Elektronische Steuervorrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuervorrichtung, bei welcher abhängig von einem elektrischen Steuerimpuls eine Starkstromleistung ge schaltet wird.
Dies ist beispielsweise bei elektroni schen Walzwerksteuerungen erforderlich: Ein Tast- kopf mit einer Wärmezelle (PbS-Zelle) liefert beim Vorbeigehen des Walzgutes einen elektrischen Im- puls. Von. diesem Impuls wird eine Weiche oder eine Schere gesteuert.
Man hat derartige Steuerungen mit Schützen aus- geführt, durch welche die erforderlichen Starkstrom- leistungen: geschaltet werden. Die Schütze haben aber eine erhebliche Ansprechverzögerung, die zudem nicht hinreichend genau definiert ist. Bei Hinterein anderschaltung von mehreren Schützen summieren sich die Ansprechfehler.
Dadurch sind die üblichen Schützensteuerungen für viele Zwecke unibrauchbar, insbesondere auch für die Steuerung von Walzwer- ken, in denen das Walzgut mit hohler Geschwindig keit durchläuft.
Man hat bereits elektronische Steuervorrichtungen vorgesehen, bei denen durch einen elektrischen Steuerimpuls ein. Thyratron zur Schaltung einer Stark stromleitung .gezündet wird. Bei den bekannten An ordnungen wurde das Thyrattron ritt Gleichstrom ge speist rund von dem Steuerimpuls direkt gezündet. Das ist in manchen Fällen nachteilig und erschwert die Regelung der geschalteten Leistung.
Es sind Schaltungsanordungen bekannt, bei denen die Thyratrone an einer Wechselspannung lie gen und zugleich als Gleichrichter wirken. Für die vorliegenden Zwecke, wo es darauf ankommt, eine Leistung von einem Impuls trägheitslos, also ohne umdefinierte Verzögerung, zu schalten, ist einte solche Anordnung nicht ohne weiteres brauchbar.
Das Thyra- tron zündet nur, wenn steine Anodenspannung im Augenblick des Zündimpulses positiv ist, so dass eine trägheitsfreie Zündung nicht gewährleistet ist.
Erfindungsgemäss wird vorgesehen, dass zur träg heitslosen Schaltung einer Starkstromleistung wenig stens drei Thyratrone in den drei: Phasen eines Dreh Stromes liegen und eine an den Steuergittern der Thyratrone liegende Spernspannung durch einen von einem elektrischen Steuerimpuls zum Ansprechen zum Ansprechen bringbaren elektronischen Schalter abschaltbar ist.
Zur Schaltung der Leistung dient somit nicht der Steuerimpuls .selbst, der zum Beispiel von einer Blei- sulfIdzelle geliefert wird. Dies geschieht vielmehr mittels eines Hilfssteuerkreises, der durch den Steuer impuls elektronisch und daher trägheitslos umge schaltet wird und dann die Sperrspannung am Gitter der Thyratrone entfernt.
Dann werden die Thyratrone leitend, sobald die .anliegende Wechselspannung .ihre positive Halbwelle hart, und wirken so als einfache Gleichrichter.
Mit reinem einzigen Thyratron und einem. ein fachen Wechselstrom würde man die angestrebte träg heitslose Schaltmöglichkeit noch nicht erreichen, weil der Steuerimpuls je auch zu einem Zeitpunkt erscheinen könnte, zu dem die Speisespannung des Thyratrons noch negativ risst. Dann. fiele zwar die Sperrspannung am Gitter des Thyratrons weg; das Thyratron würde aber noch keinen Strom führen, bis seine Anodenspannung wieder positiv wird. Das ergäbe eine umdefinierte Ansprechverzögerung Ibis zu 10 Millisekunden.
Bei einer heute bei elektrisch ge steuerten Wälzwerken durchaus üblichen Walzgut- geschwindigkeit vorn, 50 m/sec entspräche das einem Walzgutvomschub von; einem halben Meter.
Wenn aber erfindungsgemäss drei entsprechend gesteuerte Thyratrone mit den drei Phasen reines Dwehsitromes liegen, können; Verzögerungen der geschilderten Art nicht auftreten, weilbei Drehstrom in jedem Augen- blick stets wenigstens eine Phase positiv ist.
Bei Ver wendung von Drehstrom ergibt sich also trotz dies Wechselstromcharakters ein träghetsloses Einschal ten der zu schaltenden Leistung. Drehstrom ist in den Fabriken stets verfügbar, und man braucht nicht einen Hochleistungsgleichstrom zu erzeugen. Ausser dem ergibt? sich der Vorteil, dass die Leistung auf drei Thyratrone verteilt werden kann, so dass man relativ handliche Thyratrone geringerer Leistung verwenden kann.
Der elektronische Schalter kann aus einem gleich- stromgespeisiten Hilfsthyratron bestehen, das durch den Steuerimpuls, gezündet wird. Um das Hilfs- thyratron zu speisen, ist keine Starkstromquelle er forderlich, da die Gleichspannung nur zur Steuerung des Starkstromthyratrons dient.
Statt eines Hilfsthyratrons können natürlich auch gegebenenfalls andere elektronische Schalter, z. B. eine Flip-Flop-Schaltung, vorgesehen werden.
Es kann an dem Gitter des oder der Starkstrom- Thyratrone zusätzlich eine Wechselspannung zur Re gelung der geschalteten Leistung anliegen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung .schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben: Ein Tastkopf mit .einer Bleisulfidzelle ,liefert beim Durchgang glühenden Walzgutes. einen Impuls 2, der in einem Verstärker 3 verstärkt und in einem elek tronischen Zeitrelais 4 in vorbestimmter Weise ver zögert wird.
Der verzögerte Impuls. 5 gelangt auf das Gitter eines Thyratrons 6 (Hilfsthyratron), das von einer Gleichspannung U gespeist wird. In Reihe .mit dem Thyratron 6 liegt ein Schalter 7 zum Einschal ten der Anlage und ein Kathodenwiderstand B. Die Kathode des Thyratrons 6 liegt am Gitter eines: Stark- s;trombhyratrons 9, das von einer Phase :eines Dreh stromes gespeist wird. Solange das Thyratron . 6 noch nicht gezündet hat, also .einen sehr hohen Widerstand darstellt, liegt am Gitter des Thyratrons 9 die vo'l'le negative Gleichspannung U. Das Thyratron 9 ist ge sperrt.
Wird das Thyratron 6 durch den Impuls. 5 gezündet, so dass an diesem praktisch die volle Span nung U abfällt; während die Spannung am Thyratron 6 zusammenbricht. Das Gitter dies Thyratrons 9 wird dadurch positiv und das Thyratron 9 zündet. Es wirkt dann als : Gleichrichter. Der am Gitter des Thyratrons 9 anliegenden Spannung wird über einen Transformator 10 eine Wechselspannung über lagert, mittels derer durch Phasenschnitt in bekann ter Weise die durch das Thyratron 9 geschaltete Lei stung geregelt werden kann.
Von den übrigen Phasen des Drehstromes wer den ebenfalls. Thyratrone 9', 9" gespeist, die in ent sprechender Weise gezündet und .geregelt werden. Der erhaltene Gleichstrom (+, - rechts in der Fi gur) kann beispielsweise eine Magnetkupplung für eine auf das Walzgut einwirkende Schere .erregen.
Die beschriebene Steuervorrichtung arbeitet rein :elektronisch, ohne jegliche mechanische Kontakte, also vollständig trägheitslos, so dass sie zur Steue rung von extrem schnellen Vorgängen, insbesondere bei hohen Walzgutgeschwindigkeiten, anwendbar ist.
Electronic control device The invention relates to an electronic control device in which a heavy current power is switched on as a function of an electrical control pulse.
This is necessary, for example, with electronic rolling mill controls: a probe head with a heat cell (PbS cell) supplies an electrical pulse when the rolling stock passes by. From. A switch or scissors are controlled by this impulse.
Such controls have been implemented with contactors through which the required high-voltage power is switched. However, the contactors have a considerable response delay, which is also not defined with sufficient precision. If several contactors are connected in series, the response errors add up.
As a result, the usual contactor controls are unusable for many purposes, in particular also for the control of rolling mills in which the rolling stock passes through at low speed.
One has already provided electronic control devices in which an electrical control pulse. Thyratron for switching a power line. Is ignited. In the known arrangements, the Thyrattron was rode direct current fed by the control pulse ignited directly. This is disadvantageous in some cases and makes it more difficult to control the switched power.
Circuit arrangements are known in which the thyratrone is connected to an alternating voltage and at the same time act as a rectifier. For the present purposes, where it is important to switch a power from a pulse without inertia, that is, without a redefined delay, such an arrangement is not readily usable.
The thyratron only ignites if the anode voltage is positive at the moment of the ignition pulse, so that inertia-free ignition is not guaranteed.
According to the invention it is provided that for the inertia-free switching of a high-voltage power at least three thyratrons are in the three: phases of a rotary current and a blocking voltage on the control grids of the thyratrone can be switched off by an electronic switch that can be addressed by an electrical control pulse.
The control pulse itself, which is supplied by a lead sulfide cell, for example, is not used to switch the power. Rather, this is done by means of an auxiliary control circuit, which is switched electronically and therefore inertia-free by the control pulse and then removed the blocking voltage on the grid of the thyratrone.
Then the thyratrons become conductive as soon as the AC voltage applied, their positive half-wave hard, and thus act as a simple rectifier.
With pure single thyratron and one. With a single alternating current, the desired inertia-free switching option would not yet be achieved, because the control pulse could also appear at a point in time at which the supply voltage of the thyratron still cracks negatively. Then. The reverse voltage on the grid of the thyratron would indeed be dropped the thyratron would not conduct any current until its anode voltage becomes positive again. That would result in a redefined response delay Ibis of 10 milliseconds.
With a rolling stock speed at the front, which is quite common today in electrically controlled rolling mills, 50 m / sec, this would correspond to a rolling stock feed of; half a meter.
But if, according to the invention, there are three appropriately controlled thyratrons with the three phases of pure Dwehsitromes, can; Delays of the type described do not occur because with three-phase current at least one phase is always positive at every instant.
When using three-phase current, despite this alternating current character, the power to be switched is switched on without sluggishness. Three-phase current is always available in the factories and there is no need to generate high-power direct current. Besides that results? the advantage that the power can be distributed to three thyratrons, so that you can use relatively handy thyratrons of lower power.
The electronic switch can consist of a DC-fed auxiliary thyratron which is ignited by the control pulse. In order to feed the auxiliary thyratron, no high-voltage source is required, since the direct voltage is only used to control the high-voltage thyratron.
Instead of an auxiliary thyratron, of course, other electronic switches, e.g. B. a flip-flop circuit can be provided.
An alternating voltage can also be applied to the grid of the heavy current thyratrone to regulate the switched power.
An embodiment of the invention is shown schematically in the figure and described below: A probe head with a lead sulfide cell supplies glowing rolling stock as it passes through. a pulse 2, which is amplified in an amplifier 3 and delayed ver in an electronic timing relay 4 in a predetermined manner.
The delayed pulse. 5 reaches the grid of a thyratron 6 (auxiliary thyratron), which is fed by a direct voltage U. In series with the thyratron 6 is a switch 7 for switching on the system and a cathode resistor B. The cathode of the thyratron 6 is on the grid of a: strong s; trombhyratron 9, which is fed by a phase: a three-phase current. As long as the thyratron. 6 has not yet ignited, i.e. represents a very high resistance, the full negative DC voltage U is on the grid of the thyratron 9. The thyratron 9 is blocked.
Will the thyratron 6 by the pulse. 5 ignited, so that practically the full voltage U drops at this; while the voltage on the thyratron 6 collapses. The grid of this thyratron 9 becomes positive and the thyratron 9 ignites. It then acts as: rectifier. The voltage applied to the grid of the thyratron 9 is superimposed on an alternating voltage via a transformer 10, by means of which the power switched by the thyratron 9 can be regulated by phase cutting in a well-known manner.
Of the other phases of the three-phase current who also. Thyratrons 9 ', 9 ", which are ignited and regulated in a corresponding manner. The direct current obtained (+, - on the right in the figure) can, for example, excite a magnetic coupling for shears acting on the rolling stock.
The control device described works purely: electronically, without any mechanical contacts, that is, completely without inertia, so that it can be used to control extremely fast processes, especially at high rolling stock speeds.