DE932259C

DE932259C - Einrichtung zur Spannungsueberwachung mittels Relais

Info

Publication number: DE932259C
Application number: DES22851A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Grosshans
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-04-22
Filing date: 1951-04-22
Publication date: 1955-08-29

Description

Einrichtung zur Spannungsüberwachung mittels Relais In der Regeltechnik tritt vielfach die Forderung auf, zu Schutz- oder Umschaltzwecken, zur Festlegung von Grenzwerten, zum Ein- oder Ausschalten von irgendwelchen Anlageteilen in Abhängigkeit von der Drehzahl oder der Spannung Relais zu verwenden, die eine sehr hohe Spannungsempfindlichkeit aufweisen, d. h. einen praktisch vernachlässigbaren Ansprechstreubereich haben. Soll beispielsweise aus Sicherheitsgründen die Grenzdrehzahl eines Motors überwacht werden, die sich von der Arbeitsdrehzahl nur wenig unterscheidet, und benutzt man hierzu eine Tachometermaschine, z. B. eine Wechselstromtachometermaschine in Verbindung mit Gleichrichtern, so ist es nicht ohne weiteres möglich, das Relais bei einer genau definierten Drehzahl zum Ansprechen zu bringen, da, wie bekannt, selbst empfindliche Spannungsrelais immer einen gewissen Ansprechstreubereich aufweisen. Ein analoger Fall ist beispielsweise gegeben bei Regelanlagen mit gittergesteuerten Entladungsgefäßen, in denen in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der eine bestimmte Regelgröße, z. B. die Drehzahl, ausdrückenden Istspannung und einer konstanten Sollspannung die gittergesteuerten Entladungsgefäße im regelnden Sinne gesteuert werden und die nur oberhalb einer bestimmten Ausgangsspannung einwandfrei arbeiten, beispielsweise in der Lage sind, die Drehzahlregelung eines belasteten Motors zu übernehmen. Um den zur Verfügung stehenden Regelbereich derartiger Anlagen voll ausnutzen zu können, ist es auch hierbei erforderlich, ein Spannungsrelais zu verwenden, das keine oder eine vernachlässigbar kleine Ansprechstreuung aufweist.
Die Erfindung schafft zur Lösung dieser Aufgabe ein sehr wirksames und äußerst einfaches Mittel. Sie besteht. 'darin, daß das Spannungsüberwachungsrelais eine konstante Anzahl von Gegenamperewindungen erhält. An Hand der Zeichnung wird die Erfindung noch näher erklärt.
In Fig. i ist angenommen, daß die an den Klemmen i abgenommene Spannung einer Wechselströmtachömetermaschine mittels des Relais R zu überwachen sei, welches beim überschreiten einer genau festgelegten Grenzdrehzahl der antreibenden Maschine, z. B. eines Motors, ansprechen und eine hier nicht näher interessierende Schutzschaltung ausführensoll. AußerderArbeitswicklungI,dieüber einen Widerstand W, und die Doppelweggleichrichteranordnung 3 an die Klemmen i angeschlossen ist, weist das Relais R noch eine zweite Wicklung.II-auf, welche über den Widerstand W2 an einer' konstanten Spannungsquelle 4 liegt. Diese kann beispielsweise eine Batterie öder ein Spannungskonstanthalter sein. Wie durch Pfeile angedeutet ist, ist der durch die zweite Wicklung II erzeugte konstante Fluß dem Arbeitsfluß entgegengerichtet. Die Wirkungsweise dieser zweiten Wicklung II sei an Hand der Fig. 2 näher erklärt.
In Fig. 2 ist der Anstieg der Amperewindungen in Abhängigkeit von der Spannung für ein bestimmtes Relais aufgetragen. Ohne Erregung, der zweiten Wicklung steigt die Amperewindungszahl mit der an der Wicklung I liegenden Spannung nach der Geraden 5 im Winkel ai an. Die mittlere Ansprechamperewindungszahl, sei A und- liege beispielsweise bei 1,5 AW, was einer mittleren Ansprechspannung von U = 7o V entspricht. Der Streubereich des Relais betrage aAW, so daß das Relais innerhalb des' Bereiches d U1 ansprechen kann. Dieser Bereich d Uist verhältnismäßig groß und umfaßt mehrere Volt.
Wird jedoch die zweite Wicklung II des Relais mit der Amperewindungszahl B eingeschaltet, die den Amperewindungen A entgegengerichtet ist, so muß die Wicklung I die Amperewindungszahl C aufbringen, um das Relais bei A = C-B zum Ansprechen zu bringen. Die Anstiegskennlinie 6 hat nun dieNeigunga, zurAbszisse und - wie aus der Zeichnungersichtlich ist - ist dementsprechend der Spannungsbereich d U2, innerhalb -dessen das Relais bei gleicher Ansprechstreuung von aAW zum Ansprechen kommt, erheblich kleiner geworden. Mit anderen Worten, durch die konstante Gegenmagnetisierung des Relais mittels. der Wicklung II -ist der Ansprechspannungsbereich d U2 gegenüber dem Bereich d Ui erheblich verkleinert worden. Ist beispielsweise ein Relais angenommen, das bei 70 V entsprechend einer Magnetisierung mit- 1,5 AW ansprechen soll, und beträgt die Ansprechstreuung 0,03 AW, so ist bei einer Gegenmagnetisierung durch die Wicklung.II mit 4 AW die zum Ansprechen des Relais erforderliche Arbeitsamperewindungszahl c= 5,5 AW und die Ansprechspannungsgrenze d Ui = ctg al - a = 2 % (ohne die Gegenmagnetisierung mit B = 4 AW) nimmt bei Einschalten . der Wicklung II ab auf d U2 _ etg a2 # a= 0,54%. Daraus ergibt sich, daß die Spannungsempfindlichkeit des Relais um ein Vielfaches größer geworden ist.
Soll beispielsweise in einer Regelanlage gleichzeitig die Drehzahl des Motors mittels einer Tachometermaschine und die Ausgangsspannung der gittergesteuerten Entladungsgefäße mittels Spannungsrelais überwacht werden, so können die zweiten Wicklungen dieser Relais gemäß Fig. 3 in Reihe geschaltet werden. i sind hier wieder die Klemmen der Tachometermaschine, an die über die Gleicbrichteranordnung 3 und den Widerstand W1 die Wicklung I des Relais R1 zur Drehzahlüberwachung angeschlossen ist. Das Relais R2 mit der Arbeitgwicklung Iliegt über den Widerstand W3 an den Ausgangsklemmen 7 der gittergesteuerten Entladungsgefäße des -Reglers. Die zweiten Wicklungen Il der beiden Relais sind in Serie geschaltet und liegen über einen Widerstand W2 an der konstanten Spannungsquelle 4, die gleichzeitig als Vergleichsspannungsquelle der Regeleinrichtung dienen kann. Durch die Gegenamperewindungen der Wicklungen TI der beiden Relais Ri und R2 läßt sich die Ansprechspannungsgrenze dieser beiden Relais auf ein praktisch vernachlässigbares Maß herabdrücken, so daß sie äußerst genau arbeiten und die ihnen zukommende Aufgabe, z. B. die Überwachung von Grenzdrehzahlen und die Einschaltung des Reglers "bei Erreichen einer genau definierten Ausgangsspannung; in hohem Grade erfüllen.
Besonders vorteilhaft und einfach ist die Verwendung von Relais, die in bekannter Weise --mit einer sogenannten Haltewicklung ausgerüstet sind, welche an sich in üblicher Weise die Aufgabe hat, den Anker nach seinem Anzug durch die Arbeitswicklung über einen Selbsthaltekontakt im angezogenen Zustand zu halten. Im Sinne der Erfindung kann diese Haltewicklung zur Erhöhung der Ansprechempfindlichkeit des Relais benutzt werden, indem sie- mit umgekehrter Polarität an eine so hohe konstante Spannung angeschlossen wird, daß die erforderliche Anzahl von Gegenamperewindungen entsteht. °

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Spannungsüberwachung mittels Relais, insbesondere in Drehzahlreglern mit gittergesteuerten Entladungsgefäßen, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais zur Verkleinerung seines Ansprechstreubereiches außer der an der zu überwachenden Spannung liegenden Arbeitswicklung eine an konstanter Gleichspannung liegende Gegenwicklung aufweist. _ '
2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Relais mit Haltewicklung, die durch eine konstante Spannung in dem Arbeitsfluß entgegengesetzter Richtung erregt ist. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 530:23" 765 698; französische Patentschrift Nr. 878 429.