DE1763563A1 - Static time relays - Google Patents
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Description
Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget 7 äs t e ras /SchwedenAllmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget 7 äs t e ras / Sweden
. Statisches Zeitrelais . Static time relay
Bei Zeitrelais mit einem RC-Kreis bei denen die Auslösung des Relais vom Ladevorgang des Kondensators im EG-Kreis bestimmt ist, ist es bekannt, den RC-Kreis als in einem Zweig einer Brückenschaltung anzuordnen, deren anderer Zweig einen Potentiometerkreis zur Einstellung des Ladeniveaus des Kondensators enthält. Die Diagonale der Brücke enthält den Basis-Emitterteil eines Transistors und ist am RC-Kreis zwischen dem Widerstand und dem Kondensator angeschlossene Der Anschluß an den Potentiometerkreis erfolgt über den beweglichen Kontakt des Potentiometers. Der Kollektor des Transistors ist an einem Element zum Steuern des Stromes zur Magnetisierungswicklung des Relais angeschlossen., - In the case of timing relays with an RC circuit where the tripping of the relay is determined by the charging process of the capacitor in the EG circuit, it is known to be the RC circuit in a To arrange branch of a bridge circuit, the other branch of a potentiometer circuit for setting the load level of the capacitor. The diagonal of the bridge contains the base-emitter part of a transistor and is on RC circuit connected between the resistor and the capacitor It is connected to the potentiometer circuit via the moving contact of the potentiometer. The collector of the transistor is connected to an element for controlling the Current connected to the magnetization winding of the relay., -
Auf Grund des unvermeidlichen Spannungsabfalles im Basis-Emitterkreie des Transistors öffnet der Transistor nicht, bevor die Kondensatorspannung auf einen Wert gestiegen ist, der dem genannten Spannungsabfall entsprichto Die kürzeste Zeit, auf die das iielais eingestellt werden kann, ist des-Due to the inevitable voltage drop in the base-emitter circuit of the transistor, the transistor does not open until the capacitor voltage has risen to a value that corresponds to the voltage drop mentioned o The shortest time to which the relay can be set is therefore
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halb gleich der Summe der eigenen Funktionszeit des Relais und der Zeit, die der Kondensator benötigt, um auf eine Spannung·geladen zu werden, die gleich dem Basis-Emitterspannungsabfall des Transistors im Brückenzweig ist»half equal to the sum of the relay's own operating time and the time it takes for the capacitor to reach one Voltage · to be charged equal to the base emitter voltage drop of the transistor in the bridge branch is »
Die Erfindung betrifft ein Zeitrelais der oben angegebenenThe invention relates to a timing relay of the above
die
Art, bei dem/totale Zeit gleich der eigenen Funktionszeit des Heiais gemacht werden kann» Das wesentliche Kennzeichen
des erfindungsgemäßen Relais ist, daß in dem Teil des RC-Kreises, der den Kondensator enthält, ein Kompensierungswiderstand
eingeschaltet ist, dessen Risistanz einen solchen Wert hat, daß bei einem Auslösevorgang der Spannungsabfall
über dem Widerstand gleich dem Vorspannungsabfall der Diagonale isto Dadurch wird der Zuschuß zur Auslösezeit des
Relais beseitigt, der eine unvermeidliche Folge davon ist, daß der Kondensator auf die Spannung geladen werden muß, die
dem Basis-Emitterspannungsabfall des Transistors, wenn dieser leitend wird, enispricht, wie es bei bekannten Relaisschaltungen
der Fall ist.the
Type in which / total time can be made equal to the actual operating time of the heater. The essential characteristic of the relay according to the invention is that a compensation resistor is switched on in the part of the RC circuit which contains the capacitor, the risk of which has such a value that during a tripping process the voltage drop across the resistor is equal to the bias voltage drop of the diagonal o This eliminates the allowance for the relay's tripping time, which is an inevitable consequence of the capacitor having to be charged to the voltage that corresponds to the base-emitter voltage drop of the transistor when this becomes conductive, it speaks, as is the case with known relay circuits.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen eines Zeitrelais nach der Erfindung gezeigt, hierin zeigen Fig» 1 eine Schaltung für kürzere Zeiten und Figo 2 ein Zeitrelais für längere Zeiten,,In the drawing, two embodiments of a time relay according to the invention are shown herein show Figure "1 shows a circuit for shorter times and o Figure 2 is a timing relay for longer times ,,
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Bei der in 1"1Ig0 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt das Zeitrelais einen RO-Kreis, der aus einem Widerstand R und einem Kondensator 0 besteht. Zwischen einem Punkt 1 und dem Konden~ sator 0 ist ein Widerstand R1 eingeschaltet. Das andere Ende des RC-Kreises ist an einen Punkt 2 angeschlossen, der mit dem Minuspol der Speisespannungsquelle des Relais der Spannung U verbunden isto Zwischen den Punkten 1 und 2 ist weiter ein Potentiometerkreis· angeschlossen, der aus einem festen Widerstand R2 und einem Potentiometer P mit einem beweglichen Kontakt 3 besteht. Der bewegliche Kontakt 3 ist mit dem "In the embodiment shown in Figure 1 is "1 Ig 0 1 embodiment, the timer relay has a RO-circuit consisting of a resistor R and a capacitor 0 comprises. Between a point 1 and the condensate ~ sator 0, a resistor R1 is turned on. The other end of RC circuit is connected to a point 2, which is connected to the negative pole of the supply voltage source of the relay of voltage U. Between points 1 and 2, a potentiometer circuit is also connected, which consists of a fixed resistor R2 and a potentiometer P with a movable contact 3. The movable contact 3 is connected to the "
Emitter 4 eines ersten Transistors 11 verbundene Die Basis--5 des Transistors ist mit dem RG-Kreis in einem Punkt 6 zwischen dem Widerstand und dem Kondensator verbunden. Der Kollektor 7 des Transistors ist über einen Widerstand R3 mit der Basis 8 eines zweiten Transistors T2 verbunden. Der Emitter 9 des Transistors ist mit dem Minuspol verbunden, während der Kollektor 10 des Transistors über die Magnetisierungswicklung Ij mit dem dem Kondensator G zugewendeten Ende des Widerstandes RT in einem Punkt 11 verbunden ist«. ä Emitter 4 of a first transistor 11 connected to the base -5 of the transistor is connected to the RG circuit at a point 6 between the resistor and the capacitor. The collector 7 of the transistor is connected to the base 8 of a second transistor T2 via a resistor R3. The emitter 9 of the transistor is connected to the negative pole, while the collector 10 of the transistor is connected via the magnetization winding Ij to the end of the resistor RT facing the capacitor G at a point 11 «. Ä
Parallel zum Potentiometerkreis liegt ein Kreis, der eine Diode D und einen Widerstand R4 umfaßt. Ein Punkt 12 zwischen der Diode und dem Widerstand ist mit einem Punkt zwischen der Relaiswicklung L und dem Transistor T2 verbunden. Dieser Kreis hat mehrere wichtige Aufgaben. Sobald das Relais an die Spannungsquelle geschaltet ist, liegt die Spannung U überdem Be-Parallel to the potentiometer circuit is a circuit, which is a diode D and a resistor R4. A point 12 between the Diode and the resistor is connected to a point between the relay winding L and the transistor T2. This circle has several important roles. As soon as the relay is connected to the voltage source, the voltage U is above the loading
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grenzungswiderstand R5, dem Widerstand R1, der Relaiswicklung L und dem Widerstand R4. Durch zweckmäßige Bemessung der Widerstände, vor allem des Widerstandes R1, wird über diesem eine Spannung liegen, die von derselben GrößenOrdnung ist wie die Spannung im Basis-Emitterkreis des Transistors T1„ Dies bringt mit sich, daß der Transistor zu leiten beginnt, sobald der Kondensator C eine Spannung erreicht hat, die der Einstellung des Potentiometers P entspricht,, Die Spannung über dem Widerstand R1 kompensiert dadurch den Basis-Emitterspannungsabfall ^ im Transistor. Wenn der Kontakt 3 des Potentiometers in seine oberste Lage gestellt wird, spricht das Relais im Prinzip momentan an, was nicht geschehen kann, wenn der Kompensierungswiderstand R1 nicht vorhanden ist, weil der Kondensator erst auf eine Spannung geladen werden muß, die der Basis-Emitterspannung im. Transistor entspricht.limiting resistor R5, the resistor R1, the relay winding L. and resistor R4. By appropriately dimensioning the resistors, especially the resistor R1, this is a Voltage that is of the same order of magnitude as that Voltage in the base-emitter circuit of the transistor T1 “This brings with it that the transistor begins to conduct as soon as the capacitor C has reached a voltage that of the setting of the potentiometer P corresponds to, The voltage across the resistor R1 thereby compensates for the base-emitter voltage drop ^ in the transistor. When contact 3 of the potentiometer is in its is placed at the top, the relay responds in principle, which cannot happen if the compensation resistor R1 is not present because the capacitor must first be charged to a voltage that corresponds to the base-emitter voltage in the. Transistor corresponds.
Wenn, das Relais anspricht und danach von der Spannungsquelle weggeschaltet wird, muß sich die in der Relaiswickiung L gespeicherte induktive Energie entladen. Dies erfolgt durch den ^ Kreis D, R1, L0 Der dabei entstehende Spannungsstoß beschleunigt wesentlich die Entladung des Kondensators über R1, P, den Basis-Emitterkreis von T1 und 0. Der V7iderstand R1 bewirkt somit eine besonders schnelle Entladung des Kondensators, so daß die V/ieder-einschaltzeit des Relais kurz und außerdem völlig unabhängig vom Durchlaßspannungsabfall des Basis-Emitterkreises des Transistors T1 wird. If the relay responds and is then switched off from the voltage source, the inductive energy stored in the relay winding L must discharge. This is done through the circuit D, R1, L 0 The resulting voltage surge significantly accelerates the discharge of the capacitor via R1, P, the base-emitter circuit of T1 and 0. The V7 resistor R1 thus causes a particularly fast discharge of the capacitor, so that the V / ieder-turn-on time of the relay is short and also completely independent of the forward voltage drop of the base-emitter circuit of the transistor T1.
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Der Widerstand R1 ergibt einen weiteren Vorteil beim Ansprechen des Relais. Wenn die Kondensatorspannung auf einen solchen lfö*t gestiegen ist, daß der Transistor T2 zu leiten beginnt, nimmt der Strom durch Ri und L zu und die Spannung über R1 steigt« Dabei steigt auch die Spannung auf der Basis des Transistors T1, und die Aussteurung der beiden Transistoren wird größer. Durch dieses Zusammenwirken erhält man eine positive Wiedereinschaltung, und die Transistoren 11 und T2 arbeiten als Schalter, was u.a. zur Folge hat, daß die Streuung der Punktions zeit ganz vernachlässigbar wird.Resistor R1 gives another advantage in response of the relay. When the capacitor voltage drops to such a level has risen so that transistor T2 begins to conduct, the current through Ri and L increases and the voltage across R1 increases « This also increases the voltage on the base of the transistor T1, and the configuration of the two transistors increases. This interaction results in a positive reclosing, and the transistors 11 and T2 work as switches, which among other things has the consequence that the scattering of the puncture time becomes completely negligible.
Die Spannung des Relais wird mit Hilfe der Zenerdiode Z parallel mit D und R4 stabilisiert.The voltage of the relay is paralleled with the help of the Zener diode Z. stabilized with D and R4.
Fig. 2 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform der Erfindung. Die Spannung U liegt hier über den Widerständen R5, R6 - ■ und R1 sowie über der Zenerdiode Z. Der Kompensierungswiderstand R1 ist/dabei so bemessen, daß die Spannung über diesem ungefähr 1 Volt beträgt. Die Sperrspannung der Zenerdiode ist ca„ 18 Volt. Im Diagonalteil zwischen dem Potentiometer P und dem Punkt 6 im RC-Kreis ist eine Diode D5 eingesetzt, die es ermöglicht, eine höhere Spannung des Kondensators im Rö-Kreis und damit eine längere Zeiteinstellung für das Zeitrelais zu verwenden. Die höhere Sperrspannung des Diagonalkreises wird von der Diode ü-3 aufgenommen und schützt dadurch den Transistor» Im Potentiometerkreia nind vier Dioden D4 eingeschaltet, die zusammen einen llpannun^uabfall von ca. 2 Volt in der Leitrichii ergeben, urn den Jpannun^aabfall über dem Widerstand R1 undFig. 2 shows a somewhat modified embodiment of the invention. The voltage U is here across the resistors R5, R6 - ■ and R1 and across the Zener diode Z. The compensation resistor R1 is / is dimensioned so that the voltage across it is approximately 1 volt. The reverse voltage of the Zener diode is approx. 18 volts. In the diagonal part between the potentiometer P and the point 6 in the RC circuit, a diode D5 is used, which enables a higher voltage of the capacitor in the Rö circuit and thus a longer time setting to be used for the timing relay. The higher reverse voltage of the diagonal circuit is absorbed by the diode 3 and thus protects the transistor. Four diodes D4 are switched on in the potentiometer circuit, which together result in a voltage drop of approx Resistor R1 and
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der Diode D1 und dem Thyristor Ty bei Relaisfunktion zu kompensierenοto compensate the diode D1 and the thyristor Ty with relay function ο
Der Kollektor 7 des Transistors T1 ist über den Widerstand R3 an der Basis 8 des Transistors T2 angeschlossen, der parallel zu der Zenerdiode über die Widerstände R7 und R8 eingeschaltet ist» Der Emitter 9 des Transistors ist an die Steuerelektrode eines Thyristors Ty geschaltet.The collector 7 of the transistor T1 is through the resistor R3 connected to the base 8 of the transistor T2, which is switched on in parallel with the Zener diode via the resistors R7 and R8 is »The emitter 9 of the transistor is connected to the control electrode of a thyristor Ty.
Die Relaiswicklung I ist in Reihe mit dem Thyristor geschaltet. Der Verbindungspunkt 14 zwischen ihnen ist am Punkt 11 zwischen dem Widerstand R1 und Kondensator G im RC-Kreis über eine Diode D1 angeschlossen. Weiter ist die Relaiswicklung L parallel zu einer zweiten Diode D2 geschaltete Ein Kondensator 01, parallel zu I und Ty, bewirkt, daß bei Einschaltung des Relais die Spannung über diesem mit einer gewissen Verzögerung erhalten wird, die teils als Spannungsderivataschutz für den Transistor notwendig ist, und teils, um zu verhindern, daß die Ausgangskapazität der Transistoren einen Synchronisierungsimpuls zum Thyristor weitergibt,The relay winding I is connected in series with the thyristor. The connection point 14 between them is at point 11 between connected to the resistor R1 and capacitor G in the RC circuit via a diode D1. Next is the relay winding L. connected in parallel to a second diode D2. A capacitor 01, parallel to I and Ty, has the effect that when the Relay the voltage across this is received with a certain delay, partly as voltage derivative protection for the Transistor is necessary, and partly to prevent the output capacitance of the transistors from a synchronization pulse passes on to the thyristor,
Das Zeitrelais wird an die Spannung U angeschlossen, die 110 V beträgt. Mittels des Spannungsteilers R5, R6, *R1 und Z erhält man über L und Ty ungefähr 100 V„ Über R1 liegen ca. 1 V und über der Zenerdiode ca. 18 V» Der Kondensator G im RO-Kreis beginnt über R aufgeladen zu werden. Allmählich entspricht die Spannung des Kondensators der über dem Potentiometer P einge-The timing relay is connected to the voltage U, which is 110 V. amounts to. Using the voltage divider R5, R6, * R1 and Z is obtained about 100 V across L and Ty, about 1 V and over the Zener diode approx. 18 V »The capacitor G in the RO circuit starts to be charged via R. Gradually the voltage of the capacitor corresponds to that set via potentiometer P.
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stellten Spannung. Der Durchlaßspannungsabfall in T1 und D3 wird von der Spannung über R1 kompensierte Dann wird T/1 leitend und kann seinerseits den zweiten Transistor T2 aussteuern, der einen Synchronisierungsimpuls an den Thyristor Ty sendet. Die "Widerstände R7 und R8 geben eine zweckmäßige Spannungsteilung für eine Synchronisierung des Thyristors.put tension. The forward voltage drop in T1 and D3 becomes compensated by the voltage across R1 Then T / 1 becomes conductive and can in turn control the second transistor T2, which sends a synchronization pulse to the thyristor Ty. The "resistors R7 and R8 give a convenient voltage division for synchronization of the thyristor.
Wenn-der Thyristor zündet, -sinkt seine Anodenspannung momentan von 100 V auf ca. 0,5 Vv Das Relais spricht an und die Diode DI öffnet sich und übernimmt den Strom, der früher die Zenerdiode gespeist hat, so daß die Spannung über dieser von 18 V auf 1 7 sinkt. Der Kondensator G entlädt sich über RI, P,T1 und D3, und die Entladung wird so weit getrieben, daß'die Kondensatorspannung Null wird. Der Durchlaßspannungsabfall in T1 und D3 wird vom Spannungsabfall über R1 kompensiert. Die Dioden D4 nehmen zusammen 2 V auf, dies bewirkt, daß das Potentiometer P spannungslos und die Entladung des Kondensators unabhängig von der Einstellung auf P wird. Die Dioden haben auch eine temperaturkompensierende Aufgabe«When the thyristor ignites, its anode voltage drops momentarily from 100 V to approx. 0.5 Vv The relay responds and the diode DI opens and takes over the current that used to be the zener diode has fed, so that the voltage across it from 18 V to 1 7 sinks. The capacitor G discharges through RI, P, T1 and D3, and the discharge is driven so far that the capacitor voltage Becomes zero. The forward voltage drop in T1 and D3 is compensated for by the voltage drop across R1. The diodes D4 take together 2 V, this has the effect that the potentiometer P is de-energized and the capacitor discharges regardless of the setting on P. The diodes also have a temperature-compensating function «
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