DE1751702C

DE1751702C - AC-powered circuit for flame monitors in combustion systems

Info

Publication number: DE1751702C
Application number: DE19681751702
Authority: DE
Inventors: Holger Langesoe Nordborg Nicolaisen (Danemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Filing date: 1968-07-13
Publication date: 1973-08-16

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine wechselstromgespeiste Schaltung für Flammenwächter von Feuerungsanlagen, bei der ein Motorrelais mit der Heizwicklung des Sicherheitsschalters und einem von einem Widerstand überbrückten Kontakt eines Fotorelais in Reihe liegt.The invention relates to an AC-fed circuit for flame monitors in firing systems, in which a motor relay is connected in series with the heating winding of the safety switch and a contact of a photo relay bridged by a resistor.

Es ist eine Schaltung dieser Art bekannt, bei der der überbrückende Widerstand so bemessen ist, dass der über ihn fließende Strom der Reihenschaltung nicht nur größer als der Haltestrom, aber kleiner als der Ansprechstrom des Motorrelais ist, sondern dass er auch kleiner als der Ansprechstrom des Sicherheitsschalters ist. Auf diese Weise erhält man mit wenigen Bauelementen eine einfach aufgebaute Schaltung, die das Normalprogramm des Flammenwächters durchzuführen vermag, bei der aber außerdem größtmögliche Sicherheit gegeben ist. Insbesondere wird der Motor sofort abgeschaltet, wenn irgendeines der in Reihe liegenden Elemente beschädigt sein sollte oder wenn der Strom kurzzeitig unterbrochen wird.A circuit of this type is known in which the bridging resistor is dimensioned so that the current of the series circuit flowing through it is not only greater than the holding current, but less than the response current of the motor relay, but that it is also less than the response current of the Safety switch is. In this way, with just a few components, a simply constructed circuit is obtained which is able to carry out the normal program of the flame detector, but which also provides the greatest possible safety. In particular, the motor is switched off immediately if any of the elements in series should be damaged or if the current is briefly interrupted.

Es ist ferner aus der normalen Relaistechnik bekannt, ein für Gleichstrombetrieb ausgelegtes Relais mit einem oder mehreren Gleichrichtern und gegebenenfalls Glättungsgliedern zu kombinieren und mit Wechselspannung zu betreiben. Beispielsweise hat man dem Gleichstromrelais einen Kondensator parallel geschaltet und diese Parallelschaltung in Reihe mit einem Gleichrichter an die Wechselspannung gelegt.It is also known from normal relay technology to combine a relay designed for direct current operation with one or more rectifiers and possibly smoothing elements and to operate it with alternating voltage. For example, a capacitor has been connected in parallel to the direct current relay and this parallel circuit has been connected to the alternating voltage in series with a rectifier.

Es ist auch bekannt, an Wechselspannung die Parallelschaltung eines Relais und eines Gleichrichters zu legen. Der Gleichrichter bewirkt, dass Ankerschwingungen infolge Ummagnetisierung während jeder Periode vermieden werden.It is also known to connect a relay and a rectifier in parallel to AC voltage. The rectifier ensures that armature oscillations due to magnetization reversal are avoided during each period.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wechselstromgespeiste Flammenwächterschaltung der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der unter Beibehaltung ihrer Vorteile eine größere Freizügigkeit in der Auslegung der Heizwicklung des Sicherheitsschalters besteht.The invention is based on the object of specifying an alternating current-fed flame monitor circuit of the type described at the outset, in which, while maintaining its advantages, there is greater freedom of movement in the design of the heating winding of the safety switch.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Motorrelais für Gleichstrombetrieb ausgelegt und dessen Wicklung von einem Gleichrichter überbrückt ist.According to the invention, this object is achieved in that the motor relay is designed for direct current operation and its winding is bridged by a rectifier.

Bei diesem Schaltungsaufbau fließt der Wechselstrom nur in der einen Halbwelle durch das Relais, während er in der zweiten Halbwelle über den Gleichrichter vorbeigeleitet wird. Da der Gleichrichter in Durchlassrichtung praktisch keinen Widerstand bietet, kann zumindest in der zweiten Halbwelle ein größerer Strom als bisher durch die Heizwicklung fließen. Das mit Gleichstrom betriebene Relais hat eine kleinere Leistungsaufnahme als ein Wechselstromrelais: da diese Leistung jeweils in der ersten Halbwelle zugeführt wird, ergibt sich trotzdem auch in der ersten Halbwelle ein höherer Strom als bei Wechselstrombetrieb. Infolgedessen steht für die Speisung der Heizwicklung eine sehr viel größere Leistung als bisher zur Verfügung. Auch in der zweiten Halbwelle führt das Relais infolge seiner induktiven Eigenschaften noch einen gewissen Strom, der aber nicht über die Heizwicklung, sondern von der einen Klemme der Relaiswicklung über den Gleichrichter an die andere Klemme geleitet wird. Aus diesem Grund bleibt das Relais in beiden Halbwellen angezogen. Man benötigt kein zusätzliches Glättungsglied. Das mit Gleichstrom betriebene Relais hat darüber hinaus den Vorteil, dass es genauer anspricht und leicht an verschiedene Betriebsbedingungen anpassbar ist.With this circuit structure, the alternating current only flows through the relay in one half-wave, while it is bypassed via the rectifier in the second half-wave. Since the rectifier offers practically no resistance in the forward direction, a greater current than before can flow through the heating winding, at least in the second half-wave. The relay operated with direct current has a lower power consumption than an alternating current relay: since this power is supplied in the first half-cycle, there is still a higher current in the first half-cycle than with AC operation. As a result, a much greater power than before is available for feeding the heating winding. Due to its inductive properties, the relay still carries a certain current in the second half-wave, but this is not conducted via the heating winding, but from one terminal of the relay winding via the rectifier to the other terminal. For this reason, the relay remains attracted in both half-waves. You don't need an additional smoothing element. The relay operated with direct current also has the advantage that it responds more precisely and can be easily adapted to different operating conditions.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt das Schaltbild für einen Flammenwächter einer Feuerungsanlage.The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment shown in the drawing. The drawing shows the circuit diagram for a flame monitor in a combustion system.

Ein Wechselstromnetz wird an eine Klemme 1 für eine Zuleitung 2 und an eine Klemme 3 für einen Nullleiter 4 angeschlossen. Die Zuleitung 2 führt über einen Kontakt M1 eines Motorrelais M zu einem Motor 5. Des weiteren kann die Klemme 1 über den Kontakt V1 eines Sicherheitsschalters V normalerweise über einen Kesselthermostaten KT 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 F1 eines Fotorelais F und einem Zündtransformator 8. Parallel dazu findet sich eine zweite Reihenschaltung, bestehend aus der Heizwicklung des Sicherheitsrelais V, einem Kontakt F2 des Fotorelais F, überbrückt durch einen Widerstand R1, einem weiteren Reihenwiderstand R2 und dem Gleichstrom-Motorrelais M, überbrückt durch einen Gleichrichter D1. Eine dritte Reihenschaltung, die zwischen der Leitung 7 und dem Nullleiter 4 liegt, besteht aus einem Gleichrichter D2, einem Vorwiderstand R3, dem Fotowiderstand F und einem Arbeitswiderstand R4. Dem Fotowiderstand ist ein Kondensator C sowie die Kollektor-Emitter-Strecke eines Transistors Tr parallel geschaltet. Fotorelais F und Arbeitswiderstand R4 ist ferner die Reihenschaltung zweier Spannungsteilerwiderstände R5 und R6 sowie eines Fotowiderstandes 9 parallel geschaltet. Die Basis des Transistors Tr ist an den Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R5 und R6 angeschlossen.An alternating current network is connected to a terminal 1 for a supply line 2 and to a terminal 3 for a neutral conductor 4. The supply line 2 leads via a contact M1 of a motor relay M to a motor 5. Furthermore, the terminal 1 can be connected to the rest of the circuit via the contact V1 of a safety switch V, usually via a boiler thermostat KT, or to a display device 6 when the safety switch V is activated . Between the line 7 behind the boiler thermostat and the neutral conductor 4 there is a first series circuit, consisting of the contact F1 of a photo relay F and an ignition transformer 8. In parallel, there is a second series circuit, consisting of the heating coil of the safety relay V and a contact F2 of the photo relay F, bridged by a resistor R1, another series resistor R2 and the direct current motor relay M, bridged by a rectifier D1. A third series circuit, which lies between the line 7 and the neutral conductor 4, consists of a rectifier D2, a series resistor R3, the photoresistor F and a load resistor R4. A capacitor C and the collector-emitter path of a transistor Tr are connected in parallel to the photoresistor. Photo relay F and load resistor R4, the series connection of two voltage divider resistors R5 and R6 and a photo resistor 9 are also connected in parallel. The base of the transistor Tr is connected to the connection point between the resistors R5 and R6.

Bei der zweiten Reihenschaltung ist der Widerstand R1 so bemessen, dass in der Reihenschaltung bei offenem Kontakt F2 ein Strom solcher Größe fließt, dass er größer ist als der Haltestrom des Relais M, aber kleiner als der Ansprechstrom dieses Relais M und der Ansprechstrom des Sicherheitsrelais V. Das bedeutet, dass der Motor nur anlaufen kann, wenn der Kontakt F2 geschlossen ist, also der Fotowiderstand 9 keine Flamme zeigt. Treten während des Betriebs Stromschwankungen auf, bei denen der Haltestrom unterschritten wird, bleibt das Motorrelais M abgefallen und kann nur nach Durchlaufen des gesamten Zündzyklus wieder angezogen wer- den. Wenn die Heizwicklung des Sicherheitsrelais V oder die Magnetwicklung des Motorrelais M gebrochen ist, bleibt oder fällt die Schaltung außer Betrieb. Die Reihenschaltung ergibt daher eine Selbstüberwachung.In the second series connection, the resistor R1 is dimensioned in such a way that when contact F2 is open, a current flows in the series connection of such magnitude that it is greater than the holding current of relay M, but smaller than the response current of this relay M and the response current of the safety relay V. This means that the motor can only start when the contact F2 is closed, that is, the photoresistor 9 is not showing any flame. If current fluctuations occur during operation that fall below the holding current, the motor relay M remains de-energized and can only be picked up again after the entire ignition cycle has been completed. the. If the heating winding of the safety relay V or the magnetic winding of the motor relay M is broken, the circuit remains or falls out of operation. The series connection therefore results in self-monitoring.

Die Schaltung lässt erkennen, dass in der Reihenschaltung außerhalb des Motorrelais M der volle Wechselstrom fließt, so dass für die Heizleistung in Sicherheitsschalter V der volle Effektivwert des Wechselstromes zur Verfügung steht. Obwohl über den Gleichrichter D1 jede zweite Halbwelle am Motorrelais M vorbeigeleitet wird, fließt trotzdem in diesem Relais während nahezu der gesamten Einschaltzeit ein gleichgerichteter Strom. Denn in der einen Halbwelle wird der Strom von der Wechselspannung durch das Relais getrieben, während zumindest über einen Teil der zweiten Halbwelle infolge der Induktivität der Relaiswicklung ein Strom in dem durch die Wicklung und den Gleichrichter D1 gebildeten Kreis fließt. Infolgedessen bleibt das Gleichstromrelais M sehr sicher angezogen, obwohl zusätzlich zum Gleichrichter keine separaten Verzögerungs- oder Glättungsglieder vorhanden sind.The circuit shows that the full alternating current flows in the series circuit outside the motor relay M, so that the full rms value of the alternating current is available for the heating output in safety switch V. Although every second half-wave bypasses the motor relay M via the rectifier D1, a rectified current still flows in this relay for almost the entire switch-on time. Because in one half-wave the current is driven by the alternating voltage through the relay, while at least over part of the second half-wave, due to the inductance of the relay winding, a current flows in the circuit formed by the winding and the rectifier D1. As a result, the DC relay M remains very reliably attracted, although there are no separate delay or smoothing elements in addition to the rectifier.

Die Funktion der Schaltung ist folgende: Wenn der Kesselthermostat KT einschaltet, ist zunächst der Fotowiderstand 9 nicht beleuchtet. Der Transistor Tr ist im nichtleitenden Zustand. Das Fotorelais F zieht 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 Anzugsstrom liegt. Sollte während dieses Anlaufvorganges keine Flamme auftreten oder während des Betriebs die Flamme erlöschen, fällt das Fotorelais F wieder ab. Über das Motorrelais M und die Wicklung des Sicherheitsschalter V fließt dann ein höherer Strom, der nach einer vorgegebenen Zeit ein Auslöschen des Kontakts V1 hervorruft.The function of the circuit is as follows: When the boiler thermostat KT switches on, the photo resistor 9 is initially not illuminated. The transistor Tr is in the non-conductive state. The photo relay F picks up. As a result, the ignition transformer 8 and the motor relay M receive voltage. The motor relay picks up. The motor 5 starts to run. As soon as the oil produced has ignited, the photoresistor 9 is exposed. The transistor Tr becomes conductive. The photo relay F drops out. The ignition is interrupted. The current through the motor relay is reduced to a value between the holding current and the pick-up current. If no flame occurs during this start-up process or if the flame goes out during operation, the photo relay F drops out again. A higher current then flows via the motor relay M and the winding of the safety switch V, which causes the contact V1 to be extinguished after a predetermined time.

Claims

AC-fed circuit for flame monitors in combustion systems, in which a motor relay is connected in series with the heating winding of the safety switch and a contact of a photo relay bridged by a resistor, characterized in that the motor relay (M) is designed for direct current operation and its winding is controlled by a rectifier (D1) is bridged.