DE1751280C3 - Steuergerät für eine Flammenüberwachungsanlage - Google Patents

Description

30 Die Erfindung betrifft ein Steuergerät für eine

Flammen-Überwachungsanlage gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist ein Steuergerät dieser Art bekannt (US-PS 32 70 799), bei der die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors mit dem Fotorelais in Reihe über einen Transformator am Netz liegt parallel hierzu ein Spannungsteiler, bestehend aus einem ohmschen Widerstand und dem Fotowiderstand, angeschlossen ist und die Basis des Transistors mit dem Mittelabgriff des Spannungsteilers verbunden ist.

Bei einer solchen Transistorschaltung liegt am Transistor im nichtleitenden Zustand die volle Speisespannung. Wenn man als Speisespannung eine Netzspannung von z. B. 220 V verwenden wollte, die infolge von Spannungsschwankungen auch 250 V erreichen kann, würde dies kein normaler Transistor vertragen. Andererseits muß der Transistor im leitenden Zustand den vollen Relaisstrom führen, der vor allem bei kleinen und billigen Relais recht erhebliche Werte annehmen kann. Infolgedessen erfährt der Transistor eine Eigenerwärmung, die sein Kennlinienfeld verschiebt, so daß sogar die Überwachungsfunktion in Frage gestellt sein kann.

Fs '·· auch schon eine fotoelektrische Schaltungsan-Ordnung (DT-PS 12 68 304) vorgeschlagen worden, bei dt: ein Gleichrichter, das Fotorelais und ein Kondensator in Reihe an einer Wechselspannung liegen. Parallel zum Gleichrichter und zum Fotorelais ist einerseits die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors mit einer dem Gleichrichter entgegengerichteten Polung und andererseits die Reihenschaltung eines Fotowiderstandes und eines Kondensators, an deren Verbindungspunkt die Basis des Transistors angeschlossen ist, geschaltet. Solange der Fotowiderstand von keiner Strahlung getroffen wird, ist der Kondensator auf eine solche Spannung aufgeladen, daß durch das Fotorelais und den Gleichrichter ein für das Ansprechen des Relais unzureichender Strom fließt Wird der Fotowiderstand belichtet so kann sich der Kondensator über den Transistor in einer dem Gleichrichter entgegengesetzten Richtung entladen. Während dieser Zeit fließt in jeder zweiten Halbwelle ein ausreichender Strom über das Fotorelais, um dieses zum Ansprechen zu bringen. Es ergibt sich daher die gleiche Funktion wie bei den bekannten Schaltungen: Das Fotorelais ist immer dann erregt, wenn der Transistor in den leitenden Zustand geschaltet worden ist Der in der einen Halbwelle zugeführte Relaisstrom muß in der anderen Halbwelle über den Transistor abgeführt werden.

Es ist auch schon ein Steuergerät mit Kippcharakteristik für eine Flammen-Überwachungsanlage (DT-PS 11 74 838) bekannt bei der zur Bildung der Kippcharakteristik eine Kippschaltung mit zwei Transistoren vorgesehen ist Die Transistoren haben emitterseitig einen gemeinsamen Vorschaitwiderstand und kollektorseitig je einen Arbeitswiderstand. Die Basis des dem Fotorelais zugeordneten Transistors ist an den Abgriff eine« Spannungsteilers gelegt, der zwischen den Kollektor des zweiten Transistors und den emitterfernen Punkt des gemeinsamen Vorschaltwiderstandes gelegt ist. Die Basis des zweiten Transistors wird durch eine Reüienschaltung beeinflußt die aus einem Fotowiderstand und einem festen Widerstand besteht. Diese Reihenschaltung wird mit einer Spannung gespeist, die an einem mit konstanter Spannung versorgten Spannungsteiler abgegriffen wird. Der Widerstand des Relais ist dabei so bemessen, daß die Schalthysterese, also der Abstand zwischen oberem und unterem Kippunkt, kleiner ist als die kleinste verfügbare Steuerleistung des Fotowiderstandes. Durch entsprechende Wahl der kollektorseitigen Aibeitswiderstände läßt sich die Strombelastung der Transistoren und damit deren Temperaturabhängigkeit klein halten. Es sind jedoch zwei Transistoren je Verstärker erforderlich.

Ferner gibt es eine von einem NTC-Thermistor gesteuerte . unmittelbar am Netz liegende Schaltung (US-PS 30 14 159). bei der der Kollektor-Emitter-Strekke eines Transistors ein Relais parallel geschaltet ist. Mit dieser Parallelschaltung liegt emitterseitig die Parallelschaltung des Thermistors und eines Vorschaltwiderstandes sowie kollektorseitig ein Arbeitswiderstand in Reihe. Das Basispotential wird an einem an einer festen Spannung liegenden Spannungsteiler abgegriffen. Änderungen des Thermistor-Widerstandswertes führen zu einer Veränderung des Emitterpotentials und damit zu einer Steuerung des Transistors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Steuergerät der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der Transistor bei Speisung mit Netzspannung nur eine geringe Spannungs- und Strombelastung erfährt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Bei dieser Anordnung führt der nichtleitende Zustand des Transistors zu der Erregung des Relais. Der Relaisstrom wird lediglich durch den Widerstand des Relais und mit ihm in Reihe liegende weitere Widerstände bestimmt. Um das Relais zum Abfallen zu bringen, genügt es, wenn im leitenden Zustand über den Transistor gerade ein so großer Teil des Stromes abgezweigt wird, daß der Haltestrom im Relais unterschritten ist. Dieser Strom ist auf jeden Fall kleiner als der volle Relaisstrom. Infolgedessen ist auch nur eine geringere Eigenerwärmung als früher zu erwarten. Eine Beeinträchtigung der Überwachungsfunktion ist so gut wie ausgeschlossen, selbst wenn das Gerät an seinem Montaeeort bereits

einer höheren Umgebungstemperatur ausgesetzt ist. Im Gegensatz zu der bekannten Reihenschaltung, bei der im nichtleitenden Zustand des Transistors die gesamte Netzspannung am Transistor 'iegt, wird bei der vorliegenden Parallelschaltung vom Fotorelais und vom s Arbeitswiderstand sowie gegebenenfalls weiteren Widerständen ein solcher Spannungsteiler gebildet, daß der Transistor höchstens mit einem Teil der Netzspannung belastet wird Da der Transistor nur einen Bruchteil des Relais-Anzugstromes führen muß, bereitet es auch keine Schwierigkeiten, Stromerhöhungen, wie sie beispielsweise bei Überspannung auftreten, zuzulassen.

Des weiteren wird durch den Spannungsabfall am Arbeitswiderstand der im Betrieb dauernd vom Strom durchflossen ist, eine ausreichende Spannung zum Betrieb der den Fotowiderstand aufweisenden Reihenschaltung geschaffen. Durch diese Reihenschaltung fließt ein Steuerstrom, der an dem die Basis-Emitter-Strecke des Transistors überbrückenden Widerstand einen den Transistor steuernden Spannungsabfall erzeugt. Obwohl das Emitter-Potential nicht konstant ist, ergibt sich hierbei eine ziemlich genaue Festlegung des Arbeitspunktes des Transistors.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels und F i g. 2 die Kennlinie eines Fotorelais.

Nach Fig.l wird ein Wechselstromnetz an eine Klemme 1 für eine Zuleitung 2 und an eine Klemme 3 für einen Nulleiter 4 angeschlossen. Die Zuleitung 2 führt über einen Kontakt Ml eines Motorrelais M zu einem Motor 5. Des weiteren kann die Klemme 1 über den Kontakt Vl eines Sicherheitsschalters V normalerweise über einen Kesselthermostaten K T an die übrige Schaltung oder beim Ansprechen des Sicherheitsschalters V an eine Anzeigevorrichtung 6 gelegt werden. Zwischen der Leitung 7 hinter dem Kesselthermostaten und dem Nulleiter 4 liegt eine erste Reihenschaltung, bestehend aus dem Kontakt FX eines Fotorelais Fund einem Zündtransformator 8. Parallel dazu findet sich eine zweite Reihenschaltung, bestehend aus der Heizwicklung des Sicherheitsrelais V, einem Kontakt Fl des Fotorelais F, überbrückt durch einen Widerstand RX, einem weiteren Reihenwiderstand Ä2 und dem Gleichrichterstrom-Motorrelais Af, überbrückt durch einen Gleichrichter DX. Eine dritte Reihenschaltung, die zwischen der Leitung 7 und dem Nulleiter 4 liegt, besteht aus einem Gleichrichter Dl, einem Vorwiderstand A3, dem Fotorelais F und einem Arbeitswiderstand /?4. Dem Fotorelais ist ein Kondensator C sowie die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors Tr parallel geschaltet. Fotorelais Fund Arbeitswiderstand /?4 ist ferner die Reihenschaltung zweier Spannungsteilerwiderstände RS und Λ6 sowie eines Fotowiderstandes 9 parallel geschaltet. Die Basis des Transistors Tr ist an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen RS und R6 angeschlossen.

F i g. 2 zeigt, daß das Fotorelais Fanzieht, wenn der

Anzugstrom a erreicht ist Es fällt ab, wenn der Haltestrom b unterschritten wird. Stabile Arbeitspunkte sind beispielsweise im angezogenen Zustand beim Strom c und im abgefallenen Zustand beim Strom d zu erzielen. Die Widerstände R3 und RA sind mit Bezug auf den Widerstand des Relais F so bemessen, daß, wenn sich der Transistor Tr im nichtleitenden Zustand befindet, sich ein Relaisstrom vom Wert c einstellt Hierbei kann der Transistor Tr höchstens mit einer Spannung belastet werden, die dem Spannungsabfall am Fotorelais Fentspricht Wenn der Transistor Tr jedoch leitend ist, sinkt der Gesamtwiderstand der Reihenschaltung etwas ab, und der Transistor führt einen solchen Teilstrom, daß der Relaisstrom auf den Wert d absinkt und das Relais Fabfällt

Obwohl der Transistor Tr auch im sogenannten »nichtleitenden Zustand« noch einen kleinen Strom führen kann, läßt sich die Anordnung jedoch so treffen, daß in Abhängigkeit davon, ob der Fotowiderstand 9 beleuchtet wird oder nicht, der Transistor zwei weit auseinanderliegende Arbeitspunkte einnehmen kann, so daß er als Schalter aufgefaßt werden kann. Die beiden Arbeitspunkte können ohne Schwierigkeiten so gewählt werde»·, daß in beiden Fällen die im Transistor umgesetzte Leistung und damit stine Eigenerwärmung sehr gering sind.

Bei nicht belichtetem Fotowiderstand 9 ist der Transistor Tr im nichtleitenden Zustand, d. h„ das Fotorelais F zieht an. Wenn dagegen der Fotowiderstand 9 belichtet wird, kommt der Transistor Tr in den leitenden Zustand, und das Fotorelais F fällt ab. Selbstverständlich kann durch eine Umordnung der Schaltungsbestandteile, beispielsweise innerhalb der Reihenschaltung RS, Λ6 und 9 auch eine andere Arbeitsweise erzielt werden, bei der, wenn der Fotowiderstand 9 beleuchtet wird, der Transistor Tr sperrt und das Fotorelais F anzieht und umgekehrt. Hierbei müßten dann statt der veranschaulichten Fotorelais-Arbeitskontakte entsprechende Ruhekontakte verwendet werden.

Die Funktion der Schaltung der Fig.l ist folgende: Wenn der Kesselthermostat ACTeinschalteüst zunächst der Fotowiderstand 9 nicht beleuchtet. Der Transistor TR ist im nichtleitenden Zustand. Das Fotorelais Fzieht an. Infolgedessen erhält der Zündtransformator 8 und das Motorrelais M Spannung. Das Motorrelais zieht an. Der Motor 5 beginnt zu laufen. Sobald das geförderte öl gezündet ist, wird der Fotowiderstand 9 belichtet. Der Transistor Tr wird leitend. Das Fotorelais F fällt ab. Die Zündung wird unterbrochen. Der Strom durch das Motorrelais wird auf einen Wert herabgesetzt, der zwischen dem Haltestrom und dem Anzugstrom liegt. Sollte während dieses Anlaufvorganges keine Flamme auftreten oder während des Betriebes die Flamme erlöschen, fällt das Fotorelais F wieder ab. Über das Motorrelais M und die Wicklung des Sicherheitsschalters V fließt dann ein höherer Strom, der nach einer vorgegebenen Zeit ein Auslösen des Kontaktes Vl hervorruft.

Die Erfindung ist nur in der Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs 1 gesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Steuergerät für eine Flammen-Überwachungsanlage, insbesondere für ölfeuerungen mit relaisgesteuerten! Motor, unter Verwendung eines Transistors, dessen Basis mit dem Abgriff eines einen Fotowiderstand aufweisenden Spannungsteilers verbunden ist und in dessen Kollektor-Emitterkreis ein Fotorelais liegt dadurch gekennzeichnet, daß das Fotorelais (F) der KoIIektor-Emitter-Strekke des Transistors (Tr) parallel geschalte*, ist die über einen kollektorseitigen Arbeitswiderstand (RA) und einen emitterseitigen Vorschaitwiderstand (R3) an Netzspannung liegt »nd daß der Spannungsteiler ,₅ (ÄS, Λ6, inzwischen den Emitter des Transistors (Tr) und den transistorfernen Anschluß des Arbeitswiderstandes ^Abgeschaltet ist.

2. Steuergerät nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet daß bei Speisung mit Wechselspannung ein Gleichrichter (Dl) mit der Parallelschaltung von Relais (F)mi\u Transistor (Tr)\n Reihe liegt und dem Relais ein Kondensator (C) parallel geschaltet ist.

3. Steuergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der transistorferne Punkt des Arbeitswiderstandes (RA) und der Fotowiderstand

(9) am Nulleiter(4) der Schaltung liegen.