DE1191468B

DE1191468B - Wechselstromkreisschaltanordnung mit einem Transformator, dessen Primaerwicklung in dem zu schaltenden Wechselstromkreis als Schalt-widerstand liegt

Info

Publication number: DE1191468B
Application number: DEL40595A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Felix Lentze; Dr-Ing Wolfgang Andrich
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1961-12-01
Filing date: 1961-12-01
Publication date: 1965-04-22

Description

Wechselstromkreisschaltanordnung mit einem Transformator, dessen Primärwicklung in dem zu schaltenden Wechselstromkreis als Schaltwiderstand liegt Es ist eine Wechselstromkreisschaltanordnung zum Schalten einer relativ hohen Wechselspannung bekannt, bei der die verwendeten, insbesondere aus ruhenden Schaltelementen bestehenden Schaltanordnungen das indirekte Schalten der hohen Wechselspannung mit niedriger Spannung erlauben. Diese Wechselstromkreisschaltanordnung weist einen Transformator auf, dessen Primärwicklung als Schaltwiderstand in dem zu schaltenden Wechselstromkreis liegt und dessen Sekundärwicklung durch einen elektrisch steuerbaren Schalter geringer Sperrspannung kurzgeschlossen werden kann. Im kurzgeschlossenen Zustand des Transformators ist somit die Schaltanordnung geschlossen, während im Leerlauf des Transformators die Schaltanordnung geöffnet ist.
Im geschlossenen Zustand des vorstehenden bekannten Schalters sind in den Stromkreisen jedoch Spannungsabfälle vorhanden, die sich unter Umständen nachteilig auswirken können, z. B. dann, wenn in industriellen Steuerungen als Verbraucher Stellglieder verwendet werden, die an die Netzspannung angepaßt sind. Die Spannungsabfälle bewirken, daß im Zustand »Schalter geschlossen« am Stellglied nicht die volle Netzspannung, sondern etwa nur eine Spannung von etwa 190 Volt liegt, die unter Umständen kein sicheres Arbeiten des Stellgliedes gewährleistet.
Die Wechselstromkreisschaltanordung mit einem Transformator, dessen Primärwicklung in dem zu schaltenden Wechselstromkreis als Schaltwiderstand liegt und dessen Sekundärwicklung durch einen elektrisch steuerbaren Schalter geringer Sperrspannung kurzgeschlossen werden kann, vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß erfindungsgemäß in den Sekundärkreis des Transformators eine Hilfsspannung eingespeist ist.
Die Anordnung nach den Ansprüchen soll an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben werden.
Die Wechselstromkreisschaltanordnung enthält einen Transformator 4, der auf der Primärseite über die Klemmen Kl, K2 an der hohen Schaltwechselspannung, z. B. 220 Volt, liegt. In der einen Zuleitung A 1, K 2 liegt dabei ein Verbraucher 5, z. B - ein Relais. Der Transformator, dessen Primärwicklung als Schaltwiderstand dient, untersetzt die hohe Spannung auf eine Spannung, die von einem elektrisch steuerbaren Schalter geringer Sperrspannung ohne weiteres geschaltet werden kann, z. B. auf 24 Volt. 2 bis 2... ist eine bekannte Diodenbrücke, die durch eine Steuerspannung an der Steuerdiagonale C, D über die Schaltdiagonale A, B geschlossen wird. Als Schalter ist ein Transistor 1 vorgesehen, der über die Klemmen al, a2 von einer Steuerspannung mit vorzugsweise steilen Flanken gesteuert wird. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Transistor 1 durch diese Steuerschaltspannung leitend gemacht wird, so daß der sekundärseitige Wechselstrom in der einen Halbwelle über die Diode 2, den Transistor 1 und die Diode V' sowie in der anderen Halbwelle über die Diode 2"', den Transistor 1 und die Diode 2' fließen kann. Liegt an den Klemmen al, a2 keine Steuerspannung, so sperrt der Transistor 1 diesen Wechselstrom.
Der Schalter wirkt, wenn K3-K4 überbrückt sind, wie folgt: Liegt an den Klemmen a 1, a 2 eine Steuerschaltspannung, so wird der Transformator 4 sekundärseitig kurzgeschlossen. Es fließt sowohl sekundärals auch primärseitig ein hoher Kurzschlußstrom, der den Verbraucher, z. B. ein Stellglied, ansprechen läßt. Der Schalter ist geschlossen. Liegt dagegen keine Steuerschaltspannung an, so fließt primärseitig nur der geringe Leerlaufstrom, der den Verbraucher nicht ansprechen läßt. Der Schalter ist offen. Betrachtet man den gestrichelt eingerahmten Teil als eine Baueinheit, so wirkt der vorstehende Schalter wie eine Schaltdrossel, die über die Klemmen- al, a2 ihre Erregung erhält und dabei die Klemme A 1 mit der Klemme A 2 leitend verbindet. Im geschlossenen Zustand dieses Schalters ist über der Primärspule und der Gleichrichterbrücke jedoch ein Spannungsabfall vorhanden. Dieser Nachteil wird nun dadurch vermieden, daß auf der Sekundärseite des Transformators an den Klemmen K3, K4 eine Hilfswechselspannung Ullill, eingespeist wird, die einmal die Spannungsabfälle über die Dioden bzw. den Transistor sowie die Kurzschlußspannung des Transformators 4 kompensiert, so daß im geschlossenen Zustand des Schalters die volle primärseitige Schaltspannung am Verbraucher 5 liegt. Im Ausführungsbeispiel hat die Hilfswechselspannung einen Wert von etwa 5 Volt. Wählt man sie höher, so tritt sogar eine Erhöhung der primärseitigen Schaltspannung ein.
An Stelle einer Hilfswechselspannung läßt sich in den Diodenbrückenschalter auch eine Hilfsgleichspannung einspeisen, die dann nur die Spannungsabfälle über die Dioden und den Transistor kompensiert.
Nüt dein Transistor 1 kann man in der üblichen Weise einen weiteren Verbraucher schalten, so daß sich mit dem Schalter nach der Erfindung zwei Verbraucher schalten lassen. An Stelle des elektronischen Schalters 1, 2 bis 2"', können z. B. auch andere Schalter z. B. mit Mehrschichthalbleiterelementen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Wechselstromkreisschaltanordnung mit einem Transformator, dessen Primärwicklung in dem zu schaltenden Wechselstromkreis als Schaltwiderstand liegt und dessen Sekundärwicklung durch einen elektrisch steuerbaren Schalter geringer Sperrspannung kurzgeschlossen werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß in den Sekundärkreis des Transformators eine Mlfsspannung eingespeist ist.
2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingespeiste Hilfsspannung eine Wechselspannung ist. 3. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eingespeiste Hilfsspannung eine Gleichspannung ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 304 364; französische Patentschrift Nr. 1232 004; SEL-Nachrichten, 1958, H. 3, S. 143.