AT128645B - Trägerstrom-Signaleinrichtung. - Google Patents

Description

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    Trägerstrom-Signaleinriehtung.   



   Bei den bekannten Trägerstrom-Signalübertragungseinrichtungen ist auf der Sendeseite die örtliche Erzeugung der Trägerfrequenz mittels eines   Röhren- oder Maschinensenders erfordpr-   lich. Die Unterhaltung und Überwachung ist besonders bei Röhrensendern, bei denen häufig verschiedene Gleichstrombatterien erforderlich sind, mit grossen Unkosten verbunden. Die Maschinensender sind zwar in bezug auf Betriebssicherheit und Wertung günstiger als Röhrensender, was besonders bei weniger überwachten Anlagen sehr vorteilhaft ist. Es wird aber allgemein als Nachteil empfunden, dass zwecks Betriebsbereitschaft der Anlage die Maschine dauernd eingeschaltet sein muss, auch wenn während einer längeren Zeit keine Signalübertragung stattfindet.

   Weiterhin sind die oft erheblichen   Raumgeräusche,   welche durch die Maschine erzeugt werden, sehr störend. 



   Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bisherigen Anordnungen zur Trägerstromerzeugung dadurch, dass der Trägerstrom einem gewöhnlichen Wechselstromkraftnetz entnommen wird, dessen Frequenz mittels eines ruhenden Frequenzwandlers vervielfacht wird. Derartige Frequenzwandler lassen sich bei der erforderlichen, geringen Leistung des Systems sehr klein ausführen und auf geringem Raum innerhalb des Gerätes unterbringen. Die Betriebssicherheit einer gemäss der Erfindung ausgeführten Anlage ist sehr gross, die Herstellungskosten sehr gering. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei dauernder Betriebsbereitschaft der Anlage keine Bewegung von Masseteilen stattfindet und keine störenden Geräusche verursacht werden. 



   Die Periodenzahl der üblichen Licht-und Kraftnetze liegt zwischen 50 und 60 Hertz. 



  Führt man einen Wechselstrom einer Gleichrichteranordnung zu, in welcher beide Halbwellen gleichgerichtet werden, so entsteht am Ausgang des Gleichrichters ein pulsierender Strom. welcher eine Gleichstrom-und eine Wechselstromkomponente von der doppelten Frequenz enthält. Leitet man diesen Strom über einen Übertrager oder über einen auf die doppelte Frequenz des Netzstromes abgestimmten Schwingungskreis bzw. Filter, so steht an den Ausgangsklemmen der Anordnung ein Wechselstrom von der doppelten Frequenz zur Verfügung. Die zur Trägerstrom-Signalübertragung erforderliche Modulation kann zwischen dem Gleichrichterausgang und dem Siebkreis erfolgen. Die Funktion des letzteren kann gleichzeitig der zur Begrenzung des bei der Modulation entstehenden Frequenzbandes erforderliche Sendefilter mit übernehmen.

   Mit Hilfe einer derartigen Einrichtung erhält man also beim Anschluss derselben an ein Licht-oder Kraftnetz einen Trägerstrom von 100 bzw. 120 Hertz, welcher sich zur Ausnutzung des Frequenzbereiches unterhalb des für die Sprache reservierten   übertragung-   bereiches von 300--2400 Hertz einer Fernkabelader für Telegraphiezwecke eignet. 



   In der Zeichnung sind einige Schaltungen von Trägerstrom-Signaleinrichtungen gemäss der Erfindung beispielsweise veranschaulicht. 



   Bei der Schaltung gemäss Fig. 1 wird zur Gewinnung eines Trägerstromes von der doppelten Frequenz des Netzstromes aus einem Einphasennetz der Netzstrom unmittelbar oder über einen Übertrager U einer   Gleichrichteranordnung G   in Vollwegschaltung zugeführt, deren Ausgangspunkte über den Modulationskreis M mit dem an der Leitung liegenden Sendefilter F 
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   Bei der Schaltung nach Fig. 2 ist für den gleichen Zweck das Einphasennetz mit der Primärwicklung eines Übertragers U verbunden, dessen   Sekundärwicklung   über zwei möglichst gleiche, entgegengesesetzt geschaltete Gleichrichterelemente   Gl,     G2   geschlossen ist. Gleichzeitig ist der so entstandene Mittelpunkt der beiden   Gleichrichterelemente   sowie der elektrische Mittelpunkt der Sekundärwicklung mit dem Modulationskreis   IV   verbunden, der wiederum mit dem Sendefilter in Verbindung steht. 



   Die Einrichtungen nach Fig. 3 und   4   dienen zur Gewinnung eines Trägerstromes von der doppelten Frequenz des Netzstromes aus einem Zweiphasennetz. Dabei ist entweder nach Fig. 3 jede Phase über einen   Übertrager U einer Gleichrichteranordnung G in Vollwegschaltung   zugeführt, deren Ausgänge mit ungleichen Polen gleichzeitig mit dem Modulationskreis verbunden sind, oder es ist nach Fig. 4 jede Phase mit der Primärwicklung je eines Übertragers verbunden, deren   Sekundärwicklungen   im elektrischen Mittelpunkt untereinander verbunden sind, und jede Wicklung ist über zwei entgegengeschaltete Gleichrichterelemente elektrisch geschlossen. An den so entstandenen Mittelpunkten der zwei Gleichrichterpaare ist dann der Modulationskreis angeschlossen, der wiederum mit dem Sendefilter in Verbindung stellt. 



   Die Einrichtung nach Fig. 5 dient zur Gewinnung eines Trägerstromes von der doppelten Frequenz des Netzstromes aus einem Dreiphasennetz, wobei der Dreiphasenstrom mittels der Scottschen Schaltung in einen Zweiphasenstrom umgewandelt wird und die Sekundärwicklungen beider Übertrager U der Scottschen Schaltung im elektrischen Mittelpunkt untereinander verbunden sind und   jede Wicklung   über zwei entgegengeschaltete Gleichrichterelemente elektrisch geschlossen ist. An den so entstehenden Mittelpunkten der zwei Gleichrichterpaare ist dann der Modulationskreis angeschlossen, der wiederum mit dem Sendefilter in Verbindung steht. 



   Zur Fernhaltung der Gleichstromkomponente von den Elementen des Modulationskreises   M   kann bei den Einrichtungen nach Fig. 1--3 zwischen dem Ausgang der Gleich- 
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 Verbindet man ausserdem den elektrischen Mittelpunkt der Primärwicklung dieses Transformators über einen Verbraucher mit dem elektrischen Mittelpunkt der   Sekundärwicklungen   der Netz- übertrager nach Fig. 4 bzw. der Scottschen Schaltung nach   Fig. 5.   so kann der hier fliessende Gleichstrom an den Klemmen   K   abgenommen und beispielsweise zur Betätigung von Relais. zum Aufladen von Akkumulatorenbatterien usw. gleichzeitig ausgenutzt werden. Als Gleichrichterelemente werden mit Vorteil Plattengleichrichter in geeigneter Kombination verwendet. 



   Zur Gewinnung eines Trägerstromes von der 3-, 9-, 15-,   21- usw. -fachen   Frequenz des Netzstromes aus einem Mehrphasennetz wendet man mit Vorteil Frequenzwandler an, die direkt vom   Kraftnetz,   z. B. einem Drehstromnetz, gespeist werden. Die Schaltung und Wirkungweise dieser Frequenzwandler ist die folgende (Fig. 7 und   8) :  
Mit dem Drehstromnetz werden drei in Stern geschaltete   Eisendrosseln   D verbunden, deren Eisenkern und   Wicklung   so bemessen sind, dass eine erhebliche Sättigung des Eisens eintritt. Bei sinusförmiger Phasenspannung an den Klemmen jeder Drossel würde der verzerrte   Strom sämtliche   Oberwellen mit nach oben abnehmender Amplitude enthalten.

   Da nun aber in einem Mehrphasennetz in Sternschaltung Ströme derjenigen Frequenzen, deren Ordnungszahl gleich der Phasenzahl oder gleich einem ungeraden Vielfachen der Phasenzahl ist, nicht   fliessen   können, da sie sich im Gegensatz zu allen andern Strömen nicht zu Null addieren, wird die Phasenspannung auch verzerrt. Zwischen den   Sternpunkten   des Netzes und der Drosselanordnung (Fig. 6) besteht somit eine Spannung, deren Frequenz das 3-, 9-, 15-,   21-usw.-fache   der Frequenz des Mehrphasennetzes ist. Alle übrigen Vielfachen der Netzfrequenz treten in diesem Kreise nicht auf.

   Von diesen Klemmen können somit die Frequenzen der 3-, 9-,   15-,     31-usw.   - fachen Schwingungszahl der Netzfrequenz über Siebkreise verschiedenen Modulationskreisen und somit verschiedenen Ubertragungskanälen zugeführt werden. Bei Schliessung dieses Kreises wird dann die Phasenspannung   sinusförmig.   Ist das Netz im Polygon geschaltet, so kann   man   den Netznullpunkl künstlich herstellen ; auch kann man jede Drossel mit einer zweiten Wicklung versehen und diese ebenfalls im offenen Polygon (Fig. 7) schalten. Man entnimmt dann an der offenen Stelle dieses Polygons die 3-,   9-, 15-, 21-usw.-fache   Frequenz der Netzfrequenz für obige Zwecke.

   Die Ströme aller übrigen Frequenzen addieren sich in diesem Falle ebenfalls zu NulL
Es ist also möglich, an Stelle eines Trägerstromes von 100 Hertz in dem eingangs erwähnten Beispiel einen Trägerstrom von der Frequenz von 150 Hertz aus dem Drehstromnetz zu entnehmen. Die Ausgangsklemmen des Wandlers werden in diesem Falle über den Modulationskreis mit dem an der Leitung liegenden Sendefilter verbunden, der gleichzeitig zur Abdrosselung der   nichterwünschten   Harmonischen dient. Schaltet man zwischen den Ausgang des Wandlers und den Modulationskreis noch eine Gleichrichteranordnung (Fig. 8), wie sie oben erwähnt ist, so erhält man die 6-, 18-, 30-,   42. usw. -fache Frequenz   der Netzfrequenz. Durch Zwischenschaltung einfacher Resonanzglieder lassen sich die verschiedenen 

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   An Stelle der verschiedenen Drosseln für sämtliche Phasen kann auch eine   vielphasige,   cisengeschlossene Drossel verwendet werden. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Trägerstrom-Signaleinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägerfrequenzen die durch Frequenzvervielfachung mittels ruhender Frequenzwandler ans einem niederfrequenten Wechselstromnetz gewonnenen Vielfachen benutzt werden.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewinnung eines Tragerstromes von der doppelten Frequenz des Netzstromes aus einem Einphasennetz der Netzstrom unmittelbar oder über einen Übertrager (U) einer Gleichrichteranordnung (G) in Vollwegschaltung (Fig. 1) zugeführt wird, deren Ausgangspunkte über einen Modulationskreis (M) mit dem an der Leitung liegenden Sendefilter (F) verbunden sind, wobei der Filter nur für die Trägerfrequenz und für die zur Übertragung erforderlichen Seitenbandfrequenzen durchlässig ist.

   3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Einphasennetz mit der Primärwicklung eines Übertragers (U) verbunden ist, dessen Sekundär- wicklung über zwei entgegengesetzt geschaltete Gleichrichterelemente ( ? i, G geschlossen ist, und der so entstandene Mittelpunkt sowie der elektrische Mittelpunkt der Primärwicklung mit dem Modulationskreis (M) verbunden ist (Fig. ; 2).

   4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewinnung eines Trägerstromes von der doppelten Frequenz des Netzstromes aus einem Zweiphasennetz jede Phase unmittelbar oder über einen Übertrager (U) einer Gleichrichteranordnung (G) in Vollwegschaltung (Fig. 3) zugeführt ist, deren Ausgänge mit ungleichen Polen gleichzeitig mit dem Modulationskreis verbunden sind.

   5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Phase mit der Primärwicklung eines Übertragers (U) verbunden ist und die Sekundärwicklung beider Übertrager im elektrischen Mittelpunkt untereinander verbunden sind, wobei jede Wicklung über zwei entgegengeschaltete Gleichrichterelemente elektrisch geschlossen ist und an den so entstandenen Mittelpunkten der zwei Gleichrichterpaare der Modulationskreis angeschlossen ist (Fig. 4).

   6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewinnung eines Trägerstromes von der doppelten Frequenz des Netzstromes aus einem Dreiphasennetz der Dreiphasenstrom mittels der Scottschen Schaltung in einen Zweiphasenstrom umgewandelt wird und'die Sekundärwicklungen beider Übertrager der Scottschen Schaltung im elektrischen Mittelpunkt untereinander verbunden sind. wobei jede Wicklung über zwei entgegengesehaltete Gleichrichtereiemente elektrisch geschlossen ist und an den so entstandenen Mittelpunkten der zwei Gleichrichterpaare der Modulationskreis angeschlossen ist.

   7. Einrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Gleichrichterelementen und dem Modulationskreis ein Transformator (T) eingeschaltet ist.

   8. Einrichtung nach den Ansprüchen 3, 4 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Mitten der Sekundärwicklungen und der elektrische Mittelpunkt der Primärwicklung des Transformators (T) zu Klemmen (K) geführt sind, an denen Gleichstrom ontnommen werden kann.

   9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Entnahme des Trägerstromes höherer Frequenz aus einem Mehrphasennetz die Frequenz durch eine der Phasenzahl entsprechende Anzahl von eisengeschlossenen Drosseln (D) oder durch eine entsprechende vielphasige eisengeschlossene Drossel auf die gewünschte Frequenz hinauftransformiert wird, wobei die Schaltung so getroffen ist, dass die Mehrzahl der bei der Frequenzvervielfachung entstehenden ungewollten Frequenzen an den Nutzklemmen nicht erscheint und die Nutzklemmen des Frequenzwandlers über den Modulationskreis mit dem an der Leitung liegenden Sendefilter verbunden sind (Fig. 6 und 7).

   10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1, 2. 3 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Nutzklemmen der Drosselanordnung und dem Modulationskreis eine Gleichrichter- anordnung in der Weise eingeschaltet ist, dass eine weitere Fiequenzvervielfachung eintritt (Fig. 8).

   1 t. Entrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 8 und 10. dadurch gekennzeichnet, dass als Gleichrichterelemente Plattengleichrichter in geeigueter Zusammenstellung dienen.