DE641606C - Verfahren zur Verhuetung von Fahrplanabweichungen in UEberlagerungsfernsteueranlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Tonfrequenzmaschinensender für Überlagerungsfernsteueranlagen, bei denen einem Starkstromnetz, an das die Empfangsrelais angeschlossen sind, Steuerströme durch den Sender aufgedrückt werden.

Der Maschinensender durchläuft gemäß einem früheren Vorschlag fahrplanmäßig innerhalb gewisser Zeiten einen bestimmten Steuerfrequenzbereich, der für die Betätigung der verschiedenen Empfangsrelais teilstreckenweise gesendet wird.

Der Frequenzbereich zerfällt also in verschiedene Teilbereiche, in Steuerfrequenzber eiche, die unter Entsendung von Steuerströmen durchlaufen werden, und in Zwischenbereiche, die der Sender ohne Entsendung von Steuerströmen durchläuft. Sollen nur einzelne Steuerfrequenzen gesendet werden, so werden während des Sendevorganges auch die übrigen Steuerfrequenzbereiche ohne Ent-• sendung von Steuerströmen durchlaufen. Die Sendung von Steuerfrequenzbereichen ist notwendig, damit beispielsweise auch durch Temperatureinflüsse etwas verstimmte Empfangsrelais zum Ansprechen gebracht werden können. Der Steuerfrequenzbereich, muß dabei nach einem vorgegebenen Fahrplan, also mit ganz bestimmtem Frequenzbereich, durchlaufen werden, damit einerseits die einzelnen zum Teil etwas verstimmten Empfängsrelais annähernd gleichzeitig ansprechen, andererseits sich die Steuerfrequenz genügend lange, und zwar mindestens so lange, als das Relais zum Durchschalten braucht, innerhalb des Ansprechbereiches der Relais hält. Müssen zwecks Abriegelung nicht zu überlagernder Netzteile nach dem gleichen Fahrplan verstimmte Sperrkreise verwendet werden, so muß bei der Sendung durch den gesamten Frequenzbereich hindurch ein für den ,Sender und den Sperrkreis gemeinsamer Fahrplan eingehalten werden, da sonst die Gefahr besteht, daß bei einer Sendung der Sperrkreis auf eine andere Frequenz abgestimmt ist und die Senderenergie in die benachbarten Netzteile abwandert und die dort eingebauten Empfangsrelais stört.

Die Einhaltung des Frequenzzeitfahrplans macht bei Maschinensendern erhebliche Schwierigkeiten. Bei diesen Sendern ist die Frequenz durch die Drehzahl des Sendeaggregats bestimmt, und da sich diese Drehzahl in Abhängigkeit von der Spannung und der Frequenz des den Antriebsmotor speisenden Netzes sowie in Abhängigkeit von der

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

DipL-Ing. Georg Münsterer in Berlin-Siemensstadt,

Belastung des Überlagerungsgenerators ändert, lassen sich Fahrplanabweichungen kaum verhüten.

Abweichungen treten besonders bei Beginn der Sendung auf, da hier der Steuergenerator plötzlich durch Anschluß an das Starkstromnetz belastet wird.

Man hat vorgeschlagen, diesen Belastungsstoß dadurch zu mildern, daß man den ίο Generator vor der Sendung auf einem Ersatzwiderstand arbeiten läßt und bei Beginn der Sendung von diesem Widerstand auf das Netz umlegt. Da sich aber der Netzwiderstand durch Zu- und Abschalten einzelner Starkstromverbrauchei" dauernd ändert und der Ersatzwiderstand nicht fortgesetzt den Änderungen des Netzwiderstandes angepaßt werden kann, treten beim Umschalten des Generators vom Ersatzwiderstand aufs Netz doch immer noch Belastungsstöße auf, die Fahrplanabweichungen zur Folge haben.

Bei größeren Netzen fällt überdies der Ersatzwiderstand groß und teuer aus, auch ist bei höheren Sendestromstärken ein verhältnismäßig großer Umschalter für die Überschaltung von dem Ersatzwiderstand aufs Netz erforderlich, der ebenfalls die Anlage verteuert.

Auch ist vorgeschlagen worden, den spannungslosen Steuergenerator erst bei Beginn der Sendung auf die volle Steuerspannung einzustellen. Aber auch dabei können sich leicht störende Frequenzabweichungen ergeben.

Erfindungsgemäß werden d'ese Schwierigkeiten dadurch beseitigt, daß der unerregt oder mit verminderter Überlagerungsspannung ans Netz angeschlossene Maschinensender unter Fortfall des genannten Ersatzwider-Standes durch eine Fahrplansteuerung bis zur Anfangsfrequenz des jeweils zu überlagernden Frequenzbereiches gebracht wird, hierauf möglichst unter Konstanthaltung der Frequenz allmählich mit Hilfe von entsprechend den Belastungsverhältnissen des Netzes eingestellten Vergleichsgrößen auf die für den .zu sendenden Frequenzbereich vorgeschriebene Überlagerungsspannung gebracht und erst dann zum Zweck der eigentlichen Sendung mit seiner Frequenz fahrplanmäßig weitergesteuert und am Schluß der Sendung wieder auf Spannungslosigkeit oder verminderte Spannung gebracht wird. Dadurch wird die Einhaltung des Fahrplans wesentlich erleichtert.

Das Umstellen des Senders vom spannungslosen Zustand oder vom Zustand verminderter Spannung auf die betriebsmäßige Spannung kann auf verschiedene Weise geschehen. Man kann z. B. den Maschinensender zuerst nicht oder nur schwach und dann immer stärker erregen. _vStatt dessen kann man zwischen dem Maschinensender und dem Netz einen Transformator mit veränderlichem Übersetzungsverhältnis einschalten, der mit seiner Primärsei'te an die Maschine, mit seiner Sekundärseite ans Netz angeschlossen ist und dessen Sekundärspannung durch Änderung des Übersetzungsverhältnisses allmählich auf den Betriebswert gebracht wird. Der Steuergenerator kann dabei unter Umständen dauernd voll erregt bleiben.

Meist sind zwischen dem Netz und dem Maschinensender Widerstandskombinationen, insbesondere aus Induktivität und Kapazität zusammengesetzte Aufdrückkreise, eingeschaltet, die den Starkstrom des Netzes vom Sender fernhalten sollen. Auch diese Widerstandskombinationen können zur Veränderung der Übeiiagerungsspannung herangezogen werden. So kann man z. B. den Sender bei erhöhtem Widerstand des Aufdrückkreises bis in die Nähe des gewünschten Frequenzbereiches heranbringen, so daß dem Netz nur eine verminderte Steuerspannung überlagert wird, und dann bei Beginn der Sendung durch allmähliche Verkleinerung des Widerstandes die Steuerspannung erhöhen.

Bei abgestimmten Aufdrückkreisen kann beispielsweise bis zum Beginn der Sendung 9^ der Aufdrückkreis auf eine andere Frequenz abgestimmt werden, als der jeweiligen Sendefrequenz entspricht, bei Beginn der Sendung wird dann erst der Aufdrückkreis auf die Sendefrequenz abgestimmt. Statt dessen kann man auch zwischen dem Generator und dem Netz einen Sperrkreis einschalten, der vor Beginn der Sendung auf die jeweilige Sendefrequenz abgestimmt und bei Beginn der Sendung allmählich kurzgeschlossen oder derartig verstimmt wird, daß er mehr und mehr die Sendefrequenz durchläßt. Unter Umständen kann man auch die Überlagerungsspannung durch Gegenspannungen im Maschinensender, im Aufdrückkreis oder im Zwischentransformator vor Beginn der Sendung herabsetzen, beispielsweise unter Zuhilfenahme zusätzlicher Blindströme, und dann bei Beginn der Sendung allmählich durch Unterdrückung der Gegenspannungen oder no Gegenströme die volle Betriebsspannung herstellen. Natürlich können auch Kombinationen der angegebenen Mittel verwendet werden.

Wenn der Sender vor Beginn der Sendung mit verminderter Spannung aufs Netz arbeitet, so muß natürlich diese Spannung so klein gehalten werden, daß die Empfangsrelais nicht ansprechen.

Zwecks Erleichterung der Spannungseinstellung kann die Istspannung, die dem Netz' überlagert wird, mit einer durch ein Fahrplanwerk oder andere Mittel bereitgestellten

Sollspannung, vorzugsweise selbsttätig, verglichen werden. -Die Sollspannungen können dabei entsprechend den einzelnen Steuerfrequenzen derart abgestuft werden, daß der Sender stets auf die für den Fernsteuerbetrieb günstigste Spannung eingestellt wird. Zwecks Feststellung der günstigsten Spannung wird für die einzelnen Frequenzen die räumliche Verteilung der Überlagerungsspannung auf

ίο das Starkstromnetz ermittelt und dann die Spannung am Sendeort so festgelegt, daß sich für den Punkt kleinster Überlagerungsspannung noch ein für die Betätigung, der Empfangsrelais ausreichender Spannungswert ergibt.

Die Erfindung soll an Hand eines Beispiels näher erläutert werden.

Fig. ι zeigt das Schaltbild einer Sende-. anlage, Fig. 2 zeigt einen Teil eines Frequenzfahrplans.

ι ist das zu überlagernde Netz, an das über die Aufdrückkreise 2 und den Transformator 3 der Steuergenerator 4 angeschlossen ist. 5 ist der Antriebsmotor, 6 ein Hilfsgenerator, dessen Frequenz der des Generators 4 proportional ist. Die Erregerwicklung 7 des Generators 4 ist mit einem Regler 8 verbunden, der durch einen Motor 9 langsam, durch einen Magnet 10 schneller verstellt werden kann. Zwischen dem Motor 9 " und dem Magnet 10 ist eine Rutschkupplung 11 eingeschaltet. Der Motor 9 ist über die Steuerkontakte 12 bis 14 der Spannungswaage 15 an die Spannungsquelle 16 ange- schlossen.

Die eine Wicklung 17 der Spaiinungswaage ist über die Schütze 18 bis 20, dem auf die Starkstromfrequenz des Netzes, abgestimmten· Sperrkreis 21 und den Transformator 22 ans Netz r angeschlossen. Die andere Wicklung 23 der Spannungswaage 15 ist über den Regulierwiderstand 24, den Spannungsteiler 25 ■und über die Schütze 26 bis 28 mit deir Spannungsquelle 16 verbunden. Die Schütze 18 bis 20 und 26 bis 28 werden durch die Wählerpaare 29 bis 31 gesteuert. Das erste Wählerpaar ist beispielsweise auf die Frequenzen 310 und 318 Hertz, das zweite auf die Frequenzen 322 und 330 Hertz abgestimmt usw. Die Wähler sind an den Hilfsgenerator 6 angeschlossen und arbeiten so, daß beispielsweise bei" 310 Hertz der erste Wähler des Paares 29 anspricht und die Schütze 26 und 18 einschaltet, bei der Frequenz 318 Hertz der zweite Wähler des Paares 29 anspricht und die genannten Schütze wieder ausschaltet.

Die Federn 32 suchen die Spannungswaage

in der Mittelstellung zu halten, in der der Kontakt 13 einen Kontakt 33 berührt. An diesen Kontakt ist der Drehzahlregler 34 für den Motor 5 angeschlossen. Die Drehzahlregelung erfolgt beispielsweise durch Verstellung der Bürsten, wenn der Motor S ein Drehstromkollektormotor ist oder durch Verstellung eines Widerstandes für die Feldwicklung, wenn der Motor 5 beispielsweise -. ein Gleichstromnebenschlußmotor ist. Der Regler 34 arbeitet entsprechend dem gewünschten Frequenzfahrplan. Der Regler 34 regelt nur grob vor, zur Feinregelung dient der Regler 3 5, der von einem Vergleichswerk 3 6 gesteuert wird, auf das die Istfrequenz des Generators 6 und die durch ein Fahrplanwerk 37 eingesteuerte Sollfrequenz einwirken. Das Vergleichswerk arbeitet so, daß es den Motor 5 im Sinne einer Verkleinerung zwischen der Ist- und der Sollfrequenz betätigt. Das Fahrplanwerk 37 wird von dem gleichen Motor angetrieben wie der Regler 34. Die Regler 34 und 35 wirken gemeinsam über ein Differentialgetriebe 38 beispielsweise auf die Bürstenbrücken des Motors 5 ein.

Soll beispielsweise dem Netz 1 gemäß dem Fahrplan der Fig. 2 'ein Frequenzbändchen von 310 bis 318 Hertz aufgedrückt werden, . so wird der Motor 5 angelassen und der Regler 34 eingeschaltet. Die Spannungswaage 15 befindet sich in der Mittelstellung, da ihre beiden Spulen 17 und 23 stromlos sind. Die Schütze 18 bis 20 und 26 bis 28 sind offen. Nun wird durch den Regler 34 der Motor entsprechend der Kurve 39 bis zu dem Punkt-r4 mit der Frequenz 310 hochreguliert. Die Frequenz des ■ Hilfsgenerators 6 steigt dabei entsprechend an. Bei Erreichung dieser Frequenz spricht der eine Einschaltwähler des Paares 29 an und schließt .die Schütze 26 und 18. Dadurch wird die Wicklung 23 in eine gewisse Sollspannung gelegt, die durch die Einstellung des Widerstandes 24 und 25 »o< > vorbestimmt ist. Die Wicklung 17 der Spannungswaage ist dagegen praktisch stromlos, weil der Steuergenerator 4 nicht oder nur schwach erregt ist. Die Spannungswaage schwingt infolgedessen nach links, schaltet ι «5 den Kontakt 33 ab und schließt den Kontakt 14.

- Durch Abschaltung des Kontaktes 33 wird der Regler 34 stillgesetzt, die Drehzahl des Motors 5 wird also nicht weiter gesteigert. 1ι ο Auch das Fahrplanwerk yf steht still.

Durch Schließen des Kontaktes 14 wird der Regler 9, für die Erregung des Generators 4 in Gang gesetzt, und zwar in dem Sinne, daß er die Erregung des Generators allmählich verstärkt, entsprechend Strecke a, b. Durch die Verstärkung der Erregung wird nun der Generator 4 mehr und mehr belastet,, ein Drehzahlabfall des Aggregats 4, 5 wird aber durch den Zusatzregler 35 verhütet. Bei Punkt B und b (Fig. 2) möge die gewünschte Überlagerungsspannung erreicht sein, in die-

sem Augenblick halten sich die Magnetkräfte der Spulen 17 und 23 das Gleichgewicht, die Spannungswaage 1S kehrt in die Mittelstellung zurück und setzt, durch Öffnen des Kontaktes 14 den Regler 9 still und durch. Schließung des Kontaktes 33 den Regler 34 und das Fahrplanwerk 37 wieder in Gang. Unter der gemeinsamen Einwirkung der Regler 34,35 wird fahrplanmäßig der vollerregte Sender bis zum PunktC und c durch den Steuerfrequenzbereich von 310 bis 318 Hertz hindurchgesteuert. Sobald die Frequenz 318 erreicht ist, spricht der Ausschaltwähler des Paares 29 an und öffnet zunächst das Schütz '5 26. Dadurch wird die Spule 23 der Spannungswaage ι S stromlos. Die Spannungswaage schlägt nach rechts aus, setzt durch Öffnung des Kontaktes 33 die Drehzahlregler still und schaltet durch Schließung des Kontaktes 12 den Drehzahlregler 9 auf Rückwärtslauf. Dadurch wird allmählich die Erregung des Generators 4 weggenommen (Strecke c-d). Die Spannung der Spule 17 verschwindet, und die . Spannungswaage 1S kehrt in die Mittelstellung «5 zurück (Punkt D). In diesem Augenblick wird durch die Spannungswaage, durch ein Laufwerk oder andere Mittel das Schütz 18 wieder geöffnet. Durch Rückkehr der Spannungswaage 15 zum Kontakt 33 werden die Drehzahlregler wieder eingeschaltet und dadurch die Generatorfrequenz gegebenenfalls bis zum nächsten Frequenzbereich erhöht. Man kann aber statt dessen auch die Schütze 26 und 18 gleichzeitig öffnen lassen, wenn man auf den Regler 8 eine Rückzugskraft einwirken läßt.

Vorteilhafter ist es jedoch, die Strecke C-D dadurch zu unterdrücken, daß man durch den Ausschaltvrähler des Paares 39 gleichzeitig mit der Betätigung der Schütze 18 und 26 den Magnet 10 einschaltet, der sofort den Regler 8 unter Gleiten der Rutschkupplung 11 in die Ausgangsstellung zurückbringt. Um an Zeit zu sparen, insbesondere um den durch die Strecke A-B bedingten Zeitverlust auszugleichen, macht man die Fahrplankurve 39 steiler als die Kurve BC.

Statt durch die Wähler 29 bis 31 können die Spule 23 der Spannungswaage 15 und die Schütze 18 bis 20 auch durch ein besonderes Fahrplanwerk gesteuert werden, das beim Durchlaufen nicht zu sendender Steuerfrequenzbereiche in irgendeiner Weise unwirksam gemacht wird.

Der Regulierwiderstand 24 kann entsprechend den jeweiligen Belastungsverhältnissen des Netzes unter Umständen auch selbsttätig eingestellt werden, damit die Überlagerungsspannung den jeweiligen Netzverhältnissen öo angepaßt ist. Die Anzapfungen des Widerstandes 25 werden entsprechend den obenerwähnten Spannungsstufen für die einzelnen Steuerfrequenzen eingestellt.

Die Spannungswaage 15, die als Vergleichswerk arbeitet, kann auch durch andere Differentialapparate oder Differentialschaltungen ersetzt werden, beispielsweise durch ein Differentialgetriebe, dessen erster Teil von einem an die Sollspannung und dessen zweiter Teil von einem an die Istspannung angeschlossenen Zähler oder Spulengerät angetrieben wird, während der dritte Teil mit dem Kontakt 13 verbunden ist; gegebenenfalls können zwischen den einzelnen Apparaten und den von ihnen gesteuerten Motoren Schütze oder Verstärker, z. B. Leonard-Aggregate oder Röhren, eingeschaltet werden. Statt der Wähler 29 bis 31 kann auch ein Kontakttachometer, das die Drehzahl des Sendeaggregats überwacht, benutzt werden. .

Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind der Übersichtlichkeit halber die Teile der Sendeanlage, die für die Erläuterung der Wirkungsweise weniger wichtig sind, fortgelassen.

Claims (9)

1. Patentansprüche:

   I. Verfahren zur Verhütung von Fahrplanabweichungen in Überlagerungsfern- 9<j Steueranlagen, bei denen die Sendefrequenz fahrplanmäßig innerhalb bestimmter Zeiten durch gewisse Frequenzbereiche geregelt werden muß, und bei denen als Sender Tonfrequenzmaschinensender dienen, die in spannungslosem Zustand oder wenigstens mit verminderter Spannung an das Netz angeschlossen und bei Beginn der Sendung allmählich auf die betriebsmäßige Überlagerungsspannung gebracht too werden, dadurch gekennzeichnet, daß der ν an das Netz (1) angeschlossene Sender (4) durch eine Fahrplansteuerung (6, 34 bis 37 usw.) bis zur Anfangsfrequenz (Punkte, Fig. 2) des jeweils zu überlagernden Frequenzbereiches (B-C) gebracht wird, hierauf möglichst unter Konstanthaltung der Frequenz (A) allmählich mit Hilfe von entsprechend den Belastungsverhältnissen des Netzes eingestellten Vergleichsgrößen (mittels der Teile 8 bis 33) auf die für den zu sendenden Frequenzbereich vorgeschriebene Überlagerungsspannung (Punkt b) gebracht und erst dann zum Zweck der eigentlichen Sendung mit seiner Frequenz fahrplanmäßig weitergesteuert und am Schluß der Sendung (PunktC) wieder auf Spannungslosigkeit oder verminderte Spannung (Punkt aQ gebracht wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 für Maschinensender, die über einen regelbaren

   Transformator an das zu überlagernde Netz angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der mit sekundärseitig verminderter Spannung an das Netz angeschlossene Transformator bei Beginn der Sendung auf volle Sekundärspannung eingeregelt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 für Maschinensender, die über Widerstände, Aufhängkreise o. dgl. an das Netz angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der anfänglich erhöhte Widerstand oder verstimmte Aufdrückkreis, über den der Maschinensender ans Netz angeschlossen" ist, bei Beginn der Sendung auf geringeren Widerstand eingestellt bzw. auf die Überlagerungsfrequenz abgestimmt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß anfänglich durch Zusatzströme, insbesondere Blindströme oder Gegenspannungen bzw. Sperrkreise, die Spannung des Maschinensenders herabgesetzt und bei Beginn der Sendung durch Unterdrückung der Zusatzströme Gegenspannungen, Verstimmen oder Überbrücken der Sperrkreise die volle Maschinensender spannung dem Netz zugeführt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 1 und 4 für Sender, die nach einem etwa geradlinigen Frequenzzeitfahrplan gesteuert werden sollen und wahlweise oder nacheinander Teilstrecken des Frequenzbereiches überlagern müssen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (4) zwischen den zu überlagernden Teilfrequenzbereichen jeweils zunächst schneller (bis Punkt Ä) in seiner Drehzahl geändert wird, als dem gewünschten Fahrplan entspricht und die dadurch gewonnene Zeit für die allmähliche Einstellung (a-b) des Senders auf die betriebsmäßige Überlagerungsspannung (Punkt δ) bei Konstanthaltung der Frequenz (Punkt AB) auf der dem Anfangswert des zu überlagernden Bereiches ent- sprechenden Größe (.A) benutzt wird.
6. 6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Fahrplanwerk (34 bis 37 und 8 bis 33), das außer der Frequenz (v) auch noch die Spannung (c), beispielsweise die Erregung (7) des Senders (4) steuert.
7. 7. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (8, 10) des Senders (4) durch ein Vergleichswerk (15) gesteuert wird, das einerseits von der fahrplanmäßig vorgegebenen Sollgröße, andererseits von der tatsächlich dem Netz überlagerten Istgröße der Überlagerungsspannung oder von diesen Größen entsprechenden Strömen, Wegen, Geschwindigkeiten, Drücken beeinflußt wird.
8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bereitstellung der Sollgröße (A) für die Überlagerungsspannung die sog. Ein- und Ausschaltwähler (29 bis 31) der Fernsteueranlage benutzt werden.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Betrieb des Vergleichswerkes erforderliche Istgröße der Überlagerungsspannung (A) über einen nicht oder nur wenig von der Frequenz abhängigen Widerstand, insbesondere über einen auf die Starkstromfrequenz abgestimmten Sperrkreis (21), unmittelbar oder mittelbar unter Zwischenschaltung von Transformator (22) Drosselspulen, Spannungsteilern o. dgl. entnommen wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen