DE1119329B - Elektronischer Impulsgeber - Google Patents

Description

• Elektronischer hupulsgeber Impulsgeber werden in der Regeltechnik zur Anpassung eines Reglers an die Regelstrecke verwendet. Dabei ist es nötig, Impuls- und Pausenlänge möglichst getrennt einzustellen. Bei den bekannten mechanischen Impulsgebern geschieht dies durch Verstellen von Nocken, die auf einem Motorantrieb mit Kontaktwerk sitzen. Bei rein elektrisch arbeitenden Impulsgebern können die Zeiten mit Hilfe von RC-Gliedern kontinuierlich eingestellt werden. In den bekannten Schaltungen werden dazu entweder eine größere Anzahl von Relais oder mindestens zwei Schaltröhren mit den dazugehörigen Relais benötigt.
• Aufgabe der Erfindung ist es, den Schaltungsaufwand bei elektronischen Impulsgebern auf ein Mindestmaß zu beschränken, wobei die voneinander unabhängige kontinuierliche Einstellung sowohl der Impuls- als auch der Pausenlänge gewahrt bleiben soll. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß unter Verwendung einer einzigen Kaltkathodenröhre mit zugehörigem Arbeitsrelais und einstellbaren RC-Gliedern zur Einstellung von Impuls und Pause die Kontakte des Arbeitsrelais in Verbindung mit den Zeitgliedern die Spannung an der Steuerelektrode der Kaltkathodenröhre beim Zünden sprungartig wesentlich über die Löschspannung anheben und beim Löschen ebenso sprungartig wesentlich unter die Zündspannung absenken.
• In Abb. 1 liegt die Kaltkathodenröhre 1 der erlindungsgemäßen Schaltung mit dem dazugehörigen Arbeitsrelais 2 an den Punkten a b, die mit der Wechselstromversorgung verbunden sind. Beim Einschalten der Wechselspannung wird der Speicherkondensator 4 über den Gleichrichter 3 aufgeladen. über einem Steuerschutzwiderstand 5 liegt der Hauptkondensator 6 am Gitter der Röhre. Im ungezündeten Zustand der Röhre wird dieser Kondensator über den Ladewiderstand 7 und den auf dem Arbeitsrelais 2 sitzenden Ruhekontakt 8 aufgeladen. Ein zweiter Ruhekontakt 9 des Arbeitsrelais 2 legt in diesem Zustand einen Umladekondensator 10 über einen Schutzwiderstand 11 parallel zum Hauptkondensator 6, so daß sich die beiden Kondensatoren im ungezündeten Zustand gleichsinnig aufladen. Die Zeitkonstante für den Ladevorgang ergibt sich somit aus dem Ladewiderstand 7 und den beiden parallel geschalteten Kondensatoren 6 und 10. Die Spannung, zu der die Kondensatorspannungen vor dem Zünden hinstreben, ist die Speicherspannung am Kondensator 4, die in der Regel mindestens das Doppelte der Zündspannung beträgt. Hat die Spannung am Kondensator die Zündspannung der Röhre erreicht, so zieht das Arbeitsrelais 2 und schaltet mit seinem Arbeitskontakt 8' den Entladewiderstand 12 parallel zum Hauptkondensator, während es mit seinem Arbeitskontakt 9' den Umladekondensator 10 in Reihe mit dem Hauptkondensator legt. Bei genügend kleinem Schutzwiderstand 11 fließt dadurch die Ladung dieses Kondensators sehr schnell auf den Hauptkondensator und erhöht fast sprungartig dessen Spannung erheblich. Der Entladevoraang des Hauptkondensators beginnt damit mit einer Spannung, die weit über der Lösdhspannung liegt und in der Regel etwa das Doppelte davon oder mehr beträgt, so daß die Entladezeit von dieser Spannung bis zur Löschspannung sehr exakt definiert ist. Vor dem Erreichen der Löschspannung sind die Polaritäten der beiden Kondensatoren an ihrem gemeinsamen Punkt P entgegengesetzt, so daß beim Löschen der Röhre und Abfallen des Arbeitsrelais über den Ruhekontakt 9 die Ladungen der beiden Kondensatoren sich schnell ausgleichen und die Spannung des Hauptkondensators fast sprungartig auf einen Wert weit unter der Zündspannung herabsinkt, in der Regel auf Null oder ins Negative. Der nun wieder einsetzende Ladevorgang beginnt damit wieder weit vom Zündpunkt der Röhre entfernt, so daß die Ladezeit bis zum Zünden ebenfalls sauber definiert ist. Je nach der Dimensionierung der beiden Kondensatoren kann man das sprungartige Anheben und Absenken der Gitterspannungen beim Zünden und Löschen auf zweckmäßige Werte bringen. Will man beispielsweise zur Erzielung möglichst exakter Zeiten die Entladung sehr weit über der Löschspannung beginnen bzw. die Ladung sehr weit unter der Zündspannung einsetzen lassen, so wählt man den Umladekondensator 10 größer als den Hauptkondensator. Beim Löschen springt dann die Spannung am Hauptkondensator unter NulL Will man aus preislichen Gründen für den Hauptgepolten Kondensator verwenden, kondensator einen g so wählt man die Kondensatoren so, daß die Polarität des Hauptkondensators sich beim Umschalten nicht ändert. Ein besonderer Vorteil dieser Schaltung ist es, daß bei geeigneter Dimensionierung der Kondensatoren die Impuls- und Pausenzeiten bzw. ihr Verhältnis von der Netzspannung verhältnismäßig unabhängig sind.
• In Abb. 2 ist der Erfindungsgedanke in der Weise verwirklicht, daß im ungezündeten Zustand der Röhre der Ladekondensator6, der über dem Ruhekontakt 8 des Arbeitsrelais 2 an dem mit dem Schutzwiderstand 5 versehenen Gitter liegt, während gleichzeitig der Entladekondensator 13 über einen Ruhekontakt 9 und den Schutzwiderstand 14 an den Gleichrichter3 gelegt und damit auf den Spitzenwert aufgeladen wird. Auch hier ist wie in Schaltung 1 die Spannung, der der Ladekondensator zustrebt, die Spitzengleichspannung der Stromversorgung. Die Ladezeitkonstante ergibt sich aus Ladekondensator 6 und Ladewiderstand 7. Beim Zünden werden die Arbeitskontakte 8' und 9' geschaltet und damit sprungartig die hohe Spannung des Entladekondensators 13, die weit über der Löschspannung der Röhre liegt, an das Gitter der Röhre gelegt. Gleichzeitig wird der Entladewiderstand 12 parallel zum Entladekondensator geschaltet und über den Arbeitskontakt: 8' der Ladekondensator schnell über einen Schutzwiderstand 15 auf einen Wert entladen, der weit unter der Zündspannung liegt. Beim Löschen der Röhre wird der Ladekondensator 6 wieder an das Gitter gelegt, und der Ladevorgang beginnt mit dieser weit unter der Zündspannung liegenden Kondensatorspannung von neuem.
• Die beiden Einstellwiderstände 7 und 12 zur kontinuierlichen Einstellung von Impuls und Pause, die in den Abbildungen als getrennte Widerstände gezeichnet sind, mit denen Impuls und Pause getrennt eingestellt werden können, kann man selbstverständlich auch miteinander koppeln bzw. zu einem einzigen Widerstand nach Art einer Potentiometerschaltung vereinen, wobei man die Dimensionierung so wählen kann, daß beim Verändern des Widerstandsabgriffes die Impulsperiode nahezu erhalten bleibt und lediglich das Verhältnis von Impuls und Pause geändert wird.
• Der Impulsgeber nach Abb. 1 oder 2 läßt sich in einfacher Weise zu einem Regler erweitern (vgl. Abb. 3), der es gestattet, drei mögliche Stellungen eines Meßwertgebers 16 mit empfindlichen Kontakten - beispielsweise eines Thermostaten - direkt über hochbelastbare Relais-Kontakte einem Stellmotormit ebenfalls drei möglichen Laufzuständen zu übermitteln, wobei das zur Erweiterung nötige Hilfsrelais 17 nur zwei Lagen, »Ein« und »Aus«, einzunehmen braucht. Dies wird dadurch erreicht, daß das zur Erweiterung der Impulsgeberschaltung zum Regler nötige Hilfsrelais 17 in der Stellung »Zu« des Meßwertgebers nicht anspricht, wogegen der Impulsgeber eingeschaltet wird. In der Stellung »Null« des Meßwertgebers wird weder der Impulsgeber noch das Hilfsrelals 17 geschaltet; in der Stellung »Auf« wird sowohl der Impulsgeber als auch das Hilfsrelais ge- schaltet, so daß der Umschaltekontakt 18 des Flilfsrelais den Motor in die Laufrichtung »Auf« schaltet.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektronischer Impulsgeber, bestehend aus einer Kaltkathodenröhre, zugehörigem Arbeitsrelais, zwischen Kathode und Gitterzuleitung liegendem Hauptkondensator und Ladewiderstand (7), dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich noch ein zweiter Kondensator (10 bzw. 13) mit zugehörigem Widerstand (11 bzw. 14) vorgesehen ist, der im ungezündeten Zustand der Röhre über einen Ruhekontakt (9) des Arbeitsrelais (2) gemeinsam mit dem Hauptkondensator (6) aufgeladen wird und beim Zünden der Röhre (1) über einen Arbeitskontakt (9') so mit dem Gitter der Röhre verbunden wird, daß dessen Spannung dabei sprungaxtig wesentlich über die Löschspannung - vorzugsweise auf den doppelten Wert oder mehr - gehoben wird, daß ferner gleichzeitig über einen zweiten Arbeitskontakt (8') der Hauptkondensator entweder direkt oder über einen Widerstand (12) kurzgeschlossen wird, so daß beim Löschen der Röhre und dem damit verbundenen Abfall des Arbeitsrelais die beiden Kondensatorspannungen in der Weise mit dem Gitter der Röhre verbunden sind, daß diese Spannung beim Löschen sprungartig wesentlich unter die Zündspannung - vorzugsweise auf Null oder ins Negative - abgesenkt wird.
2. 2. Elektronischer Impulsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Umladekondensator in der Weise in die Schaltung eingefügt ist, daß dieser über die Kontakte des Arbeitsrelais im ungezündeten Zustand der Röhre parallel zu dem am Gitter der Röhre liegenden Hauptkondensator geschaltet ist und dadurch gemeinsam mit diesem über einen Ladewiderstand aufgeladen wird, während er im gezündeten Zustand der Röhre in Serie mit dem Hauptkondensator geschaltet ist, wobei diesem gleichzeitig ein Entladewiderstand parallel liegt. 3. Elektronischer Impulsgeber nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Kapazitäten von Haupt- und Umladekondensator so gewählt ist, daß die Spannung am Hauptkondensator beim Umladen nur in seiner Höhe, nicht jedoch in seiner Polarität geändert wird. 4. Elektronischer Impulsgeber nach Ansprach 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Haupt- und Umladekondensator so gewählt wird, daß ein Minimum der Abhängigkeit des Impulsvedfältnisses oder der Einzelimpulse von der Versorgungsspannung erzielt wird. 5. Elektronischer Impulsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte des Arbeitsrelais im ungezündeteen Zustand der Röhre einen Ladekondensator, der über einen Ladewiderstand aufgeladen wird, an deren Gitter legen und gleichzeitig einen Entladekondensator über einen Schutzwiderstand an die gemeinsame Gleichspannungsversorgung schalten, während sie im gezündeten Zustand der Röhre den Entladekondensator an das Gitter der Röhre legen, wobei gleichzeitig der Entladekondensator über einen Entladewiderstand entsprechend der gewünschten Pausenzeit und der Ladekondensator über einen Schutzwiderstand sehr schnell entladen wird. 6. Elektronischer Impulsgeber nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellwiderstände für Ladung und Entladung entweder unabhängig voneinander sind oder in der Weise miteinander gekoppelt sind, daß die gesamte Impalsperiode näherungsweise erhalten bleibt. 7. Elektronischer Impulsgeber nach Ansprach 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Arbeitsrelais den Strom eines Stellmotors schaltet, wobei es mit einem Dreipunkt-Meßwertgeber in der Weise kombiniert ist, daß der Impulsgeber bei der Nullstellung des Meßwertgebers keine Spannung und in den beiden Arbeitsstellungen entweder direkt oder über ein HilfsreIais, das gleichzeitig die Richtung des Stell-gliedes schaltet, SpaTim ng erhält.