DE1242286B - Wechselstromschuetz-Steuerung mittels Schaltertransistoren - Google Patents

Wechselstromschuetz-Steuerung mittels Schaltertransistoren

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DE1242286B
DE1242286B DE1957P0019305 DEP0019305A DE1242286B DE 1242286 B DE1242286 B DE 1242286B DE 1957P0019305 DE1957P0019305 DE 1957P0019305 DE P0019305 A DEP0019305 A DE P0019305A DE 1242286 B DE1242286 B DE 1242286B
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Dr Georg Rusche
Wulf Westendorf
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    • H03K5/01Shaping pulses
    • H03K5/02Shaping pulses by amplifying
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
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    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/56Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
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Description

  • Wechselstromschütz-Steuerung mittels Schaltertransistoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselstromschütz-Steuerung mittels im Schalterbetrieb arbeitender Transistoren, beispielsweise für Wendeschütze für Elektromotoren, die bei Antrieben mehr oder weniger häufig wechselnder Drehrichtungen benutzt werden.
  • Die Steuerung der Schütze kann mechanisch oder elektronisch vor sich gehen. Die mechanische Steuerung hat zwar den Vorteil der leichteren Wartung, aber den Nachteil oft auftretender schlechter Kontaktgabe und schlechter Anpassungsfähigkeit. Demgegenüber haben die auf Röhrengrundlage arbeitenden elektronischen Steuerungen mit Verstärker und Endstufe zwar den Vorteil einer guten Anpassung, sie sind jedoch weniger robust und bedürfen eines zusätzlichen Aufwandes, um einen Betrieb ohne Ausfälle auf längere Zeit sicherzustellen.
  • Es sind zwar gleichspannungsgesteuerte Gleichstrom- bzw. Gleichspannungsschaltungen mit Röhren bekannt, die aber infolge der relativ hohen Widerstände und Impedanzen bei größeren Strömen und höheren Spannungen für die Steuerung von Schützen ungeeignet sind.
  • Einen wesentlich geringeren Betriebsaufwand bei praktisch unbegrenzter Lebensdauer und größter Robustheit erfordern Transistoren, wobei der Wechselstromfluß durch einen Verbraucher (z. B. Schütz) mittels eines im Schaltbetrieb arbeitenden symmetrischen Transistors gesteuert wird, der seinerseits über wechselspannungsgesteuerte Transistoren gesteuert wird. Eine Wechselstromansteuerung, insbesondere wenn die Phasenverhältnisse berücksichtigt werden, erfordert nun wegen der Transformatoren immer einen größeren Aufwand, und die Ansteuerung läßt sich nicht so gut und einfach wie eine Gleichspannungsansteuerung handhaben. Daher ist auch die bekannte Wechselstromspeisung von Transistorgegentaktstufen mit Wechselstromansteuerung nicht für einen Schalterbetrieb für induktiv abzunehmenden Arbeitswechselstrom geei gnet.
  • Für Gleichstromlasten ist es auch bekannt, gleichspannungs- oder impulsartig angesteuerte Transistoren als Schalter zu verwenden. Jedoch sind diese bekannten Schaltungsanordnungen für schlagartige Wechselstromschütz-Steuerungen mit größerem Leistungsbedarf nicht ohne weiteres anwendbar, da mit ihnen die unterschiedlichen Wechselstromzustände im Zeitpunkt der Schützbetätigung ohne Rückwirkungen nicht berücksichtigt werden können.
  • Die Erfindung beseitigt diese Nachteile bei einer Wechselstromschütz-Steuerung mittels im Schalterbetrieb arbeitender Transistoren dadurch, daß auf einen Vorverstärker aus zwei Schaltertransistoren in Emitterfolgeschaltung eine basis- und parallel-Cyesteuerte Doppelendstufe mit symmetrischen Transistoren folgt, in deren Kollektorkreis Speisewicklung und Erregerwicklung des Schützes in Reihe liegen.
  • Transistorgleichstromverstärker in Emitterfolgeschaltung sind an sich bekannt, doch tragen ihre Eigenschaften bei der neuen Verwendung in einer Wechselstromschütz-Steuerung zu derem vorteilhaften Aufbau und deren vereinfachten Ansteuerung bei, so daß mit besonders geringem Aufwand an Verstärkungsmitteln und bei verhältnismäßig kleiner Anforderung an diese eine sichere Steuerung auch von Schützen gewährleistet ist, die eine größere Energieleistuno, benötigen, ohne daß die Leistungsgrenze der Transistoren erreicht ist bzw. die Betriebssicherheit der Transistoren gefährdet ist, da sämtliche Transistoren im Schalterbetrieb arbeiten und Rückwirkungen von der Lastseite auf die Ansteuerungsverstärker vermieden sind.
  • An Hand der Figuren der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert.
  • F i g. 1 zeigt ein Schaltbeispiel der Vorverstärkerstufe der neuen Wendeschützsteuerschaltung; F i g. 2 bis 4 zeigen Ausführungsbeispiele der Endstufe.
  • Die neue Wendeschützschaltung besteht aus einer Steuerungsstufe 1, einer aus zwei Schaltertransistoren 2 und 3 aufgebauten Verstärkerstufe, einer Endstufe 4 und einem Netzteil 5, wobei der Übersichtlichkeit halber in den Fi-Uren nur das Linksschütz berücksichtigt wurde, da die Kaskadenverstärker und Endstufen für das Rechtsschütz gleich aufgebaut sind, das seine Wechselspannung aus der Wicklung 14 des Transformators 13 erhält, der über Wicklung 15 die von 27 gelieferte Wechselspannung auch für das Linksschütz liefert. Die Steuerungsstufe kann von beliebiger Art sein, sie muß nur die Möglichkeit besitzen, z. B. durch bei 7 oder 8 zugeführte Spannungsimpulse oder auch durch Dauerkontakte eines der Schätze einzuschalten und das andere abzuschalten. I' bezeichnet die Steuerleitung zu den Verstärkerstufen für das Linksschütz und l" die für das nichtgezeichnete Rechtsschütz.
  • Der Endstufe 4 ist ein zweistufiger Transistor-Gleichstromverstärker vorgeschaltet. In diesem Verstärker sind beideStufen übersteuert, damit dieTransistoren 2 und 3 als Schalter arbeiten. Hierdurch wird die Kollektorverlustleistung der Transistoren sehr klein, so daß es kein Kühlproblem und keine Gefahr der thermischen Instabilität gibt.
  • Der Transistor3 des Verstärkers liefert im eingeschalteten Zustand den geforderten Strom in die Basen25 der Endstufentransistoren (Fig. 2 bis 4). Bei eingeschalteter Endstufe 4 bzw. angezogenem Schütz ist der Transistor2 des Verstärkers bis unter die Kniespannung ausgesteuert. Sein Kollektorwiderstand 2' wirkt dann als Basisvorwiderstand für den Transistor 3. Er ist zweckmäßigerweise so zu bemessen, daß auch Transistoren mit einem Stromverstärkungsfaktor an der unteren Grenze genügend Basisstrom erhalten, um die Endstufe 4 mit dem notwendigen Basisstrom auszusteuern.
  • Die Endstufentransistoren 23, 24 (F i g. 2) bzw. 28, 29 (F i g. 3 bzw. F i g. 4) arbeiten als gleichstromgesteuerte Wechselspannungsschalter, so daß zu ihrer Sperrung nur eine kleine positive Spannung erforderlich ist, deren Größe nicht von der Wechselspannung abhängt. Die Transistoren können vom pnp- oder npn-Typ sein. Die Wechselspannung ist nicht durch die maximale Basis-Emitter-Spannung begrenzt. Sie kann so groß gewählt werden, wie es die zulässige Kollektor-Basis-Spannung erlaubt.
  • Soll das Schütz abgeschaltet werden, wird durch die Steuerstufe 1 die Basis 19 des Transistors 2 positiv gegen den Emitter der Endstufentransistoren gemacht, so daß alle Transistoren abschalten. Wird das Schütz durch eine positive Basisspannung abgeschaltet, muß die aus dem momentanen Strom des Schützes resultierende Energie des Magnetfeldes, die bei maximalem Strom z. B. 50 Milliwatt-Sekunden betragen kann, vernichtet werden. Da die Endstufentransistoren gesperrt sind und keine unzulässig hohe Spannung an dem Kollektor auftreten darf, ist die Verwendung eines normalen Widerstandes als Parallelwiderstand zum Schütz möglich, weil der Schützscheinwiderstand beim Durchzug wesentlich kleiner ist als im angezogenen Zustand, so daß die Stromaufnahme eines Parallelwiderstandes im Moment des Durchzuges relativ klein ist.
  • Endstufen für Wendeschützschaltungen mit Flächentransistoren sind so aufgebaut, daß in allen Fällen das Wechselstromschütz durch einen auf den Eingang gegebenen Gleichstrom anzieht und durch eine Sperrspannung am Eingang abfällt, wobei die Größen des möglichen Laststromes und der möglichen Lastspannung, die durch die Grenzdaten der Transistoren bedingt werden, beachtet werden müssen. Liegt an einem Endstufentransistor Wechselspannung, so arbeitet er während der negativen Halbwelle der Wechselspannung in normaler Emitterschaltung. Während der positiven Halbwelle vertauschen Kollektor und Emitter ihre Rolle, so daß der Transistor im inversen Betrieb arbeitet. Für diesen Betrieb ist die Stromverstärkung der üblichen Leistungstransistoren im allgemeinen zu klein, da diese unsymmetrisch aufgebaut sind. Die Endstufentransistoren sind in Reihe geschaltet, so daß immer einer in inverser und einer in normaler Richtung arbeitet. Die Schaltung nach F ig. 2 ist allerdings vorteilhaft nur für symmetrische Transistoren 23, 24 geeignet. Als Sperrspannung wird nur eine kleine positive Spannung am Eingang 25 der Endstufe benötigt. Mit 26 ist der Transformator zur Abgabe der Schützsteuerungsspannung und mit 27 der Netztransformator bezeichnet.
  • Eine entsprechende Schaltung gleicher Ausgangsleistung ergibt sich nach F i g. 3 für zwei unsymmetrische Transistoren 28, 29 durch zwei Dioden 30, 31 in den Kollektorleitungen und einen Mittelleiter 32 zu den Emittern 33, 34 der Transistoren.
  • Wenn nur ein Gleichrichter 35 in die gemeinsame Zuleitung zu den Emittern der Endstufentransistoren gemäß F i g. 4 gelegt wird, ist die zulässige maximale Wechselspannung des Transformators 27 nur halb so groß wie für die Schaltung nach F i g. 3. Gegenüber dieser Schaltung hat diese zuletzt beschriebene Maßnahme jedoch den Vorteil, daß auch die inverse Stromverstärkung ausgenutzt wird, so daß bei Verwendung von symmetrischen Transistoren unter Einsparung einer Diode das gleiche erreicht werden kann wie mit der Schaltung nach F i g. 3.
  • Abschließend wird bemerkt, daß die Erfindung nur in der Kombination der kennzeichnenden Merkmale besteht, während für die einzelnen Merkmale kein Schutz in Anspruch genommen wird.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: 1. Wechselstromschütz-Steuerung mittels im Schalterbetrieb arbeitender Transistoren, d a - durch gekennzeichnet, daß auf einen Vorverstärker aus zwei Schaltertransistoren in Emitterfolgeschaltung eine basis- und parallelgesteuerte Doppelendstufe mit symmetrischen Transistoren folgt, in deren Kollektorkreis Speisewicklung und Erregerwicklung des Schützes in Reihe liegen (F i g. 1 und 2).
  2. 2. Wechselstromschütz-Steuerung nach Anspruch 1 mit unsymmetrischen Transistoren in der Endstufe, dadurch gekennzeichnet, daß die Endstufentransistoren über je einen Gleichrichter im Gegentakt gespeist sind (F i g. 3). 3. Abwandlung der Wechselstromschütz-Steuerung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein einziger Gleichrichter in der gemeinsamen Emitterzuleitung liegt (F i g. 4). In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1000 447; französische Patentschriften Nr. 962 556, 1127 772; britische Patentschrift Nr. 778 460; Bulletin des Schweizerischen Elektrotechnischen Vereins, 1957, Nr. 10, S. 489; Proceedings of the IRE, November 1952, S. 1508 bis 1511; Elektro-Anzeiger, 1956, Nr. 9, S. 5 und 6; 1957, Nr. 18, S. 3; Elektronik, 1956, Nr. 10, S. 260; 1957, Nr. 7, S.215 und 216; Archiv der elektrischen übertragung, 1956, H. 5, S. 214 bis 221; Radiotechnik, 1954, H. 12, S. 431 bis 434.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR962556A (de) * 1947-03-10 1950-06-16
FR1127772A (fr) * 1954-07-19 1956-12-24 Thomson Houston Comp Francaise Perfectionnements aux amplificateurs à transistron
DE1000447B (de) * 1955-06-03 1957-01-10 Siemens Ag Steuerschaltung fuer symmetrischen Transistor
GB778460A (en) * 1954-06-11 1957-07-10 Sperry Corp Transistor amplifier

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR962556A (de) * 1947-03-10 1950-06-16
GB778460A (en) * 1954-06-11 1957-07-10 Sperry Corp Transistor amplifier
FR1127772A (fr) * 1954-07-19 1956-12-24 Thomson Houston Comp Francaise Perfectionnements aux amplificateurs à transistron
DE1000447B (de) * 1955-06-03 1957-01-10 Siemens Ag Steuerschaltung fuer symmetrischen Transistor

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