DE962735C - Vorrichtung zur unstetigen Spannungssteuerung, insbesondere zur Flugplatzbeleuchtung - Google Patents

Description

In dem Hauptpatent 935 073 ist eine insbesondere für eine Flugplatzbeleuchtung bestimmte Anlage vorgeschlagen worden mit einem Spannungsteiler, der an eine Speisespannungsquelle gelegt werden kann und mit einer Anzahl von Anzapfungen zur Erzielung verschiedener Spannungen ausgestattet ist und bei dem jede Anzapfung über einen besonderen Schalter, die je mittels eines elektromagnetischen Relais bedient werden, an die Belastung gelegt werden kann, wobei die Erregerwicklung eines jeden Relais durch einen gesonderten Bedienungsschalter mit einer Speisewechselspannungsquelle verbunden werden kann. Bei dieser Anlage ist in die gemeinsame Speiseleitung zur Wechselspannungsquelle die Reihenschaltung einer Selbstinduktion und einer Kapazität bzw. eines Kondensators aufgenommen, die derart bemessen ist (z. B. derart, daß die Reihenschaltung bei der Frequenz der Speisewechselspannung in Resonanz ist), daß im eingeschalteten Zustand von einem der Bedienungsschalter die Spannung an der Reihenschaltung so niedrig ist, daß die verbleibende Spannung an der angeschlossenen Relaiswicklung das betreffende Relais anziehen läßt, wobei jedes elektromagnetische Relais mit einemHilfskontakt versehen ist, der im angezogenen

Zustand des Relais den Kondensator gegebenenfalls über einen Widerstand kurzschließt. Dem Erfindungsgedanken liegt die Erkenntnis zugrunde, daß der Scheinwiderstand eines elektromagnetischen Relais mit offenem Anker beträchtlich niedriger als der des Relais mit angezogenem Anker ist. Hierdurch können die Scheinwiderstände derart gewählt werden, daß nach Kurzschluß des Kondensators die Selbstinduktion einen derartigen Teil der Wechselspannung aufnimmt, ίο daß die Restspannung auf der Erregerwicklung des angezogenen Relais (Wicklung mit hohem Scheinwiderstand, denn der Anker ist angezogen) hinreichendhoch ist, um das Relais angezogen zu halten, auch wenn ein anderer Bedienungsschalter geschlossen wird, wobei die Spannung an der jetzt angeschlossenen Erregerwicklung (mit niedriger Impedanz, denn der Anker ist noch offen) unzulänglich ist, um es ansprechen zu lassen, so daß Kurzschluß eines Teiles des Spannungsteilers nicht stattfinden .kann. Obgleich die geschilderte Anlage sich gut bewährt hat, hat sie den Nachteil, daß, wenn ein anderes Relais eingeschaltet werden muß, das bereits eingeschaltete Relais erst ausgeschaltet werden muß. Dies bedeutet Zeitverlust, was insbesondere bei der Flugplatzbeleuchtung nachteilig sein kann.

Diesem Übelstand wird durch die Erfindung abgeholfen.

Nach der Erfindung ist bei einer Vorrichtung der geschilderten Art das Verhältnis der Scheinwiderstände der Induktivität und der Erregerwicklungen so gewählt, daß beim Parallelschalten einer Erregerwicklung eines Relais mit abgefallenem Anker zu einer Erregerwicklung eines Relais mit angezogenem Anker die Erregerwicklung des Relais mit angezogenem Anker einen zum Halten des Ankers nicht mehr ausreichenden Spannungsanteil erhält und daß als Betätigungsschalter für jedes Relais ein Tastschalter dient und jedes Relais mit einem Haltekontakt versehen ist.

Hierdurch wird somit im wesentlichen ohne Zeitverlust eine selbsttätige Umschaltung von dem einen Relais auf das andere erreicht.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist parallel zu den Erregerwicklungen des Relais ein Hilf skondensator angeschlossen, der derart bemessen ist, daß der Scheinwiderstand dieser Parallelschaltung bei einem Relais mit angezogenem Anker hoch gegenüber dem Scheinwiderstand der vorgenannten Selbstinduktion ist.

Hierdurch wird bei geschlossenem Relais infolge der Spannungsteilung zwischen der Selbstinduktion und dem mit ihr in Reihe liegenden Parallelkreis die Spannung an der betreffenden Erregerwicklung sehr hoch, wodurch die Gefahr des Abfallens des Relais durch Netzspannungsschwankungen wieder kleiner wird.

Zweckmäßig ist der Scheinwiderstand der letztgenannten Parallelschaltung derart kapazitv, daß nach Kurzschluß des Kondensators durch das angezogene Relais in der Reihenschaltung mit der Selbstinduktion die Spannung an der genannten kapazitiven Parallelschaltung und deshalb an der Relaiswicklung höher als die Netzspannung ist, so daß die Gefahr des Abfallens des Relais bei Speisespannungsschwankungen noch geringer wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Anlage mit Fernbedienungsmitteln versehen, mit langen Leitungen zwischen den Bedienungsschaltern und den Relais, wobei die Selbstinduktion und der Kondensator derart bemessen sind, daß die Reihenschaltungen derselben bei der Frequenz der Wechselspannung derart kapazitiv ist, daß diese kapazitive Reihenschaltung in Reihe mit dem Scheinwiderstand der Relaiswicklung bei offenem Anker bei der Frequenz der Wechselspannung wenigstens nahezu in Resonanz ist.

Die von dem Ohmschen Widerstand in den langen Leitungen herbeigeführte Stromstärkenverringerung wird hierdurch mehr oder weniger ausgeglichen. Bei Resonanz wird die Stromstärke maximal, wodurch auch die Spannung an der Relaiswicklung maximal wird und der Anker leichter anzieht.

An Hand einer schematischen Zeichnung wird die Vorrichtung beispielsweise näher erläutert.

Eine Wechselspannungsquelle 1 ist an den Transformator2 gelegt, dessen Sekundärwicklung 3 mit Anzapfungen 4, 5, 6 versehen ist und mithin als Spannungsteiler wirkt. Die Anzapfungen 4, 5, 6 können beliebig über Schalter 7, 8, 9 mit der Belastung, z. B. der Flugplatzbeleuchtung 10, verbunden werden.

Die Schalter 7, 8, 9 sind mit den Ankern 11, 12, 13 je eines elektromagnetischen Relais 14, 15, 16 gekuppelt. Das eine Ende der Erregerwicklungen 17, 18, 19 derselben kann über gesonderte Bedienungsschalter 20, 21, 22 mit einer Klemme der Wechselspannungsquelle 1 verbunden werden. Die Bedienungsschalter werden von Federn normalerweise geöffnet gehalten. Das andere Ende der Erregerwicklungen 17, 18, 19 ist über eine Reihenschaltung einer Selbstinduktion 23 und eines Kondensators 24 an die andere Klemme der Wechselspannungsquelle 1 angeschlossen. Ferner sind die Relais mit Hilfskontakten 25, 26, 27 ausgestattet, die im angezogenen Zustand des betreffenden Relais, z. B. des Relais 14, den Kondensator 24 kurzschließen. Die Selbstinduktion 23 und der Kondensator 24 sind derart bemessen, daß die Reihenschaltung dieser beiden Teile mehr oder weniger mit der Frequenz des Wechselstromnetzes 1 in Resonanz ist.

Die Relais sind je noch mit Hilfskontakten 28, 29, 30 ausgerüstet, mit denen nach Anziehen des Relais infolge des Schließens von einem der Bedienungsschalter, z. B. 20, das Relais erregt gehalten wird, z. B. durch den Hilfskontakt 28.

Nachdem z. B. der Bedienungsschalter 20 geschlossen worden ist, spricht das Relais 14 an, wobei die Erregerwicklung 17 beim Schließen des Schalters 20 noch über die Reihenschaltung der Selbstinduktion 23 und des Kondensators 24 gespeist wird, da der Hilfskontakt 25 vor Ansprechen des Relais 14, also bei abgefallenem Anker 11, noch offen ist. Da die Reihenschaltung mehr oder weniger in Resonanz ist, wird der Erregerwicklung 17, abgesehen von dem ohmschen Spannungsverlust in der Reihenschaltung, die volle Wechselspannung zugeführt, und das Relais zieht an. Infolgedessen werden der Schalter 7, der Hilfskontakt 25 und der Hilfskontakt 28 geschlossen, wie dargestellt.

die Belastung ίο an die niedrigste Spannung gelegt und der Kondensator 24 kurzgeschlossen. Der Bedienungsschalter 20 kann dann freigegeben werden und schnellt selbsttätig in die offene Stellung.
Beispielsweise sei angenommen, daß der Scheinwiderstand einer jeden Erregerwicklung 17, 18, 19 etwa 400 Ω bei offenem Anker und etwa 2500 Ω bei geschlossenem Anker beträgt. Ist nun der Scheinwiderstand der Selbstinduktion 23 z. B. 700 Ω, so übersteigt die Wechselspannung an der Erregerwicklung 17 nach Kurzschluß des Kondensators 24

die volle Netzspannung um etwa —-— = mehr als — .

Wird der Schalter 21 geschlossen, so wird der Erregerwicklung 18 über die Selbstinduktion 23 Spannung zugeführt. Da der Anker 12 noch offen ist, hat die Wicklung 18 einen Scheinwiderstand von 400 Ω. Der Gesamtwiderstand der parallel geschalteten Wicklungen x'j und 18 beträgt dann etwa 345 Ω und die

Spannung darüber

oder ungefähr ein

345 + 700

Drittel des ursprünglichen Wertes, wodurch der Anker 11 des Relais 14 abfällt und die Kontakte 7, 25, 28 geöffnet werden. Hierdurch wird der Kondensator24 wieder in Reihe mit der Selbstinduktion 23 geschaltet und das Relais 15 durch die erhöhte Spannung selbsttätig eingeschaltet.

Die Spannungsquelle, an die der Spannungsteiler 3 angeschlossen ist zur Erzielung der verschiedenen Spannungen an der Belastung 10, kann auch eine Gleichspannungsquelle sein, da der gesamte Relais- und Schaltmechanismus sich lediglich der Wechselspannungsquelle ι bedient.
Der Scheinwiderstand des Relais 15 mit geschlossenem Anker beträgt nun 2500 Ω. Da jetzt ein zweiter Kondensator 31 parallel zur Erregerwicklung 18 liegt, wobei die Kapazität dieses Kondensators z. B. 0,7 μ F beträgt, kann der so gebildete Schwingungskreis bei der Frequenz der Netzwechselspannung in Resonanz sein, so daß der Scheinwiderstand dieses Kreises sehr hoch gegenüber dem Scheinwiderstand der Selbstinduktion 23 von 700 Ω wird. Infolgedessen kommt an der Erregerwicklung 18 eine viel höhere Spannung zu liegen, wodurch die Gefahr des Abfallens des Relais sich bei Netzspannungsschwankungen in hohem Maße verringert.

Eine noch höhere Spannung ist an der Erregerwicklung 18 erreichbar, wenn die Scheinimpedanz des erwähnten Parallelkreises hinreichend kapazitiv ist, so daß in der Reihenschaltung mit der Selbstinduktion 23 die Spannung am Parallelkreis höher als die Netzspannung ist.

Bei Fernbedienung sind die Leitungen zu den Relais sehr lang, z. B. I¹Z₂ km bei Flugplatzbeleuchtung, die einen Ohmschen Widerstand von etwa 80 bis 100 Ω haben können. Der Transformator 2 mit der Selbstinduktion 23, die Kondensatoren 24, 31 und die Relais 17 bis 19 sind nämlich in der Nähe der Rollfelder angeordnet, während die Bedienungsschalter 20 bis 22 viel weiter davon entfernt sind.

Für den Schalter 22 ist dies schematisch angegeben durch die gestrichelten langen Leitungen 32 und den an die Stelle des Schalters 22 getretenen Schalter 33.

Nachdem der Schalter 33 geschlossen worden und das Relais 14 abgefallen ist, liegt die Selbstinduktion 23 und der Kondensator 24 in Reihe mit dem zusätzlichen Ohmschen Widerstand der langen Leitungen 32, so daß die Stromstärke hierdurch geringer ist. Um das Anziehen des Ankers 13 des Relais 16 zu erleichtern, ist die Reihenschaltung von 23 und 24 derart kapazitiv, daß in Reihe mit der Selbstinduktion der Relaiswicklung 19 mit offenem Anker 13 bei der Netzfrequenz wenigstens nahezu der Resonanzfall erhalten wird, wodurch die Stromstärke möglichst hoch und die Spannung an der Erregerwicklung 19 maximal wird und die Speisewechselspannung übersteigen kann.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zur unstetigen Spannungssteuerung, besonders zur Flugplatzbeleuchtung, mit einem Spannungsteiler, der an eine Speisespannungsquelle angeschlossen werden kann und der mit einer Anzahl von Abgriffen zur Entnahme verschiedener Spannungen versehen ist, deren jede über einen getrennten, je mittels eines elektromagnetischen Relais betätigten Schalters an die Belastung angeschlossen werden kann, wobei die Erregerwicklung eines jeden Relais über einen getrennten Betätigungsschalter über eine gemeinsame, die Reihenschaltung einer Induktivität und einer Kapazität enthaltenden Speiseleitung mit einer Speisespannungswechselquelle verbunden werden kann, nach Patent 935 073, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Scheinwiderstände der Induktivität (23) und der Erregerwicklungen (17, 18, 19) so gewählt ist, daß beim Parallelschalten einer Erregerwicklung eines Relais (15, 16) mit abgefallenem Anker (12, 13) zu einer Erregerwicklung eines Relais (14) mit angezogenem Anker (11) die Erregerwicklung des Relais mit angezogenem Anker einen zum Halten des Ankers nicht mehr ausreichenden Spannungsanteil erhält und daß als Betätigungsschalter für jedes Relais ein Tastschalter (20, 21, 22) dient und jedes Relais mit einem Haltekontakt (28, 29, 30) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Erregerwicklung (17 bis 19) der Relais (14 bis 16) ein Hilfskondensator (31) angeschlossen ist, der derart bemessen ist, daß der Scheinwiderstand dieser Parallelschaltung bei einem Relais mit angezogenem Anker hoch gegenüber dem Scheinwiderstand der vorgenannten Induktivität (23) ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheinwiderstand der Parallelschaltung (17 oder 18 oder 19 und 31) derart kapazitiv ist, daß in der Reihenschaltung mit der Induktivität (23) die Spannung an der Parallelschaltung höher als die Netzspannung ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit Fernbedienungsmitteln versehen ist, bei denen lange Leitungen (32) zwischen den Bedienungsschaltern

(33) und den Relais (i6) vorhanden sind, und daß die Induktivität (23) und der Kondensator (24) derart bemessen sind, daß die Reihenschaltung derselben bei der Frequenz der Wechselspannung derart kapazitiv ist, daß diese kapazitive Reihenschaltung in Reihe mit dem Scheinwiderstand der Relaiswicklung bei offenem Anker bei der Wechselspannungsfrequenz wenigstens nahezu in Resonanz ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bemessung derart gewählt ist, daß die über der Relaiswicklung auftretende Spannung infolge der Resonanzerscheinungen die Speisespannung übersteigt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

θ 609 660/339 10.56 (609 «65 4.57)