DE1054177B

DE1054177B - Kontaktschutzschaltung mit Glimmrelais-roehren (Kaltkathodenroehren)

Info

Publication number: DE1054177B
Application number: DEM34304A
Authority: DE
Original assignee: H Maihak AG
Current assignee: H Maihak AG
Priority date: 1957-05-25
Filing date: 1957-05-25
Publication date: 1959-04-02
Also published as: CH355203A

Description

Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung einer Kontaktschutzschaltung mit zwei Glimmrelaisröhren (Kaltkathodenröhren) in Gegentaktschaltung zur Betätigung eines Relais.

DieHauptpatentannieldung behandelt eine Kontaktschutzschaltung, bei der durch Gegentaktscbaltung zweier Kaltkathodenglimmrelaisröhren beide Phasen einer Wechselspannung zur Steuerung eines Relais ausgenutzt werden. Dabei wind durch parallel zu den Glimmrelaisröhren angeordnete Gleichrichter dafür gesorgt, daß nur an der zu zündenden Kaltkathodenglimmrelaisröhre die volle Arbeitsspanoung liegt, während die andere Glimmrelaisröhre praktisch kurzgeschlossen ist. Zu diesem Zweck wird die Steuerspannung zwischen Steuerelektrode und Kathode der Glimmrelaisröliren für jede dieser Röhren an einer gleich großen Ohmschen Widerstandskette abgegriffen, deren Potentia¹Iverteilung sich durch Schließen und öffnen des gegen Strombelastung zu schützenden Kontaktes so verändert, daß bei geschlossenem Kontakt für die jeweilige unter Spannung liegende Glimmrelaisröhre die Zündspannung erreicht wird, während bei geöffnetem Kontakt die Steuerspannung an den Glimmrelaisröliren stets unterhalb der Zündspannung bleibt.

Die Fig. 1 zeigt die bereits vorgeschlagene Kontaktschutzschailtung. An die Buchsen B und B' wird eine Wechselspannung von beispielsweise 220 Volt (effektiv) mit einer Frequenz von SO Hz gelegt. Bei geöffnetem Kontakt Ko liegt bei positiver Phase, d. h. B positiv und B' negativ, fast die volle Spannung zwischen der Anode A und der Kathode K der Glimmrelaisröhre GR. Dabei dienen die Gleichrichter G und G' als Spannungsteiler, denn der Gleichrichter G ist in dieser Phase hochöhmig, der Gleichrichter G' dagegen niederohmig. Andererseits liegt als Zündspannung zwischen der Steuerelektrode S und der Kathode K praktisch der gesamte Spannungsabfall an den Hoahohmwiderständen R₂, R₂' und R₁', so daß bei geeignetem Verhältnis R₁ : (2 R₂ + R₁) die Gldmmrelaisröhre GR zündet. Der Strom fließt von dieser Glimmrelaisröhre über das Relais Re und den in dieser Phase miederohmigen Gleichrichter G' zur Buchse B'.

Bei negativer Phase, d. h. Buchse B positiv und Buchse B' negativ, zündet die Glimmrelaisröhre GR'. Die Arbeitsweise der Schaltung bei negativer Phase ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung für die positive Phase, wenn man die ungestrichenen Kennbuchstaben gegen die gestrichenen und die gestrichenen Kennbuchstaben mit den ungestrichenen vertauscht. Das Relais Re wird also von einem pulsierenden Gleichstrom (invertiertem Wechselstrom) durchflossen, der demjenigen aus einer Gleichrichter-Graetzschaltung ähnlich ist. Man erhält so einen sägezahn-Kontaktsdmtzschaltung mit Glimmrelaisröhren (Kaltkathodenröhren)

Zusatz zur Patentanmeldung M30121 VIIIc/21 g
(Auslegeschrift 1 049 498)

Anmelder:
H, Maihak Aktiengesellschaft,
Hamburg 39, Semperstr, 26-38

ähnlichen Strom, dem nicht mehr jeder zweite Zahn fehlt. Das Relais Re spricht also an, wenn der Kontakt Ko geöffnet ist.

Schließt man den Kontakt Ka, so verringert sich die Potentialdifferenz zwischen Steuerelektrode S (bzw. S') und der Katliode iC (bzw. K'), da die Spannung nur noch über die Hochohmwiderstände R₁ undi?₂ (bzw. R₁' und R₂') abfällt. Bei geeigneter Wahl des Verhältnisses R₁: R₂ wind erreicht, daß der Spannungsabfall an dem Widerstand R₂ nicht zur Zündung der Glimmrelaisröhre GR ausreicht. Damit wird der Strom durch die Glimmrelaisröhre Unterbochen, und das Relais Re fällt ab, denn der Stromfluß über den Kontakt Ko beträgt nur noch einige Mikroampere.
Beispielsweise kann der Widerstand R₁ eine Größe von 2,2 ΜΩ und der Widerstand R₂ eine Größe von 1 ΜΩ haben, wenn die verwendete Glimmrelaisröhre eine minimale Zündspannung zwischen Stator und Kathode von 120, maximal 140 Volt Gleichspannung hat. Eine so dimensionierte Schaltung ist in der Lage, noch Überspannungen und. Unterspannungen bis zu 20°/o aufzufangen.

Die beschriebene Spannungsteilung mit Hilfe hochohmiger Widerstände kann auch durch andere an sich bekannte Schaltelemente erreicht werden, wenn nur für die entsprechende Begrenzung des Stromes über den zu schützenden Kontakt Ko und die Steuerelektrode S gesorgt wird.

Diese Schaltung hat den Nachteil, daß der Anzug des Relais davon abhängig ist, in welcher Phase der Wechselspannung der in Fig. 1 mit Ko bezeichnete Kontakt betätigt wurde. Wird der Kontakt beispielsweise in einem Augenblick geschlossen, in dem die angelegte Spannung an der zu zündenden Kaltkathodenglimmrelaisröhre sich schon wieder im abfall end en Ast

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Claims

der Spartnungsphase befindet, so zündet zwar noch diese Kaltkathodenröhre, aber der Stromstoß durch das Relais ist nicht mehr kräftig genug, um es zum Ansprechen zu bringen. Das Relais spricht erst bei der nun folgenden Zündung der anderen Glimmrelaisröhre an. Außerdem spricht das Relais in der Nähe der oberen und unteren noch eben zulässigen Spannungsgrenzen überhaupt unzuverlässig an. Dies beruht darauf, daß auch bei Unterspannung der Stromstoß durch das Relais bei der Zündung nicht mehr kräftig genug ist, um ein augenblickliches Anziehen des Relais sich zu gewährleisten. Weiterhin erzeugt die Induktivität des Relais ihrerseits bei Überspannung und Stromunterbrechung infolge Öffnen des zu zündenden Kontaktes zusätzlich eine so hohe Überspannung, daß Fehlzündungen der Kaltkathodenglirnmrelaisröhren trotz geöffneten Kontaktes eintreten. Zur Vermeidung dieser Nachteile ist bei einer Kontaktschutzschaltung mit Glimmrelaisröhren, insbesondere Kaltkathodenröhren, nach Patentanmeldung M 30121 VIIIc/21g zur Betätigung eines Relais, bei der zwei Glimmrelaisröhren, denen je ein Gleichrichter parallel geschaltet ist, in Gegentaktscnaltung zur Ausnutzung beider Phasen der Wechselspannung zur Steuerung des Relais vorhanden sind, erfindungsgemäß zwischen idem gemeinsamen Schaltpunkt des Relais und der beiden Gleichrichter einerseits und der Potentialmitte der angelegten Wechselspannung andererseits ein Kondensator angeordnet. Dieser Kondensator muß eine genügend große Kapazität, beispielsweise von mindestens 4 μΡ, vorteilhaft 8 μΈ, haben und kann auch ein Kondensator mit Polung (Elektrolytkondensator) sein; in diesem Fäll ist der negative Pol an den gemeinsamen Schaltpunkt des Relais mit den Gleichrichtern und der positive Pol an die Potentialmitte der angelegten Wechselspannung zu legen. Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der neuen Kontaktschutzschaltung. Die Bezugszeichen haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1. Lediglich zwischen dem gemeinsamen SchaltpuraktP, an dem das Relais Re und die Gleichrichter G und G' liegen und der Mittelanzapfung M der Sekundärwicklung des Transformators T ist gemäß der Erfindung der Kondensator Cx eingeschaltet. Die Kapazität des Kondensators C1 ist so zu wählen, daß sie folgenden Bedingungen genügt: 1. Die magnetische Energie V2 i2 ■ L des Relais (i = Strom, L = Induktivität) und die elektrische Energie 1h U2 · C des Kondensators (U = Spannung, C = Kapazität) müssen sich gegenseitig austauschen können, ohne daß wesentliche Potentialstörungen bei diesem Austausch entstehen. Damit ist eine untere Grenze für die Kapazität des Kondensators festgelegt. Der Kondensator C1 dient also einerseits als Energiequelle zum raschen Aufbau des magnetischen Feldes des Relais und sorgt damit für einen kräftigen Stromstoß und ebenso für einen kräftigen Anzug desselben; andererseits muß der Kondensator bei Stromunterbrechungen die magnetische Energie des Relais zusätzlich aufnehmen, ohne daß Überspannungen entstehen, die zu Fehlzündungen der Kaltkathodenglimmrelaisröhren führen1 können. 2. Die Zeitkonstanten des Kondensators C1 dürfen sich nicht nachteilig bemerkbar machen und den Energieaustausch und damit die Funktion des Kondensators beeinträchtigen. Damit ist eine obere Grenze der Kapazität gegeben. Genügt der Kondensator C1 bezüglich seiner Kapazität diesen Bedingungen 'und ist er — wie angegeben — geschaltet, so treten die Nachteile, insbesondere die Störeffekte der bereits vorgeschlagenen und vorstehend beschriebenen Schaltung (Fig. 1), nicht auf. Bei jeder Zündung der Kaltkathodenglimmrelaisröhren erfolgt fast unabhängig von der Phasenlage ein kräftiger Stromimpuls und damit ein sicheres Anziehen des Relais. Bei Stromunterbrechung werden Nachzündungen der Kaltkathoden durch eventuell induktive Überspannungen des Relais vermieden. Patentansprüche:

1. Kontaktschutzschaltung mit Glimmrelaisröhren, insbesondere Kaltkathodenröhren nach Patentanmeldung M 30121 VIIIc/21g zur Betätigung eines Relais, bei der zwei Glimmrelaisröhren, denen je ein Gleichrichter parallel geschaltet ist, in Gegentaktschaltung zur Ausnutzung beider Phasen der Wechselspannung zur Steuerung des Relais vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem gemeinsamen Schaltpunkt des Relais und der beiden Gleichrichter einerseits und der Potentialmitte der angelegten Wechselspannung andererseits ein Kondensator angeordnet ist.

2. Kontaktschutzschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Konidensator mit Polung (Elektrolytkondensator) der negative Pol an dem gemeinsamen Schaltpunkt des Relais und der Gleichrichter und der positive Pol an der Potentialmitte der angelegten Wechselspannung liegt.

3. Kontaktschutzschaltungnach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Wechselspannung über einen Transformator erfolgt, der auf der Sekundärseite eine Wicklung mit Mittelanzapfung besitzt, an die die eine Seite des Kondensators angeschlossen ist.

4. Kontaktschutzschaltungnachden Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator eine Größe von mindestens 4 μΡ hat.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen