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Steueranordnung für ein elektromagnetisches Relais Die Erfindung betrifft
eine Verbesserung einer Steueranordnung für ein elektromagnetisches Re= lais, insbesondere
ein sogenanntes T-Relais (Telegrafenrelais). Bei Verwendung eines solchen Relais
in einer NIeßanordnung wird häufig der verhältnismäßig große Unterschied zwischen
Ansprech- und Abfallerregung störend empfunden, zumal wenn sowohl im Anstieg wie
im Abfall der veränderlichen Steuergröße bei möglichst dem gleichen, vorgegebenen
Wert ein Schaltvorgang bewerkstelligt werden soll. Zur Erläuterung sei als Beispiel
angeführt, daß in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Tachometermas.chine verschiedene
Schaltvorgänge bei vorgegebenen Drehzahlen sowohl bei Beschleunigung als auch bei
Verzögerung ausgelöst werden sollen. Verwendet man hierzu für eine gegebene Drehzahl
ein T-Relais mit einer der Meßspannung U proportionalen Erregung E = a #
U, wobei a ein Proportionalitätsfaktor ist, so ergibt sich, wie auch Fig.
i erkennen läßt, daß dem Verhältnis der Ansprecherregung Ei zur Abfallerregung E2
ein gleich großes Verhältnis der beiden zugehörigen Meßspannungen U1 und U2 entspricht.
Fig. i ist ein Schaubild, in welchem die Erregung E eines Relais in Abhängigkeit
von der Meßspannung U für verschiedene bekannte Anordnungen dargestellt ist. Für
ein einfach erregtes T-Relais ist daher Ui : U2 = Ei : E2. Dieses Verhältnis
hat praktisch etwa den Wert z : i. Anzustreben ist dagegen als Idealwert das Verhältnis
i : i, wenn das Relais beim gleichen Wert der Steuergröße ansprechen und abfallen
soll.
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Es ist bekannt, daß eine Annäherung an den angestrebten Verhältniswert
erreicht wird, indem mittels einer Fremdspannung eine konstante
Gegeneri.egutigerzeugtwird.
Einedementsprechende bekannte Steueranordnung ist in Fig. 2 dargestellt. Hier sind
zwei .gegensinnig erregte Relaisspulen z i und 12 an Gleichrichteranordnungen-13
bzw. i4-angeschlossen. Der Erregerstromkreis der Spule i r liegt, über einen Widerstand
15 an einer Wechselspannung U, die .einer veränderlichen Steuergröße entspricht--
und die Meßspannung für das Relais darstellt. Bei dem erwähnten Beispiel einer drehzahlabhängigen
Steuerung würde also die Meßspannurig U die von einer Tachometermaschine erzeugte
Spannung sein. Der Erregerstromkreis der anderen Relaisspule 12 ist ebenfalls über
einen Widerstand 16 an eine .konstante Spannung Uk angeschlossen. Die Wirkungsweise
dieser bekannten Anordnung soll ebenfalls an den Schaulinien der Fig. i erläutert
werden. Der Erregerspannung E an der Magnetspule iv ist die entgegengerichtete konstante
Erregerspannung-E, überlagert, die in Fig. i durch eine Parallele zur Abszissenachse
unterhalb der letzteren mit einer ausgezogenen Linie dargestellt ist. Die resultierende
Gesamterregung entspricht dann der Summe der beiden Erregerspannungen
E -f- E, in Fig. i, .dargestellt durch eine gerade Linie; welche die Abszissenachse
im Punkte U= U, schneidet. Die Ansprechwerte der Meßspannung sind dann (U,
-h U1) beim Anstieg und (U, -I- U2) beim Abfall der Steuergröße. Das Verhältnis
dieser beiden Werte liegt bedeutend näher an i als das Verhältnis der Werte UI und
U2 ohne Gegenerregung. Die bekannte Anordnung ist jedoch mit dem Mangel behaftet,
daß die Gegenerregung sehr genau konstant sein muß, da sonst kleine Schwankungen
der Gegenerregung schon große Schwankungen in der am Relais tatsächlich vorhandenen
Erregung bewirken. Würde beispielsweise die Erregerspannung der Gegenspule 12 von
dem Sollwert E, auf den etwas kleineren Wert Eb absinken, der in Fig. i durch eine
gestrichelte Parallele zur Abszissenachse dargestellt ist, so würde die Gesamterregung
der gestrichelten Geraden (E+Eb) entsprechen, die die Abszissenachse im Wert Ub
schneidet. Der Abfallwert der Meßspannung Uwäre dann z. B. der Wert (Ub -i- U2).
Da bei allen praktisch vorkommenden Anwendungen das Relais an einem möglichst .genau
definierten Punkt anziehen bzw. abfallen soll,, müßte daher die Gegenerregung
entweder von einer Batterie oder unter Zuhilfenahme von Stabilisierungsmitteln vom
Netzgenommen werden.
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Demgegenüber wird mit geringerem Aufwand eine weitergehende Annäherung
des Verhältnisses von Ansprech- und Abfallspannung erfindungsgemäß dadurch erzielt,
däß an der gleichen Meßspannung, an welcher der Erregerstromkreis der einen Spule
in Reihenschaltung mit einem Widerstand liegt, auch die Reihenschaltung des Erregerstromkreises
der-Gegenspule mit einer Eisendrossel angeschlossen ist, deren Wndünngszahl und
Kernquerschnitt so aufeinander abgestimmt sind, daß sie sich beim Ansprechwert der
Meßspannung im Sättigungszustand oberhalb des Sättigungsknies ihrer magnetischen
Kennlinie befindet. In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Gleiche Teile sind hierbei mit den .gleichen Bezugszeichen versehen
wie in Fig.2. Der Erregerstromkreis der Gegenspule 12 liegt hier in Reihenschaltung
mit einer Eisendrossel 17 an der gleichen Spannung wie die Reihenschaltung des Erregerstromkreises
der Spule i i mit dem Widerstand 15, nämlich an der Meßspannurig U. Die Erläuterung
der Wirkungsweise dieser Anordnung sei an Hand von Fig. 4. gegeben. Die Gerade E
= a - U :gilt wiederum für die der Meßspannung proportionale Erregerspannung
der Magnetspule il. Die Abhängigkeit der an der Gegenspule i2 auftretenden Erregerspannung
Eg. von der Meßspannung wird durch die Kurve Eg= f (U) wiedergegeben. Solange
die Eisendrossel 17 umgesättigt ist, nimmt sie den größten Teil der Gesamtspannung
U für sich in Anspruch, so daß für Eg nur ein verhältnismäßig kleiner Restanteil
übrigbleibt. Nach Eintritt in den Sättigungszustand ist der Widerstandswert der
Eisendrossel 17 sehr klein geworden, so daß der überwiegende Teil der Meßspannung
auf den Erregerstromkreis der Spule i2 entfällt und die Erregerspannung Es infolgedessen
den Werten der Meßspannung U näher kommt. Die Gesamterregung entspricht dann der
Kurve der Summenspannung (E -1- Eg) in Fig. 4. Aus ihr ist ohne weiteres ersichtlich,
daß die Ansprech- und Abfallwerte der Meßspannung U1' und U2 bzw. Ui' bzw. U2 "
so dicht beieinanderliegen, daß ihr Verhältnis von i nicht mehr viel verschieden
ist.
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Der Widerstand i5 kann ein Ohmscher Widerstand sein. Für den Fall,
daß die Meßspannung' eine konstante Frequenz hat, kann statt dessen auch ein induktiver
oder kapazitiver Widerstand verwendet werden, Voraussetzung ist nur, daß der Wert
des Widerstandes einigermaßen konstant ist, so daß zwischen der Erregerspannung
E und der Meßspannung U annähernd Proportionalität herrscht.
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Von besonderem Vorteil ist es, daß der Sättigungsgrad der Drossel
durch eine Hilfswicklung von außen her, z. B. von einer Fotozelle, zusätzlich beeinflußt
und dadurch das Schalten des Relais herbeigeführt werden kann. Weiter kann durch
die Verwendung eines Mittelstellungsrelais mit der erwähnten Fotozelle od. dgl,
die Schaltung so erweitert werden, daß das Relais bei einem ;gegebenen Wert der
Steuergröße, z. B. bei mittlerer Beleuchtung, in Ruhe ist, während es, auf das Beispiel
bezogen, bei stärkerer Beleuchtung entsprechend dem Wert Ui' nach der einen, bei
schwächerer entsprechend dem Wert U:," nach der anderen Seite ausschlägt und die
Rückkehr in die Ruhelage bei den Werten U2' bzw. U2" erfolgt.