DE1763563A1 - Statische Zeitrelais - Google Patents

Description

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget 7 äs t e ras /Schweden

. Statisches Zeitrelais

Bei Zeitrelais mit einem RC-Kreis bei denen die Auslösung des Relais vom Ladevorgang des Kondensators im EG-Kreis bestimmt ist, ist es bekannt, den RC-Kreis als in einem Zweig einer Brückenschaltung anzuordnen, deren anderer Zweig einen Potentiometerkreis zur Einstellung des Ladeniveaus des Kondensators enthält. Die Diagonale der Brücke enthält den Basis-Emitterteil eines Transistors und ist am RC-Kreis zwischen dem Widerstand und dem Kondensator angeschlossene Der Anschluß an den Potentiometerkreis erfolgt über den beweglichen Kontakt des Potentiometers. Der Kollektor des Transistors ist an einem Element zum Steuern des Stromes zur Magnetisierungswicklung des Relais angeschlossen., -

Auf Grund des unvermeidlichen Spannungsabfalles im Basis-Emitterkreie des Transistors öffnet der Transistor nicht, bevor die Kondensatorspannung auf einen Wert gestiegen ist, der dem genannten Spannungsabfall entspricht_o Die kürzeste Zeit, auf die das iielais eingestellt werden kann, ist des-

109820/0692

BAD

halb gleich der Summe der eigenen Funktionszeit des Relais und der Zeit, die der Kondensator benötigt, um auf eine Spannung·geladen zu werden, die gleich dem Basis-Emitterspannungsabfall des Transistors im Brückenzweig ist»

Die Erfindung betrifft ein Zeitrelais der oben angegebenen

die
Art, bei dem/totale Zeit gleich der eigenen Funktionszeit des Heiais gemacht werden kann» Das wesentliche Kennzeichen des erfindungsgemäßen Relais ist, daß in dem Teil des RC-Kreises, der den Kondensator enthält, ein Kompensierungswiderstand eingeschaltet ist, dessen Risistanz einen solchen Wert hat, daß bei einem Auslösevorgang der Spannungsabfall über dem Widerstand gleich dem Vorspannungsabfall der Diagonale isto Dadurch wird der Zuschuß zur Auslösezeit des Relais beseitigt, der eine unvermeidliche Folge davon ist, daß der Kondensator auf die Spannung geladen werden muß, die dem Basis-Emitterspannungsabfall des Transistors, wenn dieser leitend wird, enispricht, wie es bei bekannten Relaisschaltungen der Fall ist.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen eines Zeitrelais nach der Erfindung gezeigt, hierin zeigen Fig» 1 eine Schaltung für kürzere Zeiten und Fig_o 2 ein Zeitrelais für längere Zeiten,,

109820/Π692

Bei der in 1"¹Ig₀ 1 gezeigten Ausführungsform umfaßt das Zeitrelais einen RO-Kreis, der aus einem Widerstand R und einem Kondensator 0 besteht. Zwischen einem Punkt 1 und dem Konden~ sator 0 ist ein Widerstand R1 eingeschaltet. Das andere Ende des RC-Kreises ist an einen Punkt 2 angeschlossen, der mit dem Minuspol der Speisespannungsquelle des Relais der Spannung U verbunden isto Zwischen den Punkten 1 und 2 ist weiter ein Potentiometerkreis· angeschlossen, der aus einem festen Widerstand R2 und einem Potentiometer P mit einem beweglichen Kontakt 3 besteht. Der bewegliche Kontakt 3 ist mit dem "

Emitter 4 eines ersten Transistors 11 verbundene Die Basis--5 des Transistors ist mit dem RG-Kreis in einem Punkt 6 zwischen dem Widerstand und dem Kondensator verbunden. Der Kollektor 7 des Transistors ist über einen Widerstand R3 mit der Basis 8 eines zweiten Transistors T2 verbunden. Der Emitter 9 des Transistors ist mit dem Minuspol verbunden, während der Kollektor 10 des Transistors über die Magnetisierungswicklung Ij mit dem dem Kondensator G zugewendeten Ende des Widerstandes RT in einem Punkt 11 verbunden ist«. ä

Parallel zum Potentiometerkreis liegt ein Kreis, der eine Diode D und einen Widerstand R4 umfaßt. Ein Punkt 12 zwischen der Diode und dem Widerstand ist mit einem Punkt zwischen der Relaiswicklung L und dem Transistor T2 verbunden. Dieser Kreis hat mehrere wichtige Aufgaben. Sobald das Relais an die Spannungsquelle geschaltet ist, liegt die Spannung U überdem Be-

109820/0632

grenzungswiderstand R5, dem Widerstand R1, der Relaiswicklung L und dem Widerstand R4. Durch zweckmäßige Bemessung der Widerstände, vor allem des Widerstandes R1, wird über diesem eine Spannung liegen, die von derselben GrößenOrdnung ist wie die Spannung im Basis-Emitterkreis des Transistors T1„ Dies bringt mit sich, daß der Transistor zu leiten beginnt, sobald der Kondensator C eine Spannung erreicht hat, die der Einstellung des Potentiometers P entspricht,, Die Spannung über dem Widerstand R1 kompensiert dadurch den Basis-Emitterspannungsabfall ^ im Transistor. Wenn der Kontakt 3 des Potentiometers in seine oberste Lage gestellt wird, spricht das Relais im Prinzip momentan an, was nicht geschehen kann, wenn der Kompensierungswiderstand R1 nicht vorhanden ist, weil der Kondensator erst auf eine Spannung geladen werden muß, die der Basis-Emitterspannung im. Transistor entspricht.

Wenn, das Relais anspricht und danach von der Spannungsquelle weggeschaltet wird, muß sich die in der Relaiswickiung L gespeicherte induktive Energie entladen. Dies erfolgt durch den ^ Kreis D, R1, L₀ Der dabei entstehende Spannungsstoß beschleunigt wesentlich die Entladung des Kondensators über R1, P, den Basis-Emitterkreis von T1 und 0. Der V7iderstand R1 bewirkt somit eine besonders schnelle Entladung des Kondensators, so daß die V/ieder-einschaltzeit des Relais kurz und außerdem völlig unabhängig vom Durchlaßspannungsabfall des Basis-Emitterkreises des Transistors T1 wird.

- 5 -109820/0692

⁷⁴ BADORiQINAl

Der Widerstand R1 ergibt einen weiteren Vorteil beim Ansprechen des Relais. Wenn die Kondensatorspannung auf einen solchen lfö*t gestiegen ist, daß der Transistor T2 zu leiten beginnt, nimmt der Strom durch Ri und L zu und die Spannung über R1 steigt« Dabei steigt auch die Spannung auf der Basis des Transistors T1, und die Aussteurung der beiden Transistoren wird größer. Durch dieses Zusammenwirken erhält man eine positive Wiedereinschaltung, und die Transistoren 11 und T2 arbeiten als Schalter, was u.a. zur Folge hat, daß die Streuung der Punktions zeit ganz vernachlässigbar wird.

Die Spannung des Relais wird mit Hilfe der Zenerdiode Z parallel mit D und R4 stabilisiert.

Fig. 2 zeigt eine etwas abgeänderte Ausführungsform der Erfindung. Die Spannung U liegt hier über den Widerständen R5, R6 - ■ und R1 sowie über der Zenerdiode Z. Der Kompensierungswiderstand R1 ist/dabei so bemessen, daß die Spannung über diesem ungefähr 1 Volt beträgt. Die Sperrspannung der Zenerdiode ist ca„ 18 Volt. Im Diagonalteil zwischen dem Potentiometer P und dem Punkt 6 im RC-Kreis ist eine Diode D5 eingesetzt, die es ermöglicht, eine höhere Spannung des Kondensators im Rö-Kreis und damit eine längere Zeiteinstellung für das Zeitrelais zu verwenden. Die höhere Sperrspannung des Diagonalkreises wird von der Diode ü-3 aufgenommen und schützt dadurch den Transistor» Im Potentiometerkreia nind vier Dioden D4 eingeschaltet, die zusammen einen llpannun^uabfall von ca. 2 Volt in der Leitrichii ergeben, urn den Jpannun^aabfall über dem Widerstand R1 und

109820/0692 - 6 -

ί ! ■'■■■ £,'.-

der Diode D1 und dem Thyristor Ty bei Relaisfunktion zu kompensierenο

Der Kollektor 7 des Transistors T1 ist über den Widerstand R3 an der Basis 8 des Transistors T2 angeschlossen, der parallel zu der Zenerdiode über die Widerstände R7 und R8 eingeschaltet ist» Der Emitter 9 des Transistors ist an die Steuerelektrode eines Thyristors Ty geschaltet.

Die Relaiswicklung I ist in Reihe mit dem Thyristor geschaltet. Der Verbindungspunkt 14 zwischen ihnen ist am Punkt 11 zwischen dem Widerstand R1 und Kondensator G im RC-Kreis über eine Diode D1 angeschlossen. Weiter ist die Relaiswicklung L parallel zu einer zweiten Diode D2 geschaltete Ein Kondensator 01, parallel zu I und Ty, bewirkt, daß bei Einschaltung des Relais die Spannung über diesem mit einer gewissen Verzögerung erhalten wird, die teils als Spannungsderivataschutz für den Transistor notwendig ist, und teils, um zu verhindern, daß die Ausgangskapazität der Transistoren einen Synchronisierungsimpuls zum Thyristor weitergibt,

Das Zeitrelais wird an die Spannung U angeschlossen, die 110 V beträgt. Mittels des Spannungsteilers R5, R6, *R1 und Z erhält man über L und Ty ungefähr 100 V„ Über R1 liegen ca. 1 V und über der Zenerdiode ca. 18 V» Der Kondensator G im RO-Kreis beginnt über R aufgeladen zu werden. Allmählich entspricht die Spannung des Kondensators der über dem Potentiometer P einge-

109820/0692 - 7 -

BAD ORIGINAL

stellten Spannung. Der Durchlaßspannungsabfall in T1 und D3 wird von der Spannung über R1 kompensierte Dann wird T/1 leitend und kann seinerseits den zweiten Transistor T2 aussteuern, der einen Synchronisierungsimpuls an den Thyristor Ty sendet. Die "Widerstände R7 und R8 geben eine zweckmäßige Spannungsteilung für eine Synchronisierung des Thyristors.

Wenn-der Thyristor zündet, -sinkt seine Anodenspannung momentan von 100 V auf ca. 0,5 Vv Das Relais spricht an und die Diode DI öffnet sich und übernimmt den Strom, der früher die Zenerdiode gespeist hat, so daß die Spannung über dieser von 18 V auf 1 7 sinkt. Der Kondensator G entlädt sich über RI, P,T1 und D3, und die Entladung wird so weit getrieben, daß'die Kondensatorspannung Null wird. Der Durchlaßspannungsabfall in T1 und D3 wird vom Spannungsabfall über R1 kompensiert. Die Dioden D4 nehmen zusammen 2 V auf, dies bewirkt, daß das Potentiometer P spannungslos und die Entladung des Kondensators unabhängig von der Einstellung auf P wird. Die Dioden haben auch eine temperaturkompensierende Aufgabe«

103820/0692

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Zeitrelais mit einem RG-Kreis und einem Potentiometerkreis, bei dem der RC-Kreis den einen und der Potentiometerkreis den anderen von zwei paraljien Zweigen einer Widerstandsbrücke bildet,· deren Diagonale den BasLs-Emitterteil eines Transistors enthält, am RÖ-Kreis zwischen dessen Widerstand und Kondensator und am beweglichen Kontakt des Potentiometers angeschlossen ist, während der Kollektor des Transistors an einem Steuerelement zur Steuerung des Stromes zur Magnetisierungswicklung des Relais angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Teil des RO-Kreises, der den Kondensator (0) enthält, ein Kompensierungswiderstand (R1) eingeschaltet ist, dessen Resistanz einen solchen Wert hat, daß bei einem Auslösungsvorgang der Spannungsabfall über dem Kompensierungswiderstand gleich dem Durchlaßspannungsabfall ist ο

   2, Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement zur Steuerung des Stromes aus einem zweiten Transistor (T2) besteht, dessen Emitter-Kollektorkreis die Relaiswioklung (I) und den Kompensierungswiderstand (R1) enthält.

   3o Zeitrelais nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Reihenschaltung des zweiten Transistors (T2), der Relaiswicklung (L), und dem Kompensierungewiderstand (R1) eine Diode (D) und ein Widerstand (R4) eingeschaltet sind, wobei diese beiden Zweige so miteinander verbunden sind, daß die Diode. (D) parallel zu der Relaiswicklung und dem iCompensierungswider-

   109820/0692

   stand (Rl) ist, während der Widerstand (R4) parallel zu dem zweiten Transistor (T2) ist_o

   4-c Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonale auch eine Diode (D3) enthält, die zwischen dem Transistor (TI) und dem RO-Kreis eingeschaltet ist»

   5. Zeitrelais nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement zur Steuerung des Stromes zur Magnetisierungswicklung (L) des Relais aus einem Thyristor (Ty) besteht, dessen Steuerelektrode an einem zweiten Transistor (T2) angeschlossen ist, der wiederum vom Transistor (T1) in der Diagonale gesteuert wird ο

   6. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zenerdiode (Z) mit dem Kondensator (G) und Widerstand (R) im RG-Kreis parallelgeschaltet isto

   7e Zeitrelais nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der * Potentiometerkreis mehrere Dioden (D4) enthalte

   109820/0692

   Leerseite