DE1263082B

DE1263082B - Electronic frequency relay

Info

Publication number: DE1263082B
Application number: DE1964S0093531
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl-Heinz Bayer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1964-09-30
Filing date: 1964-09-30
Publication date: 1968-03-14

Description

Elektronisches Frequenzrelais Bei der Frequenzüberwachung von Netzen sowie bei der Frequenzauswahl in Fernsteueranlagen wird meist von einem frequenzempfindlichen Schaltglied, einem sogenannten Frequenzrelais Gebrauch gemacht. Die bisherigen Ausführungsformen dieser Frequenzrelais bestanden in sogenannten mechanischen Zungenfrequenzrelais oder elektromechanischen Induktionsmeßwerken, sogenannten Ferrarisrelais mit abgestimmten Resonanzkreisen. Nachteilig bei diesen bekannten elektromechanischen Frequenzrelais ist ihre verhältnismäßig geringe Ansprechgeschwindigkeit sowie die verschleißbehafteten und nicht wartungsfreien Bauteile. Auch gestaltet sich der Abgleich bzw. das beliebig veränderbare Einstellen der Ansprechgrenzen schwierig, wenn nicht gar unmöglich. Es müssen z. B. bei einem Ferrarisrelais schon bei mäßigen Anforderungen an dessen Selektivität mehrere Resonanzkreise voneinander abhängig verstellt werden.Electronic frequency relay For frequency monitoring of networks as well as the frequency selection in remote control systems is usually a frequency-sensitive Switching element, a so-called frequency relay made use. The previous embodiments these frequency relays consisted of so-called mechanical reed frequency relays or electromechanical induction measuring units, so-called Ferraris relays with coordinated Resonance circles. A disadvantage of these known electromechanical frequency relays is their relatively low response speed as well as the wear-prone and non-maintenance-free components. The comparison can also be made arbitrarily Changing the setting of the response limits is difficult, if not impossible. It must z. B. with a Ferrari relay with moderate demands on it Selectivity of several resonance circuits can be adjusted depending on one another.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein elektronisches Frequenzrelais zu schaffen, welches sich gegenüber den bisherigen Frequenzrelais dadurch auszeichnet, daß es eine große Ansprechempfindlichkeit besitzt, nicht verschleißbehaftet ist und demzufolge keinerlei Wartung bedarf. Darüber hinaus können auch in weitaus einfacherer Weise bei ihm die Ansprechgrenzen eingestellt und justiert werden. Das elektronische Frequenzrelais nach vorliegender Erfindung ist gekennzeichnet durch ein Koinzidenz-Gatter, dessen erster Eingang von aus den Halbwellen einer Wechselspannung mittels einer Impulsformerstufe gewonnenen rechteckförrnigen Impulsen, welche die Länge einer Halbwelle aufweisen, beaufschlagt ist, welche ihrerseits mit ihrer Vorderflanke eine Bezugsimpulse konstanter Dauer liefernde monostabile Kippstufe anstoßen, deren Ausgang über eine Umkehrstufe mit dem zweiten Eingang des Koinzidenz-Gatters verbunden ist.The object of the present invention is to provide an electronic frequency relay to create, which distinguishes itself from the previous frequency relays by that it has a high sensitivity, is not subject to wear and consequently no maintenance whatsoever. In addition, it can also be made in far simpler Way, the response limits can be set and adjusted with him. The electronic one Frequency relay according to the present invention is characterized by a coincidence gate, whose first input from the half-waves of an alternating voltage by means of a Pulse shaping stage obtained rectangular pulses, which are the length of a Have half-wave, is acted upon, which in turn with its leading edge trigger a monostable multivibrator delivering reference pulses of constant duration, whose Output connected to the second input of the coincidence gate via an inverter is.

Im folgenden soll die Erfindung samt ihren weiteren Merkmalen und Ausgestaltungen an Hand der Zeichnungen veranschaulicht werden. Da die Erfindung elektronische, logische Bausteingruppen verwendet, ist es zweckmäßig, zum besseren Verständnis zunächst auf die prinzipielle Wirkungsweise der einzelnen logischen Bausteine einzugehen.In the following the invention together with its further features and Embodiments are illustrated with reference to the drawings. Because the invention electronic, logical building block groups used, it is expedient for the better Understanding first of all the principle of operation of the individual logical To enter into building blocks.

Die Ausgänge dieser Bausteine sind grundsätzlich nur zweier Werte fähig, nämlich eines Nullsignals, welches bei dem dargestellten System dem Erd- oder Massepotential entsprechen soll, und einem L-Signal, welches ein gegenüber Masse negatives Potential aufweist. Die Umkehr- oder Negationsstufe N zeigt an ihrem Ausgang nur dann ein L-Signal, solange an ihrem Eingang ein 0-Signal ansteht; das mit U bezeichnete Und-Gatter liefert nur dann ein L-Signal, solange an seinen sämtlichen Eingängen gleichzeitig L-Signale anstehen. Eine bistabile Kippstufe - in der Zeichnung mit B bezeichnet - besitzt zwei komplementäre bzw. antivalente Ausgänge, d. h., wenn der eine Ausgang ein L -Signal führt, ist an dem anderen Ausgang ein 0-Signal, und umgekehrt. Wenn an den einen Ausgang zugeordneten Eingang der bistabilen Kippstufe ein L-Signal gelegt wird, so erscheint an dem ihm zugeordneten Ausgang ebenfalls ein L-Signal, welches auch nach Verschwinden des Eingangssignals so lange bestehenbleibt, bis auf den anderen Eingang ein L-Signal gegeben wird. Es ist auch möglich, die bistabile Kippstufe mit Impulsflanken in die eine oder andere Lage zu kippen. In der Regel wird die bistabile Kippstufe so ausgelegt bzw. die Impulsansteuerung so getroffen, daß nur eine Impulsflanke bestimmter Richtung in der Lage ist, die Stufe umzukippen, z. B. entweder nur die ansteigenden oder nur die abfallenden Impulsflanken. So kippen sämtliche in den Zeichnungen dargestellten bistabilen Kippstufen jeweils nur dann, wenn an ihren entsprechenden Eingängen ein Signalwechsel von 0 auf L-Signal stattfindet. Eine monostabile Kippstufe, die in der Zeichnung mit M bezeichnet ist, liefert nur auf eine Eingangssignaländerung von 0 auf L-Signal hin ein L-Signal, das für eine in der Regel durch innere Zeitkonstantenbeschaltung wählbar festgelegte Zeitdauer anhält. Die monostabile Kippstufe erzeugt daher stets einen Impuls konstanter Zeitdauer.The outputs of these blocks are basically only two values capable, namely a zero signal, which in the system shown corresponds to the earth or ground potential, and an L signal, which is an opposite Ground has negative potential. The inversion or negation stage N shows on theirs Output only an L signal as long as a 0 signal is present at its input; the AND gate marked with U delivers an L signal only as long as all of its L signals are present at the inputs at the same time. A bistable multivibrator - in the drawing denoted by B - has two complementary or non-equivalent outputs, i.e. H., if one output has an L signal, the other output has a 0 signal, and vice versa. If at the input of the bistable multivibrator assigned to an output an L signal is applied, it also appears at the output assigned to it an L signal, which persists even after the input signal disappears, unless an L signal is given at the other input. It is also possible that Flip bistable multivibrator with pulse edges in one or the other position. In As a rule, the bistable multivibrator is designed and the pulse control is designed like this hit that only one pulse edge in a certain direction is able to pass the stage to tip over, e.g. B. either only the rising or only the falling pulse edges. Thus, all bistable flip-flops shown in the drawings tilt each time only if a signal change from 0 to L signal at their respective inputs takes place. A monostable multivibrator, which is denoted by M in the drawing, only supplies an L signal when the input signal changes from 0 to L signal, that for one that is usually selectable by internal time constant circuitry Duration lasts. The monostable multivibrator therefore always generates a pulse that is more constant Duration.

Die auf diese Weise in ihrer Funktion gekennzeichneten Bausteine sind handelsüblich erhältliche Elemente, so daß auf ihre innere Schaltung nicht näher eingegangen zu werden braucht. Eine Ausnahme kann hier die monostabile Kippstufe bilden, welche eine für die Zwecke der Erfindung vorteilhafte Abwandlung erhalten kann, worauf jedoch erst später noch näher eingegangen wird.The function blocks identified in this way are commercially available elements, so no closer to their internal circuit needs to be entered. The monostable multivibrator can be an exception here form which an advantageous for the purposes of the invention modification can be obtained, but this will only be discussed in more detail later.

In F i g. 1 ist ein mit 1 bezeichneter Transformator primärseitig an die Klemmen R und S eines Drehstromnetzes angeschlossen. Der Sekundärwicklung des Transformators 1 liegt eine aus zwei antiparallelen Dioden bestehende Begrenzerschaltung parallel, wodurch in an sich bekannter Weise aus der sinusförmigen Sekundärspannung des Transformators 1 trapezförmige Impulsspannungen gleicher Frequenz gebildet werden. Eine als Schwellwertglied wirkende Negationsstufe 2 verwandelt diese trapezförmigen Impulsspannungen in rechteckförmige Impulszüge, wobei an ihrem Ausgang a jeweils für die Dauer einer positiven Netzspannungshalbwelle ein konstantes L-Signal entsteht. Der zeitliche Verlauf der Ausgangsspannung a, der der Netzspannung sowie einiger weiterer hier interessierender Spannungen ist in dem neben dem mit I bezeichneten rechten Teil der F i g. 1 unter Verwendung desselben Abszissenmaßstabes dargestellt. Der Teil I soll zunächst erläutert werden.In Fig. 1 is a transformer designated 1 on the primary side connected to terminals R and S of a three-phase network. The secondary winding of the transformer 1 is a limiter circuit consisting of two anti-parallel diodes parallel, whereby in a manner known per se from the sinusoidal secondary voltage of the transformer 1 trapezoidal pulse voltages of the same frequency are formed. A negation stage 2 acting as a threshold value element transforms these trapezoidal ones Pulse voltages in square-wave pulse trains, with at their output a each a constant L signal is generated for the duration of a positive mains voltage half-wave. The temporal course of the output voltage a, that of the mains voltage and some further voltages of interest here are in the next to the one marked with I. right part of FIG. 1 using the same abscissa scale. Part I should first be explained.

Die Ausgangsspannung a der Stufe 2 wird dem Eingang einer monostabilen Kippstufe 3 sowie dem linken Eingang eines Und-Gatters 6 zugeführt. Wie vorstehend erwähnt, erzeugt die monostabile Kippstufe auf eine negative Impulsflanke ihrer Eingangsspannung hin einen für die Dauer t, anhaltenden Impuls, der im folgenden als Bezugsimpuls bezeichnet wird. Wie aus der Diagrammskizze ersichtlich ist, wiederholt sich zu Beginn einer jeden Periode mit der Periodendauer T des Drehstromnetzes die Bildung dieses Bezugsimpulses. Eine der monostabilen Kippstufe 3 nachgeschaltete Negationsstufe 4 sowie ein auf diese folgender Differenzkondensator 5 bewirken an dem zweiten (rechten) Eingang des Und-Gatters 6 jeweils bei Ablauf der Bezugszeit t, das Auftreten kurzzeitiger Impulse, deren absteigende Impulsflanken jedoch nur dann zur Wirkung auf die bistabile Kippstufe 7 gelangen können, wenn gleichzeitig mit ihnen .ein von der Spannung a herrührendes L-Signal an dem ersten (linken) Eingang des Und-Gatters 6 ansteht. Dies kann aber nur dann der Fall sein, wenn die Bezugszeit t, kleiner ist, als eine halbe Periodendauer der Spannung URS. Die bisher beschriebene Anordnung trifft also eine Entscheidung darüber, ob die Netzfrequenz unterhalb oder oberhalb einer durch die Eigenzeit der monostabilen Kippstufe 3 bestimmten Frequenz liegt. Dem in den Diagrammskizzen dargestellten Fall ist zugrunde gelegt, daß die Halbperiodendauer T/2 der Frequenz der Netzspannung URS größer ist als die Impulsdauer am Ausgang der monostabilen Kippstufe 3. Die an dem rechten Eingang des Und-Gatters 6 eintreffenden Kurzzeitimpulse vermögen also auf den Eingang El der bistabilen Kippstufe 7 zu gelangen und bringen diese in eine derartige Lage, daß an dem Ausgang A1 ein L-Signal, am Ausgang A2ein 0-Signal, entsteht. Dieses L-Signal am Ausgang A1 hält bis zum Eintreffen der nächsten negativen Impulsflanke der Spannung a am zweiten (Lösch-)Eingang E, der bistabilen Kippstufe 7 an, wobei die bistabile Kippstufe in ihre Ruhelage zurückkippt, bei der an ihrem Ausgang A2 wieder L-Signal und an ihrem Ausgang A1 wieder 0-Signal erscheint, welches so lange bestehenbleibt, bis der nächste von der monostabilen Kippstufe -3 verursachte Ansteuerimpuls über das Und-Gatter 6 auf ihren Eingang E1 gelangt. Um das bei Unterfrequenz an dem Ausgang A1 pulsweise auftretende L-Signal in ein Dauer-L-Signal umzuwandeln, ist eine zweite monostabile Kippstufe 9 vorgesehen, die über einen Differenzierkondensator 10 jeweils dann angestoßen wird, wenn an dem Ausgang A2 der bistabilen Kippstufe 7 ein Wechsel von 0- auf L-Signal eintritt. Wenn die Eigenzeit der monostabilen Kippstufe 9 so bemessen ist, daß sie größer als die Bezugszeit t, ist, dann wird die bei Unterfrequenz an dem Ausgang AI der bistabilen Kippstufe 7 auftretende Impulspause durch das Ausgangssignal der monostabilen Kippstufe 9 überbrückt, so daß durch Mischung der beiden Ausgangssignale im Punkt 11 an der Klemme 12 das Dauersignal SI entsteht. Der Mischpunkt 11 kann zur an sich bekannten rückwirkungsfreien Mischung von mehreren Signalen als Oder-Gatter ausgeführt sein.The output voltage a of stage 2 is the input of a monostable Flip-flop 3 and the left input of an AND gate 6 are supplied. As above mentioned, generates the monostable multivibrator on a negative pulse edge of their Input voltage for a duration t, sustained pulse, which in the following is referred to as the reference pulse. As can be seen from the diagram sketch, repeated at the beginning of each period with the period T of the three-phase network Formation of this reference pulse. A downstream of the monostable multivibrator 3 Negation stage 4 as well as a differential capacitor 5 following this cause on the second (right) input of the AND gate 6 each time the reference time has expired t, the occurrence of short-term pulses, but only their descending pulse edges can then have an effect on the bistable flip-flop 7, if at the same time with them .an L signal resulting from the voltage a at the first (left) input of the AND gate 6 is pending. But this can only be the case if the reference time t, is less than half a period of the voltage URS. The one described so far So arrangement makes a decision about whether the grid frequency is below or above a frequency determined by the proper time of the monostable multivibrator 3 lies. The case shown in the diagram sketches is based on the fact that the Half-cycle duration T / 2 of the frequency of the mains voltage URS is greater than the pulse duration at the output of the monostable multivibrator 3. The one at the right input of the AND gate 6 incoming short-term pulses are thus able to the input El of the bistable To get flip-flop 7 and bring them into such a position that at the output A1 an L signal and a 0 signal at output A2. This L signal at the output A1 holds until the arrival of the next negative pulse edge of voltage a am second (cancel) input E, the bistable flip-flop 7, the bistable flip-flop tilts back into its rest position, when the signal at its output A2 is again L and on 0 signal appears again at its output A1, which remains until the next trigger pulse caused by the monostable multivibrator -3 via the AND gate 6 reaches its input E1. To do this with underfrequency at the output A second step is to convert A1 pulsating L signal into a permanent L signal monostable multivibrator 9 is provided, each via a differentiating capacitor 10 is then triggered when a change at the output A2 of the bistable flip-flop 7 from 0 to L signal occurs. If the proper time of the monostable multivibrator 9 is so is dimensioned so that it is greater than the reference time t, then the at underfrequency Pulse pause occurring at the output AI of the bistable multivibrator 7 due to the output signal the monostable multivibrator 9 bridged, so that by mixing the two output signals The continuous signal SI is generated at point 11 at terminal 12. The mixing point 11 can for the known reaction-free mixing of several signals as an OR gate be executed.

Ist dagegen die Bezugszeit t, größer als eine Halbperiodendauer der Netzspannung URS, so erscheint am Ausgang des Und-Gatters 6 0-Signal, und die bistabile Kippstufe verharrt in der Lage, in der an ihrem Ausgang A1 ein 0-Signal und an ihrem Ausgang A2 ein L-Signal ansteht. Da deshalb auch kein Signalwechsel am AusgangA2 erfolgt, wird die monostabile Kippstufe 9 nicht angestoßen, weshalb die Klemme 12 für diesen Betriebsfall ständig 0-Signal aufweist. Der Verlauf der Spannung Sf in Abhängigkeit von der Frequenz f der Spannung USR ist in einer der Klemme 12 zugeordneten Skizze angedeutet. Man sieht daraus, daß die bisher beschriebene Anordnung bei einer scharf definierten Frequenz fI, welche durch die Bezugszeit t, festgelegt ist, anspricht. Sie kann daher als ein auf unterhalb der Frequenzgrenze f, ansprechendes Frequenzrelais Verwendung finden.If, on the other hand, the reference time t, is greater than a half-cycle duration of the mains voltage URS, a 0 signal appears at the output of the AND gate 6, and the bistable multivibrator remains in the position of having a 0 signal at its output A1 and a 0 signal at its output A2 has an L signal. Since there is therefore no signal change at output A2, the monostable multivibrator 9 is not triggered, which is why terminal 12 always has a 0 signal for this operating case. The course of the voltage Sf as a function of the frequency f of the voltage USR is indicated in a diagram assigned to terminal 12. It can be seen from this that the arrangement described so far responds at a sharply defined frequency fI, which is determined by the reference time t. It can therefore be used as a frequency relay that responds below the frequency limit f.

In dem mit 1I bezeichneten Teil der F i g. 1 ist mit der sich bis zu der Klemme 13 erstreckenden Anordnung im Prinzip ein gleiches Frequenzrelais dargestellt, wie in dem mit I bezeichneten Teil, weshalb das Ausgangssignal S'11 an der Klemme 13 grundsätzlich den gleichen Verlauf aufweist, wie das an der Klemme 12 entstehende Signal SI. Durch eine zwischen den Klemmen 13 und 14 angeordnete Negationsstufe 15 wird ein dem Signal Sn inverses Signal SII erhalten. Verbindet man die Klemmen 14 und 12 mit den beiden Eingängen eines Und-Gatters 16, und wählt man die Bezugszeiten der Kippstufen 3 und 17 so, daß tII größer ist als tI, so erscheint an der Klemme 18 nur innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches fb ein Ausgangssignal. Die gesamte in der F i g. 1 dargestellte Anordnung wirkt daher wie ein hochselektives Frequenzrelais mit Bandfilterwirkung, wie es z. B. in Fernsteueranlagen vorteilhaft Verwendung finden kann. In F i g. 2 ist ein diesbezügliches Anwendungsbeispiel angedeutet. Es soll hier die Aufgabe gelöst werden, von einer Sendestation 19 Schaltbefehle auf eine Empfangsstation 20 über die Drehstromleitungen R und S selektiv in der Weise zu übertragen, daß bei Befehlsgabe durch den Schalter 21 dieser Befehl auf die Leitung 23 übertragen wird und bei Befehlsgabe durch den Schalter 22 in der Leitung 24 auf der Empfangsseite ein Signal erscheint. Zu diesem Zweck sind auf der Empfängerstation zwei Frequenzrelais entsprechend der Anordnung nach F i g. 1 an die Leitungen R und S angeschlossen. Diese beiden Frequenzrelais weisen unterschiedliche Ansprechfrequenzbänder fb2 und- fvi auf, denen auf der Sendestation Signalgeber in Form von Wechselspannungsgeneratoren 25 und 26 zugeordnet sind, deren Frequenzen sich in dem entsprechenden Bereich bewegen. Durch Schließen des Kontakts 21 gelangt ein von dem Signalgenerator 25 herrührendes Wechselspannungssignal auf die Drehstromleitung, welches lediglich dasjenige Frequenzrelais ansprechen läßt, das auf das Frequenzband fbi abgestimmt ist, während bei Betätigung des Schalters 22 das Frequenzrelais mit dem entsprechenden Frequenzband fb2 zur Wirkung gelangt. Die dargestellte Anordnung kann noch beliebig um weitere Frequenzrelais und zugeordnete Wechselstromgeneratoren erweitert werden, insbesondere hat man es durch entsprechende Einstellung der Bezugszeiten der beiden monostabilen Kippstufen jedes Frequenzrelais beliebig in der Hand, sowohl Lage als auch Breite des Frequenzbereiches festzulegen. Zur Aussiebung der Frequenz des Drehstromnetzes können in an sich bekannter Weise entsprechend abgestimmte Resonanzkreise vorgesehen werden, z. B., wie in F i g. 1 mit 30 bezeichnet, auf der Sekundärseite des Eingangstransformators 1.In the part of FIG. 1 is with the up to the terminal 13 extending arrangement in principle an identical frequency relay shown, as in the part labeled I, which is why the output signal S'11 at the terminal 13 basically has the same course as that at the terminal 12 resulting signal SI. By one arranged between the terminals 13 and 14 Negation stage 15 receives a signal SII which is the inverse of the signal Sn. Connects the terminals 14 and 12 with the two inputs of an AND gate 16, and selects the reference times of the flip-flops 3 and 17 so that tII is greater than tI appears an output signal at terminal 18 only within a certain frequency range fb. The entire in FIG. 1 therefore acts like a highly selective one Frequency relay with band filter effect, as it is e.g. B. advantageous in remote control systems Can be used. In Fig. A related application example is indicated in FIG. The object is to be achieved here, 19 switching commands from a transmitting station to a receiving station 20 via the three-phase lines R and S selectively in the Way to transmit that when a command is given by the switch 21 this command on the line 23 is transmitted and when a command is given by the switch 22 in the Line 24 on the receiving side a signal appears. For this purpose are on the receiving station has two frequency relays according to the arrangement according to FIG. 1 connected to lines R and S. These two frequency relays have different Response frequency bands fb2 and -fvi on those on the transmitting station Signal transmitter in the form of alternating voltage generators 25 and 26 are assigned, their frequencies move in the corresponding area. By closing the contact 21 arrives an alternating voltage signal originating from the signal generator 25 on the three-phase line, which can only respond to the frequency relay that operates on the frequency band fbi is matched, while when the switch 22 is actuated, the frequency relay with the corresponding frequency band fb2 comes into effect. The arrangement shown Can also add additional frequency relays and assigned alternating current generators at will can be expanded, in particular by setting the reference times accordingly of the two monostable multivibrators each frequency relay arbitrarily in the hand, both Determine the position and width of the frequency range. To filter out the frequency of the three-phase network can be appropriately matched resonance circuits in a manner known per se be provided, e.g. B., as in FIG. 1 denoted by 30, on the secondary side of the input transformer 1.

Zum Zweck der Frequenzüberwachung von Drehstromnetzen ist es oft erwünscht, ein Frequenzrelais zu verwenden, das zwar bei Erreichen einer bestimmten unteren Frequenz anspricht, doch erst nach Erreichen einer höheren Frequenz wieder abfällt. Dies bezeichnet man als sogenanntes Halteverhältnis bzw. Hystereseverhalten. Als weitere Ausgestaltung der Erfindung ist ein derartiges Relais mit Halteverhältnis auf elektronischer Basis in F i g. 3 dargestellt. Für Elemente gleicher Wirkungsweise wie bei der Anordnung nach F i g. 1 sind dieselben Bezugszeichen beibehalten worden. Ohne die mit 36 bezeichnete Verbindungsleitung des Ausgangs der monostabilen Kippstufe 9 zum Mischpunkt 34 arbeitet die dargestellte Anordnung genauso wie die in dem rechten, mit I bezeichneten Teil der F i g. 1 dargestellte Schaltung. Bei dem in den Diagrammskizzen der F i g. 3 zugrundegelegten Betriebsfall ist angenommen, daß die Netzfrequenz größer ist als die durch die Bezugszeit t1 festgelegte Frequenz, so daß der Ausgang A1 der bistabilen Kippstufe 7 dauernd ein 0-Signal aufweist. Es bleibt daher auch die monostabile Kippstufe 9 in Ruhe, und an der Klemme 35 tritt ebenfalls 0-Signal auf. Sinkt die Netzfrequenz, wird also die Dauer der Netzspannungshalbperioden größer als die Dauer t1 des Bezugsimpulses, dann wird analog der im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebenen Weise die monostabile Kippstufe 9 zu Beginn einer jeden Periode angestoßen und liefert ein für die Dauer t3 anhaltendes L-Signal zum Mischpunkt 11.For the purpose of frequency monitoring of three-phase networks, it is often desirable to use a frequency relay, although when reaching a certain lower Frequency responds, but only drops again after reaching a higher frequency. This is known as the so-called hold ratio or hysteresis behavior. as Another embodiment of the invention is such a relay with a hold ratio on an electronic basis in FIG. 3 shown. For elements with the same mode of action as with the arrangement according to FIG. 1 the same reference numerals have been retained. Without the connecting line designated by 36 of the output of the monostable multivibrator 9 to the mixing point 34, the arrangement shown works in the same way as that in the right, part of FIG. 1 marked I. 1 circuit shown. With the one in the diagram sketches the F i g. 3 is based on the assumption that the network frequency is greater than the frequency determined by the reference time t1, so that the output A1 of the bistable multivibrator 7 has a 0 signal continuously. So it remains the monostable multivibrator 9 is at rest, and a 0 signal also occurs at terminal 35 on. If the grid frequency falls, the duration of the grid voltage half-periods increases than the duration t1 of the reference pulse, then analogously to that in connection with F i g. 1, the monostable multivibrator 9 at the beginning of each period is triggered and delivers an L signal to the mixing point which is sustained for the duration t3 11.

Da die monostabile Kippstufe 9 vorwiegend die Aufgabe hat, die bei Auftreten von Unterfrequenz sich am Ausgang Al der bistabilen Kippstufe 7 einstellenden Impulsserien zu einem Dauersignal zu ergänzen, braucht deren Kippzeit an sich nur so groß wie die Dauer t1 des Bezugsimpulses gewählt zu werden. Zur Erzielung des obenerwähnten Halteverhältnisses wird sie jedoch größer gewählt. Ohne den Signalflußweg 36 würde das elektronische Frequenzrelais bei Erreichen der durch die Bezugszeit t1 festgelegten Netzfrequenz wieder abfallen, d. h., an der Klemme 35 würde dann ein 0-Signal anstehen. Durch den Signalflußweg 36 wird jedoch in diesem Betriebsfall das am linken Eingang des Und-Gatters 6 anstehende, eine Öffnung desselben vorbereitende Signal jeweils für den die Zeit t1 übersteigenden Betrag der Kippzeit t3 verlängert. Es können daher nach wie vor auch bei weiterem Ansteigen der Netzfrequenz ein Dauersignal an der Klemme 35 bewirkende Stellimpulse über das Und-Gatter 6 auf die bistabile Kippstufe 7 gelangen. Übersteigt nun die Netzfrequenz die durch die Zeitdauer t3 der monostabilen Kippstufe 9 festgelegte Frequenz, so gelangen keine weiteren Stellimpulse mehr über das Und-Gatter 6, d. h., am Ausgang 35 entsteht also ein 0-Signal. Während die Kippzeit t1 der monostabilen Kippstufe die untere Ansprechgrenze des dargestellten Frequenzrelais festlegt, bestimmt die Kippzeit t3 der monostabilen Kippstufe 9 die obere Abfallgrenze.Since the monostable multivibrator 9 mainly has the task of Occurrence of underfrequency at the output A1 of the bistable multivibrator 7 To add series of impulses to a continuous signal only needs their tipping time per se to be chosen as long as the duration t1 of the reference pulse. To achieve the However, in the above-mentioned holding ratio, it is selected to be larger. Without the signal flow path 36 would the electronic frequency relay when reaching the through the reference time t1 specified network frequency drop again, d. that is, at terminal 35 would then a 0 signal is present. Through the signal flow path 36, however, in this operating case the pending at the left entrance of the AND gate 6, which prepares an opening of the same The signal is extended for the amount of the tilting time t3 exceeding the time t1. A continuous signal can therefore still be present even if the network frequency continues to rise at the terminal 35 causing control pulses via the AND gate 6 to the bistable Reach tilt level 7. If the network frequency now exceeds that caused by the time period t3 the frequency specified by the monostable multivibrator 9, no further control pulses arrive more about the AND gate 6, d. In other words, a 0 signal is produced at output 35. While the breakover time t1 of the monostable multivibrator is the lower response limit of the illustrated Frequency relay determines the breakover time t3 of the monostable trigger stage 9 the upper drop limit.

Es kann sich aus Dimensionierungsgründen für zweckmäßig erweisen, die obere Abfallgrenze des Frequenzrelais nicht durch die monostabile Kippstufe 9, sondern durch eine weitere monostabile Kippstufe 32 festzulegen. Für diesen Fall wird die Schaltbrücke 37 in die gestrichelte Stellung gebracht, wodurch die sonst entbehrlichen Elemente 31, 32 und 33 eingesetzt werden. Am Ausgang der Negationsstufe 31 erscheint das zu der Signalfolge a inverse Impulssignal b, welches über die monostabile Kippstufe 32 mit der Eigenzeit t2 periodische konstante Impulse der Zeitdauer t2 auslöst, welche nach Ansprechen der elektronischen Frequenzüberwachungseinrichtung über das Und-Gatter 33 auf das Und-Gatter 6 einwirken und auf diese Weise den Impuls der Impulsfolge a um die Dauer t2 verlängern. Nach Ansprechen des Frequenzrelais ist daher ein Abfallen erst dann möglich, wenn die Halbwellendauer der Netzspannung kleiner geworden ist als der Wert ti+t2.For reasons of dimensioning, it can prove to be expedient to the upper dropout limit of the frequency relay is not due to the monostable multivibrator 9, but to be defined by a further monostable multivibrator 32. In this case the switching bridge 37 is brought into the dashed position, whereby the otherwise dispensable elements 31, 32 and 33 are used. At the exit of the negation stage 31 appears the inverse of the signal sequence a pulse signal b, which is via the monostable Flip-flop 32 with the proper time t2 periodic constant pulses of the time t2 triggers which after the electronic frequency monitoring device has responded act via the AND gate 33 on the AND gate 6 and in this way the pulse of the pulse train a by the duration t2. After the frequency relay has responded a drop is therefore only possible when the half-wave duration of the mains voltage has become smaller than the value ti + t2.

In F i g. 4 sind diese Verhältnisse an Hand eines Diagramms dargestellt. Erniedrigt sich die Netzfrequenz von hohen Frequenzwerten kommend, so entsteht bei dem Frequenzwert f", ein Ausgangssignal S an der Klemme 35. Dieses Signal kann im Netzbetrieb benutzt werden, um frequenzerhöhende Steuer-und Regeleinflüsse zum Einsatz zu bringen. Bei Wiederansteigen der Netzfrequenz wird bei dem höheren Frequenzwert fab sich ein 0-Signal wieder einstellen. Die Differenz zwischen den beiden genannten Frequenzwerten wird von der wählbaren Kippzeit t2 der monostabilen Kippstufe 32 bzw. bei der vollausgezogenen Stellung der Schaltbrücke 37 von dem Unterschied zwischen den Kippzeiten t1 und t3 bestimmt. Durch Verändern dieser Zeiten durch entsprechende Änderung der Zeitkonstantenbeschaltung bei den Kippstufen läßt sich jedes beliebige Halteverhältnis festlegen.In Fig. 4 these relationships are shown on the basis of a diagram. If the network frequency decreases, coming from high frequency values, an output signal S arises at the terminal 35 at the frequency value f " The difference between the two mentioned frequency values is determined by the selectable tilting time t2 of the monostable trigger stage 32 or, in the fully extended position of the switching bridge 37, by the difference between the tilting times t1 and t3 Changing these times by changing the time constant circuitry for the flip-flops can be used to define any holding ratio.

Von besonderer Bedeutung für die Frequenzgenauigkeit des erfindungsgemäßen Frequenzrelais ist die Konstanz der eingestellten Kippzeiten der verwendeten monostabilen Kippstufen, insbesondere die der die Bezugszeit bestimmenden monostabilen Kippstufe 3 bzw. 17. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist hierfür eine Schaltung vorgesehen, wie sie in F i g. 5 dargestellt ist. Sie besteht aus zwei kapazitiv angekoppelten Transistorstufen 38 und 39, wobei die Kollektorspannung des Eingangstransistors und die die Basis des Ausgangstransistors beaufschlagende Spannung durch je eine Zenerdiode 41 bzw. 44 begrenzt sind. Wie an sich bekannt, bestimmt nach Anlegen eines L-Signals am Eingang E die Umladezeit des Kondensators 40 den Kippvorgang, d. h. die Zeit, während welcher nach Signalgabe am Eingang E am Ausgang A ein L-Signal ansteht. Durch die Zenerdiode 41 wird gewährleistet, daß sich der Kondensator unabhängig von den Schwankungen der Versorgungsspannung U stets von einem bestimmten, durch die Zenerdiode 41 festgelegten Potential umlädt, so daß eine weitgehende Konstanz der Kippzeit gewährleistet ist. Diese läßt sich z. B. durch Zuschalten eines weiteren, vorzugsweise veränderbaren, Kondensators 42 variieren oder aber auch durch Verändern des Widerstandes 43.Of particular importance for the frequency accuracy of the invention Frequency relay is the constancy of the set breakdown times of the monostable used Flip-flops, in particular those of the monostable flip-flop which determines the reference time 3 or 17. According to a further feature of the invention, this is a circuit provided, as shown in FIG. 5 is shown. It consists of two capacitive coupled transistor stages 38 and 39, the collector voltage of the input transistor and the voltage applied to the base of the output transistor by one each Zener diode 41 and 44 are limited. As known per se, determined after putting on an L signal at input E, the recharging time of the capacitor 40, the tipping process, d. H. the Time during which after signaling at input E on Output A has an L signal. The Zener diode 41 ensures that the capacitor is always independent of the fluctuations in the supply voltage U recharges from a certain potential determined by the Zener diode 41, so that an extensive constancy of the tipping time is guaranteed. This can be z. B. by connecting a further, preferably changeable, capacitor 42 vary or also by changing the resistance 43.

Claims

Claims: 1. Electronic frequency relay, characterized through a coincidence gate (6), the first input of which from the half-waves of a AC voltage obtained by means of a pulse shaper stage (2) Pulses that have the length of a half-wave are applied, -which in turn with its leading edge a monostable which delivers a reference pulse of constant duration Trigger the trigger stage (3), the output of which communicates with the second via a reversing stage (4) Input of the coincidence gate is connected.

2. Frequency relay according to claim 1, characterized by a pair of capacitively coupled transistors (38, 39) in emitter circuit containing flip-flop, with the collector-emitter path in parallel of the input transistor a Zener diode (41) limiting its collector voltage is switched.

3. Frequency relay according to claim 1 or 2, characterized in that that the output of the AND gate (6) with the first input (E1) is a bistable Flip-flop (7) is connected, while the second input (E2) of periodically recurring Reset pulses is applied.

4. Frequency relay according to claim 3, characterized in that that the output (A_) assigned to the second input (E2) of the bistable multivibrator (7) is connected to the input of a monostable flip-flop (9) whose flip-over time is greater than the reference pulse duration.

5. Frequency relay according to claim 4, characterized characterized in that the output of the monostable multivibrator (9) with the mixing point (34) is connected (Fig. 3).

6. Frequency relay according to claim 4, characterized in that that the output of the monostable multivibrator (9) with one input of an AND gate (33) is connected, with the output voltage at a second input of this AND gate a monostable flip-flop (32), which has a pulse of constant duration each = because it delivers after the half-wave pulses obtained from the alternating voltage (Fig. 3).

7. Device with two frequency relays according to claims 1 to 4, characterized in that the two reference pulses are of different duration and the output of one frequency relay directly, that of the other via an inverter (15) is connected to the inputs of an AND gate $ (16). . B. Establishment according to Claim 7, characterized by its use for the selective selection of signal voltages different frequency ranges for remote control systems.