DE1089425B

DE1089425B - Schaltungsanordnung fuer Relais, die durch Kurzschluss ihrer Wicklung abgeworfen werden

Info

Publication number: DE1089425B
Application number: DES62471A
Authority: DE
Inventors: Anton Greiter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1959-04-07
Filing date: 1959-04-07
Publication date: 1960-09-22

Description

DEUTSCHES

Es ist bekannt, in Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen Relais durch Kurzschluß einer Wicklung zum Abfall zu bringen. Des weiteren ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der in Reihe mit der kurzzuschließenden Relaiswicklung parallel zu dem den Kurzschluß bewirkenden Kontakt ein im Haltestromkreis im Durchlaßbereich arbeitender spannungsabhängiger Widerstand, z. B. Gleichrichter in Durchs laßrichtung, angeordnet ist. Aufgabe dieses spannungsabhängigen Widerstandes ist es, die durch die Induktivität der kurzzuschließenden Relais wicklung bedingten zu langen Abklingzeiten des Ausgleichstromes im Kurzschlußkreis zu verkürzen und somit die Auslösezeiten der Relais herabzusetzen.

Handelt es sich bei den kurzzuschließenden Relais um Relais mit geringer Abfallerregung, d. h. um Relais, die durch eine verhältnismäßig geringe Erregung noch gehalten werden können, so besteht die Gefahr, daß durch Auftreten von Kontaktübergangswiderständen an dem kurzzuschließenden Kontakt eine über den Kontaktübergangswiderstand kurzgeschlossene Relaiswicklung noch von einem das Halten des Relais ermöglichenden Strom durchflossen wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die selbst bei verhältnismäßig großen Kontaktübergangswiderständen des Kurzschlußkontaktes einen sicheren Abfall des Relais gewährleistet. Dieses wird dadurch erreicht, daß zur Erhöhung der Abfallsicherheit von Relais mit geringer Abfallerregung die Kennlinie des spannungsabhängigen Widerstandes so gewählt ist, daß dieser bei Schließen des mit einem bestimmten Übergangswiderstand behafteten Kurzschlußkontaktes und nach Abklingen des Ausgleichsvorganges den durch die Relaiswicklung fließenden Strom auf einen den Abfall des Relais sichernden'Wert begrenzt.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung wird der spannungsabhängige Widerstand in Abhängigkeit vom Kurzschlußkontakt ausgesteuert. Bei Verwendung eines Gleichrichters als spannungsabhängigen Widerstand wird dieser im Haltestromkreis in Durchlaßrichtung so beansprucht, daß sein Widerstand vernachlässigbar ist. Nach Kurzschluß der Relaiswicklung nimmt dagegen sein. Widerstand.entsprechend der Kennlinie des Gleichrichters infolge des geringen, durch den Kontaktübergangswiderstand des Kurzschlußkontaktes bedingten Dauerstromes einen verhältnismäßig hohen Wert an. Je höher dieser Wert liegt, desto geringer ist in Abhängigkeit von dem parallel liegenden Kontaktübergangswiderstand der durch die Relaiswicklung fließende Dauerstrom, so daß dieser durch entsprechende Auswahl der Gleichrichterkennlinie auf einen Wert, der unterhalb des für den Schaltungsanordnung für Relais,

die durch Kurzschluß ihrer Wicklung

abgeworfen werden

Anmelder:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Witteisbacherplatz 2

Anton Greiter, München,
ist als Erfinder genannt worden

Abfall' des Relais maximal zulässigen Stromwertes liegt, beschränkt werden kann.

An Stelle eines Gleichrichters kann beispielsweise auch eine Zenerdiode Verwendung finden, die in Sperrrichtung in Reihe mit der Wicklung des Relais liegt und im Haltestromkreis, absolut gesehen, oberhalb der Zenerspannung betrieben wird. Bei Betätigung des Kurzschlußkontaktes sperrt die Zenerdiode infolge des absinkenden Spannungsabfalles den Relaisstrom und bewirkt einen sicheren Abfall des Relais.

An Hand der Figuren soll nachstehend die erfindungsgemäße Anordnung im einzelnen erläutert werden.

Fig. 1 zeigt die bekannte Relaisanordnung, bei der das Relais durch Kurzschluß seiner Wicklung abzuwerfen ist. Die Anordnung gemäß Fig. 1 soll im folgenden mit einer entsprechenden, in der

Fig. 2' dargestellten Anordnung verglichen werden, bei der die Kennlinie des in bekannter Weise angeordneten spannungsabhängigen Widerstandes so gewählt ist, daß dieser bei Schließen des mit einem bestimmten Übergangswiderstand behafteten' Kurzschlußkontaktes den nach Abklingen des Ausgleichvorganges durch die Relaiswicklung fließenden Strom auf einen den Abfall des Relais sichernden Wert begrenzt ;

Fig. 3 zeigt eine Kennlinie des spannungsabhängigen Widerstandes eines Gleichrichters, und

Fig. 4 zeigt den unterschiedlichen Verlauf der Strom-Zeit-Kurve bei den Anordnungen gemäß Fig. 1 und 2.

In den Fig. 1 und 2 sind, um die Bezeichnungen der Schaltelemente von den. ihren Wert charakterisierenden Formelzeichen unterscheiden zu können, letztere in Klammern angegeben.

009 608/83

Die Bezeichnungen der Elemente bedeuten:

E Relais bzw. Wicklung des Relais,
k das Relais kurzschließender Kontakt,

Wk Kontaktübergangswiderstand,

Wv gemeinsamer Vorwiderstand,
G spannungsabhängiger Widerstand (Gleichrichter).

Die in den Figuren in Klammern angegebenen und/oder in den folgenden Gleichungen auftretenden Formelzeichen bedeuten:

Re Widerstandswert der Relaiswicklung E, Rk 1 für einen sicheren Abfall des Relais E in Fig. 1 zulässiger Widerstandswert des Kontaktübergangswiderstandes Wk,

Rk 2 für einen sicheren Abfall des Relais E in Fig. 2 zulässiger Widerstandswert des Kontaktübergangswiderstandes Wk,

Rv Widerstandswert des Vorwiderstandes Wv, Rg Widerstandswert des Gleichrichters G₁

U Spannungswert der Betriebsstromquelle,
UeI Spannungsabfall am Relais E (Fig. 1 und 2),

Ug Spannungsabfall am Gleichrichter G,
Ue2 — UeI + Ug Spannungsabfall am Relais E und

am Gleichrichter G (Fig. 2),
Jk Strom über den zulässigen Kontaktwiderstand, Je Strom über die Relaiswicklung E, J = Je -f- Jk Strom über den Vorwiderstand Wv, Gesamtstrom,
AWab dem Abfallwert des Relais E entsprechende

Amperewindungszahl,
Ne Windungszahl des Relais E, AWab

Jedb =

Ne

Ue2 = Jeab · {Re + Rg)

(2)

Setzt man voraus, daß der über den Kurzschlußkontakt fließende Strom praktisch von UIRv abhängig ist, so gilt für die Zunahme des zulässigen Kontaktübergangswiderstandes die Beziehung:

Rk2 _ dUe + öUg _ dUg Rg

RkI - öUe ^- 6Ue ⁺ Re '

(3)

woraus sich für den zulässigen Kontaktwiderstand der Anordnung gemäß der Fig. 2 der folgende Wert ergibt:

Rk2<_sRki

Re

(4)

RgIRe im Kurzschluß zustand im allgemeinen wesentlich größer als 1 und bei geöffnetem Kurzschlußkontakt wesentlich kleiner als 1 sein, so daß in letzterem Zustand ein sicheres Halten des Relais gewährleistet ist.

Die Erhöhung des zulässigen Kontaktübergangswiderstandes ist aber ferner auch um so wirksamer, je geringer der Abfallwert des Relais ist. Durch die Verwendung eines Gleichrichters gemäß der Fig. 2

ίο werden außerdem die Streuungen der Abfallzeiten mehrerer Relais eingeengt. Ein entsprechend der Fig. 4 beim Kurzschluß einer Relaiswicklung ablaufender Ausgleichsvorgang verläuft bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 exponential bis zur Näherung an den stationären Zustand, während er bei einer Anordnung gemäß der Fig. 2 unter dem Einfluß des spannungsabhängigen Widerstandes des Gleichrichters in der Nähe des Abfallwertes wesentlich schneller seinem Endwert zustrebt.

ao An Hand eines Beispieles soll nachstehend der zulässige Kontaktübergangswiderstand einer Anordnung gemäß der Fig. 1 und der der erfindungsgemäßen Anordnung der Fig. 2 berechnet werden. Es soll hierzu angenommen werden, daß

-maximaler Strom über dieRelaiswick-

lung, bei dem ein Abfall des Relais noch gesichert ist.

Entsprechend der vorstehenden Festlegungen ergibt sich für den zulässigen Spannungsabfall am Kontaktübergangswiderstand der Anordnung gemäß Fig. 1 der folgende Wert:

UeI = Jeab-Re (1)

und für den zulässigen Spannungsabfall am Kontaktübergangswiderstand der Anordnung gemäß Fig. 2 der Wert:

50

A Wob = 3	Rv	= 1,6 kQ
Ne = 4400	Re	= 1,2 kQ
Aus der Beziehung:
Ten.h <		η



, AWab

— Ne

ergibt sich der maximal zulässige Strom über die Wicklung, bei dem ein Abfall noch gewährleistet ist, zu Jeab = 0,7 mA und aus den Beziehungen:

Je =

Ue

Re	t	Rv	■Rkl	(7)
U-	J-	U	+ RkI	(8)
		Re
7?97 -	_L	Re
	Γ

ergibt sich dann der zulässige Kontaktübergangswiderstand der Anordnung gemäß Fig. 1 zu:

^21,2 Ω. (9)

=S JJ

Jeab

— Rv-Re

Entsprechend dem Wert für Jeab = 0,7 mA ergibt sich aus der Kennlinie des Gleichrichters ein Widerstandswert Rg = 2,6 Ω. Nach Einsetzen der gegebenen und errechneten Werte in die Formel (4) erhält man für den zulässigen Kontaktübergangswiderstand der Anordnung gemäß Fig. 2 einen Wert von Rk 2 5S 68 Ω und somit einen gegenüber dem Kontaktübergangswiderstand der Anordnung gemäß Fig. 1 um mehr als das dreifache erhöhten Wert.

Bereits aus dieser Formel läßt sich erkennen, daß der zulässige Kontaktübergangswiderstannd der Anordnung gemäß der Fig. 2 gegenüber dem der Anordnung der Fig. 1 unabhängig davon erhöht wird, ob das Verhältnis RgIRe größer oder kleiner als 1 ist.

Da der Gleichrichter im Kurzschlußzustand entsprechend dem geringen Spannungsabfall Ug, wie aus der Fig. 3 ersichtlich wird, einen verhältnismäßig großen· Widerstandswert besitzt, wird das Verhältnis

Claims

PATENTANSPRUCH:

Schaltungsanordnung für Relais, die durch Kurzschluß ihrer Wicklung abgeworfen werden und bei denen in Reihe mit der kurzzuschließenden Wicklung parallel zu dem den Kurzschluß bewirkenden Kontakt ein im Haltestromkreis im Durchlaßbereich arbeitender spannungsabhängiger Widerstand¹, z. B. Gleichrichter in Durchlaßrichtung, angeordnet ist, in> Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Er-

höhung der Abfallsicherheit von Relais mit geringer Abfallerregung die Kennlinie des spannungsabhängigen Widerstandes so gewählt ist, daß dieser bei Schließen des mit einem bestimmten Übergangswiderstand (z. B. 68 Ω) behafteten Kurzschlußkontaktes und nach Abklingen des Aus-

gleiöhsvorganges den durch die Relaiswicklung fließenden Strom auf einen den Abfall des Relais sichernden Wert begrenzt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 722 417.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1009 608/83 9.60