DE2624161C3 - Schaltungsanordnung zum Auslösen von Ein- und/oder Ausschaltvorgängen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zum zeitlich aufeinanderfolgenden Auslösen von Ein- und/oder Ausschaltvorgängen nach einer vorgebbaren Programmfolge mit einer Kettenschaltung von mehreren, je einen Ein- und/oder Ausschaltvorgang bewirkenden Thyristoren, wobei die Anoden der Thyristoren mit dem oberen Potential einer Gleichspannung und die Kathoden jeweils mit der Anode des in der Kette vorherliegenden Thyristors verbunden sind und die Kathode des ersten Thyristors an dem unteren Potential der Gleichspannung angeschlossen ist. Eine derartige Schaltungsanordnung ist bekannt (US-PS 62 772,Fig.2).

Eine Schaltungsanordnung ähnlicher Art ist als sogenannte Lichtlaufschaltung bekannt. (ITT-Druckschrift »Schaltungen mit Silizium-Planar-Thyristoren« 1975, S. 7, Bild 17). Eine Anzahl von Lampen sind jeweils in Reihe mit einer Trenndiode und einem Thyristor einander parallelgeschaltet und gemeinsam über einen Transistor an esne G'.sü

Thyristor ist eine Reihenschaltung aus einem Koppelkondensator und einem Widerstand parallelgeschaltet, und an dem Verbindungspunkt beider Schaltelemente ist die Steuerelektrode des in der Kette nachfolgenden Thyristors angeschlossen. Der Transistor wird von einem Kipposzillator in der Weise gesteuert, daß die Versorgungsspannung der Thyristoren periodisch kurzzeitig unterbrochen wird.

Mit Einschalten der Versorgungsspannung wird der erste Thyristor der Kette gezündet und der Oszillator eingeschaltet Jeweils mit Unterbrechung der Versorgungsspannung wird der gerade leitende Thyristor gesperrt, und mit Wiederkehren der Spannung wird der jeweils dem eben gesperrten Thyristor in der Kette unmittelbar nachgeordnete Thyristor gezündet, da der bei Spannungswiederkehr auftretende Spannungssprung nur über den dem eben gesperrten Thyristor parallelgeschalteten Koppelkondensator auf das Steuergitter des entsprechenden Thyristors übertragen werden kann, da dieser Kondensator im Gegensatz zu den übrigen Kondensatoren durch die vorausgegangene stromführende Phase des eben gesperrten Thyristors entladen ist

Der Nachteil der letztgenannten Schaltung liegt vor allem in einer relativ großen Störanfälligkeit, da auftretende starke Störimpulse über die Koppelkondensatoren auf die Steuerelektroden der Thyristoren gelangen und diese ungewollt gezündet werden. Der schaltungstechnische Aufwand der Schaltung ist beträchtlich.

Auch die bekannte, eingangs genannte Schaltungsanordnung besitzt erhebliche Nachteile. Diese Schaltungsanordnung zeigt einerseits keine echte Thyristor-Kettenschaltung, sondern weist nur zwei Thyristoren auf. Diese Schaltung könnte jedoch ohne allzu große Schwierigkeiten auch so erweitert werden, daß sie mehr als zwei Thyristoren aufweist. Der wesentliche Nachteil liegt aber darin, daß dann trotzdem der funktioneile Ablauf der Schaltungsanordnung nicht steuerbar, sondern fest vorgegeben ist durch eingefügte Zeitglieder. Dort wird nämlich durch Zünden des ersten Thyristors das durch ein Zeitglied verzögerte Zünden des folgenden Thyristors bewirkt. Bei einer gedachten Ausweitung der Schaltung zu einer Kettenschaltung würde somit ein selbsttätiger Funktionsablauf erfolgen, der durch die Anordnung der zeitbestimmenden Bauelemente vorgegeben ist. Es findet somit keine echte Steuerung des Funktionsablaufs statt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, die nicht nur störunanfällig ist und sich darüber hinaus zum Ein- und Ausschalten großer Schaltleistungen eignet sondern deren Funktionsablauf auch echt von außen steuerbar ist. Dabei soll diese Schaltungsanordnung mit vertretbarem Aufwand realisierbar sein.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß zwei nach einer vorgebbaren Programmfolge mit Impulsen belegbare Signalleitungen vorgesehen sind, von denen die eine mit den Steuerelektroden der in der Kettenschaltung ungeradzahligen und die andere mit den Steuerelektroden der in der Kettenschaltung geradzahligen Thyristoren verbunden ist.

Eine solche Schaltungsanordnung eignet sich vorteilhaft für Maschinensteuerungen, vorzugsweise Waschmaschinensteuerungen, wobei Verbraucher großer Leistungen wie Schütze, Motore u. a. direkt von der Schaltungsanordnung geschaltet werden können. Darüber hinaus läßt sich die Schaltung aber auch als Register, als Zählschalter, als Programmschalter und für ähnliche Aufgabenstellungen einsetzen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Kathode des ersten Thyristors und dem unteren Potential der Gleichspannung ein Schalter angeordnet Durch öffnen dieses Schalters kann die Schaltungsanordnung von einem beliebigen Zustand, i·) welchem ein Teil oder alle Thyristoren leitend sind, in den

lu Ausgangszustand zurückgesetzt werden, in welchem alle Thyristoren sperren.

Vorzugsweise ist nach einer Weiterbildung der Erfindung der Schalter als ständig leitender Transistor ausgebildet der kurzzeitig in seinen Sperrzustand

ι ϊ überführbar ist Auf diese Weise läßt sich durch einen einzigen Impuls die Schaltungsanordnung in ihren Ausgangszustand zurücksetzen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zwischen den Anoden der Thyristoren und dem oberen Potential

2" der Gleichspannung je weiJs ein Widerstand angeordnet. Dieser Widerstand dient vornehmlich zur Strombegrenzung des Stromflusses durch den Thyristor und in besonderen Fällen zur Begrenzung des durch den Thyristor fließenden Stroms auf etwa die Größe des

- ■ Haltestromes.

Um den jeweiligen Schaltzustand der Schaltungsanordnung optisch erkennen zu können, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung zwischen Kathode des ersten Thyristors und dem unteren Potential der

>i' Gleichspannung eine Vorrichtung zur Anzeige des Stromflusses durch die Kettenschaltung eingeschaltet In einer bevorzugten Ausführungsform ist dabei die Vorrichtung ein Amperemeter und die Widerstände von Kettenanfang zum Kettenende hin gleichmäßig abge-

i■> stuft. Durch diese Maßnahme erhält man je nach Anzahl der in der Kettenschaltung durchgeschalteten Thyristoren eine gleichmäßig abgestufte Anzeige am Meßinstrument so daß man leicht erkennen kann, wie viele Thyristoren und damit wie viele Einschaltvorgänge

■tu vorgenommen worden sind. Die Abstufungen der Widerstände sind erforderlich, weil sich die Durchlaßspannungen der einzelnen Thyristoren addieren.

Das Belegen der beiden Signalleitungen mit einer Impulsfolge nach einer beliebigen Programmvorgabe

■' "> kann unterschiedlich erfolgen.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind dabei die Eingänge der beiden Signalleitungen über einen Umschaltkontakt mit einem positiven Potential verbunden. Dabei kann der Umschaltkontakt von einem

5u monostabilen Relais, oder, wie bei Waschmaschinen, von den Steuernocken eines Walzenkontaktgebers betätigt werden. Vorzugsweise sind die Signalleitungen und der Relaisumschaltkontakt über je einen Kondensator galvanisch entkoppelt, und die Kondensatoren sind

■>·) während der Impulsdauer auf einer Signalleitung über mindestens einen Widerstand entladbar. Durch Umsteuern des Kontaktes wird jeweils abwechselnd die eine oder die andere Signalleitung mit dem positiven Potential verbunden, und über die Entkoppelungskon-

M) densatoren treten jeweils abwechselnd auf der einen und auf der anderen der Signalleitungen positive Impulse auf, durch welche die einzelnen Thyristoren, deren Steuerelektroden mit den jeweiligen Signalleitungen verbunden sind, nacheinander ge7iJr>dei werden.

hi Eine rein elektronische Erzeugung von impulsen wird nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit einem bistabilen Multivibrator (Flip-Flop) realisiert. dessen Ausgänge mit je einer Signalleitung verbunden

sind. Dabei IaBt sich in einfacher Weise ein Rücksetzimpuls für die Steuerschaltung durch eine monostahile Kippstufe erzeugen, deren Ausgang mit der Basis des ständig leitenden Transistors verbunden ist, wobei diese monostabile Kippstufe gleichzeitig dazu benutzt werden kann, das Hip-Hop in seinen Ausgangszustand zurückzusetzen, weil der Ausgang der monostabilen Kippstufe zusätzlich mit dem Reset-Eingang des Flip-Flops verbunden ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Eingang des bistabilen Multivibrators mit einem Impulsgenerator verbunden, wobei auch zwischen Impulsgenerator und diesem Multivibrator ein Frequenzteiler eingeschaltet werden kann, wodurch eine wesentlich zeitlich verzögerte Auslösung von aufeinanderfolgenden Ein- und/oder Ausschaltvorgängen bewirkt wird.

Zusätzlich kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung den beiden Signalleitungen noch ein Tor zum Sperren der Signalleitungen vorgeschaltet sein, das mit Durchschalten des letzten Thyristors der Kettenschaltung geschlossen wird. Auf diese Weise wird erreicht, daß nach Durchschaltung der Kettenschaltung die Schaltungsanordnung nicht weiter mit an sich überflüssigen Steuerimpulsen belegt werden kann.

Ein bevorzugter Einsatz der Schaltungsanordnung ist durch die Verwendung der Schaltungsanordnung zum Ein- und Ausschalten einer Reihe von Schützen mit Arbeits- und Ruhekontakten gegeben, wobei die Erregerwicklungen der Schütze einerseits mit dem oberen Potential der Gleichspannung und andererseits mit den Anoden der Thyristoren verbunden sind und Ruhekontakte aller oder ausgewählter Schütze entsprechend der gewünschten Schaltfolge im Stromkreis der Erregerwicklung mindestens eines in der Schützreihe vorhergehend angeordneten Schützes liegen. Ist dabei jeweils ein Ruhekontakt eines jeden Schützes im Stromkreis der Erregerwicklung des in der Schützreihe jeweils vorhergehend angeordneten Schützes angeordnet, so wird mit jedem Steuerimpuls ein Schütz eingeschaltet und das vorhergehend eingeschaltete Schütz wieder abgeschaltet. Die Anodenwiderstände im Stromkreis der einzelnen Thyristoren sind dabei so bemessen, daß der durch die Thyristoren fließende Strom mindestens gleich dem Haltestrom der Thyristoren ist. Auf diese Weise bleiben die einmal gezündeten Thyristoren trotz Abschalten der Schütze leitend, so daß der jeweils nächstfolgende Thyristor gezündet werden kann.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich durch die Verwendung der Schaltungsanordnung zum zeitverzögerten Einschalten von Wechselstromverbrauchern aus, wobei jeder Verbraucher im Wechselstromkreis einer an eine Wechselspannung angeschlossene Gleichrichterbrücke liegt in deren Gleichstromkreis je ein Thyristor der Kettenschaltung angeordnet ist Auch hier sind die Anodenwiderstände im Stromkreis der Thyristoren so bemessen, daß bei gezündeten Thyristoren mindestens ein Strom in der Größe des Haltestromes durch den Thyristor fließt Durch diese Maßnahme werden die Thyristoren, die von gleichgerichtetem Halbwellenstrom durchflossen werden, im Nulldurchgang nicht in ihren Sperrzustand übergehen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung dargestellt Es zeigt

F i g. 1 eine fünfstufige Thyristorkettenschaltung,'

Fig. 2 die Verbindung der Kettenschaltung nach F i g. I mit einem Umschaltkontakt zur Erzeugung von Impulsen auf den Signalleitungen dieser Schaltung,

Fig. 3 die Verbindung der Kettenschaltung nach Fig. 1 mit einem bistabilen Multivibrator zur Erzeugung von Impulsen auf den Signalleitungen,

F i g. 4 die Verwendung der Kettenschaltung nach F i g. 1 zur Ein- und Abschaltung von Schützen und

F i g. 5 die Verwendung der Kettenschaltung nach Γ i g. 1 zum aufeinanderfolgenden Einschalten von Einphasenwechselstrommotoren.

Gemäß F i g. 1 weist die Schaltungsanordnung 10 eine Kettenschaltung von fünf Thyristoren 77» 1 bis 77? 5 auf. Die Anoden der Thyristoren sind mit einer Potentialleitung 11 verbunden, die im Punkt Ub an den Pluspol einer Gleichspannungsquelle 12 angeschlossen ist. Die Kathoden der Thyristoren Ta 2 bis Th 5 sind jeweils mit der Anode des vorherigen Thyristors verbunden, so die Kathode des Thyristors Th 5 mit der Anode des Thyristors ThA und so weiter. Die Kathode des Thyristors Th 1 ist über einen NPN-Transistor 14 mit einer Potentialleitung 15 verbunden, die im Punkte 0 an Nullpotential angeschlossen ist. Der Transistor 14 ist durch Anschluß seiner Basis an die Potentialleitung 11 ständig leitend gehalten und kann durch Anlegen eines L-Impulses im Punkte R gesperrt werden. Zwischen den Anschlußpunkt K und die Basis des Transistors 14 ist eine Störabstandsdiode 16 eingeschaltet und die Basis des Transistors 14 ist über einen Widerstand 17 mit der Potentialleitung 15 verbunden. In den Anodenzweig eines jeden Thyristors ist jeweils ein Widerstand 21 bis 25 eingeschaltet. Die Anode des Thyristors Th 5 ist noch mit dem später zu beschreibenden Ausgang Q5 der Schaltungsanordnung verbunden.

Die Schaltungsanordnung 10 weist noch zwei Signalleitungen 18 und 19 auf, die in den Ausgängen bzw. Eingängen E E der Schaltung 10 enden. Mit der Signalleitung 18 sind die Steuerelektroden des Thyristors Th 1, Th 3 und 77i5 verbunden, während an die Signalleitung 19 die Steuerelektroden der Thyristoren Th 2 und Th 4 angeschlossen sind. Bei Vergrößerung der Kettenschaltung über fünf Thyristoren hinaus sind generell die ungeradzahligen Thyristoren an die Signalleitung 18 und die geradzahligen Thyristoren an die Signalleitung 19 angeschlossen, so daß jeweils jeder zweite Thyristor mit derselben Signalleitung verbunden ist. Die Signalleitungen sind mit den Steuerelcktroden der Thyristoren 77i 1 bis 77j 5 jeweils über Dioden 31 bis 35 und Widerstände 41 bis 45 verbunden. Die Steuerelektroden der Thyristoren sind außerdem über Widerstände 51 bis 55 an die Potentialleitung 15 angeschlossen.

An die Eingänge E, fund damit an die Signalleitungen 18 und 19 ist jeweils eine Impulsfolge derart angeschlossen, daß abwechselnd ein positiver Impuls auf die Signalleitung 18 und anschließend ein positiver Impuls auf die Signalleitung 19 gelangt In Fig. 1 wird die Signalleitung 18 mit einer Impulsfolge und die Signalleitung 19 mit einer identischen, aber invertierten Impulsfolge belegt

Die Verbindung von Kathode des Thyristors 77» 1 und Kollektor des Transistors 14 ist über die beiden Anschlüsse K1 und R der Schaltung 10 geführt, und diese beiden Anschlußpunkte sind durch einen Kurzschlußbügel 20 überbrückt Anstelle des Kurzschlußbügels kann auch eine Positionsanzeigevorrichtung 26 angeschlossen werden, die in Fig. 1 als Amperemeter ausgelegt ist Mit dieser Positionsanzeigevorrichtung

kann ein erfolgter Zündvorgang eines Thyristors optisch angezeigt werden, und zwar wird die Anzeige um so größer, je mehr Thyristoren durchgeschaltet sind. Um eine exakt gleiche Stufung der einzelnen Anzeigepositionen zu erreichen, ist es allerdings notwendig, die Anodenwiderstände 21 bis 25 vom Kettenanfang zum Keltenende hin gleichmäßig abzustufen, da sich die Durchgangsspannungen der Thyristoren Th 1 bis Th 5 addieren.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt:

Gelangt ein erster positiver Impuls auf die Signalleitung 18, so zündet der Thyristor 77? 1 durch, da an dem Thyristor 77» 1 bei ständig durchgeschaltetem Transistor 14 die volle Gleichspannung liegt. Der gleiche Impuls gelangt auch auf die Steuerelektroden der Thyristoren 77? 3 und Th 5; diese können jedoch nicht zünden, da die Thyristoren 77? 2 und Th 4 gesperrt sind. Ein weiterer positiver Impuls auf die Signalleitung 18 hat keine Wirkung, da der Thyristor 77? 2 nach wie vor gesperrt ist und die Zündung weiterer Thyristoren verhindert Ein positiver Impuls auf die Signalleitung 19 läßt den Thyristor Th 2 zünden, da der Thyristor Th 1 leitend ist und somit an dem Thyristor 77? 2 annähernd die volle Gleichspannung liegt Der gleiche positive Impuls gelangt auch an das Steuergitter des Thyristors 77? 4; dieser kann aber ebensowenig zünden, da der Thyristor 77? 3 noch gesperrt ist.

Ein weiterer positiver Impuls auf die Signalleitung 18 läßt nunmehr den Thyristor 77? 3 durchschalten, da inzwischen der Thyristor 77? 2 und der Thyristor Th 3 leitend sind und somit an dem Thyristor 77? 3 die um die doppelte Durchlaßspannung verminderte Gleichspannung liegt Der nächste positive Impuls auf die Signalleitung 19 läßt den Thyristor 77? 4 und der nächste positive Impuls auf die Signalleitung 18 läßt den Thyristor 77? 5 durchschalten. Nunmehr sind alle Thyristoren leitend, und der während der ganzen Zeit positives Potential führende Ausgang Q 5 der Schaltungsanordnung 10 nimmt nunmehr L-Potential an.

Wird ein L-Impuls auf den Eingang R gegeben, so wird der Transistor 14 kurzzeitig gesperrt und die Thyristoren 77? 1 bis 77? 5 gehen wieder in ihren Sperrzustand über. Das Zurücksetzen der Kettenschaltung kann selbstverständlich auch durch Aufreißen des Kurzschlußbügels 20 erfolgen. _

Die an den Eingängen E und E der Schaltung 10 anliegende Impulsfolge kann gemäß F i g. 2 mit einem Umschalter 27, der beispielsweise von einem Relais betätigt wird, erzeugt werden. Zu diesem Zweck ist der Eingang des Umschaltkontaktes 27 mit dem Eingang Ub der Potentialleitung 11 verbunden und somit an den Pluspol der Gleichspannungsquelle 12 angeschlossen.

Die beiden Ausgänge des Umschaltkontaktes 27 sind je aber einen Kondensator 28 und 29 und den Eingängen fund fund mit den Signalleitungen 18,19 verbunden. Durch den Umschaltkontakt wird abwechselnd der Kondensator 28 und der Kondensator 29 mit dem Pluspol der Gleichspannungsquelle verbunden, die sich nunmehr über die Widerstände 36 bzw. 37 mit einer Zeitkonstante aufladen. Die Signalleitungen sind damit abwechselnd von einem positiven Impuls mit exponential abnehmender Flanke belegt Während der Impuls auf der einen Signalleitung auftritt, kann sich der mit der anderen Signalleitung verbundene Kondensator 28 bzw. 29 über die Widerstände 36 und 38 bzw. 37 und 39 aufladen.

Bei Verwendung eines herkömmlichen monostabilen

Relais kann je ein Impuls beim Anzug und beim Abfall des Relais erzeugt werden. Aufeinanderfolgende Impulse gelangen jeweils abwechselnd auf die Steuerleitungen 18 und 19.

> Der Umschaltkontakt 27 kann auch durch Nocken eines bei Waschmaschinen üblichen Walzenkontaktgebers betätigt werden. Dabei tritt der Vorteil auf, daß die Anzahl der Steuernocken nur halb so groß sein muß wie die Anzahl der zu steuernden Schaltvorgänge, da jeweils

ίο ein Impuls am Anfang und am Ende einer Steuernocke erzeugt wird.

Eine Taste 39 ist zwischen Nullpotential und Eingang R der Schaltung 10 angeschlossen. Bei Schließen der Taste 39 wird der ständig leitende Transistor 14 gesperrt und die Thyristorkettenschaltung, wie vorstehend beschrieben, in ihre Ausgangsstellung zurückgesetzt.

In F i g. 3 wird die in F i g. 1 dargestellte Impulsfolge mit einer bistabilen Kippstufe (bistabiler Multivibrator, Flip-Flop) erzeugt. Der Q und Q-Ausgang de£ bistabilen Kippstufe 40 sind über den Eingang E bzw. E mit den Signalleitungen 18 bzw. 19 verbunden. Ein Impulsgenerator 46 ist über ein UND-Gatter 47 mit dem Eingang der Kippstufe 40 verbunden. Der andere

2^r> Eingang des UND-Gatters 47 ist mit dem Q-Ausgang der Schaltung 10 verbunden. Weiterhin ist der negierte Ausgang einer monostabilen Kippstufe 48 (monostabiler Multivibrator, Monoflop) über eine Sperrdiode 49 mit dem Ä-Eingang der Schaltung 10 und über_eine

weitere Sperrdiode 50 mit dem Reset-Eingang R der bistabilen Kippstufe 40 verbunden.

Durch die bistabile Kippstufe 40 wird abwechselnd über den Eingang Fbzw. Fan die Signalleitung 18 bzw. 19 ein positiver Impuls mit jedem am Eingang der

i^r> Kippstufe auftretenden, vom Impulsgenerator 46 ausgesandten Impuls gelegt und zwar so lange, wie der <?5-Ausgang der Schaltung 10 positives Potential aufweist was der Fall ist solange der Thyristor 77? 5 nicht gezündet hat. Die Thyristor-Kettenschaltung wird

•»'i in der vorstehend beschriebenen Art gezündet, bis mit Zünden des Thyristors 77? 5 der Qs-Ausgang L-Potential annimmt Damit nimmt der Ausgang des UND-Gatters 47 stets Potential 0 an, so daß auf den Eingang der Kippstufe 40 kein Impuls mehr gelangt. Soll die Schaltung wieder in ihren Ausgangszustand zurückgesetzt werden, so ist an das Monoflop 48 ein Impuls zu legen. Dadurch wird einerseits der Transistor 14 kurzzeitig gesperrt, so daß die Thyristoren 77? 1 bis 77? 5 in ihren Sperrzustand übergehen, und andererseits wird die bistabile Kippstufe 40 über ihren Reset-Eingang R wieder in die Ausgangslage zurückgesetzt

In F i g. 4 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt bei welchem die Schaltungsanordnung zum Ein- und Ausschalten von Gleichstromschützen benutzt wird.

Der Aufbau der Schaltungsanordnung 10 entspricht dem in Fig. 1, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind. Zusätzlich ist hier eine Reihe von Schützen 61 bis 65 vorgesehen, die jeweils einen nicht dargestellten Arbeitskontakt und einen

^o Ruhekontakt aufweisen. Die Wicklungen der Schütze 61 bis 65 sind einerseits an den Pluspol der Gleichspannungsquelle 12 und andererseits an die Anoden der Thyristoren 77? 1 bis 77? 5 angeschlossen. Die Ruhekontakte 52 bis 55 der Schütze sind jeweils in dem

<" Stromkreis der Erregerwicklung des jeweils vorherliegenden Schützes angeordnet so daß beispielsweise der' Ruhekontakt 52 des Schützes 62 im Stromkreis der Wicklung des Schützes 61, der Ruhekontakt 53 des

Schützes 63 im Stromkreis der Wicklung des Schützes 62 usw. liegt. Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt:

Mit Auftreten eines ersten positiven Impulses auf der Signalleitung 18 zündet der Thyristor Th 1, das Schütz

61 wird erregt und der nicht dargestellte Arbeitskontakt des Schiit7.es führt einen Schaltvorgang durch. Mit Auftreten des ersten positiven Impulses auf der Signalleitung 19 zündet der Thyristor Th 2, das Schütz

62 wird erregt und zieht an, wodurch der Ruhekontakt S 2 im Stromkreis der Wicklung des Schützes 61 geöffnet wird. Damit fällt das Schütz 61 ab. Der Widerstand 21 ist so bemessen, daß über den Thyristor 77» 1 ein Strom fließt, der mindestens so groß ist wie der Haltestrom des Thyristors 77i 1. Somit bleibt trotz Abfallen des Schützes 61 der Thyristor Th 1 leitend. Mit Auftreten des zweiten positiven Impulses auf der Signalleitung 18 zündet der Thyristor Th 3 und das Schütz 63 wird erregt, wodurch der Ruhekontakt S3 im Erregerkreis des Schützes 62 öffnet und das Schütz 62 abfällt Auch hier fließt über den Widerstand 22 ein Strom, der mindestens so groß ist wie der Haitestrom des Thyristors Th 2. Mit Auftreten des zweiten positiven Impulses auf der Signalleitung 19 zündet der Thyristor Th 4, und der vorstehend beschriebene Vorgang wiederholt sich mit dem Schütz 64. Bei jedem Durchschalten eines Thyristors wird also ein Schütz eingeschaltet und das vorhergehend eingeschaltete Schütz wieder zum Abfall gebracht. Mit dem hier beschriebenen Beispiel der Anordnung der Schütz-Ruhekontakte wird in aufeinanderfolgender Reihe ein Schütz ein- und das vorhergehend eingeschaltete Schütz abgeschaltet. Durch eine andere Anordnung dieser Schützkontakte kann jedes beliebige Programm realisiert werden, so zum Beispiel auch gleichzeitiges Kalten mehrerer Schütze über mehrere wählbare Programmabschnitte hinweg.

In F i g. 5 wird die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung zum Einschalten von Einphasenwechselstrommotoren benutzt, und zwar sind im vorliegenden Beispiel drei Motore gewählt Parallel zu einer Wechselspannungsquelle 70 sind die Reihenschaltungen je eines Motors 71,72 und 73 und einer Zweiweggleichrichterbrücke 74, 75 und 76 geschaltet. Die Motoren liegen dabei im Wechselstromkreis der Gleichrichterbrücken. Über einen Transformator 77, eine weitere Zweiweggleichrichterbrücke 78 und einen Glättungskondensator 79 wird eine Gleichspannung gewonnen, an die die Potentialleitungen 66 und 67 angeschlossen werden. Zwischen den Potentialleitungen 66 und 67 ist eine aus drei Thyristoren TTiI, 77j2 und 77j3 bestehende Kettenschaltung angeordnet, wobei die Anoden der Thyristoren Th 1 bis Th 3 über Widerstände 84, 85 und 86 und Dioden 87, 88 und 89 mit der Pctentialleitung 66, die Kathode des Thyristors Th 1 mit der Potentialleitung 67, die Kathode des Thyristors Th 2 über eine Diode 81 mit dsr Anode des Thyristors TTrI und die Kathode des Thyristors Th 3 über eine Diode 82 mit der Anode des Thyristors Th2 verbunden sind Die Signalleitung 18 ist in bekannter Weise über eine Diode 91 und einen Widerstand 94 mit der Steuerelektrode des Thyristors Th 1 und über eine Diode 93 und einen Widerstand 95 mit der Steuerelektrode des Thyristors Th 3 verbunden, während die Signalleitung 19 über eine Diode 92 und einen Widerstand 96 mit der Steuerelek-ί trode des Thyristors Th 2 verbunden ist Die Steuerelektroden der Thyristoren Th 1 bis Th 3 sind über Widerstände 97, 98 und 99 mit der Potentialleitung 67 verbunden.
Die Signalleitung 18 ist _an den Q-Ausgang und die

ίο Signalleitung 19 an den Q-Ausgang eines bistabilen Multivibrators 83 (Flip-Flop) angeschlossen, dessen Eingang mit dem Ausgang eines Frequenzteilers 90 verbunden ist. An den Eingang des Frequenzteilers 90 ist ein Impulsgenerator 100 über ein NAND-Gatter 101 angeschlossen. Der andere Eingang des NAND Gatters ist über einen Widerstand 102 mit der Potentialleitung 66 und über eine Taste 103 mit der Potentialleitung 67 verbunden.

Die Wirkungsweise der Schaltungsanordnung ist wie folgt: Der Impulsgenerator 100 sendet im Abstand von 20 ms positive Impulse aus, die bei geöffneter Taste 103 über das NAND-Gatter 101 an den Eingang des Frequenzteilers gelangen. Vom Ausgang des Frequenzteilers 100 :1 werden Impulse im Abstand von 2 s dem Eingang des Flip-Flops 83 zugeführt Somit ändert der Q- und <?-Eingang alle 2 s seinen Ausgangszustand, wobei mit dem ersten positiven Impuls am (^-Ausgang des Flip-Flops 83 der Thyristor Th 1 zündet Dadurch, daß der Thyristor Th 1 im Gleichstromkreis der Zweiweggleichrichterbrücke 74 angeordnet ist, fließt über den Thyristor Th 1 ein Halbwellenstrom. Damit der Thyristor beim Nulldurchgang der Wechselspannung nicht erlischt, ist der Widerstand 84 so ausgelegt, daß von der Potentialleitung 66 über den Thyristor Th 1 zu der Potcntiaüeitung 67 während des Nuüdurchgangs der Wechselspannung ein Strom fließt, der mindestens so groß ist wie der Haltestrom des Thyristors. Nach weiteren zwei Sekunden wechseln die Ausgänge des Flip-Flops 83 ihren Zustand, so daß nunmehr am Q-Ausgang des Flip-Flops 83 ein erster positiver Impuls ansteht. Damit wird der Thyristor 77» 2 leitend, und der zweite Motor 72 wird zugeschaltet. Nach weiteren zwei Sekunden nimmt der Q-Ausgang des Flip-Flops 83 wieder positives Potential an, und der zweite positive Impuls auf der Signalleitung 18 zündet den Thyristor 77» 3, so daß nunmehr der letzte Motor 73 eingeschaltet wird. Die Taste 103 muß in dieser Schaltungsanordnung betätigt bleiben, bis alle Thyristoren gezündet sind. Die Rücksetzeingänge des Frequenzteilers 90 sowie des schaltenden Flip-Flops 83 und deren Betätigungsart wurden zur Vereinfachung der Darstellung weggelassen.

Anstelle der Einphasenwechselstrommotoren 71, 72, 73 können auch beliebige Wechselstromverbraucher in der beschriebenen Weise geschaltet werden, beispielsweise Drehstrommotor in Sternschaltung, wobei die einzelnen Drehstromwicklungen an die Eingänge einer Drehstromgleichrichtbrücke angeschlossen und die Schaltthyristoren wiederum im Gleichstromausgangs-

bo kreis der Brücke angeordnet sind.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung zum zeitlich aufeinanderfolgenden Auslösen von Ein- und/oder Ausschalt- vorgängen nach einer vorgebbaren Programmfolge mit einer Kettenschaltung von mehreren, je einen Ein- und/oder Ausschaltvorgang bewirkenden Thyristoren, wobei die Anoden der Thyristoren mit dem oberen Potential einer Gleichspannung und die ui Kathoden jeweils mit der Anode des in der Kette vorherliegenden Thyristors verbunden sind und die Kathode des ersten Thyristors an dem unteren Potential der Gleichspannung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwei nach nach einer Programmfolge mit Impulsen belegbare Signalleitungen (18,19) vorgesehen sind, von denen die eine mit den Steuerelektroden der in der Kettenschaltung ungeradzahligen (Th i, Th 3, ThS) und die andere mit den Steuerelektroden der in der Kettenschaltung geradzahligen Thyristoren (TH2, Th 4) verbunden ist

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kathode des ersten Thyristors (77? 1) und dem unteren Potential der Gleichspannung ein Schalter angeordnet ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter als ständig leitender Transistor (14) ausgebildet ist, der kurzzeitig in seinen Sperrzustand überführbar ist (F i g. 1,4).

4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Anoden der Thyristoren (Th 1 bis Th 5) und dem oberen Potential der Gleichspannung je ein Widerstand (21 bis 25) angeordnet ist « (Fig. 1,4).

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kathode des ersten Thyristors (Th 1) und dem unteren Potential der Gleichspannung eine w Vorrichtung (26) zur Anzeige des Stromflusses durch die Kettenschaltung eingeschaltet ist(Fig. 1).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (26) ein Amperemeter ist und die Widerstände (21 bis 25) **> vom Kettenanfang zum Kettenende hin abgestuft sind (F ig. 1).

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung zum Ein- und Ausschalten einer Reihe ■">» von Schützen (61 bis 65) mit Arbeits- und/oder Ruhekontakten, wobei die Erregerwicklungen der Schütze einerseits mit dem oberen Potential der Gleichspannung und andererseits mit den Anoden der Thyristoren (Th 1 bis Th 5) verbunden sind und « Ruhekontakte (S 2 bis 55) aller oder ausgewählter Schütze entsprechend der gewünschten Schaltfolge der Schütze im Stromkreis der Erregerwicklung mindestens eines in der SchUtzreihe vorhergehend angeordneten Schützes liegen (F i g. 4). <ό

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signalleitungen (18,19) über einen Umschaltkontakt (27) mit einem positiven Potential verbunden sind (F i g. 2). M

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleitungen (18,19) und der umschaUkuiiiaki (27) über je einen Kondensator (28,29) galvanisch entkoppelt und die Kondensatoren über Widerstände (36 bis 39) entladbar sind (Fig.2).

10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Signalleitungen (18, 19) mit den beiden Ausgängen (Q- Q) eines bistabilen Multivibrators (40) verbunden sind (F ig. 3).

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3 und 10, gekennzeichnet durch eine monostabile Kippstufe (48), deren Ausgang mit der Basis des ständig leitenden Transistors (14) und mit dem Reset-Eingang (R) des bistabilen Multivibrators (40) verbunden ist (F i g. 3).

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß an den Eingang des bistabilen Multivibrators (40, 83) ein Impulsgenerator (46,100) angeschlossen ist (F i g. 3,5).

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Impulsgenerator (100) und bistabilem Multivibrator (83) ein Frequenzteiler (90) angeordnet ist (F i g. 5).

14. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein den beiden Signalleitungen (18, 19) vorgeschaltetes Tor zum Sperren der Signalleitungen, das mit Durchschalten des letzten Thyristors (ThS) der Kettenschaltung schließbar ist

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem bistabilen Multivibrator (40) als Tor ein UND-Gatter (47) vorgeschaltet ist dessen einer Eingang mit der Anode des letzten Thyristors (Th 5) der Kettenschaltung und dessen anderer Eingang mit dem Impulsgenerator verbunden ist (F i g. 3).

16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder 8 bis 15, gekennzeichnet durch die Verwendung zum zeitverzögerten Einschalten von Wechselstromverbrauchern, wobei jeder dieser Verbraucher (71 bis 73) im Wechselstromkreis einer an einer Wechselspannung (70) angeschlossenen Gleichrichtbrücke (74 bis 76) liegt, in deren Gleichstromkreis je einer der Kettenschaltungsthyristoren (Th 1 bis Th 3) angeordnet ist (F i g. 5).