DE1285601B

DE1285601B - Magnetic time switch with a long delay

Info

Publication number: DE1285601B
Application number: DE1961J0019636
Authority: DE
Inventors: Reichert; Dipl-Phys Dr-Ing Werner
Original assignee: INST POST U FERNMELDEWESEN
Current assignee: INST POST U FERNMELDEWESEN
Priority date: 1961-03-22
Filing date: 1961-03-22
Publication date: 1968-12-19

Description

Zur Erzielung von Schaltverzögerungen bei Schalteinrichtungen, z. B. Relais, sind verschiedene Anordnungen bekannt, z. B. Kurzschlußwicklungen, Gegenwicklungen und Parallelschaltungen von Kondensatoren. Die erzielbaren Verzögerungszeiten sind jedoch gering. Um größere Schaltverzögerungen zu erzielen, ist z. B. die Parallelschaltung von Elektrolytkondensatoren großer Kapazität notwendig, deren Stabilität gering ist. Um die Verwendung derartiger Kondensatoren für diesen Zweck zu vermeiden, ist es bekannt, einer Kombination von Relais und Kondensatoren Hableitertrioden beizufügen. Die hiermit erzielten Verzögerungszeiten sind aber noch verhältnismäßig gering. Größere Verzögerungszeiten lassen sich mit den bekannten Thermorelais oder Heißleiteranordnungen erreichen, bei denen jedoch die Verzögerungszeit weitgehend von der Raumtemperatur und Schalthäufigkeit bestimmt wird. Bekannt sind auch mit Hilfe einer oder mehrerer Sättigungsdrosseln aufgebaute Frequenzteiler, bei denen aufeinanderfolgende Spannungsimpulse den zunächst ungesättigten Kern stufenweise bis zur Erzielung des Sättigungsflusses ändern. Dabei ist die Verzögerungszeit gegeben vom ersten ausgewerteten Impuls bis zum ersten Impuls, der nach Sättigung des letzten Kernes eintrifft, diese Verzögerungszeit kann durch Änderung der Impulsfolgefrequenz eingestellt werden.To achieve switching delays in switching devices, e.g. B. relays, various arrangements are known, e.g. B. short-circuit windings, counter windings and parallel connections of capacitors. The achievable delay times are however small. To achieve greater switching delays, z. B. the parallel connection Electrolytic capacitors with a large capacity are necessary and their stability is low is. To avoid the use of such capacitors for this purpose is it is known to add semiconductor trodes to a combination of relays and capacitors. The delay times achieved in this way are, however, still relatively short. Longer delay times can be achieved with the known thermal relays or NTC thermistor arrangements where, however, the delay time largely depends on the room temperature and switching frequency is determined. Are also known with the help of one or more Saturated chokes built-up frequency divider, in which successive voltage pulses the initially unsaturated core gradually until the saturation flow is achieved change. The delay time is given from the first evaluated pulse to for the first pulse that arrives after the last nucleus is saturated, this delay time can be set by changing the pulse repetition frequency.

Alle bekannten Anordnungen haben die Eigenschaft, daß zu ihrer Betätigung große Anfangsenergien notwendig sind, die weit über der Ansprechleistung des Schalters, z. B. eines Relais, liegen. Verzögerungszeiten von Minuten und Stunden lassen sich mit diesen bekannten Anordnungen nicht oder nur mit großem Aufwand erzielen.All known arrangements have the property that to operate them large initial energies are required, which far exceed the response power of the switch, z. B. a relay. Delay times of minutes and hours can be set not achieve with these known arrangements or only with great effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Zeitschalter mit magnetischer Steuerung zu schaffen, dessen Schaltverzögerung in einem Bereich von wenigen Sekunden bis zu mehreren Stunden einstellbar ist und der bezüglich Wartung und Lebensdauer die Vorteile magnetischer Bauelemente ausnutzt.The invention is based on the object of a time switch with magnetic Control to create its switching delay in a range of a few seconds can be set up to several hours and that with regard to maintenance and service life exploits the advantages of magnetic components.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Änderung der Permeabilität eines Magnetkernes aus Siliziumeisen oder Mangan-Zink-Ferrit nach einem Sättigungsimpuls oder nach Ent magnetisierung zur Erzeugung einer zeitlich veränderlichen Spannung und diese zur Steuerung des Zeitschalters dient.According to the invention, this object is achieved in that the change the permeability of a magnetic core made of silicon iron or manganese-zinc-ferrite a saturation pulse or after demagnetization to generate a temporal variable voltage and this is used to control the timer.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß zwei Übertrager mit ihren Primärwicklungen gleichsinnig und mit ihren Sekundärwicklungen gegensinnig in Reihe geschaltet sind und deren resultierende, zeitlich veränderliche Ausgangsspannung über einen Gleichrichter und einen Verstärker der Schalteinrichtung zugeführt wird und daß der ; Magnetkern Beines der beiden Übertrager mit einer zusätzlichen Wicklung versehen ist, die zur Sättigung oder Entmagnetisierung des Magnetkernes B dient.In an advantageous development it is provided that two transformers in the same direction with their primary windings and in opposite directions with their secondary windings are connected in series and their resulting, time-variable output voltage is fed to the switching device via a rectifier and an amplifier and that the; Magnetic core of the leg of the two transformers with an additional winding is provided, which is used to saturate or demagnetize the magnetic core B.

Durch diese Schaltung der Wicklungen der beiden Übertrager kompensieren sich im Ruhezustand deren Ausgangsspannungen, während nach Entmagnetisierung bzw. Sättigung eines der beiden Magnetkerne, z. B. des Magnetkernes B, mit Hilfe einer zusätzlichen Wicklung auf diesem Magnetkern das zeitlich veränderliche, den Zeitschalter steuernde Ausgangssignal entsteht. Dieses wird gleichgerichtet und über einen Verstärker der Schalteinrichtung, z. B. einem Relais, zugeführt. Zur Erläuterung .der Erfindung dienen die Zeichnungen. Es stellt dar F i g.1 den zeitlichen Verlauf der Permeabilität eines Ferritkernes nach Entmagnetisierung, F i g. 2 ein Ausführungsbeispiel eines nach diesem Prinzip arbeitenden magnetischen Steuerteiles und die Schalteinrichtung, z. B. ein Relais.Compensate by switching the windings of the two transformers Their output voltages change in the idle state, while after demagnetization resp. Saturation of one of the two magnetic cores, e.g. B. the magnetic core B, with the help of a additional winding on this magnetic core, the time-variable, the time switch controlling output signal arises. This is rectified and via an amplifier the switching device, e.g. B. a relay supplied. To explain the invention serve the drawings. It shows Fig. 1 the temporal course of the permeability of a ferrite core after demagnetization, FIG. 2 an embodiment of a according to this principle working magnetic control part and the switching device, z. B. a relay.

Der nach der Entmagnetisierung z. B. in einem Mangan-Zink-Ferrit einsetzende Diffusionsvorgang von Leerstellen bzw. Fremdteilchen hat eine zeitliche Abnahme der Permeabilität zur Folge. Die Größe der Abnahme läßt sich durch Zusammensetzung des Materials und geeignete Herstellungsbedingungen in weiten Grenzen regeln. Unmittelbar nach der Entmagnetisierung (Zeitpunkt to) sinkt die Permeabilität innerhalb der Zeit a von einem Wert ß"() auf einen Wert,ua=. Die Zeit c kann mehrere Stunden betragen. Anschließend an einen relativ scharfen Knick erfolgt eine lang andauernde schwache zeitliche Änderung der Permeabilität bis auf einen Wert ,u" ...The after demagnetization z. B. onset in a manganese-zinc ferrite The diffusion process of voids or foreign particles decreases over time the permeability result. The size of the decrease can be determined by composition regulate the material and suitable manufacturing conditions within wide limits. Direct after demagnetization (time to) the permeability decreases within the Time a from a value ß "() to a value, ua =. The time c can be several hours. A relatively sharp kink is followed by a long, weak one change in permeability over time up to a value u "...

Den Werten g", und ,u, entsprechen z. B. bei einem Übertrager zwei verschiedene Werte der Querinduktivität L, und Lx.In the case of a transformer, for example, two correspond to the values g ″, and, u different values of the shunt inductance L, and Lx.

Diese ergeben bei. konstanter Frequenz verschiedene Wert für das Übertragungsmaß und damit einen dem Verlauf der Permeabilität in F i g. 1 ähnlichen Verlauf der Ausgangsspannung. -F i g. 2 stellt in einem Ausführungsbeispiel eine Schaltungsanordnung mit zwei gleichen Übertragern A und B dar, deren Primärwicklungen 1 und 1' gleichsinnig und deren Sekundärwicklungen 2 und 2' gegensinnig in Reihe geschaltet sind, wodurch die Teilspannungen beider Ausgänge 2 und 2' im Anfangszustand kompensiert werden. Die Permeabilität des Magnetkernes B liege dabei z. B. zwischen ,ß" und ,ud @ je nach vorangegangener Schaltpause. Nach Entmagnetisierung z. B. des Kernes B über Wicklung 3 entsteht ein Ausgangssignal U, dessen Amplitude sich zeitlich in ähnlicher Weise ändert wie die Permeabilität des entmagnetisierten Kernes B. Dem Wert A". entspricht wiederum die Ausgangsspannung Null. Um durch eine vorgegebene Permeabilitätsänderung von g" () bis ,uaz eine maximale Änderung der Ausgangsspannung zu erzielen, ist für Magnetkern B zweckmäßigerweise ein Ringkern zu wählen. Zur Herstellung der Symmetrie sowie zum Abgleich auf eine beliebig kleine Vorspannung U wird für den Magnetkern A beispielsweise ein Schalenkern mit Schraubabgleich verwendet. Das verstärkte und gleichgerichtete Ausgangssignal bewirkt das Ansprechen des Relais R unmittelbar nach der Entmagnetisierung. Wird der Haltestrom nach Absinken der Permeabilität auf einen Wert ,ßal, unterschritten, so fällt das Relais R nach einer Zeit tH ab, in der ,uaH erreicht wird. Die Einstellung verschiedener Schaltverzögerungszeiten tH erfolgt entweder durch Einstellen einer geeigneten Vorspannung U an 2 und 2', indem durch -den Abgleich eine Unsymmetrie zwischen A und B hergestellt wird, oder durch Vormagnetisierung des Relais über eine nicht dargestellte Hilfswicklung.These result in. constant frequency, different value for the transmission rate and thus one of the course of the permeability in FIG. 1 similar output voltage curve. -F i g. 2 shows in one embodiment a circuit arrangement with two identical transformers A and B , whose primary windings 1 and 1 'are connected in the same direction and whose secondary windings 2 and 2' are connected in opposite directions in series, whereby the partial voltages of both outputs 2 and 2 ' are compensated in the initial state. The permeability of the magnetic core B lies z. After demagnetization, e.g. of core B via winding 3, an output signal U is generated, the amplitude of which changes over time in a manner similar to the permeability of the demagnetized core B. The value A ". in turn, the output voltage corresponds to zero. In order to achieve a maximum change in the output voltage through a given change in permeability from g ″ to, among other things, a toroidal core is expediently selected for magnetic core B. The amplified and rectified output signal causes the relay R to respond immediately after demagnetization The setting of various switching delay times tH is done either by setting a suitable bias voltage U at 2 and 2 ' by adjusting an asymmetry between A and B , or by biasing the relay via an auxiliary winding (not shown).

Bei geringem Aufwand ist die maximale Schaltverzögerung gegeben durch den Abszissenwert der größten Krümmung im Diagramm F i g.1. Sie beträgt mehrere Stunden je nach Größe der Permeabilitätsänderung. Kleineren Werten tH ist eine Grenze gesetzt durch die Differenz zwischen Anzugs- und Abfallstrom des Relais.With little effort, the maximum switching delay is given by the abscissa value of the greatest curvature in the diagram F i g.1. It amounts to several Hours depending on the size of the change in permeability. Smaller values tH is a limit set by the difference between the relay's pick-up and release current.

Claims

Claims: 1. Magnetic time switch with long delay, characterized in that the change in permeability of a magnetic core from Silicon iron or manganese-zinc-ferrite after a saturation pulse or after demagnetization to generate a time-varying voltage and this to control the Timer is used.

2. Circuit arrangement for a magnetic time switch according to claim 1, characterized in that two transformers with their primary windings (1, 1 ') in the same direction and with their secondary windings (2, 2') in opposite directions are connected in series and their resulting, time-variable output voltage via a rectifier and an amplifier is fed to the switching device (R) and that the magnetic core (B) of one of the two transformers is provided with an additional winding (3) which serves to saturate or demagnetize the magnetic core (B).