DE1166932B

DE1166932B - Circuit arrangement for alternating current magnet with dropout delay of its armature

Info

Publication number: DE1166932B
Application number: DEB57855A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hugo Harbrecht
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1960-05-14
Filing date: 1960-05-14
Publication date: 1964-04-02

Description

Schaltungsanordnung für Wechselstrommagnet mit Abfallverzögerung seines Ankers Schaltungsanordnung fürElektromagnete von elektrischen Schaltgeräten mit dem Zweck, den Magnetanker abfallverzögert zu machen, sind bekannt. Die elektrischen Mittel dieser Schaltanordnungen sind für Gleichstrommagnete vorzugsweise Kondensator und Widerstand. Durch Vorschalten von Gleichrichtern werden diese Schaltungsanordnungen auch fürWechselstromnetze anwendbar.Circuit arrangement for AC magnet with drop-out delay of his Armature circuit arrangement for electromagnets of electrical switching devices with the purpose of making the armature drop-out delayed are known. The electric Means of these switching arrangements are preferably capacitors for direct current magnets and resistance. By connecting rectifiers upstream, these circuit arrangements Can also be used for AC networks.

Die Tatsache, daß Wechselstrommagnete mit Anker, wie sie für Relais und Schütze verwendet werden, eine mehrfach höhere Anzugsamperewindungszahl benötigen, als ihre Betriebsamperewindungszahl ist, macht es schwierig, solche Wechselstrommagnete direkt mit Gleichstrom zu betreiben und mit Schaltverzögerungszeiten durch elektrische, Mittel auszurüsten. Zwar sind gleichstrombetätigte Wechselstromschütze in Sparschaltung bekannt, sie sind jedoch an sich schon störanfällig und eignen sich daher nicht für Verzögerungsschaltungen mit RC-Gliedern.The fact that AC solenoids with armature, like those used for relays and contactors are used that require a number of pull-in ampere turns that are several times higher, than their operating ampere turns, it makes such AC magnets difficult can be operated directly with direct current and with switching delay times through electrical, Equip funds. DC-operated AC contactors are in economy circuit known, but they are already susceptible to failure and are therefore not suitable for delay circuits with RC elements.

Die bekannten Schaltungsanordnungen für Wechselstrommagnete mit Abfallverzögerung sind alle nÜt dem Mangel behaftet, daß im Dauerbetrieb dem Wechselstrom ein Gleichstrom überlagert ist, der bei gegebenem Wickelraum eine, thennische überlastung der Spule zur Folge hat. Außerdem treten starke Zeitdifferenzen als Funktion des Schaltaugenblicks auf. Eine Änderung dieser Eigenschaften kann auch dann nicht erreicht werden, wenn Gleich- und Wechselstrom in getrennten Wicklungen geführt werden.The known circuit arrangements for AC magnets with drop-out delay are all nÜt afflicted with the defect that in continuous operation the alternating current is a direct current is superimposed, which with a given winding space a, thennische overload of the coil has the consequence. In addition, large time differences occur as a function of the switching instant on. A change in these properties cannot be achieved even if Direct and alternating currents are carried in separate windings.

Diese als nachteilig sich auswirkende Doppelbelastung der Magnetspule mit Gleich- und Wechselstrom ist auch dann gegeben, wenn ein parallel zur Magnetspule liegender Kondensator im Wechselstrombetrieb über einen Gleichrichter aufgeladen wird und zu dem Gleichrichter parallel geschaltet ist, über den der die Abfallverzögerung bewirkende Entladestrom des Kondensators beim Abschalten des Wechselstrombetriebes fließt.This double loading of the magnet coil, which has a detrimental effect with direct and alternating current is also given when a parallel to the solenoid lying capacitor charged in AC operation via a rectifier and is connected in parallel to the rectifier via which the drop-out delay effecting discharge current of the capacitor when switching off the AC operation flows.

Es ist auch eine Reihenschaltung eines Kondensators zur Magnetspule eines mit Wechselstrom betriebenen Schützes bekannt, doch kann durch diesen Kondensator keine Schaltverzögerung bewirkt werden. Er dient vielmehr nur dazu, durch Resonanzabstimmung mit der Magnetspule die Zugkraft des Magneten zu beeinflussen.It is also a series connection of a capacitor to the solenoid an alternating current operated contactor known, but this capacitor can no switching delay can be caused. Rather, it is only used by resonance voting to influence the pulling force of the magnet with the magnet coil.

Durch die in der Erfindung angegebene Schaltungsanordnung werden diese Mängel alle ausgeschaltet. Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung für verzögertes Abfallen des Magnetankers eines Wechselstrommagneten, insbesondere von Relais oder Schützen, nach Unterbrechung des Arbeitswechselstromes. Die Erfindung besteht darin, daß an einer Wechselspannung die Magnetspule des Schützes in Reihe mit einem Kondensator und einer Parallelschaltung von einem Gleichrichterventil und einem Überbrückungskontakt liegt und daß dieser Kontakt beim Öffnen die Wechselstronispeisung der Magnetspule des Schützes, unterbricht und gleichzeitig einen über das Gleichrichterventil, den Kondensator und die Magnetspuie fließenden, allmählich abnehmenden Ladestrom freigibt, der den Ankerabfall verzögert.With the circuit arrangement specified in the invention, these Defects all turned off. The invention relates to a circuit arrangement for delayed dropping of the armature of an alternating current magnet, in particular of relays or contactors, after interruption of the working alternating current. The invention consists in the fact that the magnetic coil of the contactor is connected to an alternating voltage in series with a capacitor and a parallel connection of a rectifier valve and a bridging contact and that this contact is the alternating current supply when opening the magnetic coil of the contactor, interrupts and at the same time a via the rectifier valve, the capacitor and the magnetic coil flowing, gradually decreasing charging current releases, which delays the anchor drop.

Zur Begrenzung der Ladestromspitze des Kondensators über das Gleichrichterventil kann mit letzterem in Reihe vorteilhafterweise ein Widerstand so ge, schaltet sein, daß er nur im Gleichstromkreis wirksam ist. Der Ohmwert dieses Widerstandes wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß die Anzugsamperewindungszahl des Magneten beim Anlegen der Netzspannung nicht erreicht wird, wodurch verhindert wird, daß der Magnet beim Zuschalten der Netzspannung anspricht. Ein kleiner Kondensator parallel zur Magnetspule dient zum Glätten des Gleichstromes und verrmgert den Streuwert der Abfallzeit.To limit the charging current peak of the capacitor via the rectifier valve a resistor can advantageously be connected in series with the latter in such a way that that it is only effective in the direct current circuit. The ohmic value of this resistor will be expediently chosen so that the number of tightening ampere turns of the magnet when Application of the mains voltage is not achieved, which prevents the magnet responds when the mains voltage is switched on. A small capacitor in parallel with the Magnetic coil serves to smooth the direct current and reduces the leakage value of the Fall time.

Derartige abfallverzögerte Wechselstrommagnete, insbesondere von Schützen, können zur Schaltfolgebegrenzung in gesteuerten oder geregelten Anlagen bei zu schneller Befehlsfolge, angewendet werden. Erfindungsgemäß werden zu diesem Zweck die Befehlsleitungen über Ruhekontakte des verzögerten Schützes geführt, zu denen Selbsthaltekontakte der gesteuerten Schütze parallel geschaltet sind; weiter wird das abfallverzögerte Schütz von einern gesteuerten Schütz wieder eingeschaltet, damit nach Auflösen des Befehles eine Wiederholung oder Durchgabe eines weiteren Befehls erst nach Abfall des abfallverzögerten Schützes erfolgt.Such delayed AC magnets, in particular from contactors, can be used to limit the switching sequence in controlled or regulated systems when the command sequence is too fast. According to the invention, for this purpose the command lines are routed via normally closed contacts of the delayed contactor, to which the self-holding contacts of the controlled contactors are connected in parallel; further, the drop-out delay of an N contactor controlled contactor is switched on again, so that occurs upon dissolution of the command or a repeat Transmission another command until after drop of the slow-release contactor.

Um auch schon beim ersten Befehl aus der RuhesteRung der Schaltanlage und Ausstellung des Meisterschalters heraus bereits in die Schaltfolge eingreifen zu können, kann das abfallverzögerte Schütz über den Auskontakt des Meisterschalters beim Aufschalten der Netzspannung eingeschaltet werden. Die Schaltverzögerung des abfallverzögerten Schützes wird vorteilhafterweise so groß gemacht, daß beim Durchreißen des steuernden Meisterschalters, d. h. beim schnellsten Durchfahren mehrerer Kontakte mit dem Schalthebel, alle Befehle bis auf den letzten unterdrückt werden.In order to be able to intervene in the switching sequence with the first command from the rest of the switchgear and the activation of the master switch, the drop-out delayed contactor can be switched on via the switch-off contact of the master switch when the mains voltage is switched on. The switching delay of the drop-out delayed contactor is advantageously made so large that when the controlling master switch is torn through, d. H. if the switch lever passes through several contacts as quickly as possible, all commands except the last one are suppressed.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den A b b. 1 bis 3 dargestellt.Embodiments of the invention are shown in A b b. 1 to 3 shown.

Abb. 1 stellt eine Schaltungsanordnung für ein abfallverzögertes Wechselstromschütz dar. Das Schütz A wird über den Betätigungskontakt 2 eingeschaltet. Der Wechselstrom fließt über den der Magnetspule des Schützes'A vorgeschalteten Kondensator 3. Dieser Kondensator 3 ist so groß, daß an ihm nur ein unbedeutender Wechselspannungsabfall auftritt. Ein zum Betätigungskontakt 2 parallel liegendes Gleichrichterventil 4 und damit ein in Reihe liegender Widerstand 5 sind im eingeschalteten Zustand des Betätigungskontaktes 2 kurzgeschlossen. Die Magnetspule wird daher im Normalbetrieb nur von Wechselstrom durchflossen.Fig. 1 shows a circuit arrangement for a delayed AC contactor. The contactor A is switched on via the actuating contact 2. The alternating current flows via the capacitor 3 connected upstream of the magnetic coil of the contactor A. This capacitor 3 is so large that only an insignificant alternating voltage drop occurs across it. A rectifier valve 4 lying parallel to the actuating contact 2 and thus a resistor 5 lying in series are short-circuited when the actuating contact 2 is switched on. The magnetic coil is therefore only traversed by alternating current in normal operation.

Wird der Betätigungskontakt 2 geöffnet, so wird der Wechselstrom durch einen über das Gleichrichterventil 4 fließenden Gleichstrom unmittelbar ersetzt. Der Gleichstrom fließt über die Magnetspule des Schützes A in den Kondensator 3 und nimmt in dem Maße ab, wie die Ladung des Kondensators 3 zunimmt. Der Anker des Schützes A fällt beim Unterschreiten des Haltestromes ab, d. h., der Abfall des Schützes ist um die Zeit gegen die Wechselstromabschaltung verzögert, die zur Ladung des Kondensators 3 erforderlich ist. Mit dem Widerstand 5 wird die Gleichstromspitze begrenzt; es kann damit aber auch in engen Grenzen die Zeitkonstante für die Ladung des Kondensators 3 und damit die Verzögerungszeit beeinflußt werden. Die Abfallverzögerungszeit des Schützes A ist im wesentlichen von der Größe des Kondensators 3 abhängig. Da der Wechselstromabfall über diesen Kondensator 3 klein ist, wird die Abfallverzögerungszeit weitgehend unabhängig von der Phase des Wechselstroms im Augenblick des Abschaltens des Betätigungskontaktes 2.If the actuating contact 2 is opened, the alternating current is immediately replaced by a direct current flowing through the rectifier valve 4. The direct current flows through the magnetic coil of the contactor A into the capacitor 3 and decreases as the charge on the capacitor 3 increases. The armature of contactor A drops when the holding current is undershot, d. That is, the dropping of the contactor is delayed by the time against the alternating current cut-off, which is necessary for the capacitor 3 to charge. With the resistor 5 the direct current peak is limited; however, the time constant for charging the capacitor 3 and thus the delay time can thus also be influenced within narrow limits. The drop-out delay time of the contactor A is essentially dependent on the size of the capacitor 3. Since the alternating current drop across this capacitor 3 is small, the dropping delay time is largely independent of the phase of the alternating current at the moment the actuating contact 2 is switched off.

Der Kondensator 6 ist zur Gleichstromberuhigung und damit für die Schaltgenauigkeit erforderlich. Er ist immer klein gegen den Kondensator 3 und übt daher keinen Einfluß auf den Wechselstrombetrieb aus.The capacitor 6 is required for direct current calming and thus for switching accuracy. It is always small compared to the capacitor 3 and therefore has no influence on the alternating current operation.

A b b. 2 stellt ein Anwendungsbeispiel einer Schaltanordnung mit abfallverzögertern Wechselstromschütz in einer Kranschaltung dar. A b b. 2 shows an application example of a switching arrangement with a drop-out delayed AC contactor in a crane circuit.

Das Schütz A ist das in der Schaltungsanordnung der A b b. 1 abfallverzögerte Wechselstromschütz. Mit dem Meisterschalter 2a, der mit einem Auskontakt 0 und drei mit diesem auf einem Kreisbogen liegenden Befehlskontakten ausgerüstet ist, lassen sich die Schütze B, C, D für verschiedene Betriebszustände einschalten. Damit der Meisterschalter 2a willkürlich geschaltet werden kann, eine überlappung der Schütze B, C, D aber vermieden wird, sind diese Schütze B, C, D durch die Kontakte al, a., a. des abfallverzögerten Schützes A so verriegelt, daß eine Befehlsdurchgabe vom Meisterschalter 2 a immer erst nach Ablauf der Abfallverzögerungszeit des Schützes A erfolgen kann. Hat ein entsprechend der Stellung des Meisterschalters 2 a einzuschaltendes Schütz B, C oder D angesprochen, so wird die Schaltung durch den Selbsthaltekontakt bl, ci oder di des geschalteten Schützes gesichert. Das abfallverzögerte Schütz A wird gleichzeitig durch einen zweiten Kontakt b2, c. oder d., entsprechend dem betätigten Schütz B, C oder 15 wieder eingeschaltet, so- daß zwischen jeder Befehisausführung die Abfallverzögerungszeit wirksam wird. Die Abfallverzögerungszeit des Schützes A bestimmt demnach die Schaltfolge. Diese Zeit kann so groß gemacht werden, daß bei schneller Befehlsfolge, wie z. B. beim Durchreißen des Meisterschalters 2a, d. h. bei schnellster Umschaltung z. B. von der Ausstellung auf die Endstellung nur der letzte Befehl ausgeführt wird.Contactor A is the one in the circuit arrangement of A b b. 1 off-delay AC contactor. With the master switch 2a, which is equipped with an off contact 0 and three command contacts lying on an arc, the contactors B, C, D can be switched on for different operating states. So that the master switch 2a can be switched arbitrarily, but an overlap of the contactors B, C, D is avoided, these contactors B, C, D are connected by the contacts al, a., A. the slow-release contactor A locked so that a command Transmission by the master switch 2a always can take place only after the drop-out delay time of the contactor A. Has addressed a corresponding to the position of the master switch 2 a einzuschaltendes contactor B, C or D, the circuit is bl by the self-holding contact of the switched ci secured contactor or d i. The drop-out delayed contactor A is simultaneously activated by a second contact b2, c. or d., switched on again depending on the actuated contactor B, C or 15 , so that the drop-out delay time becomes effective between each command execution. The drop-out delay time of contactor A therefore determines the switching sequence. This time can be made so long that with a fast command sequence, such as. B. when tearing through the master switch 2a, d. H. with the fastest switching z. B. from the issue to the end position only the last command is executed.

In Ab b. 3 ist die Schaltungsanordnung für ein abfallverzögertes Wechselstromschütz als Zeitglied zur Schaltfolgebegrenzung in einer Steuerung mit automatischer Gegenstrombremsung eingesetzt.In Ab b. 3 , the circuit arrangement for a drop-out delayed AC contactor is used as a timing element for limiting the switching sequence in a control with automatic countercurrent braking.

Die Kontakte a., a4 des abfallverzögerten Wechselstromschützes A liegen in den Steuerleitungen zu den Steuerschützen E, F. Parallel zu den Kontakten a3 und a4 liegen Selbsthaltekontakte der Schütze E und F. Bei Ruhestellung des Meisterschalters 2b, der hier als Wendeschalter mit Nullstellung 0 ausgebildet ist ist das abfallverzögerte Schütz A angezogen und die Befehlsleitungen sind unterbrochen, so daß eine Befehlsdurchgabe erst nach Ablauf der Abfallverzögerungszeit des Schützes A erfolgen kann. Nach Durchgabe des Befehles wird bei Anzug der Schaltschütze G, H für den Motor M das Abfallverzögerangsschütz A über einen der Kontakte g., h.. wieder angezogen, damit wird eine Befehlsänderung erst nach Ablauf der Abfallverzögerungszeit ausgeführt. überlappungen von Befehlen sind bei dieser Schaltung ausgeschlossen. Störende Kontaktgaben, wie z. B. durch Wackelkontakt, können nur mit der durch die Abfallverzögerungszeit bestimmten maximalen Schaltfolge ausgeführt werden. Für die Gegenstrombremsung ist in der Schaltung ein drehrichtungs- und bewegungsabhängiger Kontaktgeber L vorhanden, durch den die Bremsschütze I und K über 11 und 12 gesteuert werden.The contacts a., A4 of the delayed AC contactor A are in the control lines to the control contactors E , F. In parallel to the contacts a3 and a4 there are self-holding contacts of the contactors E and F. When the master switch 2b is in the rest position, which is designed here as a reversing switch with zero position 0 is the drop-out delay contactor a is tightened, and the command lines are interrupted, so that a command Transmission can only take place after expiration of the release delay time of the contactor a. After the command has been sent, when the contactors G, H for the motor M are activated, the release delay contactor A is tightened again via one of the contacts g., H .. , so that a change of command is only carried out after the release delay time has elapsed. Overlapping of commands is excluded with this circuit. Disturbing contact, such as B. by loose contact, can only be carried out with the maximum switching sequence determined by the drop-out delay time. For countercurrent braking, the circuit has a direction-of-rotation and movement-dependent contactor L, through which the brake contactors I and K are controlled via 11 and 12.

Claims

Patent claims: 1. Circuit arrangement for delayed drop- off of the armature of a Wer-hselstrommagneten, in particular of relays or contactors, after interruption of the alternating current, characterized in that the magnet coil of the contactor (A) in series with a capacitor at an alternating voltage (3) and a parallel circuit of a rectifier valve (4) and a bridging contact (2) and that this contact interrupts the alternating current supply of the magnetic coil of the contactor (A) when it opens and at the same time a via the rectifier valve (4), the capacitor (3) and the solenoid releases gradually decreasing charging current flowing, which delays the armature drop.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a resistor (5) is connected in series with the rectifier valve (4) to limit the current. 3. Circuit arrangement according to claim 2, characterized in that the resistor (5) is so large that the response ampere turn number of the magnet is not reached when the mains voltage is applied. 4. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that a calming capacitor (6) of significantly lower capacitance than that of the capacitor (3) is connected in parallel with the magnetic coil. 5. Circuit arrangement with a delayed contactor according to spoke 1 to limit the switching sequence in controlled or regulated systems, characterized in that the command lines lead via normally closed contacts (al, a2, a ") of the delayed contactor (A) to which self-holding contacts (b., cl, d) of the controlled contactors (B, C, D) are connected in parallel, and that the off-delayed contactor (A) is switched on again by a controlled contactor (B, C, D) so that after the command has been resolved a repetition or transmission carried out another command until after drop of the slow-release protection (a). 6. circuit arrangement for switching sequence limit according spoke 5, characterized in that in rest position the switchgear and "Off" -SteHung of the master switch (2a, 2b), the magnetic coil of the slow-release contactor ( A) "on the" from -Contact (0) of the master switch (2a, 2b) already switched the time line voltage is applied to the circuit arrangement. 7. the circuit sanordnung for switching sequence limit according spoke 5 and 6, characterized in that, particularly when control means of the master switch (2a, 2b), the delay time of the slow-release contactor (A) is greater than the time required for tearing of the master switch (2a, 2b). Contemplated publications: German Patent No. 734 822 850 200;. German interpretative document No. 1031886.