DE2704289A1

DE2704289A1 - Schaltungsanordnung zum selbstaendigen regeln einer an eine zu pruefende relaiswicklung anzulegenden pruefspannung

Info

Publication number: DE2704289A1
Application number: DE19772704289
Authority: DE
Inventors: Dieter Welz; Kurt Dipl Ing Ziegler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1977-02-02
Filing date: 1977-02-02
Publication date: 1978-08-03
Also published as: DE2704289C2

Description

Schaltungsanordnung zum selbständigen Regeln einer an eine
zu prüfende Relaiswicklung anzulegenden Prüfspannung Dje Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum selbständigen Regeln einer an eine zu prüfende Relaiswicklung anzulegenden Prüf spannung, mit der das Relais impulsweise dynamisch beaufschlagt wird, wobei der durch die Wicklung fließende Strom auch noch durch einen in Reihe geschalteten Meßwiderstand fließt, an dem sich ein Spannungsabfall bildet, welcher zur Regelung des Stromes durch die Wicklung die Prüfspannung beeinflußt.
Eine derartige Schaltungsanordnung ist schon aus der DT-PS 2242418 bekannt. Zum Ausgleich der Widerstandstoleranzen der zu prüfenden Relaiswicklung wird der Spannungsabfall an einem in einem Bereichswähler enthaltenen Meßwiderstand mit Hilfe eines Digitalzählers festgestellt. Dieser Wert steuert einen Digital-Analog-Umsetzer, welcher eine angelegte Referenzspannung solange verändert, bis eine eingeprägte Spannung am Prüfling anliegt, die eine in einem Prüfwertvorwähler eingestellte Amperewindungszahl gewährleistet. Dieser so gefundene Multiplikationsfaktor für die Referenzspannung wird für die weitere Messung des Relais unverändert beibehalten. Der Meßwiderstand verbleibt auch weiterhin im Stromkreis des Prüflings, obgleich er nicht mehr benötigt wird. Deshalb muß auch an dem Prüfling eine höhere Spannung anlegen, als in Wirklichkeit erforderlich ist. Um nun die Zeitkonstante des zu prüfenden Relais nicht zu verfälschen, darf der Meßwiderstand nur einen sehr kleinen Wert haben, was zur Folge hat, daß auch nur ein sehr geringer Spannungsabfall gemessen werden kann, der zur Regelung der eingeprägten Spannung verwendet wird. Dies führt zu Schwierigkeiten beim Ausgleich der Verstärker, in denen diese Spannung auf das zehn- oder hundertfache verstärkt werden muß, so daß 3eder Meßfehler mit dem gleichen Faktor vergrößert wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schaltungsanordnung aufzuzeigen, bei der in einer Messung der eingangs geschilderten Art die Größe des Meßwiderstandes keine Rolle spielt, auch wenn er im Meßstromkreis verbleibt. Dieser Meßwiderstand darf nicht als Fehlerquelle das Meßergebnis beeinnussen, und sein Wert muß nicht auf einen bestimmten geringen Prozentsatz des Widerstandswertes der Relaiswicklung beschränkt sein. Dabei soll der erforderliche Aufwand, verglichen mit dem erzielten Ergebnis, möglichst gering sein.
Erreicht wird das gemäß der Erfindung dadurch, daß zusätzlich zu dem Stromregler, der die von einer zentralen, insbesondere rechnergesteuerten Einrichtung vorgegebenen Fuhrungsspannung so lange verändert, bis der gewtinschte Strom durch die Relaiswicklung erreicht ist, ein Kompensationsglied vorgesehen ist, das den Spannungsabfall am MeBwiderstand bewertet und ein Regelsignal auf einen Summierverstärker gibt, in dem dieses Signal mit der geregelten FUhrungsspannung verknüpft wird, bis der Spannungsabfall am Meßwiderstand kompensiert ist.
Dadurch, daß ein zusätzliches Konpensationsglied vorgesehen ist, das den Spannungsabfall am Meßwiderstand ausregelt, kann dieser einen ausreichend großen Wert haben, ohne daß er sich auf das Verhältnis der Induktivität zum Widerstand der zu prüf enden Relaiswicklung störend auswirkt. Die Strom-Zeit-Funktion ist dadurch nur unwesentlich gegenüber einer exakten Spannungseinprägung verfälscht.
Da der Stromanstieg in der Relaiswicklung nicht mehr exakt nach einer e-Funktion verläuft, ergibt sich auch die Möglichkeit einer wesentlichen Verkürzung des Prüfungsimpulses.
Weil der Wert des Meßwiderstandes bei Jedem angelegten Impuls ausgeregelt wird, spielt es keine Rolle, ob nun positive, negative, ansteigende oder abfallende Rampenströme oder auch Impulse, die ohne Impulslcke das Vorzeichen wechseln, verwendet werden.
Ein Beispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben.
Die gezeigten Schaltglieder stellen schematisch einen Teil einer programmgesteuerten Prüfeinrichtung dar. Mit einer solchen Prüfeinrichtung werden die interessierenden Daten eines Relais, beispielsweise auch eines bistabilen Relais, gemessen. Es sind dies z.B. Ansprechstrom, Abfallstrom, Fehlstrom, Haltestrom, Verhalten des Relais bei dynamischer Relaiserregung. Die dazu benötigten Werte werden programmgesteuert an einen hier nicht dargestellten Arbeitsspeicher angelegt, aus dem sie dann bei Bedarf abgerufen werden. Auf diese Weise gelangt die Führungsspannung Uf und die Referenzspannung Ur an die entsprechenden Stellen der Schaltung.
Auch kann auf diese Weise die Größe des Meßwiderstandes W eingestellt oder durch Gleichrichter mit einer bestimmten Polung ersetzt werden.
Zur Entkopplung der Führungsspannung Uf vom Stromregler J sind die Entkopplungsglieder EI und E2 vorgesehen. Der Aus- gang dieser Entkopplungsglieder ist mit dem Ausgang eines Kompensationsgliedes K in einem Summierverstärker S verknüpft. Die in diesen Gliedern korrigierte Führungsspannung Uf gelangt über einen Leistungsverstärker L zu der zu prU-fenden Relaiswicklung P. Der Prüfstromkreis wird schließlich über einen Meßwiderstand W geschlossen. An der Verbindungsstelle zwischen Prüfling P und Meßwiderstand W ist eine Rückkopplungsleitung angeschlossen, die zu dem Stromregler J und dem Kompensationsglied K führt.
Wie schon beschrieben, werden zu Beginn einer Messung die Führungsspannung Uf und die Referenzspannung Ur an das Entkopplungsglied E7 bzw. an den Stromregler J angelegt. AuBerdem wird der ausgewählte Meßwiderstand W in den Meßstromkreis geschaltet.
Mit dem Anlegen der Führungsspannung Uf wird der Ausgang des Leistungsverstärkers L auf einen Spannungswert eingestellt, der in der Nähe, vorzugsweise etwas über dem Sollwert für den Prüfling P>liegt. Beginnt nun ein Strom durch die Relaiswicklung und durch den Meßwiderstand W zu fließen, so bildet sich am Meßwiderstand W ein Spannungsabfall aus.
Dieser Spannungsabfall beeinflußt den Stromregler J und das Kompensationsglied K in unterschiedlicher Weise.
Entsprechend dem Spannungsabfall am Meßwiderstand W wird der Nullpunkt des Rückkopplungsverstärkers im Kompensationsglied K angehoben. Dadurch entsteht eine Spannung am Ausgang des Kompensationsgliedes K, die zum Sunmierglied S gelangt und dort mit der Frhrungsspannung Uf verknüpft wird.
Die auf diese Weise erhöhte Ftihrungsspannung erzeugt in dem nachgeschalteten Leitungsverstärker L eine konstante Spannung über dem Prüfling P, die vollkommen unabhängig ist vom Spannungsabfall am Meßwiderstand W. Diese Spannung bliebe auch dann erhalten, wenn man den Meßwiderstand W aus dem Meßstromkreis herausnehmen würde.
Aber dieser Meßwiderstand bleibt angeschaltet, weil der Spannungsabfall entsprechend dem durch den Meßwiderstand W fließenden Strom auch noch den Stromregler Jbeeinflußt.
Der Stromregler J ist als Vergleicher ausgebildet. Er vergleicht die Referenzspannung Ur mit dem Spannungsabfall am Meßwiderstand W. Sobald sich hIer eine Differenz zeigt, so verändert er zwischen den beiden Entkopplungsgliedern E7 und E2 die Führungsspannung Uf. Hat der Strom den vorgegebenen Wert erreicht, dann begrenzt der Stromregler den vom Leistungsverstärker L abgegebenen Strom zum Prüfling auf den vorgewählten Sollwert. Das heißt, es bildet sich ein konstanter Spannungsabfall über dem Meßwiderstand W aus. Der Stromregler J überprüft dann laufend, ob sich der Strom nicht geändert hat, und regelt ggf. den Leistungsverstärker L in entsprechender Weise nach. Während also das Kompensationsglied K ausschließlich den Spannungsabfall am Meßwiderstand W kompensiert, sorgt der Stromregler J dafür, daß der voreingestellte Strom durch die Relaiswicklung P fließt.
Wird nun der Prüfling P auf eine andere Meßbedingung umgeschaltet, um beispielsweise sein Fehlstromverhalten zu untersuchen, so ist auch der Strom durch den Meßwiderstand W kleiner. Um den Spannungsabfall am Meßwiderstand W nicht zu klein werden zu lassen, besteht die Möglichkeit, anstelle des bisher verwendeten Meßwiderstandes W einen höherohmigen anzuschalten, so daß dann zwar der Strom geringer wird, der Spannungsabfall aber etwa gleich groß bleibt. Das hat den Vorteil, daß der Verstärker auch in diesem Falle in etwa dem gleichen Arbeitsbereich bleibt.
Die beschriebenen Regler und Bauglieder sind als Verstärker aufgebaut, um die Verluste, die an weiteren, hier nicht gezeigten Bauteilen entstehen, wieder auszugleichen. Es muß deshalb auf den Verstärkungsfaktor der einzelnen VerstErker geachtet werden, damit der Regelungsvorgang in der gewünschten Weise stattfinden kann. So sollen die Entkopplungsglieder El und E2 nicht verstärken. Sie haben also einen Verstärkungsfaktor von 1. Soll der Leistungsverstärker L die Führungsspannung Uf vervielfachen, beispielsweise auf das fünffache anheben, so ist dafür zu sorgen, daß das Kompensationsglied K die Spannung an seinem Ausgang auch entsprechend, beispielsweise mittels eines Spannungsteilers, verringert. Das gleiche gilt für den Stromregler J.
Da die Prüfimpulse auch negative Werte annehmen können, um beispielsweise ein bistabiles Relais abzuwerfen, sind auch im Kompensationsglied K und zusätzlich zum Meßwiderstand stromrichtungsabhängige Schaltungselemente vorzusehen.
2 Patentansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

PatentansprUche 4 ) Schaltungsanordnung zum selbständigen Regeln einer an eine zu prüfende Relaiswicklung anzulegendenPrUfspannung, mit der das Relais impulsweise dynamisch beaufschlagt wird, wobei der durch die Wicklung fließende Strom auch noch durch einen in Reihe geschalteten Meßwiderstand fließt, an dem sich ein Spannungsabfall bildet, welcher zur Regelung des Stromes durch die Wicklung die Prtifspannung beeinflußt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zusätzlich zu dem Stromregler (J), der die von einer zentralen, insbesondere rechnergesteuerten Einrichtung vorgegebenen Führungsspannung (Uf) so lange verändert, bis der gewUnschte Strom durch die Relaiswicklung (P) erreicht ist, ein Kompensationsglied (K) vorgesehen ist, das den Spannungsabfall am Meßwiderstand (W) bewertet und ein Regel signal auf einen Summierverstärker (S) gibt, in dem dieses Signal mit der geregelten Führungsspannung verknüpft wird, bis der Spannungsabfall am Meßwiderstand (W) kompensiert ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g ek e n n z e i c h n e t, daß beim Umschalten der Relaiswicklung (P) auf andere Meßbedingungen auch der Meßwiderstand (W) derart verändert (umgeschaltet) wird, daß trotz eines anderen Meßstromes im Meßstromkreis der Spannungsabfall am Meßwiderstand (W) in der gleichen Größenordnung liegt.