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Umschaltrelaisanordtmng.
Gegenstand der Erfindung ist eine Umschaltrelaisanordnung, insbesondere zum Zu-und Absehalten von Schaltern (Schützen in einer bestimmten Reihenfolge), unter Verwendung von zwei Relais mit Kippcharakteristik, d. h. Relais, die in jeder einmal erreichten Schaltlage von selbst verharren, solange sie nicht in entgegengesetzter Richtung erregt werden.
Die beiden Relais sind gemäss der Erfindung so zusammengeschaltet, dass das erste Relais in der einen Stellung eines Steuerschalters über Kontakte des zweiten Relais so erregt wird, dass es die gleiche (oder entgegengesetzte) Sehaltlage einnimmt wie das zweite Relais und dass in der andern Stellung des Steuerschalters das zweite Relais über Kontakte des ersten Relais so erregt wird, dass es die entgegengesetzte (oder gleiche) Schaltlage einnimmt wie das erste.
Für die Umschaltrelaisanordnung können als Relais mit Kippeharakteristik Kipprelais verwendet werden, die durch je eine Ein-und Aussehaltspule gesteuert werden und bei kurzzeitiger Erregung einer dieser Spulen in die dieser Spule zugeordnete Schaltlage fallen, in welcher sie auch nach Aufhören der Erregung verharren, bis die andere Spule erregt wird.
Es können auch Klapprelais verwendet werden, die ausser der Erregerwicklung (Anzugswicklung) noch eine Halte-und eine Gegenwicklung tragen und sich dann wie Relais mit Kippcharakteristik verhalten. Die Haltewicklung liegt dauernd an Spannung und ist so bemessen, dass sie das einmal angezogene Relais festhält, das abgefallene aber nicht wieder anziehen kann. Die Gegenwicklung ist so bemessen, dass sie den Einfluss der Haltewicklung kompensiert.
Es können ferner auch Klapprelais verwendet werden, denen eine Kippeharakteristik dadurch aufgezwungen wird, dass sie über einen Widerstand dauernd an Spannung liegen. Der Widerstand ist so bemessen, dass der Erregerstrom der Schaltspule gerade so gross ist, um das einmal angezogene Relais festzuhalten, das abgefallene aber nicht wieder anzuziehen. Das Anziehen der Relais geschieht durch Kurzschliessen der Widerstände, das Abfallen durch Kurzschliessen der Schaltspulen.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. 120 und 130 sind Kipprelais, welche durch einen Druckknopfschalter 170 gesteuert werden. Die Kipprelais besitzen Einschaltspulen
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Zuführungsleitung 1. 36 zur Spannungsquelle angeschlossen. Die andere Zuführungsleitung 137 zur Spannungsquelle wird durch überbrückung des Ruhekontaktes 171 des Druekknopfsehalters 170 mit der Leitung 135, durch Uberbrüekung des Arbeitskontaktes 172 mit der Leitung 125 verbunden. Das zweite
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Leitung 135 angeschlossen. Das zweite Ende der Ausschaltspule 122 des Relais 120 wird über Kontakte 133 bei angezogenem Relais 130 mit der Leitung 135 verbunden.
Das zweite Ende der Einsehaltspule 131 des Relais 130 wird bei angezogenem Relais 120 durch die Kontakte 123 mit der Leitung 125 verbunden. Das zweite Ende der Ausschaltspule 132 des Relais dz wird bei abgefallenem Relais 120 durch Kontakte 124 mit der Leitung 125 verbunden.
Die Schaltung ist in dem Ausführungsbeispiel so getroffen, dass in der Ruhestellung des Druck-
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Leitung 135 und Kontakte 134 erregt und das Relais 120 wird angezogen. Wird der Schalter jetzt nieder- gedrückt, so wird die Einschaltspule 131 des Relais 130 über die Kontakte 172 und 123 erregt, so dass das Relais 130 angezogen wird. Wird der Schalter wieder in seine Ruhestellung gebracht, so wird über die
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maligen Drücken des Schalters wird in ähnlicher Weise das Relais 130 zum Abfallen gebracht. Es erfolgt also bei jeder Betätigung des Druckknopfschalters nur ein Schaltlagenwechsel der Relais 120 und 730, wobei beim Niederdrücken des Druckknopfes das Relais 130 und beim Wiederloslassen das Relais 120 seinen Schaltlagenwechsel vollzieht.
In der Fig. 2 ist die Umschaltrelaisanordnung unter Verwendung von Klapprelais mit Vorschalt- widerständen dargestellt. 2 und 3 sind die Klapprelais mit den Einschaltspulen 22 und 32. Die Einschalt- spulen liegen über Vorschaltwiderstände 21 und 31 an Spannung. Die Vorschaltwiderstände sind so bemessen, dass der Erregerstrom in den Einschaltspulen gerade so gross ist, dass er das einmal angezogene
Relais festhalten, das abgefallene Relais aber nicht wieder anziehen kann. Die Erregerspule 22 des Re- lais 2 wird, wenn das Relais 3 abgefallen ist und der Druckknopfschalter 170 in der Ruhestellung steht, über die Ruhekontakte 171 und Kontakte 34 des Relais 3 kurzgeschlossen.
Die Einschaltspule 32 des
Relais 3 wird bei angezogenem Relais 2 über die Kontakte 23 und 172 kurzgeschlossen, wenn der Druckknopfschalter 170 niedergedrückt ist. Bei angezogenem Relais 3 wird der Widerstand 21 des Relais 2, wenn der Druckknopfsehalter in der Ruhestellung steht, über die Kontakte 171 und 3. 3 kurzgeschlossen, während der Widerstand 31 des Relais 3 bei niedergedrücktem Druckknopfschalter und abgefallenem Relais 2 über die Kontakte 24 und 172 kurzgeschlossen wird.
Die Anordnung ist bei diesem Ausführungsbeispiel so getroffen, dass in der Ruhestellung des Druckknopfschalters beide Relais die gleiche Schaltlage einnehmen. Ist z. B. das Relais. 3 abgefallen, so wird die Erregerspule 22 des Relais 2 über die Ruhekontakte 171 des Druckknopfschalters 170 und die Kontakte 34 des Relais 3 kurzgeschlossen, so dass das Relais 2 abfällt. Ist dagegen das Relais 3 angezogen, so wird durch die Kontakte 171 und 33 der Vorschaltwiderstand 21 des Relais 2 kurzgeschlossen, so dass auch das Relais 2 angezogen sein muss. Umgekehrt wird beim Niederdrücken des Druckknopfschalters das Relais 3 in die entgegengesetzte Lage gesteuert wie 2. Sind z.
B., wie in der Figur dargestellt, beide Relais abgefallen und wird der Druckknopfschalter niedergedrückt, so wird der Vorschaltwiderstand 31 des Relais 3 über die Kontakte 172 und 24 kurzgeschlossen, so dass das Relais 3 angezogen wird. Wird der Ruhekontakt des Druckknopfschalters wieder geschlossen, so folgt das Relais 2 dem Schaltlagewechsel des Relais 3, wie schon beschrieben, nach. Beim nochmaligen Niederdrücken des Druckknopfschalters wird die Erregerspule 32 des Relais 3 über die Kontakte 172 und 23 kurzgeschlossen, so dass das Relais 3 abfällt.
Eine Betätigung des Druckknopfschalters hat immer nur einen Schaltlagenweehsel der Relais 2 und 3 zur Folge, wobei beim Niederdrücken des Druckknopfschalters stets das Relais 3 seine Schaltlage wechselt und in der Ruhestellung des Druckknopfsehalters das Relais 2 dem Relais 3 in seiner Schaltlage nachfolgt.
Die Anordnung kann auch so getroffen werden, dass in der Ruhestellung des Schalters das Relais, 9 die entgegengesetzte Lage einnimmt wie 3.
Bei Verwendung von Klapprelais für die Umschaltrelaisanordnung, die ausser der Anzugswicklung noch eine Halte-und Gegenwicklung tragen, ist die Schaltung ähnlich wie bei Verwendung der Kipprelais in Fig. 1. Die Haltewicklung liegt dauernd an Spannung. Die Schaltung der Anzugs-bzw. Gegenwicklungen der Klapprelais für die Umschaltrelaisanordnung entspricht der Schaltung der Ein-bzw.
Ausschaltspulen der Kipprelais für die Umschaltrelaisanordnung.
Die Umschaltrelaisanordnung lässt sich bei allen Steuerungen verwenden, bei denen durch Drücken und Wiederloslassen eines Druckknopfes jedesmal nur ein Schaltschritt hervorgerufen werden soll. Sie kann auch von verschiedenen Stellen aus mittels Druckknopfschalter gesteuert werden, wobei die Ruhekontakte der Druckknopfschalter hintereinander, die Arbeitskontakte parallel geschaltet sind.
Die Umschaltrelaisanordnung lässt sich auch bei allen Steuerungen verwenden, wo einzelne Schalter (Schütze) mit einer bestimmten Zeitverzögerung nacheinander geschaltet werden. Die Umschaltrelaisanordnung wird dann zweckmässig durch einen Selbstunterbreeher (Selbstkurzschliesser) zum periodischen Schaltlagenweehsel angeregt, wobei der Selbstunterbrecher ähnlich wie der Druekknopfsehalter einen Ruhe-und einen Arbeitskontakt besitzt.
In Fig. 3 ist eine Steuereinrichtung dargestellt, bei der das Ein-und Ausschalten einzelner Kippschütze durch zwei Druekknopfsehalter 170 und 180 unter Verwendung der in Fig. 2 dargestellten Umschaltrelaisanordnung erfolgt. An der Sammelleitung n liegt das eine Ende der Einsehaltspulen 41
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Die Umschaltrelaisanordnung besteht aus den beiden Klapprelais 2 und 3 mit den Vorschaltwiderständen 21 und 31. Die Relais sind, wie schon früher beschrieben, geschaltet. Die Bezeichnungen stimmen
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takte sind hintereinander geschaltet und bewirken, dass bei ihrer Überbrückung das Relais 2 die gleiche Schaltlage einnimmt wie das Relais 5. Durch Schliessen der Arbeitskontakte 172 des Druckknopfschalters 170 oder der Arbeitskontakte 182 des Druckknopfsehalters 180 wird bei abgefallenem Relais 2 der Vorsehaltwiderstand 31 des Relais 3 kurzgeschlossen, so dass dieses Relais angezogen wird.
Durch Überbrückung der Arbeitskontakte 172 des Druckknopfschalters 170 oder der Arbeitskontakte 182 des Druckknopfsehalters 180 wird bei angezogenem Relais 2 die Erregerspule 32 des Umschaltrelais 3 kurzgeschlossen, so dass dieses abfällt. Der Druckknopfschalter 170 legt beim Niederdrücken durch Über-
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Um am Ende eines Regulierbereiches, wenn alle Schütze eingeschaltet sind, zu verhindern, dass durch nochmaliges Niederdrücken des Druckknopfschalters 170 die Zuordnung zwischen der Schaltlage des Relais 3 und den einzelnen Stufen verlorengeht, sind Endverriegelungskontakte 63 am Schütz 6 vorgesehen. In entsprechender Weise sind für den Druckknopfschalter 180 Endverriegelungskontakte 46 am SchÜtz 4 vorgesehen.
In dem Ausführungsbeispiel ist ferner noch ein Relais 110 vorgesehen, das beim Ansprechen die Erregerspule 114 des Relais 113 an Spannung legt. Das Relais 11 verbindet nach seinem Ansprechen durch Überbrückung der Kontakte 115 die beiden Sammelleitungen 10 und 11 miteinander, so dass beide Sammelleitungen über die Kontakte. 35 bzw. 36 mit dem einen Pol der Spannungsquelle verbunden sind. Gleichzeitig schliesst das Relais 113 noch den Kontakt 116, wodurch die Ein- schaltleitung 14 mit dem andern Pol der Spannungsquelle verbunden wird, so dass die Schütze ohne Zeitverzögerung eingeschaltet werden.
Gleichzeitig unterbricht es durch die Kontakte 117 die Verbindung der Einsehaltspulen der Umsehaltrelais. 2 und 3 mit der Spannungsquelle 118, so dass diese beiden Relais abfallen.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende : Sind, wie im Schaltbild dargestellt, sämtliche Schütze ausgeschaltet und die Relais 2 und 3 angezogen, so wird beim Niederdrücken des Druckknopfes 170 die "Ein"-Steuerleitung 14 an Spannung gelegt und die Erregerspule 32 des Relais 3 über die Kontakte 172, . 6. 3 und 2. 3 kurzgeschlossen, so dass das Relais 3 abfällt und die Sammelleitung 11 an Spannung legt. Dadurch wird ein Stromkreis für die Einschaltspule 41 des Schützes 4 von der Batterie 118 über die Arbeitskontakte 173 des Druekknopfschalters 170, ,,Ein"-Steuerleitung 14, Spule 41, Sammelleitung 11 und Kontakte 36 des Relais 3 zurück zur Batterie geschlossen.
Das Schütz 3 zieht an und legt durch Über-
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schaltspule 141 des Stufenschalters 140 an Spannung. Der Schalter 140 wird eingeschaltet und öffnet durch die Selbstunterbrechungskontakte 143 den Stromkreis seiner Einsehaltspule. Wird jetzt der Druckknopfschalter wieder losgelassen, so wird durch Überbrückung der Ruhekontakte 171 die Einschaltspule 22 des Relais 2 über die Kontakte 34 und 171 kurzgeschlossen, und das Relais 2 fällt ab.
Wird der Druckknopfschalter 170 nochmals niedergedrückt, so wird der Vorsehaltwiderstand 31 des Relais 3 über die Kontakte 63, 172 und 24 kurzgeschlossen, so dass das Relais 3 angezogen wird und die Sammel-
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maliges Drücken des Druckknopfsehalters wird in ähnlicher Weise Schütz 6 und Schalter 160 eingeschaltet.
Sind alle drei Schütze eingeschaltet, so wird durch nochmaliges Niederdrücken des Druekknopfschalters 170 das Relais 3 nicht mehr zum Schaltlagenwechsel angeregt, da nach dem Anziehen des letzten Kippschützes 6 dieses die Endverriegelungskontakte 63 unterbrochen hat, so dass die Leitung, welche vom Knotenpunkt zwischen dem Vorsehaltwiderstand. 37 und der Erregerspule 32 des Relais 3 ausgeht und über die Kontakte 63 des Schützes 6 zum Arbeitskontakt 172 des Druckknopfschalters 170 führt, unterbrochen ist.
Das Ausschalten der Schütze erfolgt in ähnlicher Weise durch Betätigung des Druckknopfschalters 180.
Sind alle Schütze ausgeschaltet, so ist ein nochmaliges Niederdrücken des Druckknopfschalters 180 wirkungslos, da durch die Endverriegelungskontakte 46 die Leitung, welche vom Arbeitskontakt 182 zum Knotenpunkt zwischen dem Vorschaltwiderstand 31 und Einschaltspule 32 führt, unterbrochen ist.
An Stelle der Kippschütze können auch Klappschütze mit einer zusätzlichen Halte-und Gegenwicklung verwendet werden. Die Steuereinrichtung kann auch so getroffen werden, dass die Schalter unmittelbar gesteuert werden.
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In Fig. 4 ist dieselbe Steuereinrichtung wie in Fig. 3 dargestellt, nur mit dem Unterschied, dass das Einschalten aller Schütze nicht von Hand, sondern in Abhängigkeit von einer zu überwachenden
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dem andern Sinne die Einschaltspule 81 des Aussehaltrelais 8 an Spannung. Die bei der selbsttätigen Regulierung zur Vermeidung von Überregulierullgen erforderliehe Zeitverzögerung zwisehen den einzelnen Schaltschritten wird durch einen Selbstkurzschliesser 9 geregelt, dessen Erregerkreis über eine Drossel 97
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an Spannung gelegt werden kann.
Der Selbstkurzschliesser besitzt Kontakte 9. 3 und M, welche dieselben Funktionen erfüllen wie die Ruhekontakte 171, 181 und die Arbeitskontakte 172, 182 der Druckknopfschalter 170 und 180 der Fig. 3. Wird der Selbstkurzsehliesser erregt, so wird er nach einer gewissen Zeit angezogen und schliesst durch Überbrüekung der Kontakte 95 seine Erregerspule über die Drossel 97 kurz, so dass er nach einer gewissen Zeit wieder abfällt und das Spiel von neuem beginnt. Die Periodendauer des Selbstkurzschliessers kann durch eine Kurzschlusswicklung 92 vergrössert werden. Zweckmässig wird die Kurzschlusswickhmg über einen veränderlichen Widerstand geschlossen, um die Periodendauer einzustellen.
Die Periodendauer kann auch eingestellt werden durch eine Vorrichtung, welche eine Änderung des Luftspaltes des Selbstkurzschliessers bei angezogenem Anker gestattet. Die Periodendauer kann ferner dadurch geändert werden, dass der Luftspalt der Drossel 97 im Erregerkreis zweckmässig durch eine Vorrichtung einstellbar gemacht wird. Es kann aber auch auf der Drossel eine Sekundär-
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kontakte 83.
In der Zuleitung zum Netz ist in dem Ausführungsbeispiel ein Zeitrelais in Selbstunterbreeherschaltung, z. B. ein thermisches Relais 111, vorgesehen, das bei längerer Erregung einer Schaltspule diese Leitung öffnet und eine Alarmvorrichtung 112 auslöst.
Das erste Schütz besitzt Endverriegelungskontakte 46,'die beim Abfallen des Schützes den Stromkreis der Erregerspule 81 des Aussehaltrelais 8 unterbrechen. Ebenso besitzt das Schütz 6 End- verriegelungskontakte 63, durch welche beim Anziehen dieses Schützes der Stromkreis der Einsehaltspule 71 des Einschaltrelais 7 unterbrochen wird. Die Endverriegelungskontakte 46 und 63 werden durch Kontakte 96 des Selbstkurzschliessers periodisch überbrückt, um am Ende eines jeden Regulierbereiches zu verhindern, dass ein periodisches Anspringen und Wiederloslassen des jeweils letzten Schützes erfolgt.
Ferner ist in dem Ausführungsbeispiel noch ein Relais 110 vorgesehen, das beim Ansprechen die Einschaltspule 114 des Relais 113 an Spannung legt. Dieses Relais 113 schliesst bei seinem Ansprechen die Kontakte 115 und 116. Durch Schliessen der Kontakte 115 werden die beiden Sammelleitungen 10 und 11 miteinander verbunden, so dass sie beide über die Kontakte 35 bzw. 36 mit dem einen Pol der Spannungsquelle in Verbindung stehen. Durch Schliessen der Kontakte 116 wird die Ein"-Steuer- leitung 14 mit dem andern Pol der Spannungsquelle verbunden. Bei seinem Ansprechen hat das Relais 11. 3 die Kontakte 117 geöffnet, durch welche die Zuleitung des Steuerrelais 12 zur Spannungsquelle unterbrochen wird.
Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist ähnlich wie die der vorher beschriebenen Stenerein- richtung mit Druckknopfbetätigung.
In Fig. 5 ist eine Steuereinrichtung dargestellt unter Verwendung von Klappschützen 40, 50, 60.
Jedes Klappschütz besitzt einen Vorschaltwiderstand 247,257, 267, welcher so bemessen ist, dass der Strom in der Anzugswicklung 241, 251, 261 so gross ist, dass es das einmal angezogene Schütz festhalten, das abgefallene aber nicht wieder anziehen kann. Ferner besitzt jedes Schütz noch eine Gegenwieklung242,
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riegelungskontakte 256 des Schützes 50 das zweite Ende der Gegenwieldung 242 des Schützes 40. An der andern Aussehaltleitung 215 liegt über Verriegelungskontakte 266 das zweite Ende der Gegenwicklung 252 des Schützes 50. Die Schütze können ähnlich, wie bei Fig. 3 und 4 beschrieben, Stufenschalter steuern.
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das Relais 2 zum Schaltlagenwechsel angeregt wird.
Durch die Arbeitskontakte 172 wird über die End- verriegelungskontakte 263 und durch die Arbeitskontakte 182 wird über die Endverriegelungskontakte 246
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einrichtungen, die bei Fig. 4 und 5 beschrieben worden sind.
Die beschriebenen Steuereinrichtungen können zur stufenweisen Regelung elektrischer Maschinen, Apparate oder Fernleitungen Anwendung finden. Das Einschalten der einzelnen Schaltstufen der Steuereinrichtungen kann, wie beschrieben, entweder von Hand oder in Abhängigkeit von einer zu überwachenden elektrischen Grösse selbsttätig erfolgen. Es können bei den Steuereinriehtungen aber auch beide Steuerungsmöglichkeiten gleichzeitig vorgesehen sein, wobei dann durch einen Umschalter auf Hand- oder auf selbsttätige Steuerung umgeschaltet werden kann.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. umschaltrelaisanordnung, insbesondere zum Zu-und Absehalten von Schaltern (Schützen), in einer bestimmten Reihenfolge, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Relais, deren bewegliche Systeme auch nach Aufhören des den Schaltlagenwechsel hervorrufenden Vorganges in jeder ihrer beiden Schaltstellungen von selbst verharren, so zusammengesehaltet sind, dass in der einen Stellung des Steuerschalters das erste Relais über Kontakte des zweiten Relais so erregt wird, dass es dieselbe (oder entgegengesetzte) Sehaltlage einnimmt wie das zweite Relais, und dass in der andern Stellung des Steuerschalters das zweite Relais über Kontakte des ersten so erregt wird, dass es die entgegengesetzte (bzw. gleiche) Schaltlage einnimmt wie das erste.