DE1908623A1 - Anzeigegeraet fuer elektrischen Stromfluss - Google Patents

Description

Anzeigegerät, für elektrischen Stromfluß."-·:.

Diese Erfindimg zeigt einen -I¹^p eines Überwachungsgerätes' für. elektrischen Stromfluß, mit .welchem man kontinuierlich und. sofort ermitteln kann, ob in eines von verschiedenen elektrischen Geräten, welche normalerweise an einem üblichen v/echselST)annungsnetz betrieben werden, elektrischer Strom fläe&t.=¹- '

Heute sind viele elektrisda betriebene Verrichtungen, in Benutzung , welche, wenn sie zuverlässig funktionieren-,;. fließenden Strom sofort zur Anzeige bringen. Die Anzeige kann in-Borm von. Bewegung, Geräus⁰^ oder-anderen physikalischen Erscheinungsformen erfolgen. Aber wenn ein Fehler auftritt und. wenn der Ausfall nicht angezeigt wird', erhebt sich sofort die Frage.,, ob Strom zu dem Verbraucher fließt oder nicht..

So gibt es auch lalle,, in denen die Stro.mflTAß-Anze^.ge nicht gleich klar auszumachen, ist.... So-lche- Vorrichtungen; arbeiten, ge^ wohnlich mit Pilotlampen; aber- ^ie. übliche Benutzung von .',Pilot-lempen ist derart, daß das. Licht, ledigl.i cJa:. anzeigt, ..daß .der_: Strom zum Veoeb.raucher. eingeschaltet wu.i>clev,. Q;b_; er. tatsächlich:

BADORIÖiNAL

— ' 2. — " -fließt, bleibt unklar. . . . . ■'-■_. .

Vorrichtungen,'.'welche anzeigen, daß Strom fließt:,,, sind natürlich auch in Gebrauch. Die bestbekannte ist das Amperemeteries hat" den zusätzlichen Vorteil, eine quantitative Information über den Strom zu. liefern.. Aber es gehört: auch heute nicht. zur. Standard-Ausrüstung eines jeden elektrisch betriebenen Gerätes. 'Es mag sein., daß sein Preis im Vergleich mit dem mas-sen-produ-. zierten. Gerät ,.an welchem es anzuwenden ist,. au, ho e.h. is"t. Auch. hat-es' den'Facht eil·,, nicht, wie eine. Lampe, die^iufmerksaiakeit anzuziehen. · '

In der Literatur wurden -.stromfeststellende.-.-Schaltungen- entwor-.. fen und beschrieben (vergl. D.V. Jones, Electronics, Bb.nd 58, ITr.'12., Seite 110, 14-, Juni 1965). Sie. verlangen ihre eigene; Gleichspannungs-Versorgung und überwachen, nur Ströme, .einer .eirH--zigen Größenordnung. ■ - ^: ■ . ;--·.-

jüs ist Aufgabe vorliegender "jirfindung, ein einfaches und; billi-.. ges Gerät zur Anzeige von elektrischem Strom, vorzuschlagen.Wei-..-terhin ist es-die Auf gäbe, ein Anzeigegerät zu bringen, .· welches auf mehrere Größenordnungen des Stromes anspricht.. ■ · :

Ferner ist es Gegenstand der Erfindung, zur J-brp.mfluß-Anzeige. ----von geregelten Verbrauchern mit großer üinfachheit Vorteil; aus¹ den heute;, vielfach verbreiteten Thj^ristor-äegel.schaltuQ.gen nach., dem Phasenanschnitt-Prinzip- zu ziehen-.. _:-- ^r -"-

Bas- erfindungsgemäße- Stromfluß^Anzeigegemt für Verbr^aiicher; ist dadurch 'gekennzeichnet,,; daß zwischen. die. .u quelle-, und. ihre Last ein ThyrlsteKt mit-. Zündkreis ^:ge;s ehalt et; und_:parallel, zur Last; stromanzeigendev Mittel, liegen, d©ren. Strc bedarf" geringer als; der; Haltestr;om^des 'Thyristors,

Die. Wirkungsweise diese.;S^Anz.eigegejrätes. s,fei: nun. im^: Z;usamirie_;nhang mit den zugehörigen. ZeichnusgeiJ beschrieben,:...·■■ . '■ - . ■"■-■ :·

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Pig. 1 zeigt eine Schaltung, welche die Erfindung

im Zusammenhang mit; einem steuerbaren Silicium-Gleichrichter oder Thyristor veranschaulicht.

Fig. 2 zeigt die Erfindung im Zusammenhang mit der

Grund schaltung zur Leistungssteuerung mittels eines steuerbaren Gleichrichters.

Pig. 3 zeigt die Erfindung, welche in einen Leistungsregler mit einem Triac-Element eingebaut ist.

Fig. tv zeigt die Erfindung in einem Stromkreis, der

zusätzlich eine Einstellung der Empfindlichkeit ermöglicht. ■

I:- einzelnen zeigt Pig. 1 eine Wechselspannungsquelle 1, deren einer 37:1 mit einem Schalter 2 verbunden ist, welcher, sofern er geschlossen ist, einen geschlossenen Stromkreis zu einer Last 3 herstellt. Normalerweise fließt der Strom von der Last zur .-mode des steuerbaren Silicium-Gleichrichters 6, dann aus der Kathode desselben heraus zurück zur Wechselspannungsquelle. über die Last 3 ist eine -Neon-Lampe 4 gelegt,, welche mit einem BegrensLingswiderstand 5 in jieihe geschältet ist. Zwischen der Anode und .der »Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters liegt ein Widerstand 7.

Es ist von Bedeutung, daß die Neonlampe und ihr zugehöriger Widerscand in der beschriebenen Art geschaltet sind und. nicht,wie üblich, einen Unter-Stromkreis bilden,welcher von der Quelle ausgehend über einen Schalter, über die Lampe und über den ".Viderstand zurück zur Quelle führt.

Der .'Schlüssel zur V/irkungsvieise der Erfindung..liegt in der TaL-nache, daß Thyristoren einen Mind est-H alte st rom f ordern, damit die Leitfähigkeit zwischen iuiode und Kathode erhalten bleibt, sobald eine Zündung stttt gefunden hat.. Typische Halte ströme für

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übliche- steuerbare Gleichrichte;!? liegen: me±st zwischen 8 und=_v2Q mA.Wenn die Last zumindest diesen. Strom ζiej]i^_:iwird der; Gleich-., richter leitend und.sofern der Stromkreis Strom für. die liefert,kann auch. Strom für die .Neonlampe geliefert werd.en_r

Sollte nun: eine Unterbrechung im Lastkreis, vorhanden sein, so . ist die einzige andere; Möglichkeit, des vom Thy_yri stör gelief er-.' ten Stromes, zu. pas,sier.en) der' leg über, dievvLampe.Erfindungsge^- maß; wird eine, Lampe gewählt,deren Stromverbrauchgeringer 'ist, ala.es der Thyristor zur =Aufrechterhaltung der Leistung braucht^ also der Haltestrom oder I^- des/.Thyrist.ors,. Es gibt einen--breiten Bereich von brauchbaren Neonlampen^ von denen= eine gewählt^: ? Ά werden kann, deren Strom-gut ¹UiIterhalb des Haltebereiches: von';.'■ 8 - 10 mA liegt. Zwei derzeit häufig benutzte Typen" sind die- -.■■ NE 51 mit einem Strombedarf von ungefähr Or,4- mA und die NE5IH, welche bei 110 V etwa 2,5 mA aufnimmt. Bei Strömen, die viel- '■ , niedriger· als der geforderte Haltestrom; sind, ist derLampen^ -·, kreis alleine nicht in der Lage, den Thyristor-im.Leitenden Zu^ stand zu halten oder zu zünden und folglich ■ wird-die Lampe nicht mehr leuchten. '"... · .;·. ■ ·-■/" -·. .-..-. ,»/■■; -'% ~

Zusammengefaßt gibt es zwei .Zustände: ...- - -..:.-'.. ;..-. ■-:·..·-. ·. Im Zustand 1: Die Last- zieht Ström, deswegen leitet der· · · ■=-.-.-■. - -Thyristor, die Lampe leuchtet.

Im Zustand 2: Die Last zieht keinen Strom, deswegen leitet |f; -;.·-■■ , ^J : * auch der Thyristor nicht, die· Lampe ist aus.

In der .Fig.. 2. ist eine recht anfache Leistungssteuerung mittels eines steuerbaren Gleichrichters gezeigt. Die Wirkung derartiger Schaltungen kann aus der Literatur entnommen werden; maßgeblich für die Darlegung ist hier die Anordnung der ,Lampe . und des Begrenzungswiderstandes parallel zur Last. Hier ebenso wie in der, Schaltung von Fig. 1 verläuft der Haupt ström- "' " pfad .von der. Wechselspannungsquelle 1 über den Schalter -2',dann ' durch.-die Last 3-und über den steuexbaren Gleichrichter 6 ^zu- ■ rück. zur.Quelle-.,- Die Lampe und ihr Begrenzungswide,rstand 5

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sind in Reihe geschaltet und bilden einen Unter-Strömkreis, der zur Last parallel liegt. Die Steuerelektrode des steuerbaren Gleichrichters ist mit dem Verknüpfungspunkt zwischen einem veränderlichen Widerstand 8 und einem Kondensator- 9 verbunden, die einander in Reihe liegen und einen weiteren Nebenstromkreis bilden,der zu dem steuerbaren Gleichrichte r parallel liegt.

Wenn in der. Schaltung von Fig. 2 die Spannung der Steuerelektrode zum Auslösen der Leitfähigkeit des steuerbaren Gleichrichters geeignet ist, wie es der Fall sein würde, wenn die Steuerschaltung zum Betrieb^einer elektrischen Last benutzt wird> liegen die gleichen Bedingungen vor, wie sie in der Beschreibung der ' Grundschaltung von Fig. 1 unter der Zusammenfassung von "Zustand 1" und "Zustand-2" erläutert sind. ·

In der Fig» 3 ist eine Grundschaltüng mit einem Triac-Element zu sehen, auf welche die Erfindung aigewendet ist. In dieser Figur ist eine Wechselspannungsquelle 1. gezeigt, deren einer Pol über einen Schalter 2 an einer Last 3 liegt, von wo aus ^rder\ Rückfluß zur Quelle 1 über ein Triac-Element 6 erfolgt. Wie in den früheren Figuren bildet eine mit einem Begrenzungswiderstand 5 in Reihe liegende Neonlampe 4 einen. Unter-Stromkreis , der zur Last parallel liegt. Ein weiterer Unter-Stromkreis, der Steuerkreis, liegt zwischen den Hauptanschlüssen MTI, MT2 und der Steuerelektrode des. Triac-Elementes, wie folgt: Von dem Hauptanschluß MT2 über einen veränderlichen Widerstand 8, dann über eine Kapazität

9 an den Hauptanschluß MTI; der Verknüpfungspunkt zwischen Widerstand 8 und Kondensator 9 ist über einen Widerstand 11 mit der Steuerelektrode des Triac-Elementes verbunden; die Steuerelektrode des Triac-Elementes ist ferner auch über einen Kondensator

10 mit dem Hauptanschluß MTI verbunden.

Wird die Triac^Steuervorrichtung in üblicher Weise zum Betrieb ■ eines elektrischen Verbrauchers, der durch die Last 3 dargestellt ist, benutzt, so liegen ähnliche Verhältnisse vor, wie wenn ein Thyristor als steuerbarer Gleichrichter benutzt wird; jedoch wer-

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den hier während des normalen Betriebes "beide Halbwellen be-' nutzt. Hier gelten wieder die erfindungsgemäßen Beziehungen, wie sie in der Beschreibung zu Fig. 1 in den Abschnitten "Zustand 1" und "Zustand 2" beschrieben sind. ; ;.

Fig. 4 zeigt eine Abwandlung der Schaltung yon I¹Ig. l",die sich auch auf andere Schaltungs typen ,in denen die Erfindung benutzt wird, durch Mittel zur Einstellung der iiinpfindlichkeit der · Strom-^Anze ige vor richtung benutzen läßt. Die Figur zeigt alle . Schaltelemente, die in Fig. 1 vorkommen und zusätzlich hierzu einen Überbrückungswiderstand 12, dessen Widerstandswert veränderlich ist, und welcher zu der Last 3. parallel liegt.

Die Wirkungsweise ist wie folgt:der Thyristor erfordert,wie bemerkt, einen Mindest-Haltestrom.Der .Strombedarf des Neonkreises ist niedrig. Wenn der Lastkreis genug Strom zieht, so daß der Strom des Lastkreises und des Lampenkreises zusammen mehr als der erforderliche Haltestrom beträgt, wird der Thyristor leitend, bis die Wechselspannung die Phase umkehrt. Unter normalen Bedingungen, bei welchen ein Thyristor mit einem merklichen Teil seiner Leistungsfähigkeit betrieben wird, wird die Summe \ dieser beiden Ströme den notwendigen Haltestrom-Wert weit übersteigen- Es kann aber sein, daß die Strom-Anzeigevorrichtung den Fluß von erheblich kleineren Strömen anzeigen soll. In der Schaltung von Fig. 1 beispielsweise könnte ein Lampenkreis, der 2,5 niA zieht, zusammen mit einem Thyristor, welcher 10 mA testrom erfordert,unter ideale-n Bedingungen mit einem Last strom von nur 7»5 mA betrieben werden. .

Das Hinzufügendes Ül^rbrüekungswiderstandes^12 macht es; möglich, den erforderlichen Laststrom zu verringern.durch einen zusätzlichen Strompfad für den Thyristorstrom.Unter· Benutzung der in den Figuren gezeigten Schaltungen der obigen Beispiele könnte die Anzeigevorrichtung bei einem Lampenstrom von 2,5 mA und einer Haltestrom-Forderung von 10 mA derart klein· Ströme, wie 1 mA, die durch die Last fließen, zuverlässig anzeigen.

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Es sei noch ^beme riet, daß die Stromkr.eise· der ßlgi. 1 und 4-·, · wenn man den.veränderlichen Widerstand 12 auf extrem hohe Wert e einstellt,.. ef f e-kti-v gleIcJi-. jyerden·.,-;_: - ·;.;._■ .-,·..-.. . . ■. .. .-.-..- -

Patentansprüche,.:

nm

Claims (1)

1. Patentansprüche-: .--";"-'--

   ■ 1)JStromfluß-Anzeigegerät für f/ecnseispannungs-Verbraucher, da d u r c h g eke η η ζ eic .h η e· t , daß zwischen :-, die Energiequelle und ihre Last-/ein Thyristor mit Zündkreis' geschaltet ist-und parallel zur Last stromanzeigende Mittel - liegen, deren. Strombedarf geringer als der Haltestrom des ^:-_: Thyristors isti ' )"''■-"_ V--"";-

   m 2) Gerät nach Anspruch 1, da durch g e k e η η ζ e i c h- net , daß die stromanzeigenden Mittel eine L^mpe, insbesondere Gasentladungslampe, sind. . . . ;, -

   3) Gerät, nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e η η ze i c h n. et , daß zusätzlich eine Vorrichtung zur Einstellung der Empfindlichkeit parallel zur Last angeordnet ist,-die einen veränderlichen Widerstand enthält. - ;, :/-V .-

   M) Gerät nach Anspruch 1, dadurch ge k ^ve η'h^v zV'e ^;i'"'ch- --' η et ,daß anstelle des Thyristors zwei gegensinnig geschaltete Thyristoren oder ein "Triac-Element vorgesehen ί sind und beide Halbwellen der guelld an, die Läst-gelangen. -Ό

   5) Gerät nach einem der vorherigen Ansprüche·, ^ld a d u r c h -■ , ge k e nn z-e i c h η et , -daß·, .der' Thyristpr oder das ;'. .«:·_; Triac-Element· zugleich Bestandteil einer Leistungs-Steue-■ rung., nach dem Phasenansehnitt-Prinzip sind.

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