CH639511A5 - Zeitrelais mit einer verzoegerungsschaltung. - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zeitrelais gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. 40

Derartige Verzögerungsschaltungen sind bekannt, siehe DE-AS 1902496 und DE-AS 2321 177. Bei den bekannten Zeitrelais mit Verzögerungsschaltungen dieser Art wird die Steuerwechselspannung, also die Versorgungsspannung oder dergleichen, gleichgerichtet und als stark geglättete Gleich- 45 Spannung mit sehr kleiner Amplitude dem Zeitkreis zugeführt. Der Zeitkreis bedient sich eines programmierbaren Unijuncti-on-Transistors, der als steuerbares Halbleiterelement vorteilhaft einsetzbar ist und einer RC-Reihenschaltung. Von der Gleichspannung ist mittels eines Widerstandsspannungsteilers 50 eine Hilfsspannung abgeleitet und als Referenzspannung dem Gatter des programmierbaren Unijunction-Transistors zugeführt bzw. an dieses angelegt. Das Potential der Hilfsspannung ist derzeitbestimmende Parameter. Überschreitet nach Anlegen der steuernden Versorgungswechselspannung die sich zeit- 55 lieh aufbauende Spannung, die über dem Kondensator der RC-Reihenschaltung abfällt, an der Anode das Potential der Hilfsspannung am Gatter des programmierbaren Unijunction-Transistors, so wird dieser von seinem ersten gesperrten Zustand in den zweiten leitenden Zustand umgesteuert und 60 legt somit direkt oder über ein weiteres Schaltelement ein Schaltrelais an Spannung, so dass dieses umschaltet.

Diese bekannte Schaltung arbeitet im allgemeinen durchaus zufriedenstellend; für einfachste Steuerungsaufgaben in Industrieanlagen mit Zeitrelais ist sie wirtschaftlich und schal- b5 tungstechnisch jedoch zu aufwendig.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfachere

Schaltungsanordnung für Zeitrelais der eingangs genannten Art zu schaffen, und zwar mit dem geringsten schaltungsmäs-sigen Aufwand und für den häufigsten üblichen Anwendungsbereich und bei Wechselspannungsbetrieb.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 zu entnehmen.

Das erfindungsgemässe Zeitrelais enthält eine halbleitergesteuerte Zeitverzögerungsschaltung, bei der die Zeitfunktion durch Anschalten einer Steuerwechselspannung gestartet wird. Für die Zeitfunktion wird die in Abhängigkeit von der an einem Kondensator einer RC-Reihenschaltung sich zeitlich aufbauende Spannung von einem Halbleiterelement ausgewertet und - unmittelbar oder durch ein weiteres Schaltelement -der Stromfluss durch eine Schaltrelaisspule gesteuert.

Wesentlich für die Erfindung ist, dass dem Zeitrelais eine mit geringer Glättung versehene und somit mit relativ grosser Amplitude behaftete Wechselspannung, die Gleichspannung überlagernd, zugeführt wird.

Vorteilhafte Eigenschaften der Schaltungsanordnung ergeben sich nicht nur durch den sehr einfachen Aufbau, sie ist direkt, ohne zum Beispiel entstörend wirkenden Trenntransformator für den Betrieb an Wechselspannungsnetzen in Industriesteueranlagen geeignet.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine vorteilhafte Ausführungsform einer beispielsweisen Schaltungsanordnung für das Beispiel eines anzugverzögerten Zeitrelais dargestellt, das nachfolgend näher beschrieben wird.

Über eine Gleichrichterdiode Gri sind parallel zueinander liegend ein Lastwiderstand Ri und ein Glättungskondensator Ci über die Klemmen KL 1 und KL2 an ein Wechselspannungsnetz U ~ angeschlossen. Weiterhin sind mit der gleichgerichteten Wechselspannung in Parallelschaltung mit dem Glättungskondensator Ci und dem Lastwiderstand Ri eine Reihenschaltung einer Relaisspule Re, einer Diode Gn in Durchlassrichtung sowie ein programmierbarer Unijunction-Transistor T verbunden, wobei bei der letztgenannten Reihenschaltung die Anode des Transistors T an der Diode Gn liegt und ein Vorwiderstand R2 von der Verbindung zwischen der Relaisspule Re und der Anode der Diode Gn mit dem Gatter des programmierbaren Unijunction-Transistors T verbunden ist. Der Anode und Kathode des programmierbaren Unijunction-Transistors T ist eine aus einem einstellbaren Widerstand R3 und einem Zeitkondensator C2 bestehende RC-Reihenschaltung parallelgeschaltet. Der einstellbare Widerstand Rj ist zusätzlich von einer Entkopplungsdiode Gn gegenpolig überbrückt.

Die Funktionsweise der beschriebenen Schaltungsanordnung ist folgende:

Zwischen den Eingangsklemmen KL 1 und KL2 wird die Versorgungsspannung in Form einer Wechselspannung als Steuerspannung angelegt. Aus dieser Steuerwechselspannung wird durch die Gleichrichterdiode Gri, über die nur der positive Teil der Wechselspannung in die Schaltungsanordnung gelangt, eine Gleichspannung erzeugt. Dieser Gleichspannung ist, durch geeignete Dimensionierung der Bauteile bedingt, und zwar überwiegend des Lastwiderstandes Ri und des Glät-tungskondensators Ci, eine Wechselspannung mit bestimmter Amplitude überlagert. Die wechselspannungsüberlagerte Gleichspannung wird über die Relaisspule Re und den Vorwiderstand R2 dem Gatter des gesperrten Unijunction-Transistors T zugeführt und bildet eine zeitbestimmende, wechselspannungsüberlagerte Referenzspannung. Gleichzeitig liegt die wechselspannungsüberlagerte Gleichspannung stets um die Durchlassspannung der Diode Gn verringert an der Anode des gesperrten Unijunction-Transistors T, hervorgerufen durch den über die Diode fliessenden Strom zur Reihenschaltung des RC-Gliedes Ri, C2. Die Sicherheit des gesperrten Zustands ist somit erhöht, denn es kann kein Zündstrom

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von der Anode zum Gatter fliessen, welcher zusätzlich durch die noch nicht vorhandene erforderliche positive Zündspannung verhindert wird, da die Anode negativ gegenüber dem Gatter ist. Der so erzeugte Störspannungsabstand für den gesperrten Zustand des Unijunction-Transistors T wird durch den Stromfluss über die Relaisspule Re und die Diode Gr: zur Reihenschaltung bzw. zu dem RC-Glied Ri, C2 noch erheblich verbessert, da die Relaisspule Re bei dieser Schaltungsanordnung vorteilhaft als Induktivität wirkt. Der Stromfluss zu dem letztgenannten RC-Glied ist so dimensioniert, dass dieser nicht zum Schalten der Relaiskontakte führen kann. Da das RC-Glied R.i, C: parallel zur Anoden-, Kathoden-Strecke des Unijunction-Transistors T liegt, hat die Anode einen günstigen Abschluss zum Minuspotential der Schaltungsanordnung.

Mit der wechselspannungsüberlagerten Gleichspannung, die an der Anode des Unijunction-Transistors T liegt, wird über den Ladewiderstand R3 der Zeitkondensator C2 aufgeladen und eine Gleichspannung gespeichert. Diese Speicherung erfolgt, weil der Ladestrom nur in einer Richtung über die Diode Gn in den Zeitkondensator C2 fliessen kann. Die gespeicherte, durch die Integration zeitlich ansteigende Gleichspannung an dem Zeitkondensator C: ist über die Entkopplungsdiode Gn der Anode des Unijunction-Transistors T zugeführt. Nach Ablauf der Zeitverzögerung, infolge der Aufladung des Zeitkondensators C2, unterschreitet die zeitbestimmende, wechselspannungsüberlagerte Referenzspannung am Gatter Unijunction-Transistors T des gespeicherten Gleichspannungspotential amZeitkondensatorC2, subtrahiert mit der Diodendurchlassspannung über die Diode Gn und der Zündspannung des Unijunction-Transistors T, so dass der erforderliche Zündstrom für den Unijunction-Transistor T aus dem Zeitkondensator C; über die Entkopplungsdiode Gn, Anode, Gatter, den Vorwiderstand R:, die Relaisspule Re und den Lastwiderstand Ri zum Minuspotential der Schaltungsanord-5 nung fliesst. Der Unijunction-Transistor T zündet und wird von der Anode zur Kathode leitend, so dass der Zeitkondensator C2 über die Entkopplungsdiode sofort entladen wird. Ferner wird die Relaisspule mit ihrem Anzugstrom über die Diode Gr2 erregt und die Relaiskontakte schalten um. Der 10 jetzt durch die Relaisspule Re und den Unijunction-Transistor T fliessende wechselstromüberlagerte Gleichstrom ist so dimensioniert, dass die Relaiskontakte umgeschaltet bleiben und der durch den Vorwiderstand R: programmierte Haltestrom für den leitenden Zustand des Unijunction-Transistor T 15 nicht unterschritten wird. Erst durch Abschalten der Steuerwechselspannung an den Klemmen KL 1 und KL 2 kehrt die Schaltungsanordnung in ihre startbereite Ausgangslage zurück.

Die beschriebene Schaltungsanordnung für Zeitrelais ist eine halbleitergesteuerte Zeitverzögerungsschaltung, bei der 20 die Zeitfunktion durch Anschalten einer Steuerwechselspannung gestartet wird. Für die Zeitfunktion wird die in Abhängigkeit von der an einem Kondensator einer RC-Reihenschaltung sich zeitlich aufbauende Spannung von dem Halbleiterelement ausgewertet und - unmittelbar oder durch ein wei-25 teres Schaltelement - der Stromfluss durch eine Schaltrelaisspule gesteuert.

Wesentlich ist, dass dem Zeitrelais eine mit geringer Glättung versehene und somit mit relativ grosser Amplitude behaftete Wechselspannung, die Gleichspannung überlagernd, 3o zugeführt wird.

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1 Blatt Zeichnunger

Claims (2)

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   PATENTANSPRÜCHE

   1. Zeitrelais für Wechselspannungsbetrieb, mit einem Gleichrichter (Gn) und einer Verzögerungsschaltung, die einen programmierbaren, Unijunction-Transistor (T) und ein RC-GIied (Ri, C:) umfasst, wobei eine wechselspannungsüber- 5 lagerte Gleichspannung einerseits an den als Vergleichsmittel dienenden Uni junction-Transistor (T) angelegt und andererseits mittels des RC-Gliedes integriert und diese integrierte Spannung mit der als Referenzspannung dienenden wechsel-spannungsüberlagerten Gleichspannung verglichen wird, und to wenn nach Ablauf der Verzögerungszeit die integrierte Gleichspannung die an das Gatter des Unijunction-Transistors angelegte Referenzspannung überschreitet, das Relais betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Gleichrichter (Gn) erzeugte wechselspannungsüberlagerte Gleichspan- 15 nung über die Relaisspule (Re) des Zeitrelais und einen Widerstand (Ri) dem Gatter des Unijunction-Transistor (T) und über die Relaisspule und eine Diode (Gn) der Anode des Unijunction-Transistors sowie dem RC-Glied (Rj, Ca) zugeführt wird, so dass die wechselspannungsüberlagerte Gleich- 20 Spannung um die Durchlassspannung der Diode (Gr:) verringert an der Anode des Unijunction-Transistors anliegt.
2. 2. Zeitrelais nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Relaisspule (Re) mit der Diode (Gn) in Durchlassrichtung zur Anode des Unijunction-Transistors (T) in Reihe 25 geschaltet ist und zu diesem die RC-Reihenschaltung (R.î, C2) über seine Anoden-Kathodenstrecke parallel liegt, wobei von einer Entkopplungsdiode (Gn) die sich am Zeitkondensator (C:) des RC-Gliedes aufbauende Spannung der Anode des programmierbaren Unijunction-Transistors (T) zugeführt ist 30 und die als Referenzspannung dienende wechselspannungsüberlagerte Gleichspannung vom Verbindungspunkt zwischen der Relaisspule (Re) und der Diode (Gn) über den Widerstand (R:) am Gatter des Transistors (T) anliegt.

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