-
Selbsttätige Einrichtung zum periodischen Ein- und Ausschalten von
Stromkreisen Es liegt vielfach die Aufgabe vor, einen Verbraucher periodisch ein-
und auszuschalten oder zumindest den ihn durchfließenden Strom periodisch zwischen
einem Höchst- und einem Kleinstwert schwanken zu lassen. Dies ist z. B. der Fall
bei der Erzeugung von Blinklichtsignalen, wovon vor allembei Steuerquittungsschaltern
in großem Umfange Gehrauch gemacht wird. Meist verwendet man'zur Erzeugung dieser
Strvmpul@sationen mechanische Relais. Es ist jedoch auch schon bekannt, an Stelle
mechanischer Schalteinrichtungen durch V ormagnetisierung steuerbare Drosselspulen
zu verwenden, die dann als periodisch veränderlicher Widerstand im Verbraucherstromkreis
wirken. Um ohne Zuhilfenahme mechanischer Schalteinrichtungen eine selbsttätig periodisch
veränderliche Induktivität der Drossel zu erzielen, hat man den Vormagnetisierungsstromkreis
über Zeitverzögerungsmittel so mit dem Hauptstromkreis verbunden, daß eine schwingungsfähige
Rückkopplungsschaltung
entsteht. Die -v;ormagnetisierungswicklung
wird dabei entweder an die an der Hauptwicklung der Drossel auftretende Spannung
oder an die Spannung des Verbrauchers gelegt.
-
Bei dieser bekannten Schaltung besteht zwar die Möglichkeit, durch
Beeinflussung der Zeitverzögerungsmittel in dem Vormagnetisierungsstromkreis die
Frequenz der Strompulsationen im Verbraucherkreis zu regeln. Häufig ist es aber
wünschenswert, darüber hinaus auch noch das Verhältnis zwischen der Einschalt-und
der Ausschaltdauer des Verbrauchers innerhalb der einzelnen Periode regeln zu können.
Um ein Ein- und Ausschalten des Verbrauchers im eigentlichen Sinne handelt es sich
hier zwar nicht, vielmehr verändert sich ja der Verbraucherstrom unter dem Einfluß
der Induktiv itätsschwankungen der vorgeschalteten Drossel stetig und wird auch
nicht ganz zu Null. Es gibt j edoch für fast j eden Verbraucher eine bestimmte Stromgrenze,
deren Unterschreitung einer Ausschaltung praktisch gleichkommt. So sind beispielsweise
Glühlampen unterhalb eines bestimmten Stromes vollkommen dunkel, und es ist daher
gerechtfertigt, in diesem Sinne hier von Ein- und Ausschaltzeiten zu sprechen. Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung einer in den Verbraucherstromkreis
geschalteten, durch Vo@rmagnetisierung regelbaren Drosselspule eine selbsttätige
Einrichtung zum periodischen Ein- und Ausschalten des Verbraucherkreises zu schaffen,
welche außer der Frequenz des Ein- und Ausschaltens auch noch das Verhältnis von
Einschalt- zu Ausschaltdauer zu regeln gestattet. Mit der bekannten Blinkschaltung
stimmt die Einrichtung nach der Erfindung insoweit überein, als die Vormagnetisierung
der Drossel ebenfalls über ein Zeitverzögerungsglied von der Wechselspannung an
den Klemnien der Drossel abhängt. Gemäß der Erfindung enthält jedoch .die Vormagnetisierung
der Drossel zwei gegeneinander wirkende Komponenten, von denen die eine von dem
Drosselstrom abhängt, während die andere unter Beeinflussung durch das Zeitverzögerungsglied
jeweils nur dann zustande kommt, wenn die Spannung an der Drossel kleiner ist als
eine Vergleichsspannung. Diese Vergleichsspannung kann an sich konstant sein, sie
kann sich aber auch gegenläufig mit der Spannung an der Drossel ändern, weswegen
sie auch an dem Verbraucher abgegriffen werden kann.
-
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Blinkschaltung
für eine Glühlampe i dargestellt. Als Betriebsspannung steht die Spannung zwischen
den beiden Schienen 0 und R zur Verfügung. Die Lampe i ist einerseits fest
mit der Schiene O verbunden, während ihr anderer Pol durch den Umschalter 2 wahlweise
auf die Phasenschiene R oder die Blinkschiene B geschaltet werden kann. Zwischen
der Phasenschiene R und der Blinkschiene B liegt die Wechselstromw-icklung i i der
durch Vorniagnetisierung regelbaren Drosselspule io, die somit in der zu zweit genannten
Stellung des Umschalters 2 mit der Lampe i in Reihe geschaltet ist.
-
Die Drossel io enthält zunächst die Vormagnetisierungswicklung 12.
Diese ist über einen regelbaren Widerstand 21 an die Gleichstromklemmen eines Hilfsgleichrichters
2o angeschlossen, der wechselstromseitig in Reihe mit der Wechselstromwicklung i
i der Drossel geschaltet ist. Die Wicklung iz wird infolgedessen von einem dem Wechselstrom
der Drossel verhältnisgleichen Gleichstrom durchflossen.
-
Die zweite Vormagnetisierungswicklung 13
steht unter
dem Einfluß der Differenz zwischen der Spannung an der Wechselstromwicklung i i
und- einer Vergleichsspannung, die im vorliegenden Fall über den Hilfsgleichrichter
33 an dem parallel zur Blinklampe i geschalteten Spannungsteiler 34. abgegriffen
wird. An die Stelle dieses Spannungsteilers kann auch ein einstellbarer Transformator
treten. Die Spannung an der Wicklung i i wird durch den Gleichrichter 31 gleichgerichtet
und erzeugt eine entsprechende Gleichspannung an dem Widerstand 32. Dieser Widerstand
liegt in Reihe mit dem Hilfsgleichrichter 33, der die Vergleichsspannung gleichrichtet.
Dabei ist die Durchlaßrichtung des Hilfsgleichrichters 33 so gewählt, daß ein Strom
in dem Stromkreis der Wicklung 13 nur dann zustande kommen kann, wenn die
Vergleichsspannung größer ist als die Spannung an der Drossel i i oder, genauer
gesagt, wenn die Spannung an dem Widerstand 32 kleiner ist als die des Gleichrichters
33. Parallel zu der Wicklung 13 liegt die Reihenschaltung eines Kondensators 35
mit einem einstellbaren Widerstand 36. Wie durch die an den Wicklungen i2 und 13
angegebenen Pfeile dargestellt, ist der Wicklungssinn bzw. die Stromrichtung beider
so gewählt, daß sie sich hinsichtlich ihrer magnetisierenden Wirkung auf den Drosselkern
entgegenwirken.
-
Schließlich ist noch die dritte Vormagnetisierungswicklung 14 zu erwähnen,
die aus einer Gleichstromquelle 4.o konstant mit einem mittels des'Widerstandes4i
einstellbaren Stromes erregt wird. Unter Umständen kann auch noch ein Umschalter
vorgesehen sein, der die Stromrichtung in dieser Wicklung umzukehren gestattet.
Die Wicklung 1q, ist an sich nicht unbedingt erforderlich. Sie erlaubt es jedoch,
eine Wirkung zu erzielen, die praktisch auf eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses
derWindungszahlen
zwischen denWicklungen 12 und 13 hinausläuft. Damit läßt sich der Verbraucherstrom
weitgehend regeln.
-
Die Anordnung arbeitet, wenn der Umschalter 2 nach unten, d. h. auf
die Blinkschiene B gelegt wird, wie folgt: Der Strom in der Wechselstromwicklung
i i der Drossel beginnt zu steigen, wodurch auch die von der Wicklung 12 hervorgerufene
Vormagnetisierung der Drossel zunimmt. Das hat zur Wirkung, daß der auf die Wicklung
i i entfallende Anteil der Spannung zwischen den Schienen 0 und R abnimmt. Hier
gibt es schließlich einen Punkt, bei welchem die der Spannung an der Wicklung i
i verhältnisgleiche Spannung .an dem Widerstand 32 die Spannung an dem Hilfsgleichrichter
33 unterschreitet. In diesem Augenblick beginnt unter dem Einfluß der letztgenannten
Spannung ein Strom in der W'icl<lung 13 zu fließen, der dem Vormagnetisierungsstrom
in der Wicklung 12 entgegenwirkt. Die Anstiegsgeschwindigkeit des Stromes in der
Wicklung 13 ist dabei bestimmt durch den Kondensator 35 und den Widerstand 36. Die
Vormagnetisierung der Drossel 1o nimmt also ab, wodurch der induktive Widerstand
der Wicklung i i wieder erhöht wird. Die Spannung an der Drosselwicklung i i steigt,
bis die Spannung an dem. Widerstand 32 die Vergleichsspannung an dem Gleichrichter
33 überschreitet und demzufolge der Strom in der Wicklung 13 zu fließen aufhört.
Nun beginnt der Verbraucherstrom und damit der Strom in der !Wicklung 12 wieder
zu steigen, und das Spiel wiederholt sich von neuem.
-
Man erkennt ohne weiteres, daß man es durch Einstellung des Widerstandes
36 in der Hand hat, die Frequenz, mit der sich der geschilderte Vorgang periodisch
abspielt, zu beeinflussen. Durch Änderung der Vergleichsspannung, die an dem Spannungsteiler
34 abgegriffen wird, kann man aber auch denjenigen Wert der Spannung an der Drosselwicklung
i i festlegen, bei welchem der Strom in der Wicklung 13 einsetzt bzw. wieder aufhört.
Dadurch ist es möglich, die Länge der Brennzeiten der Blinklampe i zu der Zeitdauer
ihres Erloschenseins innerhalb der einzelnen Periode in weiten Grenzen zu ändern.
Da man es somit in der Hand hat, neben der Frequenz auch die Größe der Änderung
des Widerstandes der Drosselwicklung i i einzustellen, so ist die beschriebene Anordnung
nicht nur für Blinkrelais, sondern auch für die Lösung anderer Aufgaben gut brauchbar,
wo es sich um die Steuerung periodisch wiederkehrender Vorgänge handelt, wie z.
B. zum periodischen Anlassen und Stillsetzen von Motoren, zum Ein-und Ausschalten
Xon Schweißmaschinen usw.