DE1148637B

DE1148637B - Verfahren und Schaltungsanordnung zur unterbrechungslosen, stetig verlaufenden Lastuebergabe von einer Gleichrichteranord-nung mit selbsttaetiger Stromgleichhaltung auf eine andere gleichartige aufgebaute Gleichrichteranordnung

Info

Publication number: DE1148637B
Application number: DEF28762A
Authority: DE
Inventors: Georg Hecht
Original assignee: Felten and Guilleaume AG
Current assignee: Felten and Guilleaume AG
Priority date: 1959-06-23
Filing date: 1959-06-23
Publication date: 1963-05-16
Also published as: GB909728A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 21 c 67/55

INTERNATIONALE KL.

H 02p; j

F28762Vrab/21c

ANMELDETAG: 23. JUNI 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 16. MAI 1963

Bei Anlagen zur elektrischen Nachrichtenübertragung über Kabel, insbesondere solchen mit trägerfrequenter Ausnutzung der Leitungen, müssen zum Ausgleich der Kabeldämpfung in bestimmten Abständen Zwischenverstärker in den Leitungsweg eingeschaltet werden.

Die Stromversorgung dieser Zwischenverstärker, die vornehmlich mit Elektronenröhren arbeiten, kann entweder örtlich über eigene Stromversorgungsanlagen oder aus einer oder mehreren zentralen Stromversorgungsanlagen über eigene Stromversorgungsleitungen oder das Nachrichtenkabel selbst erfolgen. Für die Stromversorgung von in Seekabel eingeschalteten Unterwasserverstärkern kommt—insbesondere bei Anlagen, bei denen die Nachrichtenübertragung über Koaxialkabel erfolgt, deren Innenleiter einen verhältnismäßig großen Querschnitt haben — praktisch nur eine sogenannte Fernstromversorgung über das bzw. die Nachrichtenkabel selbst in Frage.

Im Gegensatz zur Fernstromversorgung bei Landkabeln, die üblicherweise mit hochgespanntem Wechselstrom erfolgt, werden die Unterwasserverstärker mit Gleichstrom gespeist und stromversorgungsmäßig in Serie geschaltet. Um eine lange Lebensdauer der Verstärkerröhren zu gewährleisten, müssen jedoch an die Konstanz des Speisestromes einer solchen Fernstromversorgung außerordentlich hohe Anforderungen gestellt werden; aus diesem Grunde wird bei derartigen Seekabelanlagen außer der normalerweise zur Stromversorgung der Unterwasserverstärker dienenden Gleichrichteranordnung (Betriebsgleichrichter) noch eine zweite, vorzugsweise gleichartig aufgebaute Gleichrichteranordnung (Ersatzgleichrichter) vorgesehen, die bei Ausfall des Betriebsgleichrichters oder bei Durchführung von Wartungs- oder Überwachungsarbeiten an dem Betriebsgleichrichter an dessen Stelle eingesetzt werden kann.

Die Lastübergabe von dem Betriebsgleichrichter auf den Ersatzgleichrichter muß aus den vorgenannten Gründen nicht nur unterbrechungslos, sondern auch so erfolgen, daß die geforderte Konstanz des Fernspeisestromes auch während der Lastübergabe gewährleistet ist; außerdem muß die Lastübergabe auch beliebig langsam und gesteuert erfolgen können, damit während der Übergabe auftretende Unregelmäßigkeiten rechtzeitig erkannt und sofort rückgängig gemacht werden können.

In Fig. 1 ist das Prinzipschaltbild einer bekannten Fernstromversorgungsanlage mit einem Betriebsgerät und einem Ersatzgerät zur unterbrechungslosen Lastübergabe von einem dieser beiden Geräte auf das andere dargestellt.

Verfahren und Schaltungsanordnung zur unterbrechungslosen, stetig verlaufenden Lastübergabe von einer Gleichrichteranordnung mit selbsttätiger Stromgleichhaltung auf eine andere gleichartige aufgebaute Gleichrichteranordnung

Anmelder:

Feiten & Guilleaume

Fernmeldeanlagen G.m.b.H.,

Nürnberg, Äußere Bayreuther Straße/

Bierweg 180

Georg Hecht, Nürnberg, ist als Erfinder genannt worden

Das Betriebsgerät sowie das Ersatzgerät bestehen je aus einem sogenannten Netzgleichrichter 1 (bzw. 1') und einer Anordnung zur selbsttätigen Stromgleichhaltung; in dem Netzgleichrichter wird die Netzspannung in bekannter Weise (erforderlichenfalls hinauf- oder herunter-) transformiert, gleichgerichtet und geglättet; die Anordnung zur Stromgleichhaltung besteht aus einer oder mehreren in bekannter Weise als veränderlicher Widerstand wirkenden steuerbaren Elektronenröhren 2, einem im Stromweg zwischen diesen und der Belastung 6 liegenden Strommeßglied 3 und einem sogenannten Sollwertgeber 4; mittels des Meßgliedes wird der Istwert des Stromes im Lastkreis gemessen und mit dem von dem Sollwertgeber erzeugten Sollwert verglichen; die aus der Differenz dieser beiden Werte gewonnene »Stellgröße« wird dann (über einen Regelverstärker 5) dem bzw. den Steuergittern der Regelröhren zugeführt, wodurch sich deren Innenwiderstand entsprechend den am Meßglied 3 auftretenden, von den Netzspannungsschwankungen herrührenden Stromschwankungen immer so verändert, daß in dem Verbraucherstromkreis 1, 2, 3, 6 stets ein nahezu konstanter Gleichstrom fließt.
Bei einer derartigen Anordnung mußte bisher zur Lastübergabe von dem einen Stromversorgungsgerät (Betriebsgleichrichter) auf das andere Stromversorgungsgerät (Ersatzgleichrichter) der Sollwertgeber des

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letzteren in Richtung höherer Werte verstellt und gleichzeitig der Sollwertgeber des zu entlastenden Stromversorgungsgerätes jeweils um den gleichen Betrag zurückgeregelt werden. Da die gegenläufige Einstellung der Sollwertgeber bei diesen Anordnungen von Hand vorgenommen werden mußte, stellte die Konstanthaltung des Fernsprechstromes während der Lastübergabe außerordentlich hohe Anforderungen an die Geschicklichkeit des Bedienungspersonals.

Die Erfindung stellt nun eine Weiterentwicklung dieser bekannten Schaltungsanordnung und des dabei angewandten Verfahrens zur Lastübergabe dar und bezweckt, die Lastübergabe zwangläufig so durchzuführen, daß die Konstanthaltung des Fernspeisestromes unabhängig von der Geschicklichkeit des Bedienungspersonals auch während der Lastübergabe vollständig gewährleistet ist.

Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß während der Lastübergabe die von beiden Gleichrichteranordnungen gelieferten Ströme über das Meßglied der Regeleinrichtung der zu entlastenden Gleichrichteranordnung geführt werden, d. h., der von dem zu belastenden Stromversorgungsgerät (Ersatzgleichrichter) gelieferte Strom wird während der Lastübergabe vor dem Meßglied des zu entlastenden Stromversorgungsgerätes in den Verbraucherstromkreis dieses Gerätes eingespeist, so daß der von den beiden Stromversorgungsgeräten gemeinsam gelieferte Summenstrom über das Meßglied des zu entlastenden Stromversorgungsgerätes fließt; durch diese Maßnahme erreicht man, daß der in den Verbraucherstromkreis fließende Summenstrom während der Lastübergabe von dem Stromregler des zu entlastenden Stromversorgungsgerätes auf dem durch seinen Sollwertregler vorgegebenen Wert konstant gehalten wird; demzufolge kann die Lastübergabe ausschließlich durch Verstellen des Sollwertgebers des zu belastenden Stromversorgungsgerätes (Ersatzgleichrichter) bewirkt werden, während gleichzeitig der von dem zu entlastenden Stromversorgungsgerät (Betriebsgleichrichter) gelieferte Strom zwangläufig jeweils genau um den von dem zu belastenden Stromversorgungsgerät gelieferten Teilstrom abnimmt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäß erweiterten Schaltungsanordnung wird im nachstehenden an Hand der Fig. 2 näher beschrieben und erläutert.

Die beiden Stromversorgungsgeräte und deren mit der bekannten Schaltungsanordnung übereinstimmende Bauelemente sind mit den bereits in Fig. 1 verwendeten Bezugszeichen versehen.

Die Lastübergabe soll von dem mit 1... 5 bezeichneten »Betriebsgleichrichter« auf den mit Γ...5' bezeichneten »Ersatzgleichrichter« erfolgen; in diesem Fall ist der mit Sch3 bezeichnete doppelpolige Schalter, der den Betriebsgleichrichter mit dem Verbraucherstromkreis verbindet, geschlossen; der doppelpolige Umschalter Sch 4, mittels dessen der Ersatzgleichrichter entweder an eine Ersatzbelastung 6' gelegt oder ebenfalls mit dem Verbraucherstromkreis verbunden werden kann, ist in der Zeichnung in der Stellung dargestellt, in der der Ersatzgleichrichter über den unterbrechungslosen Umschalter Schi so mit dem Verbraucherstromkreis verbunden ist, daß der von ihm gelieferte Teilstrom Je über das Strommeßglied 3 des Betriebsgleichrichters fließt.

Wird nun zum Zweck der Lastübergabe von dem Betriebsgleichrichter auf den Ersatzgleichrichter der Sollwertgeber 4' des Ersatzgleichrichters von Null beginnend in Richtung höherer Werte verstellt, so nimmt der von dem Betriebsgleichrichter gelieferte Stromanteil zwangläufig jeweils genau um den von dem Ersatzgleichrichter gelieferten Teilstrom ab; diese vollständig selbsttätige Abnahme des von dem Betriebsgleichrichter gelieferten Stromanteils erklärt sich daraus, daß der Stromregler des Betriebsgleichrichters, dessen Sollwertgeber unverändert auf den von dem Verbraucherstromkreis benötigten Summenstrom /v eingestellt geblieben ist, stets auf diesen Konstantwert regelt; wird also dem Meßglieds des Betriebsgleichrichters von dem Ersatzgleichrichter der Teilstrom Je zugeführt, so wird der Betriebsgleichter nur mit dem Differenzstrom Jv-Je = Jb belastet.

Nach vollständiger Lastübernahme durch den Ersatzgleichrichter, d. h. also, wenn Jb — O und Je = Jv geworden ist, kann der Ersatzgleichrichter, dessen Sollwertgeber dann auf den Maximalwert Jv eingestellt ist, mittels des Umschalters Schi unmittelbar mit dem Verbraucherstromkreis verbunden und der Betriebsgleichrichter mittels des Schalters Sch3 vom Verbraucherstromkreis 6 abgeschaltet werden.

Zweckmäßigerweise verwendet man als Sollwertgeber des Ersatzgleichrichters ein Potentiometer mit einem einstellbaren Endanschlag, mittels dessen der Sollwert des Verbraucherstromes festgelegt werden kann; zu diesem Zweck wird der Ersatzgleichrichter vor seiner Anschaltung an den Verbraucherstromkreis mittels des Umschalters Sch 4 an die dem Verbraucherstromkreis entsprechende Ersatzbelastung 6' gelegt und der Endausschlag des Sollwertgebers genau auf den Wert eingestellt, der dem vom Betriebsgleichrichter an den Verbraucherstromkreis gelieferten Strom entspricht.

Wird nun bei der Lastübergabe der Sollwertgeber des Ersatzgleichrichters von seiner Nullstellung bis zu der durch den Anschlag festgelegten Endstellung durchgedreht, so hat man die Gewähr dafür, daß der Wert des nun vom Ersatzgleichrichter gelieferten Stromes genau dem vor Beginn der Lastübergabe von dem Betriebsgleichrichter gelieferten Strom entspricht. Zur Messung des vor der Lastübergabe von dem Betriebsgleichrichter gelieferten und nach der Lastübernahme von dem Ersatzgleichrichter zu liefernden Stromes dient ein Amperemeter A, das mittels des Umschalters Sch 2 wahlweise in bzw. an den Stromweg des Betriebsgleichrichters oder des Ersatzgleichrichters gelegt werden kann. Da der während der Lastübergabe von den beiden Stromversorgungsgeräten (Betriebsgleichrichter und Ersatzgleichrichter) gelieferte Summenstrom durch den Stromregler des Betriebsgleichrichters auch während der Lastübergabe konstant gehalten wird, kann die Lastübergabe an sich beliebig schnell oder langsam durchgeführt werden; trotzdem empfiehlt es sich, sich bei der Lastübergabe zur Verstellung des Sollwertgebers eines kleinen Verstellmotors zu bedienen, weil dadurch eine vollständig kontinuierliche Lastübergabe gewährleistet wird.
Der leichteren Verständlichkeit halber wurde die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung nur für die Lastübergabe von einem »Betriebsgleichrichter« auf einen »Ersatzgleichrichter« erläutert; die Schaltungsanordnung kann jedoch unter sinngemäßer Anwendung des Erfindungsgedankens auch so erweitert werden, daß jedes der beiden Stromversorgungsgeräte sowohl als »Betriebsgleichrichter« als auch als »Ersatzgleichrichter« eingesetzt werden und die Lastübergabe von dem einen Strom-

Versorgungsgerät auf das andere oder umgekehrt in der gleichen Weise erfolgen kann; in diesem Fall werden dann zweckmäßigerweise zwei vollständig gleichartig aufgebaute Stromversorgungsgeräte verwendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur unterbrechungslosen, stetig verlaufenden Lastübergabe von einer Gleichrichteranordnung mit selbsttätiger Stromgleichhaltung (Betriebsgleichrichter) auf eine andere, gleichartig aufgebaute Gleichrichteranordnung (Ersatzgleichrichter) bei Stromversorgungsanlagen für Geräte der elektrischen Nachrichtentechnik, da durch gekennzeichnet, daß während der Lastübergabe die von beiden Gleichrichteranordnungen gelieferten Ströme über das Meßglied der Regeleinrichtung der zu entlastenden Gleichrichteranordnung geführt werden.

2. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromgleichhaltung mittels an sich bekannter Regelkreise erfolgt, die aus einer zwischen dem Gleichrichter und dem Verbraucher liegenden und als veränderlicher Widerstand wirkenden steuerbaren Elektronenröhre und einem zwischen dieser und dem Verbraucher liegenden Strommeßglied sowie einem Sollwertgeber und einem zwischen dem Meßglied und dem Sollwertgeber einerseits und dem Steuergitter der Elektronenröhre andererseits liegenden Regelverstärker bestehen.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Lastübergabe zu belastende Gleichrichteranordnung vor ihrer Zuschaltung auf den Verbraucherstromkreis zwecks Festlegung der Endstellung ihres Sollwertgebers auf eine dem Verbraucherstromkreis entsprechende Ersatzbelastung schaltbar ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 374 791, 378 301,
750.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1 309 580/379 5.63