Anordnung zur Verzögerung des Ansprechens eines stromwertempfindlichen Gerätes. Die Erfindung betrifft eine Anordnung, die dazu dient, das Ansprechen eines strom- wertempfindliehen Gerätes, z. B. eines Relais oder Auslösers, zu verzögern. Es ist bekannt, zu diesem Zweck einen Impulsspeicher zu ver wenden, dem eine Anzahl aufeinanderfolgen der und untereinander gleich grosser elektri scher Impulse zugeführt werden und dessen Speicherzustand den Steuerkreis des strom- wertempfindlichen Gerätes unmittelbar oder mittelbar beeinflusst.
Die vorliegende Erfindung geht von dem Gedanken aus, da.ss elektrische Impulse in Form von Spannungs- oder Stromstössen be- kannt.lieh u. a. durch Umsättigung eines hoch- gesättigten Magnetkernes erzeugt werden kön nen.
Für die Ummagnetisierung eines Sätti- , in, wandlers vom Sättigungszustand in gil i 's einer Richtung auf den Sättigungszustand in der entgegengesetzten Richtung wird ein Spannungszeitintegral von einer durch die Abmessungen und den Kernwerkstoff eindeu tig bestimmten Grösse benötigt, das in einem Spannungszeitdiagramm als Fläche in Er- seheinung tritt.
Dieses Spannungszeitintegral wird bei einem schwach belasteten Wandler auch in der Sekundärwicklung induziert. Der ,ättigungswandler wirkt also während seiner Umsättigung wie ein gewöhnlicher Span nungswandler. Durch wiederholte Umsätti gung erhält man aufeinanderfolgende Span nungsstösse, die in der Darstellung im Span- nungszeitdiagramm sämtlich untereinander die gleiche Flächengrösse aufweisen.
Hat der Sekundärkreis eines Sättigungswandlers da gegen sehr niedrigen Widerstand, der prak tisch einem Kurzschluss gleichkommt, so ver hält er sieh während seiner Umsättigung, streuungsarmen Aufbau vorausgesetzt, ähn lich wie ein Stromwandler mit dem durch die Windungszahlen der Primärwicklung und Sekiandärwieklung gegebenen übersetzungs- verhältnis. Man erhält in diesem Fall durch wiederholte Umsättigung des Sättigungswand- lers aufeinanderfolgende Stromstösse, die, im Stromzeitdiagramm dargestellt, sämtlich un tereinander die gleiche Flächengrösse aufwei sen.
Auf diesen Erwägungen beruht die vorlie gende Erfindung. Sie besteht darin, dass bei der eingangs erwähnten Anordnung zur Er zeugung der Impulse ein wechselstromerregter Sättigungswandler vorgesehen ist.
Bisher wurden zu diesem Zweck in bekann ten Verzögerungsanordnungen gewöhnlich Entladungsstrecken mit eindeutig bestimmter Ansprechspannung, z. B. Funkenstrecken, Glimm- oder Hochvakuumröhren verwendet. Diese Mittel haben aber eine verhältnismässig begrenzte Lebensdauer. Auch mechanische Schaltmittel, die natürlich ebenfalls zur Er zeugung untereinander gleicher Impulse ver wendet werden können, sind erheblichem Ver schleiss unterworfen. Demgegenüber ermög- licht die Erfindung einen besonders einfachen Aufbau einer Anordnung aus lauter ruhenden und praktisch keinem Verschleiss ausgesetzten Teilen.
Ein weiterer Vorteil, der zum Beispiel bei der Zusammenarbeit der Anordnung mit einem Synchronschalter Bedeutung hat, be steht darin, dass die Spannungs- oder Strom stösse durch die Stromnulldurchgänge des Er regerstromes des Wandlers ausgelöst werden. Auch wenn die Stromnulldurchgänge infolge von Einschwingungsv orgängen nicht in glei chen Abständen voneinander liegen, arbeitet die Anordnung so, dass der Zeitpunkt der Auslösung -relativ zu einem Stromnulldurch- gang immer dieselbe Lage hat.
Dadurch ist auch in solchen Fällen die Auslösung eines Synchronschalters zur rechten Zeit möglich, indem der zu schaltende Strom zur Erregung des zur Anordnung gehören den Sättigungswandlers verwendet wird. Im Gegensatz dazu ergeben sich bei einer Ver zögerungsanordnung bekannter Art, bei wel eher ein Schwingungskreis gegebener Fre quenz verwendet wird, infolge von Abwei chungen der 1\Trilldurchgänge des zu schalten den Stromes von der normalen Lage eben solche Abweichungen vom richtigen Schalt zeitpunkt.
Ein Synchronschalter, der in einem vor geschriebenen Takt wiederholt eingeschaltet und unter Verwendung der Anordnung nach der vorliegenden Erfindung jedesmal mit re gelbarer Verzögerung wieder im Öffnungs sinn ausgelöst wird, eignet sich zum Beispiel als Sehweisstakter zur selbsttätigen Steuerung eines elektrischen Schweissgerätes. Die Ver zögerungsanordnung ist wegen ihrer geringen Empfindlichkeit gegen mechanische oder elek- trischeÜberbeanspruchungen für die Verwen dung in rauhen Betrieben, zu denen u. a. auch die Schweisswerkstätten gehören, besonders gut geeignet.
Durch Vormagnetisierung kann der Sätti gungswandler zusätzlich magnetisch gesteuert werden. Dadurch wird die Phasenlage der I@Tulldurchgänge der Gesamterregung und da mit der Impulse verändert. Eine Vormagneti- sierimg mit Gleichstrom ergibt eine gegensei- tige Verschiebung der positiven und negativen Impulse, so dass ihr Zeitwinkelabstand in einer Richtung grösser und in der andern kleiner als 180 ist.
Wird der Sättigungswand- ler bis zu einem so hohen Sättigungsgrad vor magnetisiert, dass er beim Scheitelwert des Nennstromes in seinem Erregerstromkreis nicht aus dem Sättigungszustand heraus kommt, so ist der Wandler normalerweise un wirksam. Erst bei einem zur Entsättigung aus reichenden Überstrom setzt die Impulsübertra gung ein.
Ein angeschlossener Auslöser spricht also auf Überstrom an, aber nur in dem Falle, wenn die Dauer des Überstromes länger ist als die Verzögerungszeit der Anordnung; man kann daher letztere dazu verwenden, um irgendeine Einriehtung gegen länger dauern den überstrom zu schützen, indem man diese Einrichtung in dem Erregerstromkreis des Sättigungswandlers anordnet und in diesem Kreis einen Schalter anbringt, der beim An sprechen des erwähnten Auslösers den Strom unterbricht.
In der Zeichnung sind in Fig. 1, 3, 4 und 6 verschiedene Ausführungsbeispiele der Er findung schematisch dargestellt. Die Fig. 2 und 5 enthalten Schaubilder zur Erläuterung der Wirkungsweise, und Fig. 7 zeigt eine Schaltung zur Synehronunterbreehung eines Stromkreises unter Verwendung eines weite ren Ausführungsbeispiels der Verzögerungs anordnung gemäss der Erfindung.
Nach Fig.1 ist die Primärwicklung eines Sättigungswandlers 2 in einem Stromkreis<B>1.0</B> angeordnet, der von einem Wechselstrom I durchflossen wird. Die Windungszahl und der Kernquerschnitt des Wandlers sind so bemes sen, da.ss der Kern nur bei sehr kleinen Augen- blickswerten in der Nähe des Stromnullwertes ungesättigt, bei stärker vom Nullwert abwei chenden Augenblickswerten dagegen bereits hochgesättigt ist.
Als Kernwerkstoff wird vor teilhaft eine Eisensorte mit scharfen Sätti gungsknicken verwendet. An die Sekundär wicklung ist über einen Gleiehriehter 3 eine Spule 4 eines Auslösers oder eines Relais an geschlossen. Parallel zu der Reihensehaitung des Gleichrichters 3 und der Spule 4 ist die Reihenschaltung eines weiteren Gleiehrichters 5 und eines Kondensators 6 geschaltet. Der Kondensator 6 ist durch einen einstellbaren Entladewiderstand 7 überbrückt.
Unter der Voraussetzung, dass der Widerstand der Spule 1 einen niedrigen Wert hat, wird der Sätti- gungswandler im Bereich seiner Umsättigung als Stromwandler mit dem durch die Win- dungszahlen gegebenen übersetzungsverhält- nis wirksam. Ist der Sättigungswandler streuungsarm gebaut, so tritt bei jedem Null durchgang stets das gleiche Spannungszeit integral, das heisst der gleiche Spannungsstoss, in V. sek. auf.
Infolge des geringen Gesamt widerstandes des Sekundärkreises werden durch die Spannungsstösse untereinander g#-leieh grosse Stromstösse mit gleichbleibender A.-sek.-Zahl erzeugt. Der Gleichrichter 5 lässt nur die Stromstösse einer Richtung zum Kon tlensator 6 gelangen, so dass dessen Spannung mit jedem zweiten Stromstoss etwas ansteigt. Damit ist der scheinbare Widerstand des Kon- densatorstromzweiges nach jedem zweiten stoss grösser.
Dementsprechend steigen die an teiligen Stromstösse in dem Spulenstromzweig, dessen Widerstand in der Durchlassrichtung unverändert bleibt. Fig. 2 zeigt im obern Teil den Verlauf des den Sättigungswandler er regenden Wechselstromes I und im untern Teil den Verlauf des in der Auslösespule 4 fliessenden Stromes i. Sobald nach einer be stimmten Periodenzahl ein Stromstoss den Auslösewert A erreicht, spricht das strom- wertabhängige Gerät, zu dem die Spule 4 ge hört, an.
Die Anzahl der Perioden und damit die Verzögerungszeit kann mit Hilfe eines regelbaren Entladewiderstandes 7 eingestellt werden. Der Gleichrichter 3 verhindert das Zustandekommen negativer Stromstösse. Bei Wegfall des Gleichrichters 3 würden diese negativen Stromimpulse, da sie vom Konden sator nicht beeinflusst werden, von vorn herein in voller Höhe die Spule 4 dur chflie- sseti, wie in Fig.2 gestrichelt angedeutet ist. Infolgedessen würde bereits der erste dieser negativen Impulse die Auslösung herbeifüh ren.
Es ist natürlich auch möglich, diese vor zeitige Auslösung dadurch zu verhindern, dass das stromwertempfindliehe Gerät polarisiert ausgeführt wird. In diesem Fall ist der Gleich richter 3 überflüssig. Der Gleichrichter 3 kann auch durch einen Widerstand 8 überbrückt werden, der den Spannungsanstieg begrenzt und so bemessen ist, dass die von ihm durch gelassenen negativen Stromstösse kleiner sind als der Auslösewert A. Der gleiche Erfolg kann, auch dadurch erzielt werden, dass statt des mit der Spule 4 in Reihe geschalteten Gleichrichters 3 ein zur Spule parallel ge schalteter Gleichrichter vorgesehen wird, der einen Anteil der negativen Stromstösse durch lässt.
Wird dieser zweite Parallelzweig ebenso ausgestaltet wie der erste, wird er also gemäss Fig. 3 ausser mit einem Gleichrichter 5' noch mit einem Kondensator 6' und einem dazu parallel geschalteten regelbaren Entladewider- stand 7' ausgerüstet; so haben auch die nega tiven anteiligen Stromstösse, welche die Spule 4 durchfliessen, steigende Spitzenwerte aufzu weisen. Mit einer derartigen Anordnung ist es infolgedessen möglich, die Verzögerungszeit nach Halbperioden abgestuft einzustellen. Der unmittelbaren Parallelschaltung mehrerer Stromzweige ist ihr Anschluss an getrennte Wicklungen des Sättigungswandlers gleich wertig.
Bei den verschiedenen Verzögerungsanord nungen kann die Verzögerung mit einfachen Mitteln unwirksam gemacht werden, wenn eine sofortige Auslösung erwünscht ist. In der Anordnung nach Fig. 1 braucht nur ein zum Gleichrichter 3 paralleler Arbeitskontakt 9 geschlossen zu werden. Statt dessen könnte man natürlich auch einen Ruhekontakt im Kondensatorstromkreis öffnen. Auch in der Anordnung nach Fig.3 können die beiden Parallelzweige zwecks sofortiger Auslösung durch Öffnung eines Ruhekontaktes unterbro- ehen werden.
Nach Fig. 4 ist die Primärwicklung eines Sättigungswandlers 12 in einem Wechsel stromkreis 11 angeordnet. Der Sekundärkreis weist nur eine schwache Belastung auf, so dass der Sättigungswandler während seiner Umsät tigung wie ein Spannungswandler arbeitet.
Be zeichnen die Selnzndärwindungszahl und $ den Kraftlinienfluss in Maxwell, -so ist. die Spannung
EMI0004.0003
in Volt und somit das Spannungszeitintegral <I>'</I> edt = 7z4 0.10-$ in V. sek. bzw. die ihm bei einer vollständigen Ummagnetisierung von dem Sättigungswert -0" auf den entgegengesetzten Sättigungs wert + 0",- oder umgekehrt entsprechende Fläche<I>F .
= 2n.</I> gis .. Die Höhe der Span nung ist dabei von der an der Primärwick lung liegenden Spannung während der Um sättigung abhängig.
Die so erzeugten Spannungsstösse werden über einen Trockengleichrichter 1.3 einer Drossel 15 zugeführt. Das Spannungszeitinte- gral, welches diese Drossel 15 zur Umkehr des Sättigungsflusses benötigt, sei dargestellt durch die Fläche FD. Diese sei grösser als die Fläche Fw. Aus Fig. 5, wo für den Sättigungs- wandler 12 und für die Drossel 15 in gleichem Massstab die Kurven des Produktes ans Win- dungszahl n ,
(für die Sekundärseite des Wandlers) bzw. nD (für die Drossel) und Kraftfluss 0,. bzw. OD bis zum Sättigungs- fluss fr, bzw. OSD in Abhängigkeit vom Strom i" bzw. iD eingezeichnet sind, kann ent nommen werden, wie etwa die stufenweise Umsättigung der Drossel 15 durch die aufein anderfolgenden gleichgerichteten Spannungs stösse erfolgt.
Es ist dabei nicht von negativer Sättigung ausgegangen, sondern von der Re manenz im Punkt R mit dem Kraftfluss ARD, da angenommen ist, da.ss die Drossel 15 im Augenblick des ersten Spannungsstosses keine zusätzliche Durchflutung aufweise, jedoch vorher auf negative Sättigung gebracht wor den sei. Nach lc Spannungsstössen ist die Dros sel positiv gesättigt.
Es gilt angenähert:
EMI0004.0042
Drückt man die Flusswerte durch die Pro dukte aus den Induktionen B mit gleichen Indizes und den Eisenquerschnitten QD, Qu. für Drossel und Wandler aus, so ergibt sich:
EMI0004.0047
EMI0004.0048
k ist daher ein ausschliesslich von der elek trischen Dimensionierung von Wandler und Drossel abhängiger Wert. Die abgeleitete Glei chung lässt auch einige Möglichkeiten erken nen, die zur Veränderung von k vorliegen, nämlich Variation der Windungszahl und des Eisenquerschnittes.
Den Verlauf des Stromes kann man aus der Fig. 5 entnehmen, in die auch der unge fähre Flussverlauf eingetragen ist. Solange der Fluss sich im steilen Teil der Hysterese- schleife ändert, entsprechen den einzelnen Spannungsstössen Stromstösse, deren grösster Augenblickswert etwa dem Punkt K ent spricht. Erst bei Überschreiten des Sättigungs- knicks erhöht sich der Stromstoss sprunghaft.
Ist also in der Verzögerungsanordnung nach Fig. 4 der Anspreehwert der Erregerspule 14 eines Relais oder eines Auslösers etwas grösser als der durch Punkt Ft gegebene Stromwert, so wird nach einer vorher bestimmten Zahl von Spannungsstössen bzw. bei einer regel mässigen Folge derselben nach bestimmter Zeit das Relais oder der Auslöser betätigt. Ist die 'Frequenz des Stromes im Primärkreis v, so ist die kürzeste erzielbare Verzögerungs zeit
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In Zweiwegsehaltung über die Gleich richter 13 und 13' nach Fig. 3 ist die kürzeste Verzögerungszeit
EMI0004.0068
.
In solchen Intervallen lassen sich längere Verzögerungszeiten auch einstellen. Zweckmässig wird für die Kerne des Wandlers 12 und der Drossel 15 eine Eisensorte mit scharfem Sättigungsknick und hoher Remanenz verwendet, wie es zum Bei spiel in Blech mit Vorzuugsriehtung, welches ausserdem noch in Form eines Bandkernes angeordnet sein könnte, gegeben ist.
Mit der Massgabe, dass der Wandler 12 zur Betätigung des Auslösers genügend leistungsstark sein Setzt man BRD = b . BSD, worin b < 1, und nimmt für die Drossel 15 und den Wandler 12 gleichen Kernwerkstoff, mithin BD = B", so ist muss, ist bei der Auslegung eine untere Grenze für den Wert F, gegeben.
Besonders vorteilhaft ist bei Anordnung nach Fig. 4 oder 6 die Tatsache, dass der Aus lösestromstoss sprunghaft auftritt, wodurch man die bezüglich Ansprechgenauigkeit an das Auslöseglied 14 zu stellenden Forderungen stark herabsetzen kann.
Oben wurde vorausgesetzt, dass die Dros sel 15 zu Beginn des Vorganges negative Re manenz besitzt. Dazu ist es notwendig, sie vor her mit einem Spannungsstoss negativer Rich tung auf Sättigung zu bringen. Dies ist zum Beispiel in einer Schaltung nach Fig.7 mög- lieh, in der mit Hilfe einer Anordnung, deren Teile mit den gleichen Bezugsziffern wie in Fig. 6 versehen sind,
im Stromkreis eines Ver brauchers 16 ein Synchronkontakt 17 nach sei ner Einsehaltung mit einer gewissen Verzöge rungszeit durch Kraftflussv erlagerung in einem permanenten Haltemagneten 18 wieder geöffnet werden soll. Vor dem Einschalten des Kontaktes 17 wird ein Stromkreis einer Hilfs- erregerspule 19 der Drossel 15 mittels eines Sehalters 20 kurzzeitig geschlossen, wodurch bei geeigneter Richtung des Stromstosses die Drossel gesättigt wird und einen Fluss behält, welcher der negativen Remanenz entspricht.
Sollen zwei aufeinanderfolgende, verschie den lange Zeiten eingestellt werden, wie etwa heim Nahtschweissen, sö kann ein und dieselbe Drossel verwendet werden, wobei die Magneti- sierung in einer Richtung eine Zeit ergibt, die Zurückmagnetisierung bei anderer Windungs- zahl mit einer zweiten, abweichenden Zeit er folgt.
Arrangement for delaying the response of a current sensitive device. The invention relates to an arrangement which serves to control the response of a current value-sensitive device such. B. a relay or trigger to delay. It is known to use a pulse memory for this purpose, to which a number of successive electrical pulses of the same size are supplied and whose memory state directly or indirectly influences the control circuit of the current value-sensitive device.
The present invention is based on the idea that electrical impulses in the form of voltage or current surges known, and the like. a. can be generated by resaturation of a highly saturated magnetic core.
For the reversal of magnetization of a saturation, into, converter from the saturation state in gil i 's in one direction to the saturation state in the opposite direction, a stress-time integral of a size clearly determined by the dimensions and the core material is required, which is shown in a stress-time diagram as an area in Appearance occurs.
This voltage time integral is also induced in the secondary winding in the case of a lightly loaded converter. The saturation converter thus acts like an ordinary voltage converter while it is saturating. Repeated resaturation results in successive voltage surges which, as shown in the voltage time diagram, all have the same area size.
If the secondary circuit of a saturation transformer has a very low resistance, which is practically equivalent to a short circuit, then it behaves during its saturation, assuming a low-scatter structure, similar to a current transformer with the translation ratio given by the number of turns of the primary winding and secondary power. In this case, through repeated resaturation of the saturation converter, successive current surges are obtained which, as shown in the current time diagram, all have the same area size among one another.
The present invention is based on these considerations. It consists in the fact that in the above-mentioned arrangement for generating the pulses, an AC saturation converter is provided.
So far for this purpose in known delay arrangements usually discharge paths with a clearly defined response voltage, eg. B. used spark gaps, glow or high vacuum tubes. However, these funds have a relatively limited lifespan. Mechanical switching means, which of course can also be used to generate mutually identical pulses, are subject to considerable wear. In contrast, the invention enables a particularly simple construction of an arrangement of all parts that are at rest and are practically not exposed to wear.
Another advantage, which is important when the arrangement works with a synchronous switch, for example, is that the voltage or current surges are triggered by the current zero crossings of the excitation current of the converter. Even if the current zero crossings are not at the same distance from one another as a result of oscillation processes, the arrangement works in such a way that the time of tripping - relative to a current zero crossing - always has the same position.
As a result, a synchronous switch can also be triggered at the right time in such cases, in that the current to be switched is used to excite the saturation converter belonging to the arrangement. In contrast, a delay arrangement of a known type, in which an oscillating circuit of a given frequency is used, results from deviations of the 1 \ Trill passes of the current to be switched from the normal position, just such deviations from the correct switching time.
A synchronous switch, which is repeatedly switched on in a pre-written cycle and is triggered each time using the arrangement according to the present invention with a re adjustable delay in the opening sense, is suitable, for example, as a Sehweisstakter for automatic control of an electrical welding device. Because of its low sensitivity to mechanical or electrical overstressing, the delay arrangement is suitable for use in harsh operations, to which u. a. also include the welding workshops, particularly well suited.
The saturation converter can also be controlled magnetically through premagnetization. This changes the phase position of the I @ Tull passages of the total excitation and therewith the pulses. A premagnetization with direct current results in a mutual displacement of the positive and negative pulses so that their time angle spacing is greater in one direction and less than 180 in the other.
If the saturation converter is pre-magnetized to such a high degree of saturation that it does not come out of saturation at the peak value of the nominal current in its excitation circuit, the converter is normally ineffective. The pulse transmission does not start until there is sufficient overcurrent for desaturation.
A connected release responds to overcurrent, but only in the case when the duration of the overcurrent is longer than the delay time of the arrangement; you can therefore use the latter to protect any Einriehtung against longer lasting overcurrent by arranging this device in the excitation circuit of the saturation converter and attaching a switch in this circuit, which interrupts the current when the mentioned trigger to speak.
In the drawing, different embodiments of the invention are shown schematically in Fig. 1, 3, 4 and 6. 2 and 5 contain diagrams to explain the mode of operation, and FIG. 7 shows a circuit for synchronizing a circuit using a wide Ren embodiment of the delay arrangement according to the invention.
According to FIG. 1, the primary winding of a saturation converter 2 is arranged in a circuit <B> 1.0 </B> through which an alternating current I flows. The number of turns and the core cross-section of the transformer are dimensioned in such a way that the core is only unsaturated for very small instantaneous values in the vicinity of the current zero value, while it is already highly saturated for instantaneous values that deviate more from the zero value.
An iron type with sharp saturation kinks is used as the core material. On the secondary winding a coil 4 of a trigger or a relay is closed via a slide 3. The series connection of a further rectifier 5 and a capacitor 6 is connected in parallel to the series connection of the rectifier 3 and the coil 4. The capacitor 6 is bridged by an adjustable discharge resistor 7.
Provided that the resistance of the coil 1 has a low value, the saturation converter is effective in the area of its unsaturation as a current converter with the transmission ratio given by the number of turns. If the saturation converter has a low-scatter design, the same voltage time occurs integral with every zero crossing, i.e. the same voltage surge in V. sec. on.
As a result of the low overall resistance of the secondary circuit, the voltage surges among one another generate g # - also large current surges with a constant A.-sec. Number. The rectifier 5 only allows the current surges in one direction to reach the capacitor 6, so that its voltage increases slightly with every second current surge. This means that the apparent resistance of the capacitor branch is greater after every second surge.
The partial current surges in the coil current branch, whose resistance in the forward direction remains unchanged, increase accordingly. Fig. 2 shows in the upper part the course of the saturation converter he stimulating alternating current I and in the lower part the course of the current i flowing in the trip coil 4. As soon as a current surge reaches the trigger value A after a certain number of periods, the current value-dependent device to which the coil 4 belongs responds.
The number of periods and thus the delay time can be set with the aid of an adjustable discharge resistor 7. The rectifier 3 prevents negative current surges from occurring. If the rectifier 3 is omitted, these negative current pulses, since they are not influenced by the capacitor, would flow through the coil 4 in full from the outset, as indicated by dashed lines in FIG. As a result, the first of these negative impulses would trigger the trigger.
It is of course also possible to prevent this premature tripping by making the current-sensitive device polarized. In this case, the rectifier 3 is unnecessary. The rectifier 3 can also be bridged by a resistor 8, which limits the voltage rise and is dimensioned so that the negative current surges it allows are smaller than the trigger value A. The same success can also be achieved by using instead of the coil 4 series-connected rectifier 3, a rectifier connected in parallel to the coil is provided, which allows a portion of the negative current surges through.
If this second parallel branch is configured in the same way as the first, it is therefore equipped, according to FIG. 3, not only with a rectifier 5 'but also with a capacitor 6' and a controllable discharge resistor 7 'connected in parallel thereto; the negative proportional current impulses which flow through the coil 4 also have rising peak values. With such an arrangement, it is consequently possible to set the delay time in steps according to half periods. The direct parallel connection of several branches is equivalent to their connection to separate windings of the saturation converter.
With the various delay arrangements, the delay can be made ineffective by simple means if immediate triggering is desired. In the arrangement according to FIG. 1, only one normally open contact 9 parallel to the rectifier 3 needs to be closed. Instead, you could of course also open a break contact in the capacitor circuit. In the arrangement according to FIG. 3, too, the two parallel branches can be interrupted for the purpose of immediate tripping by opening a break contact.
According to Fig. 4, the primary winding of a saturation converter 12 is arranged in an alternating current circuit 11. The secondary circuit has only a weak load, so that the saturation converter works like a voltage converter during its conversion.
Designate the number of secondary turns and $ the flux of lines of force in Maxwell, -so is. the voltage
EMI0004.0003
in volts and thus the voltage time integral <I> '</I> edt = 7z4 0.10- $ in V. sec. or the area <I> F corresponding to it in the case of a complete reversal of magnetization from the saturation value -0 "to the opposite saturation value + 0", or vice versa.
= 2n. </I> gis .. The level of the voltage depends on the voltage on the primary winding during saturation.
The voltage surges generated in this way are fed to a choke 15 via a dry rectifier 1.3. The voltage time integral which this throttle 15 needs to reverse the saturation flow is represented by the area FD. Let this be greater than the area Fw. From FIG. 5, where the curves of the product of the number of turns n, for the saturation converter 12 and for the throttle 15 are of the same scale.
(for the secondary side of the converter) or nD (for the throttle) and power flow 0 ,. or OD up to the saturation flux fr, or OSD as a function of the current i "or iD, can be taken from, for example, how the gradual resaturation of the choke 15 takes place through the successive rectified voltage surges.
It is not assumed that there is negative saturation, but rather that the reference at point R with the power flow ARD is assumed, since it is assumed that the throttle 15 does not have any additional flow at the moment of the first voltage surge, but has been brought to negative saturation beforehand be. After lc voltage surges, the throttle is positively saturated.
The following applies approximately:
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If one expresses the flux values through the products from the inductions B with the same indices and the iron cross-sections QD, Qu. For choke and converter, the result is:
EMI0004.0047
EMI0004.0048
k is therefore a value that depends exclusively on the electrical dimensioning of the converter and choke. The derived equation also shows some possibilities that exist for changing k, namely varying the number of turns and the iron cross-section.
The course of the current can be seen from FIG. 5, in which the approximate course of the river is also entered. As long as the flux changes in the steep part of the hysteresis loop, the individual voltage surges correspond to current surges, the largest instantaneous value of which corresponds approximately to point K. Only when the saturation kink is exceeded does the current surge increase suddenly.
If, in the delay arrangement according to FIG. 4, the response value of the excitation coil 14 of a relay or a trigger is somewhat greater than the current value given by point Ft, then after a predetermined number of voltage surges or with a regular sequence of these after a certain time, the Relay or the trigger activated. If the 'frequency of the current in the primary circuit is v, the shortest achievable delay time is
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In a two-way connection via the rectifier 13 and 13 'of FIG. 3, the shortest delay time is
EMI0004.0068
.
Longer delay times can also be set in such intervals. A type of iron with a sharp saturation kink and high remanence is expediently used for the cores of the transducer 12 and the choke 15, as is given for example in sheet metal with Vorzuugsriehtung, which could also be arranged in the form of a strip core.
With the proviso that the converter 12 is powerful enough to actuate the trigger. If BRD = b. BSD, where b <1, and assumes the same core material for the choke 15 and the converter 12, hence BD = B ", so it is must, a lower limit for the value F is given in the design.
Particularly advantageous in the arrangement according to FIG. 4 or 6 is the fact that the triggering current surge occurs suddenly, which means that the demands made on the triggering member 14 with regard to the accuracy of the response can be greatly reduced.
Above it was assumed that the throttle 15 has negative re manence at the beginning of the process. To do this, it is necessary to bring them to saturation beforehand with a voltage surge in the negative direction. This is possible, for example, in a circuit according to FIG. 7, in which, with the aid of an arrangement whose parts are provided with the same reference numerals as in FIG.
In the circuit of a consumer 16, a synchronous contact 17 is to be reopened after being switched on with a certain delay time by shifting the power flow in a permanent holding magnet 18. Before the contact 17 is switched on, a circuit of an auxiliary exciter coil 19 of the choke 15 is briefly closed by means of a Sehalters 20, whereby the choke is saturated with a suitable direction of the current surge and maintains a flux which corresponds to the negative remanence.
If two consecutive, different long times are to be set, such as for seam welding, one and the same choke can be used, whereby the magnetization in one direction gives a time, the reverse magnetization with a different number of turns with a second, different time he follows.