DE1087681B - Spannungsueberwachungsschaltung mit einem einspuligen Relais - Google Patents

Description

Bei Spannungsüberwachungsschaltungen, beispielsweise bei einer Schaltung zur Überwachung der Speisespannung von Akkumulatoren-Ladegleichrichtern kommt es darauf an, daß der Unterschied zwischen Anzugs- und Abfallspannung einer die Speisespannung überwachenden Relaisanordnung möglichst gering ist, z. B. nicht mehr als 1% beträgt.

Relais haben im allgemeinen die Eigenschaft, daß die Anzugsspannung, d. h. die Spannung, bei der der in der Ruhelage befindliche Anker angezogen wird, wesentlich höher ist als die Spannung, bei der der nahe an die Magnetwicklungen in der Arbeitsstellung herangezogene Anker wieder zum Abfall kommt. Im allgemeinen ist daher das Halteverhältnins eines Relais, d. h. das Verhältnis des Anzugsstromes zum Abfallstrom bzw. der Anzugsspannung zur Abfallspannung, wesentlich von »1« verschieden.

Zur Verbesserung des Halteverhältnisses eines Relais ist es bekannt, einen Widerstand in· den Erregerstromkreis der Relaisspule einzuschalten, so daß dadurch bei vorgegebener Anschlußspannung die Haltekraft des angezogenen Relais herabgesetzt wird.

Weiterhin ist für das exakte Durchschalten des Relais bei Überschreiten bzw. Unterschreiten einer bestimmten Spannung wichtig, daß die Durchschaltung des Relaisankers, d. h. Anziehen bzw. Abfallen desselben, möglichst schnell erfolgt. Es ist au sich bekannt, in Relaisschaltungen Kondensatoren einzuschalten, die die Trägheit der Relaisanordnung beeinflussen sollen.

Eine erfindungsgemäße Spannungsüberwachungsschaltung unter Anwendung eines einspuligen Relais kennzeichnet sich dadurch, daß das über Widerstände an die zu überwachende Spannung angeschlossene Relais außer mit Schaltkontakten mit zwei Ruhekontakten und einem Arbeitskontakt versehen ist und der in der Schaltung vorgesehene Kondensator vor Ansprechen des Relais über den einen Ruhekontakt und einen Vorwiderstand auf eine gegenüber der Drosselspule höhere Spannung aufgeladen wird, so daß das Relais beim Ansteigen der zu überwachenden Spannung zuerst den Arbeitskontakt schließt und dadurch den Kondensator der Relaisspule parallel schaltet und unter Verzögerung die Ruhekontakte öffnet und hierbei durch öffnen des zweiten Ruhekontaktes einen zusätzlichen Widerstand der Relaisspule vorschaltet, und daß das Relais beim Absinken der Spannung die Ruhekontakte erst schließt und den Arbeitskontakt danach öffnet, so daß dabei die Spannung an der Relaisspule entsprechend dem durch den Aufladestrom des Kondensators am Widerstand bedingten Spannungsduiall kurzzeitig weiter herabgesetzt wird.

Eine erfindungsgemäße Relaisschaltung nutzt das Spannungsüberwachungsschaltung
mit einem einspuligen Relais

Anmelder:

Frako, Kondensatoren-

und Apparatebau G.m.b.H.,

Teningen (Bad.)

Robert östreicher, Teningen (Bad.),
ist als Erfinder genannt worden

Auftreten von Überspannungen und Unterspannungen aus, welche sich durch das nacheinander erfolgende Umschalten der Kontaktstrecken ergeben, und ferner werden zusätzliche Spannungsgefälle durch das Einschalten bzw. Ausschalten von Vorwiderständen bewirkt. Die Erfindung erreicht dadurch ein Halteverhältnis der Relaisschaltung, welche in der Größenordnung von 1% liegt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in zwei Figuren wiedergegeben, und die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung soll an diesen Figuren zur Erläuterung gelangen.

In den Figuren bedeutet U₁ die an den Klemmen 1 und 2 liegende, zu überwachende Spannung, und zwar ist U₁ der niedrigere Spannungswert, der überwacht wird und der, wenn er zu hoch wird, die Überwachungsanlage, nämlich die Kontakts trecke d 6 mit den Klemmen 6, 7 schließt. Die Spannung U₁ dagegen ist die Überspannung, von der aus, bei Absinken der Arbeitsstromkreis der Überwachungsanlage, d. h. der durch die Kontaktstrecke d 6 und die Klemmen 6, 7 gebildete Stromkreis wieder unterbrochen wird.

Der Spannungswert von U₁, bei welchem der Übergang von Fig. 1 auf Fig. 2 erfolgt und der Spannungswert von U₁, bei welchem der Übergang von Fig. 2 nach Fig. 1 erfolgt, sollen möglichst nahe beieinander liegen. Die am Relais liegende Abfallspannung und Anzugsspannung ist in den Figuren mit U₂ bzw. U₂' bezeichnet.

Fig. 1 zeigt die Stellung der Kontakte d 1_} d2 und d 3 vor dem Anzug des Relais D bzw. nach dessen Abfall, während Fig. 2 die Stellung dieser Kontakte nach Ansprechen des Relais D und vor dem Abfall desselben wiedergibt. D 6 bezeichnet den Relaiskontakt des an die Klemmen 6, 7 angeschlossenen Arbeitsstromkreises.

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Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, verläuft der Stromkreis der Relaisspule D vor dem Ansprechen des Relais von der Klemme 2 über die einstellbaren Widerstände Rl und R2 sowie den Relaiskontakt if2 und die Relaiswicklung zur Klemme 1. Zugleich wird über eine Abzweigung des Widerstandes R1 und den Relaiskontakt dl der Kondensator C aufgeladen. Hat die Spannung zwischen Klemmen 1 und 2 die obere Grenze ZJ₁' erreicht, dann spricht das Relais D an und schließt zuerst den Kontakt d3, wodurch der Kondensator C an die Enden der Relaisspule gelegt wird und sich nun über die Relaisspule entlädt und dadurch das Anzugsmoment des Relais verstärkt. Nachdem der Kontakt dZ geschlossen ist, öffnet das Relais seine Kontakte dl und d2, was zur Folge hat, daß der Relaisstromkreis nunmehr über die Widerstände Rl, R 3 und i?4 verläuft. Diese Widerstände müssen so bemessen sein, daß das Relais noch hält, jedoch bei geringem Absinken der zu überwachendenh Spannung entsprechend der vorgeschriebenen Toleranz abfällt.

Sinkt diese Spannung entsprechend ab, so schließt das Relais beim Abfallen zuerst die Kontakte d 1 und d2, wonach erst der Kontakt dZ geöffnet wird. Dabei lädt sich über den Kontakt dl der Kondensator C auf, wodurch im Widerstand R1 zusätzlich ein Spannungsabfall hervorgerufen wird, der die Spannung an der Relaisspule weiter verringert und dadurch ein schleichendes Abfallen des Relais verhindert und gewährleistet, daß der Abschaltvorgang schnell erfolgt. Durch das Schließen des Kontaktes dl werden die Widerständet3 und R4. überbrückt und das Relais in die Stellung für ein erneutes Ansprechen gebracht.

Durch Temperaturschwankungen bedingte Meßfehler können durch Verwendung von Konstantandrahtwicklungen vermieden werden.

Für die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Schaltung ist folgendes maßgeblich: Betrachtet man den stationären Zustand, so fließt in Fig. 1 der Relaisstrom parallel durch die beiden Zweige, in denen die Widerstände R3 bzw. i?4 bzw. R2 liegen. Bei vorgegebener Spannung U₁ fließt daher ein ziemlich starker Strom durch das Relais D, der nahe dem Anzugsstrom liegt. Steigt nun die Spannung U₁, so wird zunächst der Arbeitskontakt d3 geschlossen, und der Kondensator C₁ der zuvor fast bis auf die Spannung der Klemme 2 aufgeladen wurde und daher höhere Spannung hatte, als an dem Relais D lag, liefert einen zusätzlichen Strom an das Relais D, so daß die Umschaltung der Ruhekontakte dl und d2 und die Umschaltung des Arbeitskontaktes d6 sehr schnell erfolgt.

Dadurch ist die allgemeine Lage erreicht, die in Fig. 2 wiedergegeben ist. Es sind hier die Kontakte dl und d2 geöffnet, so daß im stationären Zustand für den das Relais D durchfließenden Strom nur der eine Weg über die Serienschaltung der Widerstände Rl, R3, R4 zur Verfügung steht. Obwohl daher die Spannung U₁' größer ist als die Spannung¹ U₁, durchfließt das Relais D nunmehr ein kleinerer Strom, der hinreichend nahe dem Abfallstromwert des Relais liegt. Es ist auch U₂' kleiner als ZJ₂ war. Sinkt nun die Spannung ZJ₁' etwas ab, so daß der Abfallstromwert des Relais D in Richtung zu kleineren Stromwerten überschritten wird, so werden zunächst die in Fig. 2 offenen Kontaktstrecken d 1 und d 2 geschlossen, und dadurch entsteht ein Stromstoß in den Kondensator C hinein, welcher nunmehr von dem Wert der Relaisspannung, die er bisher besaß, auf den Wert der Klemme 2 aufgeladen werden soll. Dieser Ladestrom erzeugt einen Spannungsabfall an dem oberen Teil des Widerstandes Rl, der sich besonders darin äußert, daß die am Relais D liegende Spannung verringert wird. Hierdurch wird die Rückkehr des Relais D in die Abfallstellung der Fig. 1 beschleunigt, und wenn, nach öffnen der Kontaktstrecke d 3 der stationäre Zustand erreicht ist, herrschen wieder dieselben, in Fig. 1 dargestellten Verhältnisse, wo wiederum der stationäre, durch das Relais D fließende Strom groß ist, weil für den Relaiszweig der über den Widerstand verlaufende Parallelstromkreis vorhanden ist.

Die durch die Ladung bzw. Entladung des Kondensators C bedingten Stromstöße und Spannungsstöße unterstützen also, wie erörtert, das Anziehen bzw. Abfallen des Relaisankers.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Spannungsüberwachungsschaltung mit einem einspuligen Relais, unter Anwendung von einem Kondensator und Vorwiderstände umfassenden Mitteln zur kurzzeitigen Erzeugung von die Relaisschaltungen unterstützenden "Überspannungen und Unterspannungen an der Relaisspule, dadurch, gekennzeichnet, daß das über Widerstände (Rl, R3) an die zu überwachende Spannung angeschlossene Relais (D) außer mit Schaltkontakten (d6) mit zwei Ruhekontakten (dl, d2) und einem Arbeitskontakt (d3) versehen ist und der in der Schaltung vorgesehene Kondensator (C) vor Ansprechen des Relais (D) über den einen Ruhekontakt (d T) und einen Vorwiderstand (R 1) auf eine gegenüber der Drosselspule (D) höhere Spannung aufgeladen wird, so daß das Relais (D) beim Ansteigen der zu überwachenden Spannung zuerst den Arbeitskontakt (d 3) schließt und dadurch den Kondensator (Q der Relaisspule (D) parallel schaltet und unter Verzögerung die Ruhekontakte (dl, d2) öffnet und hierbei durch öffnen des zweiten Ruhekontaktes (d 2) einen zusätzlichen Widerstand (R3) der Relaisspule (d) vorschaltet, und daß das Relais beim Absinken der Spannung (D) die Ruhekontakte (dl, d2) erst schließt und den Arbeitskontakt (^3) danach öffnet, so daß dabei die Spannung an der Relaisspule (D) entsprechend dem durch den Aufladestrom des Kondensators (Q am Widerstand (Rl) bedingten Spannungsabfall kurzzeitig weiter herabgesetzt wird.

2. Relais für die Spannungsüberwachungsschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Spule aus Konstantandraht gewickelt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 883 933, 924 040;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 051 978;
französische Patentschrift Nr. 884 807.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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