DE2845538C2

DE2845538C2 - Detektorschaltung zur Überwachung der Phasenfolge in den drei Leitungen eines Drehstromnetzes

Info

Publication number: DE2845538C2
Application number: DE19782845538
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ing.(grad.) 6840 Lampertheim Künne
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1978-10-19
Filing date: 1978-10-19
Publication date: 1985-08-08
Also published as: DE2845538A1; CH649846A5

Description

tung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Mit Hilfe von Leuchtdioden können vorteilhaft so-

Eine solche Schaltung kann beispielsweise bei Stell- wohl die Drehrichtung (Ausgangssignale der Detektor-

schaltung) als auch das Vorhandensein aller Phasen am Eingang der Detektorschaltung optisch angezeigt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispr«ls näher erläutert.

Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltung für die Drehfeldrichtungsanzei-

F i g. 2 den Verlauf der Phasen des Drehstroms,

F i g. 3 de¹) Signalverlauf an den Ausgängen der drei Flipflops bei rechtsdrehendem Strom,

F i g. 4 den Signalverlauf an den Ausgängen der drei Flipflops bei linksdrebsndem Strom,

Fig.5 den Signalverlauf am Ausgang des ODER-Gliedes und des Yerzögerungsgliedes bei Fehlen der r-Phase.

Die in F i g. 1 gezeigte Schaltung für die Drehfeldrichtu.igsanzeige ist im wesentlichen aus drei Impulsformern 1, 2 und 3, zwei D-Flipflops 4 und Jr, einem RS-Flipflop 6, einem ODER-Glied 7, einem Verzögerungsglied 8, zwei UND-Gliedern 9 und 10, sowie fünf Leuchtdioden 11,12,13,14, und 15 aufgebaut

In die Zuführungen 16, 17 und 18, der R-, S- und Γ-Fhass. ist jeweils einer der Impulsformer 1, 2 und 3 eingebaut Mit ihrer Hiiie werüt,r? die sinusförmigen Phasenspannungen in Rechteckimpulse umgewandelt

Ist eine zusätzliche PoJentialtrennung erforderlich, so können statt der einfachen Impulsformer solche mit sogenannten Optokopplern Verwendung finden. Da die Signale innerhalb der Optokoppler gedreht werden, muß durch geeignete Schaltelemente, die vorzugsweise innerhalb der Impulsformer 1,2 und 3 angeordnet sind, dafür gesorgt werden, daß die an den Ausgängen der Impulsformer 1,2 und 3 erscheinenden Rechteckimpulse jeweils zeitlich die gleiche Polarität wie die an den Eingängen der Impulsformer 1, 2 und 3 anstehenden sinusförmigen Phasen R, S und Taufweisen. Ist jedoch keine Potentialtrennung nötig, so können wie bereits erwähnt die Rechteckimpulse direkt aus den Phasenspannungen abgeleitet werden.

Die in Rechteckimpulse umgeformte Ä-Phase wird den beiden flankengetriggerten Takteingängen C1 der beiden D-Flipflops 4 und 5 einer ersten Schaltungsstufe zugeführt.

Der Ausgang des in die Zuführung 17 der S-Phase eingeschalteten Impulsformers 2 steht sowohl mit dem Rücksetzeingang R des ersten D-Flipflops 4 als auch mit dem Dateneingavig ID des zweiten D-FlipfloDS 5 in Verbindung.

Die Zuführung 18 der Γ-Phase ist sowohl an den Dateneingang XDdes ersten D-Flipflops 4 als auch an den Rücksetzeingang R des zweiten D-Flipflops 5 angeschlossen.

Die Ausgänge der Impulsformer 1, 2 und 3 sind zusätzlich mit je einem Eingang des ODER-Gliedes 7 verbunden und an die Anode jeweils einer Leuchtdiode 13, 14 und 15 angeschlossen.

Der Ausgang A 4 des ersten D-Flipflops 4 ist an den Setzeingang Sdes RS-Flipflops 6 in einer zweiten Schaltungsstufe angeschaltet, während der Ausgang A 5 des zweiten D-Flipflops 5 mit dem Rücksetzeingang R des RS-Flipflops 6 in Verbindung steht. Dieses RS-Flipflop 6 weist einen Ausgang A 1 und einen invertierenden Ausgang/4 2 auf.

Der Ausgang A 1 des RS-Flipflops 6 steht mit dem ersten Eingang 9/4 des ersten UND-Gliedes 9 in Verbindung, während der invertierende Ausgang A 2 an den ersten Eingang iOA des zwehen UND-Gliedes 10 angeschlossen ist Die zwehen Eingänge 95 und 105 der beiden UND-Glieder 9 und 10 sind über das Verzögerungsglied 8 an den Ausgang des ODER-Gliedes 7 angeschaltet Das hier verwendete Verzögerungsglied 8 ist so aufgebaut, daß sowohl der Sprung von 0 auf L als auch der Sprung von L auf 0 verzögert wird. Die Verzögerungszeiten dt\ und At2 sind unterschiedlich groß.
Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß am Ausgang des Verzögerungsgliedes 8 nur ein L-Signal erscheint wenn alle drei Phasenspannungen vorhanden sind. Ist das Verzögerungsglied 8 entsprechend dimensioniert kann es für Drehstromnetze mit Frequenzen von f\ =50 Hz bis /2=60 Hz Verwendung finden. Durch Zwischenschalten dieses Verzögerungsgliedes 8 wird erreicht daß die bei Vorhandensein aller Phasen am Ausgang des ODER-Gliedes 7 auftretenden Impulse mittels des Verzögerungsgliedes 8 so verändert werden, daß den zweiten Eingängen 95 und tOB der beiden UND-Glieder 9 und 10 fortlaufend ein L-Signal zugeführt wird. Die beiden im Verzögerungsglied 8 eingestellten Verzögerungszeiten Jf| und dt2 genügen dabei folgenden Gleichungen:

Jr, > 5/(6 ■/·,), Jf₂ < 1/(6- Z₂).

Für den Frequenzbereich f\ bis /2 mit f\ kleiner /·>.

Die Ausgänge der UND-Glieder 9 bzw. 10 stehen jeweils mit der Anode der Leuchtdiode 11 bzw. 12 in Verbindung.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der oben beschriebenen Schaltung erläutert

Über die Zuführungen 16,17,18 werden den Impulsformern 1,2 und 2die sinusförmigen Phasen R,Sund T zugeführt. An den Ausgängen dieser Impulsformer 1, 2 und 2 erscheinen dann die in F i g. 2 dargestellten, in Rechteckimpulse umgewandelten Phasen R, S und T.

Zum Zeitpunkt f|, zu dem die Ä-Phase, falls diese vorhanden ist vom Wert 0 nach L überwechselt, beginnt die Schaltung mit der Überprüfung der Phasenfolge. Unter der Voraussetzung, daß eine rechtsdrehende Phasenfolge vorliegt nimmt, wie bereits erwähnt, die /?-Phase zum Zeitpunkt fi den Wert L an. Die S-Phase ist zu diesem Zeitpunkt noch nicht vorhanden, während die Γ-Phase noch den Wert L aufweist. Treffen diese Annahmen zu, so steht an den Takteingängen C1 der beiden D-Flipflops 4 und 5 jeweils ein /.-Signal an. Dem Dateneingang ID des ersten D-Flipflops 4 erscheint bei Anstehen der oben beschriebenen Signale ein L-Signal, das dem Setzeingang S des RS-Flipflops 6 zugeführt wird. Am Ausgang A 5 des zweiten D-Flipflops 5 erscheint ein 0-Signal, das am Rücksetzeingang R des RS-Flipflops 6 ansteht.

Unter Berücksichtigung der oben gegebenen Arbeitsbedingungen des RS-Flipflops 6 erscheint beim Anliegen dieser Signale an seinen beiden Eingängen an seinem Ausgang A 1 ein L-Signal, während an seinem invertierenden Ausgang A 2 ein 0-Signa! ansteht. Vom Verzögerungsglied 8 wird den zweiten Eingängen 95 und 105 der beiden UND-Glieder 9 und 10 fortlaufend ein L-Signal zugeführt, unter der bereits erwähnten Voraussetzung, daß alle drei Phasen vorhanden sind. Da den: ersten Eingang 9-4 des ersten UND-Gliedes 9 ebenfalls ein L-Signal vom Ausgang A 1 des RS-Flipflops 6 zugeführt wird, erscheint am Ausgang des ersten UND-Gliedes 9 ebenfalls ein L-Signal. Dieses Signal

bewirkt das Aufleuchten der Leuchtdiode 11. Am Ausgang des zweiten UND-Gliedes 10 steht ein O-Signal an, da seinem ersten Eingang 10/4 ein O-Signal zugeführt wird. Dies bewirkt, daß die Leuchtdiode 12 keine Reaktion zeigt. Das Aufleuchten der Leuchtdiode 11 zeigt s einen rechtsdrehenden Strom an.

Liegt an den Zuführungen 16,17 und 18 ein linksdrehender Drehstrom an, so werden die an den D-Flipfiops 4 und 5 anstehenden Signale so ausgewertet, daß am Ausgang A 1 des RS-Flipflops ein O-Signal und am invertierenden Ausgang A 2 ein L-Signal ansteht. Unter der Voraussetzung, daß alle drei Phasen vorhanden sind, wird in diesem Fall am Ausgang des zweiten UN D-Gliedes 10 ein L-Signal anstehen, so daß in diesem Fall die Leuchtdiode 12 anspricht und einen linksdrehenden is Strom anzeigt. Aufgrund des O-Signals am Ausgang des ersten UND-Gliedes 9 spricht die Leuchtdiode 11 jetzt nicht an.

Mittels der den Ausgängen der Impulsformer 1,2 und 2 nachgeschalteten Leuchtdioden 13, 14 und 15 kann zusätzlich das Vorhandensein aller drei Phasen R, Sund 7~überprüft werden.

Sind die beiden D-Flipflops 4 und 5 so ausgebildet, daß sie mit der L/0-Flanke der #-Phase die Informationen übernehmen, so funktioniert die Schaltung ebenfalls. Lediglich zeigt dann die Leuchtdiode 11 den linksdrehenden und die Leuchtdiode 12 den rechtsdrehenden Strom an.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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60 -M

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Claims

1 . 2 antrieben Verwendung finden. Patentansprüche: Aus der DE-OS 23 38 173 ist eine elektronische Schal tung zur Erkennung der Phasenfolge eines dreiphasigen

1. Detektorschaltung zur Überwachung der Pha- Drehstromnetzes bekannt Bei dieser Schaltung wird die senfolge in den drei Leitungen (R-, S- und Γ-Phase) 5 Reihenfolge des Anstiegs der verketteten Spannungen eines Drehstromnetzes wobei die Detektorschal- elektronisch ausgewertet Die Schaltung identifiziert tung über drei Zuführungen mit zwischengeschalte- insbesondere das Vorhandensein einer richtig vorlieten Impulsformern an die zu überwachenden Leitun- genden rechtsdrehenden Phasenfolge anhand eines eigen angeschlossen ist und die Schaltung zwei bista- ner ersten verketteten Spannung analogen Wertes, bile Kippstufen und Verknüpfungsglieder aufweist, io Hierzu dient ein Kondensator und eine Auswerteschaldadurch gekennzeichnet, daß tung.

Aus der DE-OS 24 07 326 ist eine Detektorschaltung

— in einer ersten Schaltungsstufe zwei D-Flipflops zur Überwachung der Phasenfolge in den Leitungen (4, 5) vorgesehen sind, wobei die erste Zufüh- eines Mehrphasenstarkstromnetzes bekannt Die Derung (16) auf die Takteingänge (C 1) der beiden 15 tektorschaltung enthält NAND-Glieder als Inverter und D-Flipflops (4,5) geführt ist, die zweite Zufüh- für den Aufbau eines Flipflops. In die Zuleitungen sind rung (17) auf den Rücksetzeingang (R) des er- Impulsformer zur Umwandlung der Sinussignale in sten D-Flipfiops (4) und den Dateneingang (\D) Rechtecksignale eingefügt Zwei Phasen sind einer FHpdes zweiten D-Flipflops (5) geführt ist und die flopschaltung zugeführt, deren Ausgang mit der dritten dritte Zuführung (18) auf den Dateneingang 20 Phase in einer NAND-Schaltung verknüpft ist Der Aus-(D I) des ersten D-Flipflops (4) und den Rück- gang dieses NAND-Verknüpfungsgliedes ist ein puJsiesetzeingang (R) des zweiten D-Flipflops (5) ge- rendes Signal, das ein Abweichen von der vorbestimmfiihrt ist, ten Phasenfolge anzeigt Zur Umwandlung dieses pul-

— in einer zweiten Schaltungsstufe ein RS-Flip- sierenden Signals in ein konstantes Signal ist eine weiteflop (6) vorgesehen ist, dessen Setzeingang (S) 25 re Flipflopschaltung vorgesehen, der außer dem pulsiemit dem Ausgang (A 4) des ersten D-Flipflops renden Signal ein Signal aus einem Stromkreis mit ei-(4) und dessen Rücksetzeingang (R) mit dem nem Kondensator zugeführt wird. Mit der Schaltung Ausgang (A 5) des zweiten D-Flipflops (5) ver- kann ein Abweichen von der vorbestimmten Phasenfolbunden ist, ge festgestellt werden. Allerdings wird bei kurzzeitigem

— ein Verzögerungsglied (8) vorgesehen ist, an 30 oder dauerndem Ausfall einer oder mehrerer Phasen dessen Eingang über ein ODER-Glied (7) mit eine falsche Drehrichtung signalisiert Außerdem geht drei Eingängen die drei Zuführungen (16,17,18) bereits bei einem einmalig in die Schaltung eingekopangeschlossen sind und pelten Störsignal der Ausgang 62 auf Null und zeigt

— eine Verknüpfungsstufe mit zwei UND-Glie- damit dauernd eine falsche Drehrichtung an. Erst durch dem (9,10) mit je zwei Eingängen vorgesehen 35 öffnen und Schließen des Schalters 5 kann die Falschist, wobei der erste Eingang (9A) des ersten meldung behoben werden.

UND-Gliedes (9) mit dem Ausgang (A 1) des Ausgehend von der aus der DE-OS 24 07 326 bekann-

RS-Flipflops (6), der erste Eingang (iOA) des ten Schaltung liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun-

zweiten UND-Gliedes (10) mit dem invertierten de, eine Detektorschaltung zur Überwachung der Pha-

Ausgang (A 2) des RS-Flipflops (6) und die 40 senfolge in den Leitungen eines Mehrphasendrehstrom-

zweiten Eingänge (9ß, lOß) der beiden UND- netzes anzugeben, mit der auf einfache Weise eine

Glieder (9,10) mit dem Ausgang des Verzöge- rechts- oder linksdrehende Phasenfolge des Drehstro-

rungsgliedes (8) verbunden sind und wobei der mes identifizieri, gespeichert und angezeigt werden

Ausgang des ersten UND-Gliedes (9) eine kann, und die eine falsche Anzeige der Drehrichtung bei

rechtsdrehende Phasenfolge mit einem L-Signal 45 Ausfall einer oder mehrerer Phasen verhindert

anzeigt und der Ausgang des zweiten UND- Diese Aufgabe wird bei einer Detektorschaltung nach

Gliedes (10) eine lirksdrehende Phasenfolge mit dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kesinzei-

einem L-Signal anzeigt. chende Merkmale gelöst Vorteilhafte Ausgestaltungen

sind in den Unteransprüchen angegeben. Die erfin-

2. Detektorschaltung nach Anspruch 1, dadurch 50 dungsgemäße Schaltung enthält in einer ersten Schalgekennzeichnet, daß den Ausgängen der UND-Glie- tungsstufe zwei D-Flipflops wobei in vorteilhafter Weider(9,10)je eine Leuchtdiode (11,12) zur optischen se bereits in dieser ersten Schaltungsstufe durch ein Anzeige der Drehrichtung nachgeschaltet sind. statisches Null-Signal eine der Drehrichtungen und

3. Detektorschaltung nach Anspruch 1 oder 2, da- durch Impulse die andere Drehrichtung angezeigt wird, durch gekennzeichnet, daß an die Zuführungen (16, 55 Eine nachgeschaltete zweite Schaltungsstufe mit einem 17, 18) Leuchtdioden (13, 14, 15) zur optischen An- RS-Flipflop gibt für beide Drehrichtungen statische Sizeige der Phasen (R, S, ^angeschlossen sind. gnale ab. Eine falsche Signalisierung der Drehrichtung

4. Detektorschaltung nach einem der Ansprüche 1 bei Ausfall einer oder mehrerer Phasen wird durch ein bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Impulsformer Verzögerungsglied verhindert, auf dessen Eingang über mit Optokopplern (1,2,3) in den Zuleitungen (16,17, 60 ein ODER-Glied alle zu überwachenden Phasen geführt 18) vorgesehen sind. sind, und wobei das Ausgangssignal des Verzögerungsglieds mit Hilfe von UND-Gliedern mit den Ausgängen

des RS-Flipflops verknüpft ist.

Zur Impulsformung bei gleichzeitiger Potentialtren-65 nung können vorteilhaft Optokoppler verwendet wer-Die Erfindung bezieht sich auf eine Detektorschal- den.