DE2116714C3 - Durch einen einzigen Schalter mittels Kondensator-Verschiebestromes In beide Schaltlagen steuerbares magnetisches Haftrelais mit zwei Wicklungen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein durch einen einzigen Schalter mittels Kondensator-Verschiebestrom in beide Schaltlagen steuerbares magnetisches Hafirelais mit zwei wechselweise stromdurchflossenen Wicklungen.

Es ist ein als Verzögerungsrelais ausgebildetes Haftrelais dieser ,\ri bekannt (deutsche Patentschrift 869 131), bei dem beim Einschalten des Schalters der Kondensator aufgeladen wird, jedoch durch diesen Ladevorgang das Haftrelais nicht f etätigt wird. Beim öffnen des Schalters entlädt sich der Kondensator über die eine Wicklung des Haftrelais, wobei der Anker des Haftrelais betätigt und das bewegliche Kontaktstück des Haftrelais umgeschaltet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Haftrelaisanordnung der oben bezeichneten Art so auszubilden, daß das Haftrelais bei Betätigung des Schalters ohne Verzögerung umgeschaltet wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in Reihe mit jeder Wicklung ein elektrisches Ventil und ein Kondensator liegen und daß der Ladestrom jeweils des Kondensators, dessen zugeordnete Wicklung nicht von einem Schaltstrom durchflossen werden soll, durch Anlegen einer Spannung entsprechender Polarität und Amplitude mittels zusätzlicher Umschaltkontaktstücke an das zugehörige Ventil sperrbar ist.

Infolge dieser Ausbildung wird beim Schließen des Schalters Spannung an die eine Seite jedes der beiden Kondensatoren gelegt, deren andere Seiten mit den zugehörigen Ventilen und Wicklungen in Verbindung stehen. Da über die zusätzlichen Umschaltkontaktstücke eine Spannung entsprechender Polarität und Amplitude an die Diode angelegt wird, deren zugehörige Spulenwicklung nicht von einem Schaltstrom durchflossen werden soll, so ist diese Diod« gesperrt. Infolgedessen kann auch durch die zugehörige Wicklung kein Strom fließen, so daß nur durch die andere Wicklung der Ladestrom für den zugehörigen Kondensator fließt. Das Relais wird nun umgeschaltet, und die Schaltkontaktstücke sowie die zusätzlichen Umschaltkontaktstücke sind geschlossen. Wird nun der Schalter wieder geschlossen, so fließt der Ladestrom für den anderen Kondensator durch die zugehörige Wicklung, wodurch das Relais wieder umgeschaltet wird. Die Umschaltung des Haftrelais erfolgt also ohne jede Verzögerung bei Betätigung des Schalters.

Die beschriebene Haftrelaisanordnung hat gegenüber der bekannten bei der der Ladestrom des Kondensators über die Relaiskontaktstücke verläuft, den Vorteil, daß der Ladestrom für beide Kondensatoren nicht über die Relaiskontaktstücke fließt. Dadurch

ίο wird eine hohe Lebensdauer und eine hohe Betriebssicherheit der Haftrelaisanordnung erreicht. Da im Gegensatz zum bekannten Haftrelais, das als Verzögerungsrelais ausgebildet ist und bei dem die Relaiswicklungen nicht durch den Ladestrom für die Kondensatoren, sondern durch den Entladestrom der Kondensatoren erregt werden, die Relaiswicklungen durch den Ladestrom für die Kondensatoren erregt werden, kann die neue Anordnung in Verbindung mit digitalen Steuerungen synchrone S hahungen bewirken, was mit der bekannten Anordnung nicht möglich ist. Bei der bekannten Anordnung hängt die Verzögerung von der Dauer des Strominipulses ab. Wenn bei dem bekannten Haftrelais während der Dauer eines Impulses die Versorgungsspannung aus-

a5 fällt, erfolgt automatisch eine möglicherweise unerwünschte Umschaltung, was bei der neuen Anordnung ausgeschlossen ist.

Die erfindungsgemäße Haflrelaisanordnung kanu \orteilhaft zur Ansteuerung eines Halbleiterschalters.

2. B. eines Triacs, zum Ein- und Ausschalten von Verbrauchern eingesetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Figuren dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltung der neuen Haftrelaisanordnung und

F i g. 2 eine weitere Schaltung, in der die neue Haftrelaisanordnung einen Triac zum Ein- und Ausschalten von Verbrauchern ansteuert.

Das in F i g. 1 dargestellte haitrelais weist zwei Wicklungen Wl und Wl auf, mit denen elektrische Ventile Vl, Vl und Kondensatoren Γ 1, C 2 in Reihe liegen. Es sind zwei Stromquellen Vl und Ul sowie Umschaltkontaktstücke 1 bis 3 und zusätzliche Umschaltkontaktstücke 4 bis 6 vorgesehen. Zwischen den beiden parallelgeschalteten Kondensatoren Cl, Cl und der Stromquelle Ul befindet sich ein Schalter T, der vorzugsweise ein Tastschalter sein kann. Das feste Kontaktstück 5 ist mit dem Ventil Vl und das feste Kontaktstück 6 mit dem Ventil Vl clektrisch verbunden.

Bei Betätigung des Schalters T wird an die rechte Seite der Kondensatoren Cl und Cl die Spannung der Stromquelle Ul angelegt. Die linke Seite der Kondensatoren C 1, C1 steht über die Ventile Vl, Vl mit den entsprechenden Wicklungen Wl, Wl in Verbindung. Die Wicklungen Wl, Wl des Haftrelais sind gegensinriig gewickelt. Wären die beiden Ventile Vl, Vl nicht vorhanden, so würden beim Schließen des Schalters T die beiden Kondensatoren Cl und Cl über die Wicklungen Wl und Wl auf die Spannung der Stromquelle Ul aufgeladen werden. Die von den beiden Wicklungen Wl, W 2 infolge des Ladestromes erzeugten Magnetfelder würden sich wegen des entgegengesetzten Wicklungssinnes der beiden Wicklungen Wl, Wl gegenseitig aufheben, so daß die Lage des beweglichen Kontaktstückes 1 nicht beeinflußt würde.

Da aber über die zusätzlichen Umschaltkontakt-

stücke 4, S an das Ventil V1 die Spannung der Stromquelle VX entsprechender Polarität und Ampli tude gelegt wird, so ist dieses Ventil Vl für den Ladestrom des Kondensators C 1 gesperrt. Dies ha! zur Folge, daß nur die Wicklung Wl vom Ladestrom des Kondensators C 2 durchflossen wird. Bei richtig gewähltem Wicklungssinn dieser Wicklung Wl wird dadurch das Relais umgeschaltet, d. h., daß nun die Kontaktstücke 1, 3 und 4, 6 geschlossen sind. Wird dann der Schalter T wieder geschlossen, so fließt nun der Ladestrom von Cl durch Wl, und es entsteht ein Magnetfeld, das so gerichtet ist, daß es das Haft relais wieder umschaltet. Der Stromquelle U1 wird lediglich Spannung, aber kein Strom entnommen.

Durch das Haftrelais gemäß F i g. 1 wird also das Verhalten eines Stromstoßschalters herkömmlicher Bauart erreicht.

Werden für das erfindungsgemäße Haftrelais z. B. Rcedkoiitakte oder Quecksilberfilmkontakte verwendet, so kann eine minimale gesicherte Anzahl von Schaltspielen erwartet werden, die um mehrere Größenordnungen höher ist als die von Stromstoßschaltern mit mechanischen Elementen. Die Schaltgeschwindigkeit wird dadurch ebenfalls wesentlich erhöht.

Verwendet man die Umschaltkontaktslückc 1,2 und 3 nicht direkt zum Ein- und Ausschalten tier Last, sondern zur Steuerung eines kontaktstücklosen Halbleiterschalters, so erhält man auch auf dieser Seite eine höhere Lebensdauer und Zuverlässigkeit.

Mit den Kontaktstücken 2 und 3 lassen sich auch Wechselschaltungen realisieren. Verwendet man dagegen mehrere derartige Haftrelais in einer entsprechenden logischen Verknüpfung, so lassen sich auch Folgeschaltungen sowie umfangreiche Schaltprogramme realisieren, so daß auch in dieser Hinsicht mechanische Schaltwerke ersetzt werden können.

Bei drm Haftrelais gemäß F i g. 2 ist an den Anschlußklemmen P und O die Netzspannung und an den Anschlußklemmen L ein Verbraucher angeschlossen, der durch Betätigung des Schalters T ein- und ausgeschaltet werden kann.

Durch eine Diode DA wird ein KondcnsatorC4 auf eine dem Teilungsverhältnis von Widerstünden Rl und R8 entsprechende und gegen Null negative Spannung aufgeladen.

Beim Schließen des Schalters T wird diese Span-

nung an die rechte Seite von zwei Kondensatoren C 2 und C 3 gelegt.

Durch eine Diode Ol wird der Kondensator C1 auf eine dem Teilungsverhälinis von Widerständen R 1 und R 2 entsprechende und gegen Null positive

ίο Spannung aufgeladen. Diese Spannung gelangt über einen Widerstand R 3 und die zusätzlichen Umschaltkoniaktstücke 4, 5 an die linke Seite des Kondensators C 2. Ist diese Spannung höher als die auf der rechten Seite stehende Spannung, so ist ein Ventil D 2

gesperrt. Da das Kontaktstück 6 offen ist, befindet sich an einem Ventil Z>3 keine Sperrspannung, so daß der Ladestromimpuls des Kondensators C 3 über das Ventil D 3 durch die Wicklung Wl fließen kann. Das dabei entstehende Magnetfeld schaltet das beweg-

ia liehe Kontaktstück 4 von dem festen Kontaktstück 5 zu dcra festen Kontaktstück 6 und das bewegliche Kontaktstück 1 von dem fci'.n Kontaktstück 3 zu dem festen Kontaktstück 2. Dadurch wird ein Triac D5 gezündet, und der an den Anschlußklemmen/.

as liegende Verbraucher ist eingeschaltet.

Durch erneutes Betätigen des Schalters T wird der Vei braucher wieder ausgeschaltet.

Der jeweilige Schaltzustand bleibt auch beim Unterbrechen und Wiedereinschalten der Netzspan-

nung erhalten.

Durch Widerstände R 3 und R 9 werden die über die Schaltkontaktstücke fließenden Ströme auf wenige Milliampere begrenzt, so daß mit einer hohen Lebensdauer dieser Kontaktstücke und damit des gesamten Haftrelais gerechnet werden kann.

Die durch Widerstände R 4, RS und Rb sowie die beiden Kondensatoren C 2. C 3 bestimmte Zeitkonstante ist maßgebend für die Schaltgeschwindigkeit. Man kann damit einerseits hohe Schal'geschwindig-

keiten erreichen, andererseits kann man aber auch ein Umschalten durch schnell aufeinanderfolgende Impulse vermeiden, wie sie z. B. bei einer schlechten Koniaktgabe oder bei Kontaktprcllungen am Schalter T auftreten können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Durch einen einzigen Schalter imiUels Kondensator-Verschiebestromes in beide Schaltlagen steuerbares magnetisches Haftrelais mit zwei wechselweise stromdurchflossenen Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit jeder Wicklung (Wl, Wl) ein elektrisches Ventil (Vl, Vl; Dl, D2) und ein Kondensator (Cl, Cl; Cl, C 3) liegen und daß der Ladestrom jeweils des Kondensators (Cl, Cl; Cl, C3), dessen zugeordnete Wicklung nicht von einem Schaltstrom durchflossen werden soll, durch Anlegen einer Spannung (U 1) entsprechender Polarität und Amplitude mittels zusätzlicher Umschaltkontaktstücke (4, S, 6) an das zugehörige Ventil (V 1, Vl; Dl, D 3) sperrbar ist.

2. Haftrelais nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mit ihm ein Halbleiterschalter, z. B. ein Triac, zum Ein- und Ausschalten von Verbrauchern verbunden ist.