CH637242A5 - Circuit arrangement for driving a bistable relay which switches an AC circuit - Google Patents

Description

637 242

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE

1. Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines einen Wechselstromkreis schaltenden, bistabilen Relais, bei dem der Erregerstrom durch kurzzeitiges Schliessen eines Schaltgliedes die Relaisspule erregt, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Reihenschaltung mit der Relaisspule (3) und dem Schaltglied (1) ein Vorwiderstand (2) angeordnet ist, der in Abstimmung auf den Bewegungsablauf des bistabilen Relais dessen Anzugsstrom so bemisst, dass die Öffnung der Relaiskontakte (4) 20° bis 10° elektrisch vor dem Nulldurchgang der Wechselspannung und das Schliessen der Relaiskontakte (4) bis 20° elektrisch nach dem Nulldurchgang der Wechselspannung erfolgt.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorwiderstand (2) aufgeteilt ist in einen Widerstand (2a) und einen Kaltleiter (2b).

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Freilaufdiode (5) parallel zur Relaisspule (3) angeordnet ist.

4. Schaltungsanordnung nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltglied (1) ein Thyristor (6) ist.

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines einen Wechselstromkreis schaltenden bista-bilden Relais, bei dem der Erregerstrom durch kurzzeitiges Schliessen eines Schaltgliedes die Relaisspule erregt.

Bistabile Relais werden normalerweise durch kurzes Anlegen der Netz-Wechselspannung betätigt. Hierdurch wird der Anker eines Magnetsystems bewegt, der eine Kontaktbrücke in eine andere Stellung bringt (siehe z.B. DE-OS 2050134).

Die Schaltzeitpunkte, bezogen auf die Sinuskurve der zu schaltenden Spannung, sind hierbei nicht definiert. Sie liegen irgendwo auf der Spannungskurve.

Es gibt auch bistabile Relais, die für den jeweiligen Schaltzustand einen elektronischen Speicher besitzen. Hierbei ist zwar eine Abfrage der Spannungskurve und somit auch ein definierter Schaltzeitpunkt möglich. Jedoch ist der Aufwand an Bauelementen sehr gross. Für eine minimale Kontaktbelastung sollten die Schaltzeitpunkte nahe dem Nulldurchgang liegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, mit sehr wenigen Bauelementen ein Schliessen und Öffnen von Wechselstromkreisen im nahen Bereich des Nulldurchganges der Spannung zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass in einer Reihenschaltung mit der Relaisspule und dem Schaltglied ein Vorwiderstand angeordnet ist, der in Abstimmung auf den Bewegungsablauf des bistabilen Relais dessen Anzugsstrom so bemisst, dass die Öffnung der Relaiskontakte 20° bis 10° elektrisch vor dem Nulldurchgang der Wechselspannung und das Schliessen der Relaiskontakte bis 20° elektrisch nach dem Nulldurchgang der Wechselspannung erfolgt.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist vorteilhaft der Vorwiderstand in einen Widerstand und einen Kaltleiter aufgeteilt.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist eine Freilaufdiode parallel zur Relaisspule angeordnet.

In anderer Ausbildung der Erfindung wird als Schaltglied für den Erregerstromkreis ein Thyristor eingesetzt.

Die erfindungsgemässe Anordnung ist in der Zeichnung in zwei Ausführungsbeispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansteuerschaltung für ein bistabiles Relais mit Vorwiderstand, Freilaufdiode und mit mechanischem Taster;

Fig. 2 zeigt eine Ansteuerschaltung für ein bistabiles Relais mit einem elektronischen Schalter;

Fig. 3 zeigt einen graphischen Ablauf der Vorgänge gemäss den Schaltungsanordnungen nach den Fig. 1 und 2.

Gemäss Fig. 1 fliesst in der positiver Halbwelle von der Phase Ph über den mechanischen Taster 1 und über den Vorwiderstand 2 ein Strom gemäss der treibenden sinusförmigen Netzspannung durch die Relaisspule zum Nulleiter.

Unter Berücksichtigung des mechanischen Bewegungsablaufs wird durch eine ausgewählte Bemessung des Vorwiderstandes der Anzugsstrom zu einem Zeitpunkt erreicht, dass das Schliessen des Relaiskontaktes 4 bis 20° elektrisch nach dem Nulldurchgang und das Öffnen des Relaiskontaktes 4 20° bis 10° elektrisch vor dem Nulldurchgang erfolgt.

Zum thermischen Schutz der Relaisspule 3 sowie des Vorwiderstandes 2 insbesondere bei auftretenden Störungen im Taster ist es sinnvoll, den Vorwiderstand 2 in einen Widerstand 2a und einen Kaltleiter 2b aufzuteilen. Dadurch wird nach einer bestimmten Zeit der Strom auf einen sehr kleinen Wert begrenzt, wodurch die Wärmeentwicklung sehr gering ist.

Während der negativen Halbwelle übernimmt eine zum Relais parallel geschaltete Diode 5 den Strom sowie einen Freilaufstrom, wodurch der Relaisanker sicher gehalten wird und somit keine Brummgeräusche entstehen. Durch diese Massnahme können aufwendige Kurzschlussringe entfallen.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 herrschen die gleichen Bedingungen wie in Fig. 1, jedoch ist der mechanische Taster 1 durch einen Thyristor 6 ersetzt. Diese Ausbildung erlaubt ein Schalten mit extrem kleinen Steuerströmen in das Gate 6a.

Aus der graphischen Darstellung nach Fig. 3 ist ersichtlich, dass der Relaisspulenstrom in Abhängigkeit der Vorwiderstände ansteigt. Bei Erreichen der Ansprecherregung des Relais beginnt der mechanische Bewegungsvorgang. Dieser ist für das Umschaltverhalten immer gleich, d.h. die Zeiten vom Erreichen der Ansprecherregung bis zum Öffnen des Kontaktes bzw. Schliessen des Kontaktes sind ebenfalls immer gleich.

Mit Hilfe dieser Schaltungsanordnungen ist es also möglich, aus der Kombination mechanischer Bewegungsablauf, Erregungswerte der Relaisspule und Vorwiderstand definierte Sclialtpunkte zu erreichen. Dadurch werden sehr geringe Schweissneigung, geringer Kontaktverschleiss und wenig Störknacke erzielt.

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1 Blatt Zeichnungen