DE1055652B

DE1055652B - Arrangement for the standby operation of a system composed of several similarly structured units, in particular an automatic, electrically operated beacon system

Info

Publication number: DE1055652B
Application number: DES48943A
Authority: DE
Inventors: Carl-Erik Granqvist
Original assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Current assignee: Svenska AB Gasaccumulator
Priority date: 1955-06-03
Filing date: 1956-06-02
Publication date: 1959-04-23

Description

DEUTSCHESGERMAN

Bei selbsttätig arbeitenden Anlagen ist es oft wünschenswert, eine Reserveanlage selbsttätig in Betrieb zu nehmen, wenn im Betrieb der normalerweise laufenden Anlage eine Störung auftritt. Das gilt insbesondere für elektrische Leuchtfeuer, die keine beweglichen, mechanischen Teile aufweisen. Zur Verlängerung der Betriebszeit solcher Anlagen ist es notwendig, ganz selbsttätig die Lichtquelle, die Batterie und, wenn möglich, auch den SteuersignaloszillatO'r zu ersetzen. Um bei derartigen Einrichtungen zu einer großen Lichtattsbeute zu kommen, werden die Lampen oft mit einer hohen Temperatur betrieben, wodurch die Lebensdauer verkürzt wird. Aus diesem Grunde ist es üblich) selbsttätigen Lampenwechsel mit vier oder mehr Lampen vorzusehen, um zu einer genügend langen Betriebszeit zu kommen. Zu diesem Zweck wird in der Regel ein doppelt bewickeltes Relais verwendet, das dann anspricht, wenn kein Strom durch die sich normalerweise im Betrieb befindliche Lampe fließt, und das durch sein Ansprechen eine neue Lampe beispielsweise durch ein Schrittschaltwerk am die gleiche Stelle der alten rückt.In the case of systems that operate automatically, it is often desirable to have a reserve system in operation automatically to be taken if a malfunction occurs in the operation of the normally running system. This is especially true for electric beacons that have no moving mechanical parts. To extend the operating time of such systems it is necessary to automatically switch the light source, the battery and, if possible, also to replace the control signal oscillator. In order to achieve a the lamps will come in great light often operated at a high temperature, which shortens the service life. For this reason it is common) to provide for automatic lamp replacement with four or more lamps in order to achieve one sufficient long operating time to come. A double-wound relay is usually used for this purpose, which responds when there is no current through the lamp, which is normally in operation flows, and that by responding to a new lamp, for example by a stepping mechanism on the same place as the old one moves.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für den Reservebetrieb einer aus mehreren gleichartig aufgebauter Einheiten zusammengesetzten Anlage, insbesondere einer selbsttätigen, elektrisch betriebenen Leuchtfeueranlage, wobei von den Einheiten der Anlage, die jeweils aus einer Stromquelle und einem Stromverbraucher bestehen, eine sich normalerweise in Betrieb befindet, wogegen die anderen Einheiten als Reserveeinheiten dienen, die so miteinander verbunden sind, daß für den Fall eines Ausfalls oder einer Störung der in Betrieb befindlichen Einheit eine Reserveeinheit selbsttätig in Betrieb genommen wird, wobei jede Einheit derart eingerichtet ist, daß sie im Betriebsfalle eine Sperrspannung erzeugt, die auf die anderen Einheiten übertragen wird und diese sperrt. Nach der Erfindung ist der Verbraucher derart innerhalb der Einheit geschalte^ daß bei seinem Ausfall an seinen Klemmen Spannungsgleichheit eintritt, wobei zwischen den Klemmen die Sperrspannung erreicht wird.The invention relates to an arrangement for standby operation of one of several similarly constructed System composed of units, in particular an automatic, electrically operated beacon system, being of the units of the plant, each consisting of a power source and a power consumer exist, one is normally in operation, while the other units are standby units serve that are interconnected so that in the event of a failure or malfunction of the unit in operation, a reserve unit is automatically put into operation, with each unit is set up in such a way that it generates a reverse voltage in the event of operation, which is applied to the other units is transmitted and this blocks. According to the invention, the consumer is so within the Unit switched ^ that in the event of its failure, voltage equality occurs at its terminals, with between the reverse voltage is reached at the terminals.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 erläutert.Embodiments of the invention are explained with reference to FIGS.

Fig. 1 zeigt eine aus zwei Einheiten bestehende Anordnung. Die Einheiten sind-mit I und II bezeichnet. Sie enthalten einander ähnliche Teile, die die gleichen Bezuigszeichen enthalten, jedoch bei den Teilen der Einheit II mit einem Beizeirihen.Fig. 1 shows an arrangement consisting of two units. The units are labeled I and II. They contain similar parts with the same symbols, but with the Divide the unit II with a pickling row.

Es genügt daher, nur eine Einheit, hier die Einheit I, zu beschreiben.It is therefore sufficient to describe only one unit, here Unit I.

Sie besteht aus einem Verbraucher 1, beispielsweise einer Lampe, die durch Stromstöße aus einem Kippschwinguingsoszillator betrieben wird, der aus einem Paar Transistoren 2 und 3 besteht. Der Transietor 2 AnordnungIt consists of a consumer 1, for example a lamp, which is generated by current surges from a relaxation oscillator which consists of a pair of transistors 2 and 3 is operated. The transit gate 2 arrangement

für den Reservebetrieb einer aus mehreren gleichartig aufgebauten Einheitenfor standby operation of one of several similarly structured units

zusammengesetzten Anlage,composite plant,

insbesondere einer selbsttätigen,in particular an automatic,

elektrisch betriebenen Leuchtfeueranlageelectrically operated beacon system

Anmelder:Applicant:

Svenska Aktiebolaget Gasaccumulatör,
Lidingö (Schweden)Svenska Aktiebolaget Gasaccumulatör,
Lidingö (Sweden)

Vertreter; Dipl.-Ing. W. Mouths, Patentanwalt,
Frankfurt/M., Börsenstr. 17Representative; Dipl.-Ing. W. Mouths, patent attorney,
Frankfurt / M., Börsenstr. 17th

Beanspruchte Priorität:
a° Schweden vom 3. Juni 1955Claimed priority:
a ° Sweden of June 3, 1955

Carl-Erik Granqvist, Lidiügö (Schweden),
ist als Erfinder genannt wordenCarl-Erik Granqvist, Lidiügö (Sweden),
has been named as the inventor

ist vom PNP- und der Transistor 3 vom NPN-Typ, und der Kollektor des letzteren ist an die Basis des Transistors 2 angeschlossen. Zwischen dem Emitter und der Basis des Transistors 2 Hegt ein (nicht bezeichneter) Widerstand, durch den beim Stromfluß eine geeignete Vorspannung für den Emitter erzeugt wird. Durch die Zusammenschaltung voii zwei Transistoren verschiedenen Typs kommt eine einfache Oszillatorschaltung zustande, bei der der Ausgangsimpttls, der in dem den Verbraucher 1 enthaltenden Kollektorkreis des Transistors 2 erzeugt wird, über eine Rüekkoßpiungsschleife, bestehend aus einem Kondensator 4 mit in Reihe damit liegendem Widerstands, an die Basis des Traneistors 3 gelegt werden· kann, um dadurch eine positive Rückkopplung zu bewirken. Um die Anordnung zu vereinfachen, sind, wie aus Fig; 1 hervorgeht, bei einander entsprechenden Stellen der zwei Einheiten komplementäre Transistoren verwendet worden. Aus diesem Grunde sind die Batterien mit einander entgegengesetzten Polen angeschlossen. Jede "der beiden Einheiten kann auf Grund dieser Anordnung auf einfache Weise eine Sperrspannung erzeugen, mit der die andere Einheit gesperrt werden kann, wie sich aus dem Folgenden ergibt.
. Die Einheit I arbeitet wie folgt: Eine aiii der Basis des Transistors 3 auftretende elektrische Spänniungis-is of the PNP type and the transistor 3 is of the NPN type, and the collector of the latter is connected to the base of the transistor 2. Between the emitter and the base of the transistor 2 there is a resistor (not shown) which generates a suitable bias voltage for the emitter when the current flows. The interconnection of two transistors of different types creates a simple oscillator circuit in which the output impedance, which is generated in the collector circuit of transistor 2 containing consumer 1, arrives via a feedback loop consisting of a capacitor 4 with a resistor in series with it the base of the transistor 3 can be placed, thereby causing a positive feedback. In order to simplify the arrangement, as shown in FIG. 1, complementary transistors have been used at corresponding points in the two units. For this reason, the batteries are connected with opposite poles. Due to this arrangement, each of the two units can easily generate a blocking voltage with which the other unit can be blocked, as follows from the following.
. The unit I works as follows: An electrical voltage dissipation occurring aiii the base of the transistor 3

909507/43*909507/43 *

änderung wird verstärkt und der Basis des Transistors 2 aufgedrückt, wodurch man einen Stromimpuls erhält, der dem Verbraucher 1, z. B. einer Lampe,- zugeführt wird. Hierdurch .wird dem Kondensator 4 ein positiver Stromstoß aufgedrückt, wodurch wegen der genannten positiven Rückkopplung an der Basis des Transistors 3 - eine- weitere Potentialerhöhung stattfindet;, der durch die Rückkopplungsschleife fließende Strom wird durch den Widerstand 5 begrenzt, der zusammen mit dem Kondensator 4 im wesentlichen die Dauer des Stromimpulses bestimmt. Am Ende des Entladevorgangs des Kondensators 4 nimmt die positive Spannung an der Basis des Transistors 3 allmählich mit dem Entladestrom ab, um schließlich einen. Wert zu erreichen, bei dem der Transistor 3 undurchlässig wird.'- Wegen. der im Transistor stattfindenden Verstärkung wird der Stromimpuls jäh abgebrochen. Dabei fängt das Aufladen des Kondensators 4- über die Widerstände 5 und 7 an, und dieser Vorgang setzt sich fort, bis die Spannung art der Basis des Transistors 3 noch einmal einen genügend hohen Wert erreicht hat, damit eine kleine positive Span'nungsänderung an diesem Punkt den nächsten Stromimpuls in der schon beschriebenen Weise auslosen kann. Die Pause zwischen den Impulsen, während der das Aufladen des Kondensators 4 stattfindet, wird demnach im wesentlicher!- durch den Kondensator 4 und die Widerstände 5 und 7 bestimmt,change is amplified and the base of the transistor 2 pressed, whereby a current pulse is obtained that the consumer 1, z. B. a lamp - supplied will. As a result, the capacitor 4 is impressed with a positive current surge, which because of the said positive feedback at the base of transistor 3 - a further increase in potential takes place; the current flowing through the feedback loop is limited by the resistor 5, which together with the capacitor 4 essentially determines the duration of the current pulse. At the end of Discharge of the capacitor 4, the positive voltage at the base of the transistor 3 gradually increases with the discharge current to finally a. To achieve a value at which the transistor 3 becomes impermeable .'- ways. Due to the amplification taking place in the transistor, the current pulse is abruptly interrupted. This starts charging the capacitor 4- via the resistors 5 and 7, and this one The process continues until the tension kind of the base of transistor 3 has again reached a sufficiently high value so that a small positive Change in voltage at this point trigger the next current pulse in the manner already described can. The pause between the pulses, during which the charging of the capacitor 4 takes place, is therefore essentially! - determined by the capacitor 4 and the resistors 5 and 7,

Om eine Sperrspannung zu erhalten, wird der Gleichrichter 8 benutzt, de_sseii Belastungskreis aus einem Kondensator 9 und einem Widerstand 10 besteht- Der Gleichrichter liegt über den Verbraucher 1 mit dem Belastungskreis in Reihe. Wenn die Einheit I in Betrieb ist, erhält man am Widerstand 10 eine positive Spannung, die die 'Einheit II über den Widerstand 11' sperrt. Damit die Sperrspannung auch zwischen den Stromimpulsen der Lampe 1 bestehent>leibt_; muß die Zeitkonstante des Kondensators 9 und des Widerstandes 10 genügend groß sein, damit die Sperrspannung nicht in den Impulszwischenräumen durch Entladung des Kondensators 9 auf einen allzu niedrigen Wert absinken kann, der zur Sperrung der Einheit II nicht ausreichen würde. Wenn aus irgendeinem Grunde die Einheit I außer Betrieb kommen sollte,' beispielsweise beim Durchbrennen einer Lampe, erhält man am' Widerstand ίο keine Spannung, und 'die Einheit II beginnt selbsttätig mit dem Betrieb. Wenn die Batteriespannung _der Einheit I zu klein ist oder wenn irgendein anderer Fehler auftritt, so kann diese Störung eine zu kleine Spannung an dem Widerstand 10 zur Folge haben, um die Einheit II -außer Betrieb zu setzen. OnV zu vermeiden, daß beide Einheiten gleichzeitg laufen und dadurch der Betrieb in Unordnung" gerät, erzeugt auch die Einheit II eine Spannung, mit der die Einheit Ϊ gesperrt wird, sobald "die Einheit Ii den Betrieb aufgenommen hat. Da in den beiden Einheiten komplementäre Transistoren -benutzt werden, muß die Sperrspannung der Einheit II die "entgegengesetzte Polarität wie die der Einheit I haben.To obtain a reverse voltage, the rectifier 8 is used, de_sseii load circuit consists of a capacitor 9 and a resistor 10- The rectifier is connected to the load circuit via the consumer 1 in series. When the unit I is in operation, a positive voltage is obtained at the resistor 10, which blocks the 'unit II via the resistor 11'. So that the reverse voltage also exists between the current pulses of lamp 1 _; the time constant of the capacitor 9 and the resistor 10 must be sufficiently large so that the reverse voltage cannot drop in the interpulse gaps due to the discharge of the capacitor 9 to an excessively low value which would not be sufficient to block the unit II. If for any reason the unit I should go out of operation, for example when a lamp burns out, there is no voltage at the resistor ίο and the unit II starts operating automatically. If the battery voltage of the unit I is too low or if some other fault occurs, this fault can result in a voltage that is too low on the resistor 10 to put the unit II out of operation. OnV to avoid that both units run at the same time and thereby the operation gets into disorder, the unit II also generates a voltage with which the unit Ϊ is blocked as soon as “the unit Ii has started operation. Since complementary transistors are used in the two units, the reverse voltage of unit II must have the "opposite polarity to that of unit I."

- Wenn die Batterien an die Einheiten nach Fig. 1 angeschlossen werden, wird^ entweder zuerst die Einheit I oder die Einheit II anlaufen. Für den Fall, daß die Batterie 6 zuerst angeschaltet 'wird, läuft zuerst die Einheit I an, die hierauf die Einheit II sperrt. Wenn es gewünscht wird, vorzugsweise mit einer bestimmten Einheit zu arbeiten,'können die Widerstände 11 und 11' oder 7 und Ψ "verschieden groß gewählt werden. Dies macht verschiedene Batteriespanniungen erforderlich, sofern die Zeftkönstanten für die Ladungs- und Entladungsvorgänge der Kondensatoren gleich sein sollen.
Dieser Nachteil läßt sich vermeiden und eineGleich-- When the batteries are connected to the units according to FIG. 1, either unit I or unit II will start up first. In the event that the battery 6 is switched on first, the unit I starts up first, which then blocks the unit II. If it is desired to preferably work with a certain unit, the resistors 11 and 11 'or 7 and Ψ "can be selected to have different sizes. This makes different battery voltages necessary, provided that the constants for the charging and discharging processes of the capacitors are the same should.
This disadvantage can be avoided and an equal

- -heit der Einheiten durch die Verwendung der in Fig. 2 .,gezeigten abgeänderten Schaltanordnung erreichen·. Sie ist im wesentlichen die gleiche wie die der Einheit I der Fig. 1, und die einander entsprechenden Bauelemente sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied liegt in der Einfügung zweier- -heit of the units by using the in Fig. 2 ., to achieve the modified switching arrangement shown ·. It is essentially the same as that of the unit I of FIG. 1 and the corresponding to one another Components are provided with the same reference numerals. The difference lies in the insertion of two

ίο Gleichrichter 12 und 13, die nach der Spannungsverdoppelungsschaltung arbeiten, wobei an dem Widerstand 10 eine Sperrspannung entsteht. Für diesen Zweck werden zwei Kondensatoren 14 und 15 benutzt, von denen der eine parallel zu dem Widerstand 10 und der andere zwischen der Verbindungsstelle der Gleichrichter 12. und 13 und dem Stromkreis der Lampe liegt. . ' - "ίο rectifiers 12 and 13 following the voltage doubling circuit work, with a reverse voltage at the resistor 10. Two capacitors 14 and 15 are used for this purpose, one of which is parallel to the resistor 10 and the other between the junction of the rectifier 12. and 13 and the circuit of the lamp. . '- "

Die Erfindung ist auch dann noch anwendbar, wenn mehrere Reserveeinheiten vorhanden sind, von denen eine bei einem Ausfall selbsttätig in Betrieb genommenThe invention is still applicable even if there are several reserve units, of which one is automatically put into operation in the event of a failure

^; werden muß. Eine Anordnung dieser Art ist aus dem Blockschaltbild in Fig. 3 ersichtlich, das die drei Einheiten I, II. und III umfaßt. Die Schaltung der einzelnen Einheiten ist nur so weit gezeigt, wie es für das Arbeiten mit den Sperrspannungen erforderlich ist. ^; must become. An arrangement of this type can be seen from the block diagram in FIG. 3, which comprises the three units I, II. And III. The circuitry of the individual units is only shown as far as is necessary for working with the blocking voltages.

^or Nach der Darstellung werden die Steuerspannungen rechtsseitig an jede Einheit herangeführt, die von den anderen Einheiten linksseitig abgeleitet werden, wie dies durch Pfeile angedeutet ist. Es sei beispielsweise angenommen, daß sich die Einheit I in Betrieb befin- ^or According to the illustration, the control voltages are brought up to each unit on the right-hand side, which are derived from the other units on the left-hand side, as indicated by arrows. It is assumed, for example, that unit I is in operation.

"^: det, daß' deren Ausgang negativ ist und daß aus diesem Grunde die beiden Einheiten Π und III gesperrt sind.. Auf die gleiche Weise sind die Einheiten I und III gesperrt, wenn die Einheit zwei im Betrieb ist." ^: det that 'their output is negative and that for this reason the two units Π and III are blocked .. In the same way, units I and III are blocked when unit two is in operation.

Es ist offensichtlich, daß es auf diese Weise möglichIt is obvious that it can be done this way

'* ist, eine, ganz willkürlich gewählte Anzahl von Einheiten zu vereinen. Bei Leuchtfeuern, bei denen die einzelnen Leuchtfeuerlampen stets im Brennpunkt des Linsensystems liegen müssen, kann die Anordnung entweder so ausgebildet werden, daß eine gemeinsame Leuchte mit einer Vielzahl von Glühfaden vorhanden ist oder daß mehrere Leuchten vorhanden sind| bei denen die Linsensysteme beispielsweise übereinander angeordnet sein können.'* is, an arbitrarily chosen number of units to unite. For beacons where the individual beacon lamps are always in the focal point of the Lens system must lie, the arrangement can either be designed so that a common There is a luminaire with a large number of filaments or that there are several luminaires | at which the lens systems can for example be arranged one above the other.

Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei der der Steueroszillator, der mit OSC bezeichnet ist, zur gemeinsamen Steuerung von drei Einheiten I, II und III benutzt wird. Auf diese Weise sind die Einheiten normalerweise außer Betrieb, und sie laufen, erst durch die Zuführung von Impulsen an, auf die die Lampen periodisch aufleuchten. Die drei Einheiten sind einander ähnlich, so daß das Schaltbild lediglich für die erste gezeigt wird. Im übrigen ist die Anordnung im wesentlichen die gleiche wie für die Einheit I in Fig. 1, was durch die Benutzung der einander entsprechenden Bezugszeichen zum Ausdurck gebracht sei. Ein Unterschied besteht lediglich darin, daß ein Widerstand 18 zwischen die Basis .und den Emitter des ersten Transistors 3 gelegt wurde, um hierdurch das Selbstschwingen der Einheit I. zu verhindern. Die Steueranordnung OSC arbeitet in der gleichen Weise wie bei Fig. 1 beschrieben, und es entstehen positive Impulse, die an die Gleichrichter 17 der einzelnen Einheiten gelangen. Durch den Gleichrichter geht eine positive Impulswelle, die dem" Transistor 3 über den Kondensator,19 aufgedrückt wird, solange die.Kathode des Gleichrichters 17^gegenüber dessen Anode nicht positiv ist.. Die Anordnung zur Erzeugung einer Sperrspannung ist ähnlicb/der bereits beschriebenen, £>le Sperrspannung der jeweilig in Betrieb befind-Fig. 4 shows an arrangement in which the control oscillator, which is labeled OSC , is used for the common control of three units I, II and III. In this way, the units are normally out of order and will not start up until the application of pulses, in response to which the lamps light up periodically. The three units are similar to each other so the schematic is only shown for the first one. Otherwise, the arrangement is essentially the same as for the unit I in FIG. 1, which is expressed by the use of the corresponding reference symbols. The only difference is that a resistor 18 was placed between the base and the emitter of the first transistor 3 in order to prevent the unit I from self-oscillating. The control arrangement OSC works in the same way as described for FIG. 1, and positive pulses are generated which reach the rectifiers 17 of the individual units. A positive pulse wave passes through the rectifier and is impressed on the transistor 3 via the capacitor 19 as long as the cathode of the rectifier 17 is not positive with respect to its anode. The arrangement for generating a reverse voltage is similar to that already described. £> le reverse voltage of the respective operating

Claims

Union unit I is fed to the other units via the rectifier 20 located therein. The arrangement according to FIG. 4 is superior to the types of operation described above, since the reverse voltage does not reach the input of the transistor 3 as a bias voltage and thus has no influence on the operation of the transistor circuit. It is obvious that an arbitrarily higher number of such arrangements can be connected to one another. For this it is only necessary to increase the number of rectifiers 20 for distributing the reverse voltage. These rectifiers are necessary as soon as more than two units are used in order to counteract mutual coupling between the units. PATENT APPROACH:

1. Arrangement for standby operation of one composed of several similarly structured units System, in particular an automatic, electrically operated beacon system, with one of the units of the system each comprising a power consumer normally in operation, while the other units serve as backup units, the so · are interconnected that for > in the event of a failure or malfunction in operation located unit a reserve unit is automatically put into operation, with each unit is set up so that it generates a reverse voltage in the case of operation, which is based on the other units is transferred 'and this blocks, characterized in that the consumer is connected within the unit in such a way that in the event of its failure at its terminals Voltage equality occurs, with the reverse voltage being reached between the terminals.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that each individual unit has a pulse generator that emits current pulses to a device, for example to a signal lamp.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that parallel to the device over a rectifier, the parallel connection of a capacitor with a resistor is placed, whereby the reverse voltage is achieved on the parallel circuit.

4. Arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the Units differ from one another in such a way that when switched on at the same time, one of them is preferred starts up.

5. Arrangement according to one of claims 2 to 4, characterized in that each unit through pulses from a common control oscillator is controlled and the reverse voltage generated by one of the units takes effect the impulses of the control oscillator on the input side of the other units prevented.

1 sheet of drawings