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Schaltungsanordnung zur stufenlosen Einstellung des Spannungsabfalles
an einem Verbraucherwiderstand Zur stufenlosen Einstellung eines Stromes in einem
Verbraucher ist es bekannt, in einem zu steuernden Wechselstromkreis die Primärwicklung
eines obere tragers bzw. einer Drosselspule einzuschalten, dessen bzw. deren Sekundärseite
einen stufenlos regelbaren Widerstand enthält, der aus einer, von einer Stromquelle
gesteuerten Halbleiterstrecke besteht. Der steuerbare Widerstand dieser Halbleiterstrecke
wird mit dem Quadrat des Verhältnisses der Windungszahlen in den Primärkreis übersetzt
und erscheint dort als Stellwiderstand.
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Die Erfindung bezweckt, eine Schaltungsanordnung zu treffen, welche
im Gegensatz zu dieser bekannten Anordnung die Einstellung auch eines Stromwertes
Null ermöglicht. Dies erreicht die Erfindung dadurch, daß bei einer Schaltungsanordnung
zur stufenlosen Einstellung des Spannungsabfalles an einem Verbraucherwiderstand
in einem Kreis mit einer ersten Spannungsquelle und der Primärseite eines sekundärseitig
mit einer steuerbaren Halbleiterstrecke belasteten Übertragers als Vorwiderstand
der ersten Spannungsquelle eine zweite entgegengeschaltet ist, durch welche der
Restspannungsabfall am Verbraucherwiderstand kompensiert wird, welcher dadurch entsteht,
daß die Halbleiterstrecke auch im gesperrten Zustand einen Reststrom führt, so daß
der Widerstandwert unendlich für den Vorwiderstand nicht erreichbar ist. Da der
Transistor im Ausgangskreis des Steuerverstärkers auch ohne Steuerspannung an seinem
Basisanschluß noch einen Reststrom führt und damit der Ermitter-Kollektor-Widerstand
nicht mehr den Wert unendlich erreichen kann, wird bei der Anordnung der Erfindung
der gleichgerichtete Steuerwechselstrom durch eine gesonderte Reststromkompensation
kompensiert, so daß die stufenlose Einstellung vom Stromwert Null bis zu einem Höchstwert
möglich ist. Eine Kompensation von Restspannungen und die Beseitigung von Restfehlern
ist allgemein in Steuer- und Regelsystemen bereits bekannt.
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Die Erfindung gestattet es in besonders einfacher Weise, den Ansprechstrom,
den Fehlstrom und/oder den Haltestrom eines Relais einzustellen. Die Relaiswicklung
selbst liegt hierbei als Verbraucher in dem gesteuerten Stromkreis und schaltet
in Abhängigkeit von ihrem Erregungszustand die Aufladung bzw. Entladung eines Steuerkondensators,
der bei einer besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung den Eingang des
Steuerverstärkers beeinflußt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Es wird eine Schaltung gezeigt, die vorteilhaft bei der Ermittlung
des Anzugs-, Fehl- und/oder Halte-
stromes von Relais verwendet wird. Die Eingangsspannung
wird von Wicklung I nach Wicklung II des Transformators Tr 1 transformiert. Im Sekundärkreis
dieses Transformators Trl mit der Sekundärwicklung II liegt die Primärwicklung 1
von Transformator Tr2 und die Gleichrichteranordnung Gel 1. Der gleichgerichtete
Wechselstrom wird über die aus den Schaltelementen C 2, D und C 3 bestehende Siebschaltung
dem Verbraucher A zugeführt. Dieser Verbraucher ist im dargestellten Beispiel eine
Relaiswicklung A, deren Anzugs- und Abfallstrom gemessen werden sollen. Im Sekundärkreis
des Transformators Tor 2 liegt ein Stellwiderstand, der weiter unten näher beschrieben
wird. Dieser Widerstand wird mit dem Quadrat des Verhältnisses der Windungszahlen
auf die Primärseite 1 von Transformator Tr 2 übersetzt.
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Da dieser Widerstand den Wert »unendlich« nicht erreicht, der Strom
im Verbraucher jedoch mit dem Wert »Null« beginnen soll, ist weiterhin eine Reststromkompensation
vorgesehen. Diese umfaßt die Wicklung III des Transformators Tr 1 und die Gleichrichteranordnung
GL3, die eine der Spannung der Gleichrichteranordnung GL 1 entgegengesetzte Spannung
erzeugt, so daß der erwähnte Reststrom im Verbraucher A kompensiert wird.
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Die eigentliche Steuerschaltung ist in die Sekundärseite von Transformator
Tr2 angeschlossen. Als Verbraucher ist dabei über die Gleichrichteranordnung GL
2 die Emitter-Kollektor-Strecke von Transistor T 1 eingeschaltet. Der Widerstand
dieser Emitter-Kollektor-Strecke wird an der Basis über die beiden Transistoren
T 2 und T3 des Steuerverstärkers eingestellt. Die Basis-Emitter-Spannung des Eingangstransistors
T3 des Steuerverstärkers ist durch die Spannungsteilung an den Schaltelementen R
7 und Ci festgelegt, solange der Ruhekontaktal geschlossen ist.
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Die Steuerung vollzieht sich dabei folgendermaßen: Wird an die Klemmen
1 und 2 der Primärseite 1 des Eingangstransformators Tr1 Spannung angelegt, so hat
im ersten Moment der in den Sekundärkreis des Transformators Tr1 mit der Sekundärwicklung
11 übersetzt Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke vom Transistor Tr1, da an
diesem Transistor praktisch keine Emitter-Basis-Spannung anliegt, seinen größten
Wert. Die in den Sekundärkreis von Transformator Tor 2 induzierte und durch die
Gleichrichteranordnung GL2 gleichgerichtete Spannung lädt den Kondensator C1 über
den Widerstand R7 und den Ruhekontakt a1 des Verbrauchers A auf. Die Emitter-Basis-Spannung
am Transistor T3 steigt entsprechend der Ladefunktion des Kondensators C 1 an und
steuert diesen Transistor leitfähig.
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Mit ansteigendem Emitter-Strom dieses Transistors teigt auch die Emitter-Basis-Spannung
von Transistor T2. Dieser steuert über seinen Ausgangskreis die Basis des Transistors
T 1. Der Widerstand der Emitter-Kollektor-Strecke des letzteren Transistors nimmt
mit zunehmender Aufladung des Kondensators C1 ab. Dieser Widerstand erscheint mit
dem Quadrat des Verhältnisses der Windungszahlen des Transformators Tr2 übersetzt
im Sekundärkreis des Transformators Tr1 und bewirkt eine Spannungsteilung mit dem
Verbraucher A. Mit zunehmender Aussteuerung des Transistors T1 nimmt dessen Emitter-Kollektor-Widerstand
ab. Der in den Sekundärkreis von Transformator Tr1 übersetzte Widerstand sinkt proportional.
und die Spannung am Verbraucher A kann bei einer lastunabhängigen Spannungsquelle
entsprechend ansteigen. Ist der Anzugsstrom im Verbraucher A erreicht, so öffnet
der Ruhekontakt a 1. Kondensator C1 entlädt sich über den Widerstand R8 und die
Basis-Emitter-Strecke des Transistors T3.
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Der tnansformierte Widerstand der Emitter-Kollektor Strecke von Transistor
T1 steigt wieder, und damit s@@kt die Spannung am Verbraucher A erneut. Ist die
Entladung des Kondensators C1 so weit fortgeschritten, daß der Verbraucherstrom
unter den Haltewert absinkt, so wird der Ladekreis für den Kondensator C 1 über
den Kontakt al erneut geschlossen, und der Strom im Verbraucher kann wiederum ansteigen.
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In die Eingangsstufe des Steuerverstärkers sind Kontakte b 1 und
bZ eines nicht dargestellten Relais einbezogen. Über die Arbeitsseite des Kontaktes
b 2 eines nicht dargestellten Relais B und den Widerstand R 6 kann sich de; Kondensator
Cl entladen. Über
den Arbeitskontakt b1 kann Sperrpotential an die Basis des Transistors
T3 gelegt werden. Die Lade-bzw. Entladezeitkonstante des Kondensators C1 ist so
bemessen, daß die Spannungen, die dem Anzugs-bzw. Haltestrom im Verbraucher A entsprechen,
von diesem eine entsprechende Zeit gehalten werden. Bei der vorgesehenen Verwendung
zur Prüfung von Relais genügen dabei Zeiten von größenordnungsmäßig 100 msec. Die
oben beschriebene Schaltung ermöglicht also eine gleitende Einstellung des Lastwiderstandes
von Transformator Tr2 zwischen extremen Werten, indem ein Stromkreis Tr 1, II mittels
einer von einer Kondensatorladung des Kondensators C1 gesteuerten Widerstandsstrecke
T 1 geregelt und der Restfehler der Steuerschaltung durch einen Stromkreis Tr1.
III kompensiert wird.