DE1108785B - Steuervorrichtung mit impulsgesteuertem Thyratron - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

G05f;g

P19646Vmb/21c

ANMELDETAG: 13. NOVEMBER 1957

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABEDER AUSLEGESCHRIFT: 15. JUNI 1961

Die Erfindung betrifft eine elektronische Steuervorrichtung, insbesondere für Walzenstraßen und ähnliche Anlagen. Zur Auslösung von Steuervorgängen steht vielfach nur ein elektronischer, ζ. Β. durch eine Photozelle oder eine wärmeempfindliche Widerstandszelle gewonnener Impuls zur Verfügung. Es bereitet gewisse Schwierigkeiten, durch einen solchen elektronischen Impuls, der naturgemäß vorverstärkt werden kann, größere Starkstromleitungen zu steuern. Man kann bekanntlich durch einen solchen elekronischen Impuls ein Stromtor (Thyratron) zünden, um dadurch eine größere Leistung einzuschalten. Häufig werden jedoch z. B. zum Antrieb von Walzwerksscheren, Schlingenhebern, Bremsen u. dgl. sehr große Leistungen gebraucht, so daß sehr große und teuere Stromtore eingesetzt werden müßten, die besonders in rauhen Betrieben stark gefährdet und schwer unterzubringen sind.

Man hat daher bisher größere Leistungen vorwiegend durch mechanische Kontaktvorrichtungen (Schütze) geschaltet und durch den elektronischen Impuls eine solche Kontaktvorrichtung mittels mechanisch arbeitender Relais gesteuert. Eine derartige Relaissteuerung von Schützen hat jedoch den Nachteil, daß unkontrollierbare und unkonstante Relaisankerverzögerungen auftreten, so daß es nicht möglich ist, die Einschaltung des Laststromkreises zu einem Zeitpunkt zu bewirken, der auf Millisekunden genau definiert ist. Die Relaisankerverzögerungen streuen erheblich in Abhängigkeit von Reibungswiderständen, Massenkräften, Temperatur- und sonstigen Einflüssen. Bei einer meist erforderlichen Hintereinanderschaltung mehrerer Relais addieren sich diese Streuungen zu einem unzulässigen Zeitfehler, wozu noch die nicht zu vernachlässigende Streuung der Ansprechzeit der Schütze kommt. Da jedoch, z. B. bei hohen Geschwindigkeiten des Walzgutes, solche an sich kleinen Zeitfehler der Steuerung ganz erhebliche Auswirkungen haben, sind Relaissteuerungen von Schützen für viele Steuerungszwecke ungeeignet und nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, von einem elektronischen Impuls eine Starkstromleistung ohne die geschilderten Zeitfehler zu steuern und ohne dazu ein der jeweiligen Leistung entsprechendes großes Stromtor verwenden zu müssen.

Es sind Anordnungen bekannt, bei denen durch einen Impuls ein Thyratron gezündet wird, in dessen Anodenkreis ein Relais liegt. Das Relais zieht dann beim Zünden des Thyratrons an und hält sich über einen Selbsthaltekontakt. Durch einen solchen Selbsthaltekontakt wird naturgemäß das Thyratron kurzgeschlossen und löscht.

Steuervorrichtung
mit impulsgesteuertem Thyratron

Anmelder:

Marcel Ch. Pfister,
Eckbolsheim b. Straßburg (Frankreich)

Vertreter: Dr. F. Pommer, Rechtsanwalt,
Düsseldorf-Gerresheim, Heyestr. 56

Marcel Ch. Pfister, Eckbolsheim b. Straßburg

(Frankreich),
ist als Erfinder genannt worden

Mit einer derartigen Anordnung lassen sich Zeitfehler der geschilderten Art ebenfalls nicht vermeiden, weil das Relais, nachdem das Thyratron gezündet hat, mit Undefinierter Verzögerung anzieht.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß ein Thyratron innerhalb eines großen Bereiches überlastet werden kann, wenn diese Überlastung nur während hinreichend kurzer Zeit stattfindet.

Ausgehend von dieser Erkenntnis wird die geschilderte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Anordnung, bei welcher durch einen elektronischen Impuls ein Thyratron gezündet und dieses durch einen Relaiskontakt anschließend kurzgeschlossen wird, der Relaiskontakt durch den Impuls unabhängig von dem Thyratron gesteuert wird.

Es findet also durch den Impuls eine zweifache Steuerung des Laststromes statt, nämlich eine ohne Zeitfehler arbeitende Thyratronzündung und eine mit Zeitfehler behaftete mechanische Einschaltung, durch die das überlastete Thyratron wieder ausgeschaltet wird. Das Thyratron brennt also nur während der geringen Zeitspanne zwischen dem trägheitslosen Zünden und dem verzögerten Ansprechen der mechanischen Kontaktmittel. Man kann auf diese Weise selbst für große Stromstärken ein relativ kleines, in einem schrankartigen Steuergerät geschützt unterzubringendes Thyratron verwenden, dessen Stromdurchgang nur einen Sekundenbruchteil andauert, bis die elektromechanische Einschaltung des Laststromkreises nachfolgt.

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Im allgemeinen ist es erforderlich, daß die Einschaltung des Laststromes nicht gleichzeitig mit der Impulsgabe, sondern nach einer bestimmten Zeit erfolgt. Im Walzwerk z. B. soll die Einschaltung einer Schere oder einer Weiche eine vorbestimmte Zeit nach dem steuerimpulsgebenden Einlaufen des Walzgutes erfolgen. Bisher hat man zu diesem Zweck mit dem vorverstärkten Impuls das Eingangsrelais eines Zeitschalters erregt, dessen mit bestimmter Verzögerung ansprechendes Ausgangsrelais das Lastschütz steuerte. Bei einer solchen Hintereinanderschaltung mehrerer Relais treten die geschilderten Zeitfehler in verstärktem Maße auf, so daß die eingestellte Zeitverzögerung mit einer solchen Steuerung nicht genau genug eingehalten werden kann.

In weiterer Ausbildung der Erfindung ist daher vorgesehen, daß der Impuls das Starkstromthyratron über eine kontaktlose Vorsteuerungsvorrichtung mit Zeitverzögerung zündet und daß die mechanische Kontaktvorrichtung zugleich vom Ausgangsstrom der Vorsteuervorrichtung gesteuert und so ausgebildet ist, daß sie zugleich mit der Ausschaltung des Starkstromthyratrons die Vorsteuervorrichtung abschaltet. Bei einer solchen kontaktlosen Vorsteuervorrichtung ist weder im Eingang noch im Ausgang des Zeitrelais ein mechanischer Kontakt zur Zündung des Thyratrons erforderlich. Dem Zeitrelais ist vielmehr je ein Hilfsthyratron vor- und nachgeschaltet, die beide zeitfehlerfrei gezündet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

In Fig. 1 ist mit 1 ein elektronischer Impulsgeber, z. B. eine Widerstandszelle, bezeichnet, der an einem Verstärker 2 angeschlossen ist. Im Anodenkreis der Endröhre 2' des Verstärkers 2 ist ein Transformator 3 und ein elektromechanisches Relais 4 eingeschaltet. Durch den Transformator 3 ist der Anodenkreis über einen Gleichrichter 6 an dem negativ vorgespannten Gitter 5' eines Starkstromthyratrons 5 angekoppelt. Im Anodenkreis des Thyratrons 5 ist ein Leistungsverbraucher? eingeschaltet. Parallel zum Thyratron5 liegen Arbeitskontakte 8, 8' eines Schützes 9, das vom Relais 4 durch dessen Arbeitskontakt 4' einschaltbar ist. 10,10' sind Haltekontakte des Schützes 9, 11 ist ein vom Verbraucher 7 nach Ablauf des Arbeits-Vorganges geöffneter Ruhekontaktschalter.

Sendet der Impulsgeber 1 einen Impuls in den Verstärker 2, so wird durch die Ausgangsspannung des Verstärkers 2 durch Veränderung des Potentials am Gitter 5' das Starkstromthyratron 5 gezündet und der Leistungsverbraucher 7 eingeschaltet. Dieser Vorgang erfolgt rein elektronisch ohne Zeitfehler verursachende mechanische Kontakte.

Zugleich wird aber das Relais 4 erregt, welches das Schütz 9 einschaltet. Beim Ansprechen des Schützes 9 wird der Leistungsstromkreis über die Arbeitskontakte 8, 8' geschlossen und dabei das Thyratron 5 kurzgeschlossen. Dieser Vorgang erfolgt infolge der Ansprechzeit des Relais 4 und des Schützes 9 mit einer gewissen inkonstanten Verzögerung. Das Thyratron 5 ist infolgedessen nur während dieser Verzögerungszeit in Betrieb und kann daher stark überlastet sein. Der Leistungsverbraucher 7 wird jedoch durch den Impulsgeber 1 unverzögert eingeschaltet. Durch die Haltekontakte 10,10' bleibt das Schütz 9 auch nach Abfall des Relais 4 in Schaltstellung, bis der Leistungsverbraucher 7 seinen Arbeitsgang verrichtet und den Schalter 11 betätigt hat.

In Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, bei der durch einen vom Impulsgeber 1 gegebenen Impuls das Starkstromthyratron 5 nicht unmittelbar, sondern über eine mit Zeitverzögerung arbeitende Vorsteuervorrichtung gezündet wird. Durch die Ausgangsspannung des Verstärkers 2 wird ein Hilfsthyratron 12 gezündet, das in Spannungsteilerschaltung mit einem Widerstand 13 in Reihe liegt. Der beim Zünden des Hilfsthyratrons 12 am Anschlußpunkt 14 auftretende Spannungssprung wird als Eingangsspannung einem Zeitrelais 15 zugeleitet, durch dessen verzögert auftretende Ausgangsspannung ein zweites Hilfsthyratron 16 gezündet wird. Im Anodenkreis des Hilfsthyratrons 16 liegt das Relais 4 und der Kopplungstransformator 3. Die beiden Hilfsthyratrone 12, 16 erhalten ihre Anodenspannung über einen Ruhekontakt 17,17' des Schützes 9.

Durch den vom Impulsgeber 1 erzeugten Impuls wird das Hilfsthyratron 12 gezündet, wodurch das Zeitrelais 15 seine Eingangsspannung erhält. Mit einer am Zeitrelais 15 einstellbaren Verzögerung wird das Hilf sthyratron 16 gezündet, so daß über den Transformator 3 ein Spannungsstoß auf das Gitter 5' des Starkstromthyratrons 5 gegeben und der Leistungsverbraucher 7 eingeschaltet wird. Dieser Vorgang erfolgt ebenfalls rein elektronisch, ohne mechanische Kontakte, so daß die Verzögerungszeit des Zeitrelais 15 konstant und ohne Streufehler eingehalten wird. Gleichzeitig werden, wie schon beschrieben wurde, das Relais 4 und das Schütz 9 eingeschaltet, welches über die Arbeitskontakte 8, 8' das Starkstromthyratron 5 kurzschließt, zugleich aber auch durch Unterbrechung der Ruhekontakte 17,17' die zur Vorsteuerung dienenden Hilfsthyratrone 12,16 zum Erlöschen bringt. Infolgedessen sind auch die Hilfsthyratrone 12,16 nur so lange in Betrieb, bis das Schütz 9 angesprochen hat.

Die Unterbrechung des Anodenkreises der Hilfsthyratrone 12, 16 kann auch durch sonstige Hilfskontakte, beispielsweise von einem Leistungsverbraucher nach Vollendung seines Arbeitsganges, bewirkt werden, so daß die Hilfsthyratrone 12,16 so lange gezündet bleiben und den Durchgang eines neuen Steuerimpulses verhindern, solange das Programm der ersten Steuerung nicht beendet ist.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Steuervorrichtung, bei welcher durch einen elektrischen Impuls ein Thyratron gezündet und dieses durch einen Relaiskontakt anschließend kurzgeschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Relaiskontakt (8, 8') durch den Impuls unabhängig von dem Thyratron (5) gesteuert wird.

2. Steuervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Impuls ein Starkstromthyratron (5) über eine kontaktlose Vorsteuerungsvorrichtung (12, 15, 16) mit Zeitverzögerung zündet und daß die mechanische Kontaktvorrichtung (9) zugleich vom Ausgangsstrom der Vorsteuervorrichtung (12, 15, 16) gesteuert und so ausgebildet ist, daß sie zugleich mit der Ausschaltung des Starkstromthyratrons (5) die Vorsteuervorrichtung (12,15,16) abschaltet.

3. Steuervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsteuerungsvorrichtung aus zwei Hilfsthyratronen (12, 16) besteht, zwischen denen ein Zeitrelais (15) eingeschaltet ist, und daß das erste Hilfsthyratron (12) in Span-

nungsteilerschaltung durch den gegebenenfalls vorverstärkten Impuls gezündet und der dadurch hervorgerufene Spannungssprung als Eingangsspannung des Zeitrelais (12) benutzt wird, während das zweite Hilfsthyratron (16) von einem verzögerten Ausgangsimpuls des Zeitrelais (15) gezündet und dadurch ein Stromkreis geschlossen wird, an den einerseits das Gitter (5') des Starkstromthyratrons (S) durch ein galvanisch trennendes differenzierendes Glied (3) angekoppelt ist und in den andererseits ein Steuerrelais (4) zur Steuerung der Kontaktvorrichtung (9) eingeschaltet ist.

4. Steuervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenspannung den beiden Hilf sthyratronen (12,16) über einen Ruhekontakt (17) der Kontaktvorrichtung (9) zugeleitet wird, der beim Einschalten des Leistungsstromkreises oder nach Ablauf des Steuerprogramms unterbrochen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 915 366;
Elektro-Anzeiger, 1957, Nr. 36, S. 317 bis 321.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen