeschlossenen selektiven Rundsteuerempfänger dekodieren die ausgesendeten Signale und steuern die nachgeschalteten Verbraucher. Die Netzfrequenz liegt üblicherweise bei 50 oder 60 Hz, und als Tonfrequenz wird im allgemeinen eine solche zwischen 150 und 750 Hz benutzt. Die Tonfrequenz ist also deutlich höher als die Netzfrequenz.

Eine Rundsteueranlage der eingangs genannten Art ist z.B. aus der «Siemens-Zeitschrift» 50 (1976), Heft 3, Seiten 144 bis 147, insbesondere Bild 1 und Bild 4, bekannt. Die bekannte Rundsteueranlage benutzt als Rundsteuersender einen statischen Umrichter, bestehend aus einem netzgespeisten Diodengleichrichter, einem Spannungszwischenkreis und einem nachgeschalteten dreiphasigen Pulswechselrichter, der unter Verwendung von Leistungsthyristoren aufgebaut ist. Die gepulste Ausgangswechselspannung des Pulswechselrichters, deren Grundschwingung tonfrequent ist, wird über eine Ankopplungseinheit in das dreiphasige Versorgungs-Wech-selspannungsnetz eingespeist. Die Ankopplungseinheit besteht hier speziell aus einer Serienankopplungseinheit, und zwar aus einer als «Resonanzshunt» bezeichneten Kombination aus Spulen und Kondensatoren sowie aus drei nachgeschalteten, primärseitig im Dreieck angeordneten Ankopp-lungstransformatoren, die wie Stromwandler aufgebaut sind. Der «Resonanzshunt» enthält dabei zum einen drei im Dreieck geschaltete Kondensatoren, deren Verbindungspunkte über je eine Drosselspule an die drei Ausgangsleitungen des Pulswechselrichters angeschlossen sind. Diese LC-Kombina-tion stellt einen Reihenresonanzkreis für die Netzfrequenz dar; sie verhindert die Einkopplung von netzfrequenten Spannungen (Rückspannungen) vom Netz her in den Rundsteuersender. Der «Resonanzshunt» enthält zum anderen drei weitere im Dreieck angeordnete Kondensatoren, deren Verbindungspunkte direkt an die drei Ausgangsleitungen des Pulswechselrichters angeschlossen sind. Diese Kondensatoren, bilden zusammen mit der erwähnten LC-Kombination des Reihenresonanzkreises einen Parallelschwingkreis für die Tonfrequenz.

Aus der Zeitschrift «Elektrizitätswirtschaft», Jg. 70 (1971), Heft 9, Seiten 237 bis 241, insbesondere Bild 1, ist ebenfalls eine Rundsteueranlage der eingangs genannten Art bekannt. Hier wird als Rundsteuersender ein Umrichter verwendet, der aus einem netzgespeisten Diodengleichrichter, einem Gleichspannungszwischenkreis und einem zwangskommu-tierten Wechselrichter mit Thyristoren in Drehstrom-Brük-kenschaltung besteht. Als Ankopplungseinheit ist hier ebenfalls eine Serienkopplungseinheit herangezogen. Es ist aber angegeben, dass die Ankopplungseinheit auch als Parallelan-kopplungseinheit ausgeführt sein kann. Die Serienankopplungseinheit umfasst hier für jede Phase jeweils eine erste LC-Serienschaltung, eine zweite LC-Serienschaltung und einen Ankopplungstransformator. Um eine netzfrequente Rückspannung vom Umrichter fernzuhalten, ist hier die Ausgangswechselspannung des Wechselrichters über einen auf Tonfrequenz abgestimmten Serienschwingkreis dem Ankopplungstransformator zugeführt. Ein zweiter Serienschwingkreis bildet direkt am Ausgang des Wechselrichters einen Kurzschluss für die Netzfrequenz. Die Hauptinduktivität des Ankopp-

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lungstransformators ist mit dem erwähnten Kondensator für die Tonfrequenz in Parallel-Resonanz.

Eine Rundsteueranlage mit Parallelankopplungseinheit ist z.B. aus der VDI-Zeitschrift Bd. 101 (1959), Seiten 733 bis 768, insbesondere aus Bild 17, und aus der «Siemens-Zeitschrift» 48 (1974), Seiten 69 bis 75, insbesondere Bild 2 und 3, bekannt.

Bei den bekannten Ankopplungseinheiten muss auf die Auslegung und Abstimmung der einzelnen Bauelemente besonderes Augenmerk gerichtet werden, damit auf der Senderseite keine netzfrequente Rückspannung auftritt. Eine netzfrequente Rückspannung würde zu Ausgleichs- oder Kurzschlussströmen und damit zur Gefährdung der Bauelemente im Rundsteuersender führen. Die verwendeten Drosselspulen und Kondensatoren müssen also ebenso wie die Ankopplungstransformatoren von hoher Qualität sein. Das gilt sowohl für eine Rundsteueranlage mit Serien- als auch für eine solche mit Parallelankopplungseinheit. Der Aufwand für die Ankopplungseinheit ist bislang beträchtlich. Bei mancher der bisher ausgeführten Rundsteueranlagen war beispielsweise der Kostenaufwand für die LC-Kombination etwa gleich gross dem Kostenaufwand für die Ankopplungstransformatoren und auch etwa gleich gross dem Kostenaufwand für den Rundsteuersender selbst.

Aus der deutschen Patentschrift 2304734 ist bereits eine Rundsteueranlage mit einem Thyristor-Rundsteuersender bekannt, der allein über Wandler an das Leistungsnetz angeschlossen ist. Ein Resonanzshunt wird dabei dadurch voll eingespart, dass der Thyristor-Wechselrichter so gesteuert ist, dass seine Ausgangsimpedanz für die Frequenz des Leistungsnetzes den Wert Null aufweist. Die bekannte Rundsteueranlage hat aber die nachteilige Eigenschaft, dass der Rundsteuersender für den netzfrequenten Strom, der über die Wandler auf die Senderseite eingekoppelt wird, ausgelegt sein muss. Das bedeutet, dass der Aufwand für den Rundsteuersender, also in diesem Fall für den Thyristor-Wechselrichter, beträchtlich ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rundsteueranlage der eingangs genannten Art so auszugestalten, dass ihre Ankopplungseinheit (Serien- oder Parallelankopplungseinheit) erheblich vereinfacht und damit auch der Preis für eine solche Ankopplungseinheit erheblich verbilligt werden kann, ohne dass der Aufwand für den Leistungsteil des Rundsteuersenders nennenswert ansteigt. Das soll insbesondere bei einer Rundsteueranlage mit Parallelankopplungseinheit möglich sein.

Grundgedanke der Erfindung ist es, die Ankopplungseinheit nicht optimal und damit aufwendig, sondern vergleichsweise einfach auszulegen und die infolgedessen nicht völlig unterdrückte, vom Versorgungs-Wechselspannungsnetz über den Ankopplungstransformator an den Ausgang des Senders eingekoppelte netzfrequente Rückspannung durch eine besonders vorgesehene Zusatzwechselspannung zu kompensieren. Nach diesem Grundgedanken ist also vom konstruktiven Aufbau der Ankopplungseinheit her gesehen auf der Senderseite des Ankopplungstransformators eine gewisse netzfrequente Rückspannung zulässig; diese soll aber durch elektrische Massnahmen, nämlich die Überlagerung der erwähnten Zusatzwechselspannung, unterdrückt werden.

Die genannte Aufgabe wird somit erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Ankopplungseinheit nicht auf vollständige Unterdrückung einer netzfrequenten Rückspannung ausgelegt ist, und dass der Ausgangswechselspannung des Rundsteuersenders eine Zusatzwechselspannung mit Netzfrequenz überlagert ist, deren Amplitude und auf die Netzwechselspannung bezogene Phasenlage so gesteuert sind, dass ein die Bauelemente im Rundsteuersender gefährdender netzfre-quenter, andernfalls den Rundsteuersender durchfliessender

Ausgleichsstrom vermieden ist.

Vom Prinzip her ist es möglich, dass hierbei mit dem Rundsteuersender ein besonderer, die Zusatzwechselspannung liefernder Zusatzsender in Reihe geschaltet ist. Eine solche Möglichkeit würde aber einen vergrösserten Aufwand für den Sender bedeuten. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung werden demgegenüber der die tonfrequente Ausgangswechselspannung liefernde Rundsteuersender und der die netzfrequente Zusatzwechselspannung liefernde Zusatzsender in einem gemeinsamen Sender zusammengefasst. Hierbei kann als gemeinsamer Sender ein statischer Wechselrichter vorgesehen sein, dessen Steuersatz eine der tonfrequenten Ausgangswechselspannung entsprechende Steuerspannung vorgegeben ist, der eine der erforderlichen Zusatzwechselspannung entsprechende Zusatzsteuerspannung überlagert ist.

Eine besonders einfache Ausgestaltung ergibt sich bei Verwendung eines Thyristor-Wechselrichters als Rundsteuersender, der nach der Methode der Pulsbreitenmodulation gesteuert ist. Diese Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Impulsmuster der tonfrequenten Ausgangswechselspannung mit der nach Amplitude und Phasenlage steuerbaren Zusatzwechselspannung moduliert ist. Hierbei wird der Thyristor-Wechselrichter ebenfalls zur Erzeugung beider Wechselspannungen verwendet. Die Pulsbreitenmodulation wird dabei derart durchgeführt, dass die am Ausgang des Rundsteuersenders anstehende, über den Ankopplungstransformator eingekoppelte netzfrequente Rückspannung kompensiert wird.

Eine weitere vorteilhafte und bevorzugte Ausgestaltung besteht bei einem Rundsteuersender mit Energiespeicher (z.B. Batterie oder Kondensator) darin, dass die vom Rundsteuersender aufzubringende Tonfrequenzleistung für die Tastsignale direkt über die Ankopplungseinheit vom Wechselspannungsnetz bezogen wird, indem die netzfrequente Rückspannung als Versorgungsspannung für den Sender verwendet wird.

Hierdurch entfallen die nach dem Stand der Technik bisher erforderlichen Bauelemente für die Stromversorgung des Rundsteuersenders, wobei diese Bauelemente beispielsweise bestehen aus Eigenbedarfstransformator, Trenner, Sicherungen, Eingangsschütz und Diodengleichrichter mit Kommutie-rungsdrossel ; weiterhin entfallen die Verdrahtung dieser Bauelemente und die Kabelverbindung zu einem Niederspannungsverteiler. Übrig bleiben lediglich der Energiespeicherkreis, bei einem Wechselrichter also der vorgeschaltete Gleichstromzwischenkreis mit dem Energiespeicher in Form von Elektrolytkondensatoren oder einer Batterie, sowie die Stromversorgung für die Steuerelektronik.

Vorzugsweise eignet sich diese Ausgestaltung für eine Ankopplungseinheit mit Parallelankopplung, da hierbei die Höhe der netzfrequenten Rückspannung konstant (proportional der Spannung des Wechselspannungsnetzes) ist und durch geeignete Dimensionierung der Ankopplungsbau-elemente bestimmt werden kann.

Bei einem Rundsteuersender allgemeiner Art kann die Zuführung der Rückspannung als Versorgungsspannung zwangsweise durch Steuerung erfolgen. Demgemäss kann vorgesehen sein, dass die netzfrequente Zusatzwechselspannung jeweils bei Beginn eines Tastimpulses so gesteuert ist, dass ein gewisser netzfrequenter Ausgleichsstrom den Rundsteuersender durchfliesst und dabei dem Energiespeicher die für den tonfrequenten Tastimpuls erforderliche Leistung zuführt.

Bei einem Wechselrichter als Rundsteuersender wird die Höhe der Rückspannung so gewählt, dass diese - über die Rückführungsdioden des Wechselrichters gleichgerichtet -der für die Erzeugung der tonfrequenten Tastimpulse erfcr-

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derlichen Höhe der Spannung im Gleichspannungszwischenkreis entspricht. Der insbesondere pulsbreitenmodulierte Wechselrichter wird - wie zuvor beschrieben und abweichend von dem Rundsteuersender allgemeiner Art - speziell so gesteuert, dass neben der Erzeugung von tonfrequenten Spannungsimpulsen gleichzeitig die netzfrequente Rückspannung kompensiert wird. Da hierbei durch die Abgabe einer tonfrequenten Wirkleistung über die Ankopplung an das Wechselspannungsnetz die Spannung des Energiespeichers im Gleichspannungszwischenkreis sinkt, fliesst infolge der nicht mehr voll kompensierten Rückspannung automatisch vom Ausgang des Wechselrichters ein Strom in den Energiespeicher, so dass dieser wieder nachgeladen wird. Somit wird ohne weiteren Aufwand die jeweils abgegebene Energie sofort wieder über die Ankopplungseinheit bezogen. Als Wechselrichter kann insbesondere ein solcher mit Thyristoren als Hauptventile verwendet werden.

Die erfmdungsgemässe Rundsteueranlage lässt sich mit besonderem Vorteil in Verbindung mit einer Ankopplungseinheit einsetzen, bei der entsprechend der DE-A 2825249 vorgesehen ist, dass als Induktivität des Resonanzkreises, die zusammen mit der Kapazität des Koppelkondensators die Resonanzfrequenz des Resonanzkreises festlegt, im wesentlichen nur die Hauptfeldinduktivität des zur Ankopplung verwendeten Isoliertransformators verwendet wird.

Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Rundsteueranlage auf der Senderseite hinsichtlich des konstruktiven Aufwandes der Ankopplungseinheit vereinfacht und verbilligt wird. Die Baugrösse einzelner Bauelemente kann hier unter Umständen beträchtlich verkleinert werden. Eine solche Vereinfachung lässt sich nicht nur bei einer Rundsteueranlage mit Serien-, sondern insbesondere auch bei einer solchen mit Parallelankopplungseinheit durchführen. Die einzelnen Bauelemente der Ankopplungseinheit können auf geringere Leistung und/oder Güte ausgelegt werden als bisher. Beispielsweise lassen sich im Vergleich zu bisher - je nach Wunsch und Anwendungsfall - entweder die Drosselspulen auf geringeren Strom, die Kondensatoren auf geringere Spannung und/oder die Schwingkreise auf geringere Güte auslegen. Das Ausmass der Vereinfachung richtet sich danach, welche Rückspannung noch zulässig sein darf. Im Extremfall lässt sich bei einer Serienankopplungseinheit (z.B. Siemens-Zeitschrift 1974, Seiten 69 bis 75, Bild 4) das LC-Bauglied zur Unterdrückung der netzfrequenten Rückspannung voll einsparen, wobei auch das Resonanzbauglied für die Tonfrequenz entfallen kann. Als Ankopplungstransformatoren lassen sich unter Umständen Stromwandler besonders einfacher Bauart verwenden, im Extremfall sogar solche ohne Eisenkern. Gegenüber den erwähnten Vorteilen fällt der zusätzliche Mehraufwand für die Überlagerung der Zusatzwechselspannung, der bei Verwendung eines Pulswechselrichters als zusätzlicher Steueraufwand zu verzeichnen ist, nicht merklich ins Gewicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von acht Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Rundsteuersender mit Parallelankopplungseinheit im einphasigen Prinzipschaltbild,

Figuren 2 bis 5 Spannungs-Zeit-Diagramme für den Fall, dass Ausgangs- und Zusatzwechselspannung gemeinsam durch einen Pulswechselrichter als Sender erzeugt werden,

Figur 6 eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines solchen Pulswechselrichters und

Figuren 7 und 8 weitere Spannungs-Zeit-Diagramme.

Figur 1 zeigt ein einphasiges Ersatzschaltbild der Sendeseite einer Tonfrequenz-Rundsteueranlage. Ein Sender 2 ist über eine Ankopplungseinheit 3 an ein einphasiges Leistungsoder Versorgungs-Wechselspannungsnetz 4 mit den Phasenleitern R, S angeschlossen. Das Versorgungsnetz 4 wird mit der sinusförmigen Netzwechselspannung Un und der Netzfrequenz fn betrieben. Die Netzfrequenz fn kann 50 oder 60 Hz betragen.

Der Sender 2 der Tonfrequenz-Rundsteueranlage besteht im Prinzip aus einem üblichen Rundsteuersender 5, der mit einem weiteren Sender oder Zusatzsender 6 in Reihe geschaltet ist.

Der Rundsteuersender 5 erzeugt eine Ausgangswechselspannung ut mit Tonfrequenz ft. Die Ausgangswechselspannung ut kann insbesondere sinusförmig sein, und die Tonfrequenz ft kann einen Wert zwischen 150 und 750 Hz besitzen. Die beiden Frequenzen ft und f„ sind also deutlich voneinander verschieden. Auch wird die Tonfrequenz ft so gewählt, dass sie nicht gleich dem 5-, 7-, 11-, 13fachen der Netzfrequenz fn ist, da ein Wechselspannungsnetz 4 gewöhnlich ausser einer Grundschwingung auch Oberschwingungen der 5., 7., 11., 13. Ordnung enthält. Die Ausgangswechselspannung ut wird mittels eines Tastsignals p nach Massgabe einer zu übertragenden Information getastet.

Der Zusatzsender 6 erzeugt eine Zusatzwechselspannung uz. Diese Zusatzwechselspannung uz besitzt Netzfrequenz fn, also gemäss dem angegebenen Wertebeispiel ebenfalls 50 oder 60 Hz. Die Zusatzwechselspannung uz ist ebenfalls insbesondere sinusförmig. Sie wird mit Hilfe eines Steuersignals q nach Amplitude und Phasenlage gesteuert. Die Steuerung der Phasenlage erfolgt dabei im Bezug auf die Phasenlage der Netzwechselspannung U„. Die Ausgangsspannung uAB zwischen den beiden Ausgangsklemmen A, B des Senders 2 ergibt sich somit zu uAB(ft, fn) = ut(ft) + uz (fn). Zwischen den Ausgangsklemmen A, B befindet sich ein Bezugspunkt M, der auf Nullpotential oder Masse liegt.

Die beiden Ausgangsklemmen A, B des Senders 2 sind über die Ankopplungseinheit 3 mit dem Versorgungs-Wechselspannungsnetz 4 verbunden. Diese Ankopplungseinheit 3 ist vorliegend als an sich bekannte Parallelankopplungseinheit ausgeführt. Sie besteht aus einer LC-Kombination 7, einem Kondensator 8 parallel dazu, einem Ankopplungs-transformator 9 und einer weiteren LC-Kombination 10. Bei der LC-Kombination 10 handelt es sich um einen Resonanzkreis für die Tonfrequenz ft. Die LC-Kombination 10 besteht vorliegend aus der Serienschaltung einer Drosselspule mit einem Kondensator. Sie ist in Reihe zur Sekundärwicklung geschaltet und sorgt gewöhnlich dafür, dass ein netzfrequen-ter Strom nicht über den Ankopplungstransformator 9 in den Rundsteuersender 5 eingekoppelt wird. Der Kondensator 8 liegt parallel zur Primärwicklung des Ankopplungstransfor-mators 9. Er bildet mit der LC-Kombination 7 einen Resonanzkreis, der auf die Tonfreqeunz ft abgestimmt ist.

Im vorliegenden Fall ist in Figur 1 als Ankopplungseinheit 3 eine Parallelankopplungseinheit gezeigt. Die im folgenden beschriebenen Massnahmen und Überlegungen gelten jedoch gleichermassen auch für eine Serien-Ankopplungsein-heit.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Rundsteueranlagen ist der Aufbau der Ankopplungseinheit 3 wesentlich vereinfacht, was zu einer erheblichen Kostenreduktion führt. Die Ankopplungseinheit 3 - insbesondere die LC-Kombination 7 - ist nicht optimal auf völlige Unterdrückung einer vom Ver-sorgungs-Wechselspannungsnetz 4 herrührenden, über den Ankopplungstransformator 9 eingekoppelten netzfrequenten Rückspannung ausgelegt. Es ist vielmehr - von Konstruktion und Auslegung her bedingt - zwischen den Ausgangsklemmen A, B eine solche netzfrequente Rückspannung zugelassen. Diese Rückspannung wird aber vorliegend mit Hilfe des Senders 2, speziell mit Hilfe des Zusatzsenders 4 und dessen besonderer Ansteuerung, kompensiert. Ein LC-Reihen-schwingkreis 7 von besonders grossem Aufwand am Ausgang des Senders 2 ist dadurch nicht mehr erforderlich. Es können

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L- und C-Bauglieder geringerer Leistung verwendet werden. Unter Umständen, d.h. je nach der Kopplung des Ankopp-lungstransformators 9 und der Höhe der zulässigen Rückspannung, kann die LC-Kombination 7 ganz entfallen; dasselbe gilt auch für den Kondensator 8. Kosten und Baugrösse 5 werden dadurch erheblich reduziert.

Aus Figur 1 ist ersichtlich, dass das Steuersignal q von einer Steuereinheit 12 erzeugt wird. Diese Steuereinheit 12 misst - mit Hilfe eines nicht gezeigten Filters - den netzfrequenten Anteil der Ausgangswechselspannung uAB, also die 10 Rückspannung, zwischen den Ausgangsklemmen A, B. Sie bildet das Steuersignal q so, dass dieser Anteil von der Zusatzwechselspannung uz zu Null gemacht wird. Mit anderen Worten : Die Zusatzwechselspannung uz wird von der Steuereinheit 12 so gesteuert, dass der unzulässige netzfre- 15 quente Anteil, also die Rückspannung, die andernfalls zu einem den Rundsteuersender 3 durchfliessenden Ausgleichsstrom führen würde, nach Möglichkeit vollständig kompensiert wird. Anders ausgedrückt: Die Impedanz des Senders 2 ist für die netzfrequente Rückspannung praktisch unendlich 20 gross.

Das Steuersignal q kann nicht nur durch Messung der Rückspannung, sondern auch durch Messung des störenden Ausgleichsstroms ermittelt werden. Das ist in Figur 1 gestrichelt eingezeichnet. Danach wird eine Steuereinheit 12a mit 25 dem ermittelten Ausgleichsstrom beaufschlagt. Dieser Ausgleichsstrom wird mit Hilfe eines Stromwandlers 13 gemessen. Die Steuereinheit 12a gibt ebenfalls das bereits definierte Steuersignal q ab.

In den Figuren 2 bis 5 sind Spannungs-Zeit-Diagramme 30 dargestellt, aus denen die Überlagerung von tonfrequenter Ausgangswechselspannung ut(ft) und netzfrequenter Zusatzwechselspannung uz(fn) hervorgeht, und zwar für den Fall,

dass diese beiden Wechselspannungen gemeinsam von einem Pulswechselrichter geliefert werden. Die Bedeutung der ein- 35 zelnen Spannungen uam. ubm, uab ist aus Figur 1 ersichtlich.

In Figur 2 ist die Ausgangswechselspannung uAM des Senders 2 dargestellt für den Fall, dass noch keine Zusatzwechselspannung geliefert wird. Es gilt also uz(fn) = 0. Die Ausgangswechselspannung uAM ist dabei zwischen der Ausgangs- 40 klemme A und Bezugspunkt M gemessen. Die Grundlage für die Form der Ausgangswechselspannung uAM ist ein mit Tonfrequenz ft gepulstes Impulsmuster; die positiven und negativen Spannungszeitflächen sind gleich gross.

In Figur 3 ist die Ausgangswechselspannung uAM darge- 45 stellt für den Fall, dass dem Impulsmuster eine Zusatzwechselspannung uz(fn) ¥= 0 von Netzfrequenz fn aufmoduliert ist. Die Zusatzwechselspannung uz(fn) ist in Amplitude und Pha641 610

senlage gleich der (nicht gezeigten) netzfrequenten Rückspannung. Gegenüber Figur 2 ergibt sich eine Verschiebung der einzelnen Nulldurchgänge. Die sinusförmige Grundschwingung der aufmodulierten Zusatzwechselspannung uz(fn) ist gestrichelt eingezeichnet.

In Figur 4 ist die entsprechende Ausgangswechselspannung uBM zwischen der Ausgangsklemme B und dem Bezugspunkt M eingezeichnet. Auch hier ist wieder die aufmodulierte sinusförmige Grundschwingung gestrichelt gezeigt. In Figur 5 ist die Ausgangswechselspannung uAB zwischen den beiden Ausgangsklemmen A, B dargestellt. Der Verlauf ergibt sich aus der Differenz der Ausgangswechselspannungen uAM und uBM- Die netzfrequente Grundschwingung ist wiederum gestrichelt dargestellt.

In Figur 6 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Pulswechselrichters, der gleichzeitig als Rundsteuersender 5 und als Zusatzsender 6 -also als gemeinsamer Sender 2 - wirkt, dargestellt. Die Schaltungsanordnung umfasst einen Dreieckspannungsgenerator 20 und ein nachgeschaltetes Vergleichsglied 21, dessen Vergleichseingang mit 22 bezeichnet ist. Das Ausgangssignal des Vergleichsgliedes 21, das eine Charakteristik mit Hysterese besitzt, wirkt auf die Steuerung des Pulswechselrichters.

Der Dreieckspannungsgenerator 20 ist im Prinzip aus der DE-OS 25 14557, insbesondere Figur 5, bekannt. Er besteht aus einem als Umkehrverstärker 24 geschalteten Operationsverstärker, einem als Integrator 25 geschalteten Operationsverstärker, einem Vergleichsglied 26 und einem Umschalter 27, der als Feldeffekttransistor ausgebildet sein kann. Der Dreieckspannungsgenerator 20 liefert als Vergleichsspannung eine Dreieckspannung d, die die Frequenz ft und die Phasenlage der gewünschten Ausgangswechselspannung ut hat.

Diese ist in Figur 7 als dreieckförmige Kurve dargestellt.

Am Eingang 22 des Vergleichsgliedes 21 wird die Dreieckspannung d mit dem Steuersignal q verglichen, das proportional zum netzfrequenten Anteil der Ausgangsspannung uAB ist. Das Steuersignal q ist in Figur 7 als sinusförmige Kurve dargestellt. Die zur Kompensation erzeugte Zusatzwechselspannung uz ist in Frequenz und Phasenlage gleich und in der Amplitude proportional dem Steuersignal q. In jedem Schnittpunkt der beiden Kurven d und q entsteht eine Schaltflanke im Ausgangssignal des Vergleichsgliedes 21, das als Ansteuersignal s für den Steuersatz 28 dient, der dem als Sender 2 eingesetzten Pulswechselrichter vorgeschaltet ist. Das Ansteuersignal s ist in Figur 8 gezeigt. Der Pulswechselrichter erzeugt die gewünschten Ausgangswechselspannungen uAM und uBM, vgl. Figur 3 bzw. 4.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Rundsteueranlage mit einem Rundsteuersender, der eine getastete Ausgangswechselspannung mit Tonfrequenz erzeugt, die über eine Ankopplungseinheit in ein Versor-gungs-Wechselspannungsnetz von vorgegebener Netzfrequenz eingespeist ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankopplungseinheit (3) nicht auf vollständige Unterdrückung einer netzfrequenten Rückspannung ausgelegt ist, und dass der Ausgangswechselspannung (ut) des Rundsteuersenders (5) eine Zusatzwechselspannung (uz) mit Netzfrequenz (fn) überlagert ist, deren Amplitude und auf die Netzwechselspannung (Un) bezogene Phasenlage so gesteuert sind, dass ein die Bauelemente im Rundsteuersender gefährdender netz-frequenter, andernfalls den Rundsteuersender (5) durchflies-sender Ausgleichsstrom vermieden ist (Fig. 1)

2. Rundsteueranlage nach Anspruch 1 mit einem statischen Wechselrichter als Rundsteuersender, in dessen Steuersatz eine der tonfrequenten Ausgangswechselspannung entsprechende Steuerspannung vorgegeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerspannung eine der erforderlichen Zusatzwechselspannung (uz) entsprechende Zusatzsteuerspannung überlagert ist.

3. Rundsteueranlage nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Thyristor-Wechselrichter als Rundsteuersender, dessen Steuersatz nach der Methode der Pulsbreitenmodulation durch eine Ansteuerspannung gesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuerspannung (s) durch Vergleich eines Steuersignals (q), das dem netzfrequenten Anteil der über die Ankopplungseinheit (3) auf die Senderseite eingekoppelten Rückspannung proportional ist, mit einer tonfrequenten Vergleichsspannung (d) gebildet ist (Fig. 7 und 8).

4. Rundsteueranlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Vergleichsspannung eine Dreieckspannung (d) vorgesehen ist (Fig. 7).

5. Rundsteueranlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einem Rundsteuersender, dem ein Energiespeicher zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die netzfre-quente Rückspannung als Versorgungsspannung für den Rundsteuersender vorgesehen ist.

6. Rundsteueranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die netzfrequente Zusatzwechselspannung jeweils bei Beginn eines Tastimpulses so gesteuert ist, dass ein gewisser netzfrequenter Ausgleichsstrom den Rundsteuersender durchfliesst und dabei dem Energiespeicher die für den tonfrequenten Tastimpuls erforderliche Leistung zuführt.

7. Rundsteueranlage nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Rundsteuersender ein Wechselrichter mit steuerbaren Hauptventilen und mit Rückführungsdioden vorgesehen ist, dem der Energiespeicher in Form einer Batterie oder eines Kondensators vorgeschaltet ist, und dass der Steuersatz des Wechselrichters nach der Methode der Pulsbreitenmodulation durch eine Ansteuerspannung gesteuert ist.