DE1149788B

DE1149788B - Anordnung zum Herabsetzen des Erregerstromes von elektromagnetisch steuerbaren, mit Haltestrom arbeitenden elektrischen Schaltern nach Ablauf des Einschaltvorganges

Info

Publication number: DE1149788B
Application number: DEJ18902A
Authority: DE
Inventors: Ward James Gieffers
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1960-02-19
Filing date: 1960-10-21
Publication date: 1963-06-06
Also published as: GB906852A; US3116441A

Description

Bei elektrischen Steuerungs- und Schaltsystemen ist es sehr oft erforderlich, eine große Anzahl von elektrischen Einrichtungen, z. B. Relais, Spulen oder ähnliche Verbraucher, einzuschalten und dann im eingeschalteten Zustand zu halten. Bei Kleingeräten, insbesondere bei tragbaren Geräten, soll die Größe der verwendeten Bauelemente möglichst klein sein. Ein charakteristisches Merkmal dieser Einrichtungen ist, daß sie durch Ströme kleinerer Größe in dem betätigten Zustand gehalten werden können, als für ihre Betätigung erforderlich war. Um nun elektrische Leistung zu sparen und um Batterien kleiner Größe verwenden zu können, sind schon Versuche unternommen worden, den Strom für die Einrichtung nach ihrer Betätigung zu reduzieren. Die Einschaltung eines Widerstandes in den Stromkreis einer Relaiswicklung mittels eines Hilf skontaktes hat den Nachteil, daß mehr mechanisch bewegte Teile enthalten sind und die Anordnung dadurch unzuverlässiger wird. Der Kurzschluß des Teiles einer Relaiswicklung im Ruhezustand und die Einschaltung dieses Teiles nach der Betätigung durch einen Hilfskontakt hat ebenfalls die Nachteile der obenerwähnten Anordnung und bringt außerdem noch eine Verzögerung der Betätigung mit sich. Es wurde auch schon ein durch einen Kondensator überbrückter Widerstand in den Relaiskreis eingeschaltet. Dieser Kreis hat den Nachteil, daß in gewissen Fällen der Kondensator sehr groß wird und daher sehr viel Raum beansprucht.

Aus diesen Gründen ist es erwünscht, eine Schaltungsanordnung zur Steuerung von elektrischen Einrichtungen der vorgenannten Art zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet, wirklich unverzögert arbeitet und nur Teile kleiner Größe verwendet und daher zur Miniaturisierung der Steuereinrichtungen geeignet ist.

Die Schaltungsanordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom den Arbeitsstromkreis eines Transistors bildet, dessen Kollektor-Emitter-Ausgang durch einen Begrenzungswiderstand überbrückt ist und dessen Basis über einen Kondensator und einen Gleichrichter an den die Steuerspannung führenden Pol angeschlossen ist. Nach weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist als Ladungsspeicher ein Kondensator verwendet, der beim Abschalten der Arbeitsspannung über eine ihm parallel geschaltete Reihenschaltung aus Widerstand und Gleichrichter entladen wird. Zur Begrenzung des Ausgangsstromes ist ein Widerstand parallel zu dem steuerbaren Widerstand geschaltet. Der Lastkreis und der Entladekreis des Kondensators ist im Abschaltezustand durch einen Gleichrichter voneinander ent-

Anordnung zum Herabsetzen

des Erregerstromes von elektromagnetisch

steuerbaren, mit Haltestrom arbeitenden

elektrischen Schaltern nach Ablauf

des Einschaltvorganges

Anmelder:

International Standard Electric Corporation, New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Ciaessen, Patentanwalt,
Stuttgart W, Rothebühlstr. 70

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 19. Februar 1960 (Nr. 9804)

Ward James Gieffers, Chicago, 111. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden

koppelt. Bei der Entladung des Kondensators ist der Ladewiderstand des Kondensators durch einen Gleichrichter kurzgeschlossen, so daß auch Entladekreis und Steuerkreis des steuerbaren Widerstandes entkoppelt sind.

Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es wird dabei ein Relais verwendet.

Das Relais hat eine Arbeitswicklung 2 und einen normalerweise geöffneten Kontakt 2 α, der dann wiederum zur Steuerung eines gleichaufgebauten Stromkreises verwendet werden kann. Die Wicklung 2 des Relais ist über den geöffneten Kontakt des Schalters 4 und der Kollektor-Emitter-Strecke C-E des Transistors 6 mit dem positiven Pol 8 und direkt mit dem negativen Pol 10 der Versorgungsspannung verbunden. Der Schalter 4 ist als manuell betätigbare Drucktaste dargestellt, es können jedoch auch automatisch betätigbare Schalter eingesetzt werden. Der Steuerkreis des Transistors führt von dem Verbindungspunkt von Schalter 4 und Kollektor C über den stromrichtungsabhängigen Widerstand 12, z. B. eine Diode, den Kondensator 14, Basis B und Kollektor C zu dem Verbindungspunkt von Relaiswicklung 2 und negativem Pol

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10 der Versorgungsspannung. Der Verbindungspunkt von Kondensator 14 und Widerstand 16 ist mit der Basis B des Transistors verbunden. Ein Entladekreis für den Kondensator 14 führt von dessen oberem Anschluß über Widerstand 18 und über den stromrichtungsabhängigen Widerstand 20, z. B. eine Diode, zu dem anderen Anschluß des Kondensators. Der Strombegrenzungswiderstand 22 ist der Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors parallel geschaltet.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist wie folgt: An den Klemmen 8 und 10 ist eine Gleichspannung angeschaltet. Ist der Schalter 4 geöffnet, dann fließt kein Strom, die Basis B und der Emitter E des Transistors liegen auf demselben Potential. Der Transistor ist daher hochohmig. Wird der Schalter 4 geschlossen, dann fließt ein Strom von dem positiven Pol 8 über den Schalter 4, die Diode 12, den Kondensator 14 und den Widerstand 16 zu dem negativen Pol 10 der Spannungsquelle. An dem Widerstand 16 fällt eine große Spannung ab, die zur Basis B des Transistors gelangt und diesen leitend macht, d. h. niederohmig. Die Speisung des Transistors und damit des Relais erfolgt über Anschluß 8, Kollektor-Emitter-Strecke, Relaiswicklung 2, der Widerstand 22 ist praktisch kurzgeschlossen. Der Anfangsstrom im Ausgangskreis ist als praktisch nur durch den Widerstand der Relaiswicklung bestimmt, so daß das Relais ansprechen kann, wobei der Kontakt 2 a geschlossen wird.

Mit abnehmendem Ladestrom des Kondensators 14 nimmt der Spannungsabfall an dem Widerstand 16 ab. Diese Abnahme erfolgt nach einer e-Funktion mit einer Zeitkonstanten, die durch die Werte von Kondensator 14 und Widerstand 16 gegeben ist. Diese Werte werden so gewählt, daß eine genügende Zeit erreicht wird, in der das Relais sicher ansprechen kann.

Nach einer vorbestimmten Zeit, z. B. nach einer Zeit, die fünfmal der Zeitkonstante entspricht, ist der Ladestrom des Kondensators 14 so weit gesunken, daß die Basis B des Transistors nicht mehr angesteuert wird, so daß der Transistor wieder sehr hochohmig geworden ist. Der Kurzschluß des Widerstandes 22 ist damit praktisch aufgehoben und dadurch der im Ausgangskreis fließende Strom auf einen entsprechenden Haltestrom für das Relais herabgesetzt.

Der Widerstand 18 und die Diode 20 stellen den Entladekreis des Kondensators 14 dar. Ist der Schalter 4 geöffnet, dann kann sich der Kondensator 14 darüber entladen. Während dieses Vorganges verhindert die Diode 12, daß über Widerstand 22, Relaiswicklung 2 und Diode 20 ein Strom fließen kann, der das Relais noch weiter halten würde. Die Diode 20 stellt im Entladekreis einen Kurzschluß für den Widerstand 16 dar, so daß der Entladevorgang beschleunigt ist und die Entladespannung am Widerstand 18 auftritt. Der Entladestrom ist also durch die Größe des Widerstandes 18 begrenzt. Der kleine Spannungsabfall an der Diode führt zu keiner Beeinflussung im Steuerkreis des Transistors.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zum Herabsetzen des Erregerstromes von elektromagnetisch steuerbaren, mit Haltestrom arbeitenden elektrischen Schaltern nach Ablauf des Einschaltvorganges, dadurch ge kennzeichnet, daß der Erregerstrom den Arbeitsstromkreis eines Transistors (6) bildet, dessen Kollektor-Emitter-Ausgang durch einen Begrenzungswiderstand (22) überbrückt ist und dessen Basis (B) über einen Kondensator (14) an den die Steuerspannung führenden Pol (8) angeschlossen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (14) nach Abschalten der Arbeitsspannung über eine dem Kondensator (14) parallel geschaltete Reihenschaltung, bestehend aus Widerstand (18) und Gleichrichter (20), entladen wird.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (14) im Abschaltezustand durch einen Gleichrichter (12) vom Erregerstromkreis entkoppelt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschriften Nr. 1048 946,1061443; französische Patentschrift Nr. 1191906.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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